KR101214439B1 - Immersed hollow fiber membrane module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 침지형 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 중공사막을 보호할 수 있는 가이드 및 새로운 구조의 에어 산기장치를 채택하여, 중공사막의 엉킴 및 파손을 방지할 수 있고, 중공사막의 오염을 최소화시킬 수 있도록 한 침지형 중공사막 모듈를 제공하는데 목적이 있다.The present invention relates to an immersion type hollow fiber membrane module, by adopting a guide and a new structure air diffuser to protect the hollow fiber membrane, it is possible to prevent entanglement and breakage of the hollow fiber membrane, and to minimize contamination of the hollow fiber membrane The purpose is to provide a submerged hollow fiber membrane module.
이러한 본 발명의 목적은 상단끝은 자유단으로서 실링 처리되고, 하단끝은 개방된 중공사막 다발과; 상기 중공사막 다발의 하단이 고정제로 고정되는 상부블럭과, 상기 중공사막으로부터 배출된 처리수가 수집되는 하부블럭으로 구성된 하부 콜렉터와; 상기 상부블럭에 형성되는 산기수단과; 상기 산기수단에 수직으로 연결되는 에어공급파이프와; 상기 하부블럭의 내부와 수직으로 연결되는 처리수 배출 파이프와; 상기 중공사막 다발 전체를 둘러싸며 보호하는 동시에 그 하단이 상부블럭의 상단면에 결합되는 가이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈에 의하여 달성된다.The object of the present invention is the top end is a sealing end as a free end, the bottom end is a hollow fiber membrane bundle; A lower collector comprising an upper block on which a lower end of the hollow fiber membrane bundle is fixed by a fixing agent, and a lower block on which treated water discharged from the hollow fiber membrane is collected; Diffuser means formed on the upper block; An air supply pipe connected to the diffuser vertically; A treatment water discharge pipe connected to the inside of the lower block vertically; The immersion hollow fiber membrane module is characterized in that it comprises a guide surrounding the entire bundle of the hollow fiber membrane bundle and at the same time the lower end is coupled to the upper surface of the upper block.
침지형 중공사막 모듈, 가이드, 산기수단, 하부 콜렉터, 상부블럭, 하부블럭 Immersion hollow fiber membrane module, guide, diffuser means, lower collector, upper block, lower block
Description
도 1a는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈을 나타내는 사시도,Figure 1a is a perspective view of the immersion hollow fiber membrane module according to the present invention,
도 1b는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 다른 실시예을 나타내는 사시도,Figure 1b is a perspective view showing another embodiment of the immersion hollow fiber membrane module according to the present invention,
도 2는 도 1의 중공사막 모듈이 카세트내에 여러개가 배열 장착된 상태를 나타내는 사시도,2 is a perspective view illustrating a state in which the hollow fiber membrane module of FIG. 1 is arranged in a cassette in a plurality;
도 3a,3b는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 콜렉터를 나타내는 분리사시도,Figure 3a, 3b is an exploded perspective view showing a collector of the immersion hollow fiber membrane module according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 콜렉터를 나타내는 조립사시도,Figure 4 is an assembled perspective view showing the collector of the immersion hollow fiber membrane module according to the present invention,
도 5는 도 4의 A-A선 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6은 도 4의 B-B선 단면도,6 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
도 7은 도 4의 C-C선 단면도,7 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG.
도 8은 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 산기장치에 의하여 오폐수의 십자흐름을 유도하는 작용을 설명하는 개략도,Figure 8 is a schematic diagram illustrating the action of inducing the cross-flow of the waste water by the diffuser of the immersion hollow fiber membrane module according to the present invention,
도 9는 본 발명의 침지형 중공사막 모듈에 채택된 가이드의 유무에 따른 중 공사막의 막저항값을 나타내는 그래프.Figure 9 is a graph showing the film resistance value of the hollow fiber membrane with or without the guide adopted in the immersion hollow fiber membrane module of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 중공사막 12 : 하부 콜렉터10
14 : 가이드 16 : 고정제14 guide 16: fixing agent
18 : 유입구 20 : 상부블럭18: inlet 20: upper block
22 : 하부블럭 24 : 고정구22: lower block 24: fixture
28 : 체결구 30 : 처리수 배출 파이프28: fastener 30: treated water discharge pipe
32 : 결합단 34 : 에어공급구32: coupling end 34: air supply port
36 : 에어공급라인 38 : 에어노즐36: air supply line 38: air nozzle
40 : 에어공급파이프 42 : 결합홈40: air supply pipe 42: coupling groove
44 : 수집통로 46 : 끼움홈44: collecting passage 46: fitting groove
48 : 볼트 50 : 시일48: bolt 50: seal
52 : 카세트 54 : 에어공급 메인파이프52: cassette 54: air supply main pipe
56 : 최종 배출파이프 58 : 리크(leak)방지턱56: final discharge pipe 58: leak prevention jaw
본 발명은 침지형 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중공사막을 보호/지지할 수 있는 가이드 및 새로운 구조의 에어 산기장치를 채택하여, 중 공사막의 엉킴 및 파손을 방지할 수 있고, 중공사막의 막오염을 최소화시킬 수 있도록 한 침지형 중공사막 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an immersion type hollow fiber membrane module, and more specifically, by adopting a guide and a new structure air diffuser that can protect / support the hollow fiber membrane, to prevent entanglement and breakage of the hollow fiber membrane, It relates to an immersion hollow fiber membrane module that can minimize membrane fouling.
정수 및 하수, 오폐수의 처리분야에 있어서, 분리막의 사용은 1960년대 시작된 이래 지금까지 그 사용이 비약적으로 증가되어 왔고, 지금까지의 분리막 사용은 고도처리의 개념으로 1차적으로 처리된 처리수를 별도의 분리막 공정을 더 두어 보다 나은 수질의 처리수를 얻는데 그 목적이 있다.In the field of water treatment, sewage, and wastewater, the use of membranes has increased dramatically since the beginning of the 1960s, and the use of membranes so far separates the treated water primarily from the concept of advanced treatment. The purpose of this method is to obtain a better water quality by further separating the membrane process.
그러나, 기존의 방식은 해당 수처리 시설에 부가적인 시설을 더 배열하는 방식으로서, 좋은 수질의 처리수를 얻는데 반해 부가시설(분리막 공정)을 설치, 운영, 유지하는데 드는 비용을 추가적으로 들여야 하는 단점이 있다.However, the conventional method is to arrange additional additional facilities in the water treatment plant, and has a disadvantage in that additional costs for installing, operating, and maintaining an additional facility (membrane process) are obtained, while obtaining good quality treated water. .
