高浊度原水前处理装置与方法
专利汇可以提供高浊度原水前处理装置与方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 是关于一种高 浊度 原 水 前处理装置与方法，该高浊度原水前处理装置包含：进水单元，是用于提供原水至过滤单元中；过滤单元，是用于拦截及过滤流经其间的原水中的浊度物质；出水单元，是用于导出该过滤单元拦截及过滤后的原水；及 反冲 洗单元，是用于从该过滤单元中移除原水浊度物质。，下面是高浊度原水前处理装置与方法专利的具体信息内容。
1、一种高浊度原水前处理装置，其特征在于，包含：
进水单元，是用于提供高浊度原水至过滤单元中；
过滤单元，是为一反应槽并用于拦截及过滤流经其间的原水 中的浊度物质，前述反应槽由上而下依序为上部空间、多孔性担 体及下部空间；
出水单元，是用于导出前述过滤单元拦截及过滤后的原水； 及
反冲洗单元，是用于从前述过滤单元中移除浊度物质。
2、如权利要求1所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述进水单元包含进流管及帮浦，前述进流管连接至前 述帮浦并连通于前述过滤单元的上部空间；及其中前述出水单元 是连通于前述过滤单元的下部空间及大气。
3、如权利要求2所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述进水单元进一步包含一流量计，前述流量计并接于 前述进流管上。
4、如权利要求2所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述过滤单元的上部空间中设有分配管，且前述分配管 是连通于前述进流管。
5、如权利要求1所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述进水单元包含进流管及帮浦，前述进流管连接至前 述帮浦并连通于前述过滤单元的下部空间；及其中前述出水单元 是连通于前述过滤单元的上部空间及大气。
6、如权利要求5所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述进水单元进一步包含一流量计，前述流量计并接于 前述进流管上。
7、如权利要求1所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述过滤单元的下部空间设有一排放阀。
8、如权利要求1所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述多孔性担体是为具有复数个凸部及复数个凹部以形 成扇叶形状的担体。
9、如权利要求8所述的高浊度原水前处理装置，其特征在 于，其中前述多孔性担体的材质是包含PU发泡体、聚酯纤维、 聚乙烯或聚丙烯。
10、如权利要求9所述的高浊度原水前处理装置，其特征 在于，其中前述多孔性担体的材质是包含由聚酯纤维、聚乙烯或 聚丙烯制成的具有孔隙的不织布。
11、如权利要求1所述的高浊度原水前处理装置，其特征 在于，其中前述反冲洗单元包含进气管及鼓风机，前述进气管连 接至前述鼓风机并延伸于前述过滤单元的下部空间中。
12、如权利要求11所述的高浊度原水前处理装置，其特 征在于，其中前述反冲洗单元进一步包含一气体流量计，前述气 体流量计并接于前述进气管上。
13、如权利要求11所述的高浊度原水前处理装置，其特 征在于，其中前述反冲洗单元的进气管上设有至少一个曝气头。
14、一种高浊度原水前处理方法，其特征在于，包含：
导入原水至一原水前处理装置中；
由前述原水前处理装置拦截及过滤前述原水中的浊度物质；
将前述高浊度原水前处理装置拦截及过滤后的原水排出；
以气体进行反冲洗程序，将前述高浊度原水前处理装置内的 原水中的浊度物质移除；及
将前述浊度物质排出于前述高浊度原水前处理装置之外。
15、如权利要求14所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述高浊度原水前处理装置是为权利要求1项所述。
16、如权利要求14所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述反冲洗的气体强度范围介于0.1～5m3/m2 .day。