이러한 점을 감안하여, 1989년 가쯔오 야마모토 등(Kazuo Yamamoto et al.)의 "Direct Solid-Liquid Separation Using Hollow Fiber Membrane in an Activated Sludge Aeration Tank" 논문을 근거로 최초로 분리막(중공사막)을 반응조내 직접 침지시켜 처리수를 얻어내는 실험을 시작으로 분리막 생물공정(Membrane BioReactor, MBR)이 비약적으로 발전하였다.In view of this, based on the 1989 paper by "Kazuo Yamamoto et al.", "Direct Solid-Liquid Separation Using Hollow Fiber Membrane in an Activated Sludge Aeration Tank," Membrane BioReactor (MBR) has developed dramatically since the experiment of dipping to obtain treated water.
이러한 MBR 공정은 우선 기존의 활성슬러지(Activated Sludge) 공정에 비해 높은 농도의 활성슬러지 농도(MLSS 8,000~15,000ppm)를 유지, 운전함으로써, 하수를 처리함에 있어 짧은 체류시간내에 처리할 수 있기 때문에 하수처리에 필요한 공간을 줄일 수 있고, 표준활성 오니법 등 대체적으로 미생물만을 이용하는 공정에서 발생할 수 있는 이상현상 즉, 유기물 부하변동(Shock Loading), 팽화현상(Bulking), 거품발생(Foaming)등의 문제가 발생하여 활성슬러지의 침강성이 좋지 않을 경우에 대해서도 안정적인 처리수를 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다.This MBR process maintains and operates a higher concentration of activated sludge (MLSS 8,000-15,000 ppm) than the existing activated sludge process, so that sewage can be treated within a short residence time in treating sewage. It is possible to reduce the space required for processing, and problems such as organic loading, bulking, foaming, etc. Even when the sedimentation property of the activated sludge is not good, there is an advantage to obtain a stable treated water.
그러나, 위와 같은 MBR 공정에서 대두되는 가장 큰 문제는 분리막 오염 현상(membrane fouling)에 있다.However, the biggest problem that arises in the MBR process is the membrane fouling phenomenon (membrane fouling).
상기 분리막 오염 현상은 분리막의 운전인자(driving force)가 대부분 압력차에 의한 것으로, 반응조내 활성슬러지 및 기타 분리막 오염 물질들이 막표면이나 공극내에 축적되어 유효 막표면적을 저감시키고, 이로 인해 처리수의 수량이 줄어들게 되는 문제를 야기시킨다.The membrane fouling phenomenon is caused mainly by the pressure difference of the driving force of the membrane, and activated sludge and other membrane contaminants in the reactor accumulate in the membrane surface or in the pores, thereby reducing the effective membrane surface area. It causes the problem of reduced quantity.
이에, 상기 분리막 오염현상을 저감시키기 위해, 그동안 많은 연구자들에 의해 분리막 재질에 대한 연구가 진행되어 왔고, 물리적으로 막표면에 십자흐름(cross-flow)을 유도하는 방법들도 연구되어 왔다.Thus, in order to reduce the contamination of the membrane, many researchers have been studied on the membrane material, and methods of physically inducing cross-flow on the membrane surface have been studied.
또한, 분리막 재질에 대한 연구는 주로 막표면을 계면활성제나 플라즈마(Plasma) 등을 이용하여 친수성으로 개질하는 방향으로 진행되어 왔으며, 물리적인 방법은 주로 막표면에 공기를 이용하는 등의 물리적 효과, 특히 십자흐름을 유도하여 막표면에 축적된 슬러지 케이크(sludge cake)을 털어내거나 쌓이지 못하도록 하는 방향으로 연구가 진행되어 왔다.In addition, the research on the membrane material has been mainly in the direction of modifying the surface of the membrane hydrophilically using a surfactant or plasma (Plasma), the physical method is mainly used for physical effects, such as using air on the surface of the membrane Research has been conducted in the direction of inducing cross flow so as not to shake off or accumulate sludge cake accumulated on the film surface.
여기서, 막오염을 해결하기 위한 기존의 중공사막 모듈에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Here, the conventional hollow fiber membrane module for solving the membrane contamination is as follows.
처리수 콜렉터(Collector)가 양쪽에 배열된 타입(중공사막의 양쪽 끝단이 양 콜렉터에 고정)으로서, 미쯔비시 레이온(Mitsubishi rayon)이나 제논(Zenon)사의 중공사막 모듈의 경우, 분리막을 거쳐 처리된 처리수는 우선 양쪽의 콜렉터로 모여 펌프를 통해 처리 수조로 이송하게 된다.The treated water collector is arranged on both sides (both ends of the hollow fiber membrane are fixed to both collectors), and in the case of Mitsubishi rayon or Zenon hollow fiber membrane module, the treated water is treated through a separator The water first collects on both collectors and is pumped to the treatment tank.
이렇게 처리수가 수집되는 콜렉터가 양쪽끝에 배열된 경우, 상기 중공사막의 양쪽 끝단이 각 콜렉터에 묶여서 고정된 상태이기 때문에 에어(Air)에 의한 중공사막의 움직임이 제한될 수 밖에 없고, 에어공급(중공사막 표면쪽으로 공급됨)에 의한 처리수의 십자흐름 또는 공급된 에어에 의한 물리적 흔들림(중공사막에 진동을 가함) 작용에도 불구하고 중공사막(분리막)의 표면에 축적된 오염물질이 용이하게 제거되지 않는 단점이 있다.In this way, when the collectors for treating water are arranged at both ends, both ends of the hollow fiber membranes are fixed by being tied to each collector and the movement of the hollow fiber membranes due to air is limited, and air supply (hollowing In spite of the cross flow of the treated water by the surface of the desert or the physical shaking caused by the supplied air (vibrating the hollow fiber membrane), the accumulated contaminants on the surface of the hollow fiber membrane (separation membrane) are not easily removed. There is a disadvantage.
특히, 양사의 중공사막 모듈은 모두 감압의 영향을 처음 받게 되는 위치(즉, 가장 높은 압력차를 일으키는 곳)가 두 곳이므로, 그 위치에서 생기는 강한 오염물 축적현상을 막을 수 없는 단점이 있다.In particular, since the hollow fiber membrane modules of both companies are located at two locations (that is, where the highest pressure difference is caused) at the first to be affected by the decompression, there is a disadvantage in that a strong contaminant accumulation phenomenon that occurs at the location cannot be prevented.
또한, 제논(Zenon)사에 의한 모듈의 경우, 하부에서 공급된 공기가 상승하면서 활성슬러지들을 부상시키는 동안에 모듈 상부의 콜렉터를 통해 완전하게 빠져나가지 못하고, 상부 콜렉터에 걸리게 되어 그 흐름이 원활하지 못해 완전히 순환하지 못하게 되어, 그 위치의 압력차에 의해 다시 막표면에 오염물질이 축적되는 현상이 발생되는 문제점이 있고, 또한 산기장치가 모듈의 밑부분에 설치되어 있어 에어가 중공사막 모듈에 직접 전달되지 않게 되어 에어 손실이 많아 부가적으로 산기량이 많이 들게 되며, 그에 따라 운전중 유지관리비 측면에서 에어공급의 전력비가 30~70%이상을 차지하여 운전 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다.In addition, in the case of the module by Zenon, the air supplied from the lower side does not completely escape through the collector on the upper part of the module while the activated sludge is floated, and the upper collector is caught and the flow is not smooth. There is a problem that can not be completely circulated, the contaminants accumulate on the surface of the membrane again due to the pressure difference in the location, and also the air diffuser is installed at the bottom of the module to transfer air directly to the hollow fiber membrane module There is a lot of air loss and additionally the amount of acid is added, according to the maintenance cost during operation, the power supply of the air supply accounted for more than 30 ~ 70% has a disadvantage of high operating costs.
이와 같이, 에어 공급이 원활하지 않기 때문에 모듈에 시작된 막오염(특히 슬러지 케이크(sludge cake)에 의한)은 계속해서 압력차가 보다 많은 지역 즉, 오 염이 덜한 부분으로 옮겨가게 되므로, 결과적으로 중공사막 전체를 오염시키게 되며, 이러한 현상은 유지보수세척(maintenance cleaning)의 주기가 빨라지도록 하여 비경제적이며, 결국 중공사막의 수명을 단축하는 결과를 초래한다.In this way, membrane contamination (especially due to sludge cake) initiated in the module because of poor air supply continues to be transferred to areas with higher pressure differences, that is, less contaminants, resulting in hollow fiber membranes. This will contaminate the whole, and this phenomenon is uneconomical, leading to faster maintenance cleaning cycles, resulting in shorter lifespans of the hollow fiber membranes.
여기서, 막오염을 해결하기 위한 기존의 중공사막 모듈 즉, 처리수 콜렉터(Collector)가 한쪽에 배열된 타입(중공사막의 일끝단이 콜렉터에 고정, 타단은 자유단)을 살펴보면 다음과 같다.Here, the conventional hollow fiber membrane module for solving membrane contamination, that is, the type of treated water collector (Collector) is arranged on one side (one end of the hollow fiber membrane fixed to the collector, the other end is as follows).
콜렉터(Collector)가 한쪽에만 배열된 경우로서, 모듈의 용도는 다르다 할 수 있으나 이미 1992년 T. Ahmed 등에 의하여 발표된“Use of Sealed-end Hollow Fibers for Bubbleless Membrane Aeration : experimental studies"에 유사한 형태의 모듈이 개시되어 있다.The collector is arranged on only one side, and the purpose of the module may be different, but it is similar to the “Use of Sealed-end Hollow Fibers for Bubbleless Membrane Aeration: experimental studies” published by T. Ahmed et al. In 1992. Modules are disclosed.
또한, 토레이(Toray)사에서 출원한 JP11128692 및 쿠레라이(Kuraray)사에서 출원한 JP10202270에는 위에 언급된 논문에 사용된 모듈과 거의 같은 형태의 모듈이 개시되어 있다.In addition, JP11128692, filed by Toray, and JP10202270, filed by Kuraray, disclose modules of almost the same type as the modules used in the above-mentioned paper.
위와 같이 콜렉터(Collector)가 한쪽에만 배열된 모듈은 콜렉터가 양쪽에 배열된 방식과 달리 모듈의 운전, 생산성, 내구성에 큰 차이점이 있는 것으로서, 토레이사의 모듈과 같이 중공사막의 한쪽 끝부분에 이루어진 실링부위가 실제 운전중에 절단되는 현상을 많이 볼 수 있어 모듈 내구성에 큰 단점이 있고, 특히 에어공급이 없어 막오염 저감에 효과가 미미한 단점이 있다.As shown above, a module in which a collector is arranged only on one side has a great difference in operation, productivity, and durability of the module, unlike a method in which collectors are arranged on both sides. There is a big disadvantage in the durability of the module because it can see a lot of phenomena that the sealing portion is cut during the actual operation, in particular, there is a disadvantage in that the effect of reducing the membrane fouling due to the lack of air supply.
특히, 중공사막이 한쪽만 고정되어 있는 모듈의 경우에서 가장 쉽게 발견되는 문제점은 모듈내 중공사막이 쓰러지거나 운전중 서로 다른 에어 흐름(air flow) 양에 의해 처리수의 유체흐름에 이상흐름이 발생하여 중공사막이 엉키게 되고, 엉킨부분에 이상흐름에 의한 물리적 스트레스가 집중되므로 결국 엉킨부분이 끊어지거나 고정제와의 계면 위치에서 끊어지는 문제점이 있다.In particular, the problem that is most easily found in the case of a module in which only one hollow fiber membrane is fixed is an abnormal flow in the fluid flow of the treated water due to the collapse of the hollow fiber membrane in the module or a different amount of air flow during operation. The hollow fiber membrane is tangled, and the physical stress due to abnormal flow is concentrated in the tangled portion, so that the tangled portion is broken or broken at the interface position with the fixative.
보다 상세하게는, 모듈내 중공사막(분리막)이 쓰러지는 경우, 침전조내 운전시에는 발생하지 않을 수 있으나 유지보수(maintenance) 등을 목적으로 중공사막 모듈을 폭기조 밖으로 꺼낼때 쉽게 발생 할 수 있고, 모듈내 중공사막이 엉켜서 부러지는 경우는 운전중 산기관의 수평이 완전하지 않아 산기관에 받는 수압에 차이가 생겨 수압이 높은 곳에서 공급 공기량이 적고 낮은 곳에서 공기 공급량이 많아져, 결국 공기 공급량이 많은 지역에서 공급량이 적은 쪽으로 유체의 흐름이 생기며 그 흐름을 따라 중공사막이 방향성을 가지게 되어 서로 엉키게 되는 것이다.More specifically, when the hollow fiber membrane (separation membrane) in the module collapses, it may not occur during operation in the settling tank, but may easily occur when the hollow fiber membrane module is taken out of the aeration tank for maintenance, etc. If the hollow fiber membrane is entangled and broken, the level of the diffuser is not perfect during operation, resulting in a difference in the water pressure received by the diffuser. In many areas, the flow of fluid occurs in the lesser supply, and the hollow fiber membranes are oriented along the flow, causing entanglement.