17、如权利要求16所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述反冲洗的气体强度为0.75m3/m2.day。
18、如权利要求14所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述反冲洗时间范围介于1～60分钟。
19、如权利要求18所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述反冲洗时间为5分钟。
20、如权利要求14所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述导入至原水前处理装置的原水浊度范围为2, 000～100,000NTU。
21、如权利要求20所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述原水浊度为10,000NTU。
22、如权利要求14所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述高浊度原水前处理装置操作滤速范围介于5～ 200m3/m2.day。
23、如权利要求22所述的高浊度原水前处理方法，其特 征在于，其中前述原水前处理装置操作滤速为50m3/m2.day。
技术领域
本发明是关于一种高浊度原水前处理装置与方法，尤指一种 可快速及有效去除大部分浊度，且可有效减少加药量及污泥产生 量的高浊度原水前处理装置与方法。
背景技术
然而，现在净水厂利用增加投药量及减少出水量的方式已经 无法有效解决高浊度引发问题，在高浊度期间，为了维持净水厂 持续营运及供水，必须思考高浊度原水前处理可行性，利用物理 方式如薄膜分离技术、离心方式及快速固液分离方式，成为解决 此问题的可行方案。由于物理分离方式不用添加任何化学物品， 经物理性固液分离的泥砂性质并无改变，故可再度使其排入河川 之中，且基本上，对于河川生态的影响并不大。因此，改善原水 浊度以降低含沙量并减少水头损失及增加产水量实为一值得研 究的课题。
发明内容
本发明的另一目的在于提供一种高浊度原水前处理装置，该 装置可以有效减少对原水的加药量及污泥的产生量，以节省操作 成本。
本发明的又一目的在于提供一种高浊度原水前处理装置，该 装置可减少水头损失及增加产水量。
本发明的再一目的在于提供一种高浊度原水前处理装置，该 装置于高浊度期间可以维持稳定供水及供水水质。
达到上述目的的高浊度原水前处理装置，包含进水单元，是 用于提供原水至过滤单元中；过滤单元，是用于拦截及过滤流经 其间的原水中的浊度物质；出水单元，是为一反应槽并用于导出 该过滤单元拦截及过滤后的原水，前述反应槽由上而下依序为上 部空间、多孔性担体及下部空间；及反冲洗单元，是用于从该过 滤单元中移除浊度物质。
较佳地，该进水单元包含进流管及帮浦，该进流管连接至该 帮浦并连通于该过滤单元的上部空间；及其中该出水单元是连通 于该过滤单元的下部空间及大气。
较佳地，该进水单元进一步包含一流量计，该流量计并接于 该进流管上。
较佳地，该过滤单元的上部空间中设有分配管，且该分配管 是连通于该进流管。
较佳地，该进水单元包含进流管及帮浦，该进流管连接至该 帮浦并连通于该过滤单元的下部空间；及其中该出水单元是连通 于该过滤单元的上部空间及大气。
较佳地，该进水单元进一步包含一流量计，该流量计并接于 该进流管上。
较佳地，该过滤单元的下部空间设有一排放阀。
较佳地，该多孔性担体是为具有复数个凸部及复数个凹部以 形成扇叶形状的担体。
较佳地，该多孔性担体的材质是包含PU发泡体、聚酯纤维、 聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)。
较佳地，该多孔性担体的材质是包含由聚酯纤维、聚乙烯或 聚丙烯制成的具有孔隙的不织布。
较佳地，该反冲洗单元包含进气管及鼓风机，该进气管连接 至该鼓风机并延伸于该过滤单元的下部空间中。
较佳地，该反冲洗单元进一步包含一气体流量计，该气体流 量计并接于该进气管上。
较佳地，该反冲洗单元的进气管上设有至少一个曝气头。