또한, 중공사막 모듈이 어느 한쪽으로 기울어져 있는 경우, 공급되는 에어의 흐름이 모듈에 닿는 위치가 서로 상이하여 일정한 패턴의 유체 흐름을 유도 할 수 없게 되고, 이렇게 상이해진 유체의 흐름에 의해 모듈내에 역행하는 흐름이 발생하여 중공사막들이 서로 엉키게 되며, 이 엉킨 위치에서 유체 흐름의 물리적 스트레스를 연속적으로 받게 되어 결국 중공사막이 절단되거나, 전체적 스트레스가 고정제와 중공사막의 계면에 작용되어 계면 위치에서 중공사막이 절단되는 것이다.In addition, when the hollow fiber membrane module is inclined to either side, the positions of the supplied air flow in contact with the module are different from each other, so that a certain pattern of fluid flow cannot be induced. Backlashing flow occurs and the hollow fiber membranes are entangled with each other, and in this tangled position, the physical stresses of the fluid flow are continuously received, and thus the hollow fiber membrane is cut off, or the overall stress is applied to the interface between the fixing agent and the hollow fiber membrane and thus the interface position. In this case, the hollow fiber membrane is cut.
본 발명은 상기와 같은 기존 중공사막 모듈이 갖는 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발된 것으로서, 중공사막을 보호할 수 있는 가이드를 채택하여, 중 공사막이 기울어지거나 엉키는 현상을 방지할 수 있고, 가이드 자체에 새로운 구조의 에어 산기장치를 부가시켜 적은 에어량으로도 중공사막의 막표면 오염을 최소화시킬 수 있도록 한 침지형 중공사막 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been researched and developed in order to solve the problems of the existing hollow fiber membrane module as described above, by adopting a guide that can protect the hollow fiber membrane, it is possible to prevent the phenomenon of tilting or entangled hollow fiber membrane, the guide itself The purpose of the present invention is to provide a submerged hollow fiber membrane module which adds a new structure air diffuser to minimize the surface contamination of the hollow fiber membrane with a small amount of air.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: The present invention for achieving the above object is:
상단끝은 자유단으로서 실링 처리되고, 하단끝은 개방된 중공사막 다발과; 상기 중공사막 다발의 하단이 고정제로 고정되는 상부블럭과, 상기 중공사막으로부터 배출된 처리수가 수집되는 하부블럭으로 구성된 하부 콜렉터와; 상기 상부블럭에 형성되는 산기수단과; 상기 산기수단에 수직으로 연결되는 에어공급파이프와; 상기 하부블럭의 내부와 수직으로 연결되는 처리수 배출 파이프와; 상기 중공사막 다발 전체를 둘러싸며 보호하는 동시에 그 하단이 상부블럭의 상단면에 결합되는 가이드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈을 제공한다.The upper end is sealed with a free end, and the lower end is a hollow fiber membrane bundle; A lower collector comprising an upper block on which a lower end of the hollow fiber membrane bundle is fixed by a fixing agent, and a lower block on which treated water discharged from the hollow fiber membrane is collected; Diffuser means formed on the upper block; An air supply pipe connected to the diffuser vertically; A treatment water discharge pipe connected to the inside of the lower block vertically; It provides an immersion type hollow fiber membrane module characterized in that it comprises a guide that is coupled to the upper surface of the upper block while protecting the entire hollow fiber membrane bundle.
바람직한 구현예로서, 상기 가이드는 직사각체 구조로서, 그 하부쪽 전후면에는 오폐수 유입구가 관통 형성된다.In a preferred embodiment, the guide is a rectangular structure, the waste water inlet is formed through the front and rear surfaces of the lower side.
상기 하부 콜렉터의 상부블럭은 직사각체 구조로서, 상면 중앙부에는 상기 중공사막 다발이 고정제에 의하여 접착 고정되는 고정구가 형성되고, 일측단에는 상기 처리수 배출 파이프의 체결구가 관통 형성되며, 그 저면에는 상기 하부블럭에 결합되는 결합단이 돌출 형성된다.The upper block of the lower collector has a rectangular structure, a fastener for adhesively fixing the hollow fiber membrane bundle by a fixing agent is formed at the center of the upper surface, a fastener of the treated water discharge pipe is formed at one end thereof, and the bottom surface thereof. The coupling end coupled to the lower block is formed to protrude.
상기 하부 콜렉터의 하부블럭도 직사각체 구조로서, 그 상면에 상기 결합단 이 수용되는 결합홈이 형성되고, 이 결합홈 안쪽으로는 상기 중공사막 다발의 개방된 하단끝으로부터 배출되는 처리수의 수집통로가 더 깊게 형성되며, 일측단에는 상기 처리수 배출 파이프가 수용되는 끼움홈이 형성된다.The lower block of the lower collector also has a rectangular structure, and a coupling groove for receiving the coupling end is formed on an upper surface thereof, and inside the coupling groove, a collecting passage for treated water discharged from the open lower end of the hollow fiber membrane bundle. Is formed deeper, one side end is formed with a fitting groove for receiving the treated water discharge pipe.
바람직한 구현예로서, 상기 산기수단은 상기 에어공급파이프의 하단이 삽입 체결되도록 상기 상부블럭의 일측단 상면(처리수 배출 파이프의 체결구 반대쪽)에 형성된 에어공급구와; 이 에어공급구와 연통되면서 상기 중공사막 다발이 고정되는 고정구의 전후 테두리단을 따라 형성된 에어공급라인과; 상기 중공사막에 대한 45°~ 65°각도의 분사홀로서, 상기 에어공급라인에 등간격으로 형성된 다수의 에어노즐로 구성된다.As a preferred embodiment, the diffuser means and the air supply port formed on the upper surface of one end of the upper block (opposite the fastener of the treated water discharge pipe) so that the lower end of the air supply pipe is inserted; An air supply line communicating with the air supply port and formed along front and rear edges of the fastener to which the hollow fiber membrane bundle is fixed; An injection hole of 45 ° to 65 ° angle to the hollow fiber membrane, and comprises a plurality of air nozzles formed at equal intervals in the air supply line.
상기와 같은 침지형 중공사막 모듈은 폭기조의 용량에 따라 골격 구조물인 카세트내에 여러개가 일렬로 배열 설치된다.The immersion hollow fiber membrane module as described above is arranged in a row in a cassette, which is a skeletal structure, in accordance with the capacity of the aeration tank.
바람직하게는, 상기 카세트의 상단 양측에는 각 침지형 중공사막 모듈의 에어공급 파이프와 동시에 연통되는 에어공급 메인파이프와, 각 처리수 배출 파이프와 동시에 연통되는 최종 배출파이프가 부착된다.Preferably, both sides of the upper end of the cassette are attached with an air supply main pipe which is in communication with the air supply pipe of each submerged hollow fiber membrane module and a final discharge pipe which is in communication with each treated water discharge pipe at the same time.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1b의 중공사막 모듈이 카세트내에 여러개가 배열 장착된 상태를 나타내는 사시도이다.1A and 1B are perspective views illustrating an immersion type hollow fiber membrane module according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which a plurality of hollow fiber membrane modules of FIG. 1B are arranged in a cassette.
본 발명은 중공사막의 기울어짐 및 엉키는 현상 그에 따른 파손현상을 방지하기 위하여 중공사막 다발을 보호할 수 있는 직사각형 가이드를 채택한 점, 그리 고 새로운 구조의 에어 산기장치를 하부 콜렉터에 부가시켜 적은 에어량으로도 중공사막의 막표면 오염을 최소화시킬 수 있는 점에 주안점이 있다.The present invention adopts a rectangular guide that can protect the hollow fiber membrane bundle in order to prevent the tilting and tangling of the hollow fiber membrane, and also by adding a new air diffuser to the lower collector with a small amount of air The main point is that the surface contamination of the hollow fiber membrane can be minimized.
본 발명의 침지형 중공사막 모듈은 중공사막(10)과, 하부 콜렉터(12)와, 중공사막을 보호하는 가이드(14) 그리고 산기장치 등으로 구성된다.The submerged hollow fiber membrane module of the present invention comprises a
도 1a에 도시된 바와 같이, 개개의 중공사막(10)의 상단끝은 자유단으로서 실링 처리되고, 하단끝은 개방된 튜브 형태로서, 다발로 모아진 상태에서 그 하단이 상기 하부 콜렉터(12)에 고정제(16: 접착제)로 고정된다.As shown in Figure 1a, the upper end of the individual
다른 실시예로서, 도 1b에 도시된 바와 같이 상기 중공사막(10)의 상단끝 다발 전체가 실링재(접착제)로 실링 처리될 수 있다.As another example, as shown in FIG. 1B, the entire upper end bundle of the
특히, 직사각체의 가이드(14)가 상기 하부 콜렉터(12)상에 결합되는 바, 이 가이드(14)의 내부에 상기 중공사막(10) 다발이 내재되어, 중공사막(10)이 한쪽으로 기울어지는 현상 및 엉키는 현상 그리고 파손되는 현상으로부터 보호될 수 있다.In particular, the
즉, 상기 중공사막(10)이 외력(에어 및 오폐수의 흐름)에 의하여 한쪽으로 기울어지는 경우, 이를 직사각체의 가이드(14)가 지지해주는 역할을 수행하기 때문에 중공사막(10)이 한쪽으로 기울어지는 현상뿐만 아니라 엉키는 현상 및 파손(절단)되는 현상을 방지할 수 있다.That is, when the
한편, 상기 가이드(14)의 하단쪽 전후면에는 그 내부의 중공사막 다발쪽으로 오폐수가 유입되는 유입구(18)가 관통 형성된다. 이때, 각 중공사막 모듈에서 오폐수 유입구(18)는 오폐수가 가이드(14) 내부로 원활히 유입될 수 있도록 가이드(14) 하부의 전면과 후면에 모두 형성된다. 오폐수 유입구(18)가 가이드(14)의 전면과 후면에 모두 설치됨으로써, 도 2에 나타낸 바와 같이 여러개의 중공사막 모듈이 카세트(52) 내에 일렬로 배열된 상태이면서 중공사막 다발이 하부 콜렉터(12)에 고정되어서 가이드(14) 하단 끝이 하부 콜렉터(12)에 의해 밀폐된 상태라 하더라도, 오폐수 유입구(18)를 통해 가이드(14) 내부로 오폐수가 원활히 유입될 수 있게 된다. 이렇게 오폐수 유입구(18)를 가이드(14)의 하부 및 전후면 위치에 형성하는 것은, 중공사막(10)들을 보호하면서 하측의 산기수단에 의해 하부 콜렉터(12)에서 배출된 에어를 상방으로 안내 및 가둬두는 역할도 어느 정도 수행하는 가이드(14)를 중공사막(10)들을 최대한 둘러쌀 수 있는 직사각체 구조로 설치한 본 발명의 구성에 있어서, 오폐수가 가이드(14) 내부로 원활히 유입되도록 하는 중요한 역할을 한다. 특히, 카세트(52) 내에 중공사막 모듈 여러개가 일렬로 배열되는 구조, 가이드(14)가 중공사막(10)들을 최대한 둘러싸도록 한 구조, 그리고 하부 콜렉터(12)와 가이드(14)가 서로 결합되어 가이드(14) 하단 끝이 막혀 있는 구조임을 고려할 때, 오폐수 유입구(18)가 가이드(14)의 하부(가이드의 상단은 개방되어 있음) 및 전후면 위치에 형성되는 것은 오폐수 유입에 있어서 바람직하고 유리한 구조라 할 수 있다.On the other hand, the
여기서, 산기장치가 포함된 하부 콜렉터의 구성을 살펴보면 다음과 같다.Here, look at the configuration of the lower collector containing the diffuser as follows.
첨부한 도 3a,3b는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 콜렉터를 나타내는 분리사시도이고, 도 4는 조립사시도이다.3A and 3B are separate perspective views illustrating a collector of the immersion hollow fiber membrane module according to the present invention, and FIG. 4 is an assembled perspective view.