达到上述目的的高浊度原水前处理方法，包含：导入原水至 一原水前处理装置中；由该原水前处理装置拦截及过滤该原水中 的浊度物质；将该原水前处理装置拦截及过滤后的原水排出；以 气体进行反冲洗程序，将该原水前处理装置内的原水中的浊度物 质移除；及将该浊度物质排出于该原水前处理装置之外。
较佳地，反冲洗的气体强度范围介于0.1～5m3/m2.day。
较佳地，反冲洗时间范围介于1～60分钟。
较佳地，导入至前述高浊度原水前处理装置的原水浊度范围 为2,000～100,000NTU。
较佳地，该高浊度原水前处理装置操作滤速范围介于5～2 00m3/m2.day。
附图说明
以下是由数个实施例并配合附图说明本发明的实施态样，但 并非用于限制本发明的申请专利范围，其中：
图1为本发明高浊度原水前处理装置的第一具体实施例的示 意图。
图2为本发明高浊度原水前处理装置的第二具体实施例的示 意图。
图3为依据本发明高浊度原水前处理装置所获得的不同滤速 残留浊度与时间的变化图。
图4为依据本发明高浊度原水前处理装置所获得的反冲洗曝 气强度与浊度变化图。
图5为依据本发明高浊度原水前处理装置不同实施例所获得 的不同水流方向对残留浊度的影响的曲线图。
图6为扇叶形多孔性担体的一实施态样的结构示意图。
图7为复数个扇叶形多孔性担体的组合示意图。
具体实施方式
实施例一
请参阅图1，显示本发明高浊度原水前处理装置的第一具体 实施例的示意图。本发明高浊度原水前处理装置1，包含进水单 元10，是用于提供原水至过滤单元20中；过滤单元20，是 用于拦截及过滤流经其间的原水中的浊度物质；出水单元40， 是用于导出该过滤单元20拦截及过滤后的原水；及反冲洗单元 30，是用于从该过滤单元20中移除浊度物质；其中，该进水 单元10包含进流管11、帮浦12、流量计13及分配管15， 该过滤单元20包含上部空间23、反应槽21、多孔性担体2 2、下部空间24及排放阀25，该反冲洗单元30包含进气管 31、鼓风机32、气体流量计33及曝气头35。
该进流管11连接至该帮浦12并连通于设置于该上部空间 23的分配管15，且该流量计13并接于该帮浦12与该分配 管15之间的进流管11上。
该多孔性担体22填充于该反应槽21内部，而该反应槽2 1顶部与该多孔性担体22项部所形成的空间界定出该上部空间 23，该反应槽21底部与该多孔性担体22底部所形成的空间 界定出该下部空间24，且该下部空间24设有一排放阀25。
该进气管31连接至该鼓风机32并延伸于该下部空间24 中，且复数个曝气头35设置于该下部空间24内的进气管31 上，该气体流量计33并接于该鼓风机32与该反应槽21外部 之间的进气管31上。
高浊度原水自该进流管11引进，经由该帮浦12并以该流 量计13进行水流量调整后，而由该分配管15进入该反应槽2 1的上部空间23。该多孔性担体22填充于该反应槽21内部 的填充率约为该反应槽21体积的50～200％之间，依处理 原水浊度及滤速而定，通常以100％填充率为较佳。高浊度原 水进入该反应槽21的上部空间23中，由该多孔性担体22将 高浊度物质拦截、捕捉及过滤等机制，达到浊度去除效果，而成 为该下部空间24的低浊度处理水，该低浊度处理水则由该出水 单元40离开该反应槽21，以进行后续的原水处理。上述高浊 度原水处理经过一段时间操作后，必须进行反冲洗工作，而该反 冲洗工作是先将进该帮浦12关闭且开启该鼓风机32并以该气 体流量计33调整反冲洗的曝气强度，由该曝气头35所喷出的 空气可有效地将拦截或附着于该多孔性担体22的高浊度物质移 除，经过一段时间的反冲洗工作后，便可停止该鼓风机32的运 作，并将浓缩高浊度物质从该反应槽21底部的排放阀25排掉 后，即可继续进行高浊度原水的处理工作。
实施例二
请参阅图2，显示本发明高浊度原水前处理装置的第二具体 实施例的示意图。本发明高浊度原水前处理装置1，包含进水单 元10，是用于提供原水至过滤单元20中；过滤单元20，是 用于拦截及过滤流经其间的原水中的浊度物质；出水单元40， 是用于导出该过滤单元20拦截及过滤后的原水；及反冲洗单元 30，是用于从该过滤单元20中移除浊度物质；其中，该进水 单元10包含进流管11、帮浦12及流量计13，该过滤单元 20包含上部空间23、反应槽21、多孔性担体22、下部空 间24及排放阀25，该反冲洗单元30包含进气管31、鼓风 机32、气体流量计33及曝气头35。
该进流管11连接至该帮浦12并连通于设置于该上部空间 23的分配管15，且该流量计13并接于该帮浦12与该反应 槽21外部之间的进流管11上。
该多孔性担体22填充于该反应槽21内部，而该反应槽2 1顶部与该多孔性担体22顶部所形成的空间界定出该上部空间 23，该反应槽21底部与该多孔性担体22底部所形成的空间 界定出该下部空间24，且该下部空间24设有一排放阀25。
该进气管31连接至该鼓风机32并延伸于该下部空间24 中，且复数个曝气头35设置于该下部空间24内的进气管31 上，该气体流量计33并接于该鼓风机32与该反应槽21外部 之间的进气管31上。
高浊度原水自该进流管11引进，经由该帮浦12并以该流 量计13进行水流量调整后，进入该反应槽21的下部空间24。 该多孔性担体22填充于该反应槽21内部的填充率约为该反应 槽21体积的50～200％之间，依处理原水浊度及滤速而定， 通常以100％填充率为较佳。高浊度原水进入该反应槽21的 下部空间24中，藉由该多孔性担体22将高浊度物质拦截、捕 捉及过滤等机制，达到浊度去除效果，而成为该上部空间23的 低浊度处理水，该低浊度处理水则由该出水单元40离开该反应 槽21，以进行后续的原水处理。上述高浊度原水处理经过一段 时间操作后，必须进行反冲洗工作，而该反冲洗工作是先将进该 帮浦12关闭且开启该鼓风机32并以该气体流量计33调整反 冲洗的曝气强度，由该曝气头35所喷出的空气可有效地将拦截 或附着于该多孔性担体22的高浊度物质移除，经过一段时间的 反冲洗工作后，便可停止该鼓风机32的运作，并将浓缩高浊度 物质从该反应槽21底部的排放阀25排掉后，即可继续进行高 浊度原水的处理工作。
请参阅图3，是依据本发明高浊度原水前处理装置所获得的 不同滤速残留浊度与时间的变化图。高浊度原水以石门水库的底 泥及自来水原水配制而成，其高浊度原水的水质特性如表1中所 示。对进流水的浊度为11,000NTU进行不同滤速 (filtration rate)的实验，其实验结果如图3所示，滤速与出 流水残留浊度呈正比关系，滤速越快则出流水残留浊度越高，且 在相同滤速之下，随操作时间增加其出流水残留浊度亦随的增加， 为维持出流水残留浊度在3,000NTU的下，宜将滤速控制在 22m3/m2.day的下，且在操作时间1小时之后，将进行反冲洗 工作。本发明可以将原水浊度从11,000NTU降至3,000 NTU的下，约减少50％以上混凝剂使用量，以节省操作成本。
表1高浊度原水水质特性
项目 SS(mg/L) 浊度(NTU) 浊度/SS 333,000 350,000 1.05
请参阅图4，是依据本发明高浊度原水前处理装置所获得的 反冲洗曝气强度与浊度变化图。反冲洗操作条件为原水浊度10, 000TU在滤速50m3/m2.day的操作条件下，经过1小时 操作，开始进行反冲洗，反冲洗时间为5分钟，空气流向采上流 式。由第四图得知，曝气强度越大反冲洗洗出浊度越高，当曝气 强度在0.75m3/m2.min以上时，则可以将理论浊度(37,5 00NTU)全部冲洗出来。
请参阅图5，是依据本发明高浊度原水前处理装置不同实施 例所获得的不同水流方向对残留浊度的影响的曲线图。在相同滤 速的下，实施例一(下流式水流操作)约较实施例二(上流式水 流操作)增加30％浊度去除效果，此种操作方式与传统砂滤塔 类似，可以在该多孔性担体22上端形成一层滤饼，以增加去除 浊度效果。
图6是显示多孔性担体22的一种实施态样，该多孔性担体 22包含一本体51，该本体51具有复数个凸部52及复数个 凹部53以形成一一体成型的扇叶形状的担体。图7是显示复数 个多孔性担体22的组合示意图，由图中显示，该凸部52与该 凹部53的面积是可相互互补，且是为弧形状，较佳可为半圆形。 如此的设计可充分利用制成该多孔性担体22的材料，而不会造 成浪费。
虽然本发明已揭露如上的较佳实施例，然其并非用以限定本 发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当 可作各种的变更与修饰，因此，本发明的保护范围，当视后附的 申请专利范围所界定的为准。
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