상기 하부 콜렉터(12)는 상기 중공사막(10) 다발의 하단이 고정제(16)로 고정되는 상부블럭(20)과, 상기 중공사막(10)의 하단으로부터 배출된 처리수가 수집되는 하부블럭(22)으로 구성된다.The
상기 하부 콜렉터(12)의 상부블럭(20)은 직사각체의 블럭 구조로서, 그 상면 중앙부에는 상기 중공사막(10) 다발이 고정제(16)에 의하여 접착 고정되는 직사각의 고정구(24)가 형성되고, 일측단에는 처리수 배출 파이프(30)가 삽입 결합되는 체결구(28)가 관통 형성되며, 그 저면에는 하부블럭(22)에 결합되는 결합단(32)이 돌출 형성된다. 상기 결합단(32)은 그 내부가 중공사막 다발의 하단부가 넣어진 상기 고정구(24)와 연통된 구조를 가진다.The
상기 고정구(24)의 내둘레면에는 고정제(16)의 수축시 리크(leak)를 방지하기 위한 리크방지턱(58)이 단차지게 형성된다.On the inner circumferential surface of the
따라서, 상기 중공사막(10) 다발의 하단부를 상기 상부블럭(20)의 고정구(24)에 접착제와 함께 몰딩하는 식으로 접착 고정시킨 다음, 고정구(24)를 통하여 밑으로 돌출된 중공사막(10) 다발의 하단부를 고정제와 함께 커팅함으로써, 중공사막(10) 다발의 하단끝은 상기 결합단(32)과 평행하게 배열되는 동시에 개방된 상태가 된다.Therefore, the lower end of the bundle of the
또한, 상기 상부블럭(20)에는 산기수단이 구비되는데, 상기 상부블럭(20)의 일측단 상면(처리수 배출 파이프의 체결구(28) 반대쪽)에 에어공급구(34)가 관통 형성되고, 이 에어공급구(34)와 연통되면서 상기 중공사막(10) 다발이 고정되는 고 정구(24)의 전후 테두리단 내부를 따라 2열의 에어공급라인(36)이 형성되며, 상기 에어공급라인(36)에 등간격으로 형성된 다수의 에어노즐(38)이 형성되어, 본 발명의 산기수단 즉, 에어공급경로가 달성된다. In addition, the
이때, 상기 에어노즐(38)은 중공사막(10) 다발에 대하여 약 45°~ 65°각도의 분사홀로 형성된 것이다.At this time, the
한편, 상기 상부블럭(20)의 에어공급구(34)에는 에어공급파이프(40)의 하단이 삽입 체결되고, 그 반대편에 형성된 체결구(28)에는 처리수 배출 파이프(30)의 하단이 삽입 체결되는 바, 이 에어공급파이프(40) 및 처리수 배출 파이프(30)는 수직으로 세워진 형태로서 상기 가이드(14)의 양쪽끝부에 내재되어 가이드(14)의 상단 위쪽으로 연장된다.On the other hand, the lower end of the
상기 하부 콜렉터(12)의 하부블럭(22)은 상기 상부블럭(20)의 저면에 일체로 결합되는 직사각체 구조로서, 그 상면에 상기 상부블럭(20)의 저면에 형성된 결합단(32)이 삽입 수용되는 결합홈(42)이 형성되고, 이 결합홈(42) 안쪽으로 상기 중공사막(10) 다발의 개방된 하단끝으로부터 배출되는 처리수의 수집통로(44)가 더 깊게 형성되며, 일측단에는 상기 처리수 배출 파이프(30)의 하단끝이 수용되는 끼움홈(46)이 더 형성된 구조로 구비된다.The
따라서, 상기 상부블럭(20)의 결합단(32)을 하부블럭(22)의 결합홈(42)에 삽입 안착시킨 다음, 상부블럭(20)과 하부블럭(22)의 테두리단을 따라 형성된 다수의 볼트 체결홈에 볼트(48)를 체결함으로써, 상부블럭(20)과 하부블럭(22)간의 조립이 이루어지고, 상기 결합단(32)과 평행을 이루며 커팅된 중공사막(10) 다발의 하단끝(개방된 상태)은 상기 하부블럭(22)의 처리수 수집통로(44)와 연통되는 상태가 된다. 이와 같이 상부블럭과 하부블럭은 서로 분리 가능한 구성을 가지면서 볼트로 조립되어 일체의 하부 콜렉터를 구성하도록 되어 있으며, 특히 상부블럭과 하부블럭이 분리된 상태에서는 하부블럭의 처리수 수집통로가 외부로 노출될 수 있는 구조로 되어 있다.Therefore, the
한편, 상기 상부블럭(20)과 결합되는 하부블럭(22)의 상면, 즉 결합홈(42)의 외주면에는 고무재의 밀폐용 시일(50)이 배열되어, 하부블럭(22)의 수집통로(44)로 모인 처리수가 누수되는 것이 방지된다.On the other hand, the sealing
한편, 상기와 같은 침지형 중공사막 모듈은 폭기조의 용량에 따라, 첨부한 도 2에서 보는 바와 같이 철골의 골격 구조물로 제작된 카세트(52)내에 여러개가 일렬로 배열 설치될 수 있다.On the other hand, the immersed hollow fiber membrane module as described above may be arranged in a row in a
이때, 상기 카세트(52)의 상단 일측에는 각 침지형 중공사막 모듈의 에어공급 파이프(40)의 상단끝이 하나로 합쳐져 연통되는 에어공급 메인파이프(54)가 부착되고, 또한 상기 카세트(52)의 상단 타측에는 각 침지형 중공사막 모듈의 처리수 배출 파이프(30)의 상단끝이 하나로 합쳐져 연통되는 최종 배출파이프(56)가 부착된다.At this time, an upper end of the
물론, 상기 에어공급 메인파이프(54)는 에어공급수단(미도시됨)과 연결되고, 상기 최종 배출파이프(56)는 처리수가 수집 또는 후처리되는 장소와 연결된다.Of course, the air supply
여기서, 본 발명의 침지형 중공사막 모듈에 대한 작동상태를 설명하면 다음과 같다.Here, the operational state of the immersion hollow fiber membrane module of the present invention will be described.
먼저, 오폐수가 채워진 폭기조(미도시됨)내에 여러개의 침지형 중공사막 모듈이 배열된 카세트(52)를 침지시킨다.First, a
이에, 폭기조내의 오폐수가 상기 가이드(14)의 유입구(18)를 통하여 중공사 막(10) 다발쪽으로 채워지게 되며, 동시에 외압에 의해 중공사막(10)의 내부로 오폐수가 여과되며 통과되어진다.Thus, the waste water in the aeration tank is filled into the
예를들어, 상기 중공사막(10)은 폴리술폰, 술폰화 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리비닐리딘플루오라이드 등을 이용하여 외경이 0.2~4.2mm, 내경이 0.05~4.1mm의 튜브 구조로서, 시각적으로 식별할 수 없을 정도로 미세한 다수의 기공이 형성된 것이다.For example, the
따라서, 오폐수가 중공사막(10)의 외부로부터 그 내부로 여과되며 통과하게 되는 오폐수의 여과작용이 이루어지게 된다.Therefore, the waste water is filtered from the outside of the
이렇게 여과된 처리수는 중공사막(10)의 내부를 통하여 아래쪽으로 흐르게 되어, 상기 하부 콜렉터(12)의 하부블럭(22)의 처리수 수집통로(44)로 모이게 된다.The filtered water thus flows downward through the inside of the
이어서, 첨부한 도 7에 도시된 바와 같이 상기 하부블럭(22)의 처리수 수집통로(44)로 모인 처리수는 상기 하부블럭(22)의 끼움홈(46)에 삽입되어 있는 처리수 배출 파이프(30)를 통하여 배출되고, 연이어 처리수는 각 중공사막 모듈의 처리수 배출 파이프(30)가 하나로 합쳐진 최종 배출파이프(56)를 통하여 후공정 또는 집수시설로 흘러가게 된다.Subsequently, the treated water collected into the treated
이와 같은 오폐수의 여과작용과 동시에 상기 중공사막의 막표면은 여과된 이물질(협잡물, 케이크, 클로깅(clogging))에 의하여 특히, 슬러지 케이크(sludge cake)에 의하여 막오염이 진행되기 마련인데, 이러한 막오염을 방지하기 위하여 상기 산기장치에 의한 이물질 제거(탈락) 작용이 이루어지게 된다.At the same time as the filtration of the waste water, the membrane surface of the hollow fiber membrane is a membrane contamination by the sludge cake (sludge cake), especially by the filtered foreign matter (cold matter, cake, clogging), such a In order to prevent membrane fouling, foreign matter removal (dropping) is performed by the air diffuser.
여기서, 본 발명의 산기장치에 의한 이물질 제거 작용을 살펴보면 다음과 같다.Here, looking at the foreign matter removal effect by the acid device of the present invention.
본 발명에 따르면, 중공사막(10)의 막표면을 향하여 에어를 분사하여 슬러지 케이크와 같은 이물질을 탈락시킬 수 있고, 특히 분사되는 에어에 의하여 오폐수의 십자흐름을 유도해줌으로써, 막표면에 축적된 슬러지 케이크가 쌓이지 않게 된다.According to the present invention, by spraying air toward the membrane surface of the
먼저, 상기 카세트(14)의 상단 일측에 부착된 에어공급 메인파이프(54)를 통하여 각 중공사막 모듈의 에어공급파이프(40)로 에어가 공급된다(도 5 참조).First, air is supplied to the
연속해서, 상기 에어는 상부블럭(20)의 에어공급구(34)를 통하여 2열 배열의 에어공급라인(36)으로 공급되며, 최종적으로 상기 에어공급라인(36)에 등간격으로 형성된 에어노즐(38: 중공사막에 대한 약 45°~ 65°각도의 분사홀)을 통해 분사되어진다(도 6참조).Subsequently, the air is supplied to the
즉, 에어가 중공사막(10) 다발의 하단부 전후 위치에서 고르게 분사되어 적은 에어량으로도 중공사막(10)의 막표면 오염물질을 용이하게 제거할 수 있게 된다.That is, the air is evenly sprayed at the front and rear positions of the lower end of the bundle of the
따라서, 상기 에어노즐(38)을 통하여 분사된 에어압에 의하여, 그리고 분사된 에어에 의하여 오폐수내에 생성된 후, 계속 상승하는 기포에 의하여 스크러빙 및 진동효과로 인하여 상기 중공사막(10)의 막표면에 축적된 슬러지 케이크와 같은 이물질이 탈락 제거되고, 이에 중공사막(10)의 여과작용이 지속적으로 유지될 수 있다.Therefore, the film surface of the
특히, 첨부한 도 8에서 보는 바와 같이 오폐수는 중공사막(10)에 대하여 수 직방향(좌우방향) 흐름으로 작용하여 여과되고, 반면에 상기 에어 및 에어에 의하여 생성된 기포는 상방향으로 상승하여 막표면의 이물질을 탈락시키는 작용을 하게 된다.In particular, as shown in the accompanying FIG. 8, the waste water is filtered by acting in a vertical (left and right) flow with respect to the
보다 상세하게는, 상기 중공사막(10)에 대한 오폐수의 여과방향과 상기 에어에 의한 기포의 상승방향이 서로 십자흐름을 갖게 되는데, 이러한 십자흐름은 중공사막(10)의 막표면에 축적되는 이물질을 실시간으로 탈락시키는 작용을 하게 되어, 중공사막의 막오염을 더욱 최소화시키게 된다.More specifically, the filtration direction of the waste water to the
한편, 기존의 기술들은 오폐수의 이상흐름 및 운전중 서로 다른 에어 흐름에 의하여 중공사막이 쓰러지거나 중공사막이 엉키게 되어, 결국 중공사막이 절단되는 현상이 발생하였지만, 본 발명에 의하면 상기 중공사막(10) 다발이 직사각체의 가이드(14)내에 배열된 상태이기 때문에 중공사막(10)이 한쪽으로 쓰러지거나 엉키게 되는 현상이 전혀 발생되지 않는다.On the other hand, the existing technologies have the hollow fiber membrane collapsed or entangled the hollow fiber membrane due to the abnormal flow of waste water and different air flow during operation, the hollow fiber membrane is eventually cut, but according to the present invention the hollow fiber membrane ( 10) Since the bundle is arranged in the
즉, 이상흐름에 의한 물리적 스트레스가 상기 중공사막(10)에 집중되더라도, 상기 직사각체의 가이드(14)가 지지해주는 작용을 하게 되므로, 결국 중공사막은 한쪽으로 기울어지거나 엉키지 않고 수직으로 세워진 상태를 유지하게 된다.That is, even if the physical stress due to the abnormal flow is concentrated on the
이와 같은 본 발명의 침지형 중공사막 모듈은 아래와 같은 실험예1,2의 결과, 기존의 기술에 비하여 중공사막의 파손이 거의 없고, 에어공급량이 1/3로 감소되어 운전유지 관리비면에서 30~70% 에너지 저감 효과가 있음을 알 수 있었다.Such immersed hollow fiber membrane module of the present invention has almost no damage to the hollow fiber membrane compared to the existing technology, as a result of Experimental Examples 1 and 2 below, the air supply amount is reduced to 1/3, 30 ~ 70 in terms of operating maintenance costs It was found that there is a% energy reduction effect.
실험예1Experimental Example 1
본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 산기수단에 의한 에어공급량과, 기 존 중공사막 모듈의 산기수단에 의한 에어공급량을 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 하였다.In order to find out the air supply amount by the diffuser means of the submerged hollow fiber membrane module according to the present invention, and the air supply amount by the diffuser means of the existing hollow fiber membrane module, the following experiment was performed.
활성슬러지 미생물농도(MLSS 8,000)일 때, 본 발명의 모듈, M사 및 Z사 모듈 각각 플럭스(처리량)를 25LMH(L/m2/hr)로 고정하였고 각각의 모듈의 중공사막 면적은 1m2으로 정하였다. At activated sludge microbial concentration (MLSS 8,000), the flux (throughput) of each module of the present invention, the company M and the company Z was fixed at 25 LMH (L / m 2 / hr) and the hollow fiber membrane area of each module was 1 m 2. It was set as.
이어서, 각각 운전주기를 14분 정세에 1분 역세하여 인버터에 의한 정유량 운전으로 최소 압력변화와 유량변화가 없을 때까지 에어유량을 변경시켜가면서 최적 에어량을 측정하였다.Subsequently, the operation cycle was backwashed for 1 minute at 14 minutes, and the optimum air amount was measured while changing the air flow rate until there was no minimum pressure change and flow rate change by the fixed flow rate operation by the inverter.
그 결과, 아래의 표 1에서 보는 바와 같이 막오염을 방지할 수 있는 본 발명의 에어공급량은 0.08 Nm3/min?module로서, 기존기술에 비하여 에어공급량을 1/3로 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.As a result, as shown in Table 1 below, the air supply amount of the present invention, which can prevent membrane fouling, is 0.08 Nm 3 / min module, and it can be seen that the air supply amount can be reduced by 1/3 compared to the conventional technology. Could.
실험예2Experimental Example 2
본 발명의 침지형 중공사막 모듈과, 기존의 중공사막 모듈에 대한 톤당유지관리비를 알아보기 위한 실험으로서, 본 발명 및 M사, Z사가 실제 운영중인 MBR적용 하수처리장의 톤당유지 관리비를 측정하였다.As an experiment to determine the maintenance cost per ton for the immersion type hollow fiber membrane module of the present invention and the existing hollow fiber membrane module, the present invention and M company, Z company measured the maintenance cost per ton of the sewage treatment plant applied MBR actually.
또한, 전력 비중의 30%이상이 중공사막 모듈의 에어공급에 의한 블로워 전력비를 나타냄으로써, 상당부분의 유지관리비중 모듈 에어공급이 차지하고 있다.In addition, since 30% or more of the power portion represents the blower power ratio due to the air supply of the hollow fiber membrane module, a large portion of the maintenance ratio is occupied by the module air supply.
따라서, 아래의 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 톤당 유지관리비가 기존기술에 비하여 약 40% 이상 절감될 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, as shown in Table 2 below, it can be seen that the maintenance cost per ton of the present invention can be reduced by about 40% or more compared to the existing technology.
실험예3Experimental Example 3
본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈에 채택된 직사각체의 가이드 유무에 따른 중공사막의 막오염 정도를 측정하였는 바, 그 결과는 도 9의 그래프에 나타낸 바와 같다.The degree of membrane fouling of the hollow fiber membranes according to the presence or absence of a guide of a rectangular body adopted in the submerged hollow fiber membrane module according to the present invention was measured, and the results are shown in the graph of FIG. 9.
도 9를 참조하면, 상기 가이드의 유무에 따라 막저항값이 2배이상 차이가 남을 알 수 있었고, 가이드가 없는 경우 에어손실이 많아 막오염이 가속화되어 막저항값이 높아짐을 알 수 있었다.Referring to FIG. 9, it could be seen that the difference in membrane resistance was more than two times according to the presence or absence of the guide, and in the absence of the guide, the air loss was large and the membrane contamination was accelerated to increase the membrane resistance.
결과적으로, 본 발명의 침지형 중공사막 모듈에 채택된 가이드는 중공사막의 기울림 및 엉킴 현상을 방지하는 동시에 에어손실을 막아주는 작용을 하여, 중공사막의 막저항값을 최초값과 거의 등가 수준으로 유지시킬 수 있어, 중공사막의 막오염을 최소화시킬 수 있음을 알 수 있었다.As a result, the guide adopted in the submerged hollow fiber membrane module of the present invention prevents air loss and entanglement of the hollow fiber membrane, and at the same time prevents air loss, so that the membrane resistance of the hollow fiber membrane is almost equivalent to the initial value. It can be seen that the membrane fouling of the hollow fiber membrane can be minimized.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈은 다음과 같은 우수한 효과를 제공한다.As seen above, the immersion hollow fiber membrane module according to the present invention provides the following excellent effects.
1) 하부 콜렉터의 내부에 구성된 산기수단(장치)를 통해 에어가 양쪽으로 공급되어 중공사막의 막오염물질(협잡물, 케이크, 클로깅)을 용이하게 탈락 제거할 수 있어, 기존의 중공사막 모듈에서 발생되던 중공사막의 엉킴 및 절단, 그리고 막오염 문제를 근원적으로 해결할 수 있다.1) Air is supplied to both sides through the diffuser means (apparatus) configured inside the lower collector to easily remove and remove membrane contaminants (clumps, cakes, clogging) of the hollow fiber membrane, so that the existing hollow fiber membrane module It can fundamentally solve the problems of entanglement and cleavage of membranes and membrane contamination.
2) 본 발명의 산기장치에 의한 에어 공급은 가이드 내에서 십자흐름(cross flow)형태의 물흐름을 일으켜, 에어가 외부로 세는 것을 방지하는 동시에 가이드내에 유속을 빠르게 함으로써, 중공사막의 막표면에 이물질이 축적되는 것을 방지할 수 있는 효과면에서 매우 우수하다.2) The air supply by the air diffuser of the present invention causes cross flow-like water flow in the guide, prevents air from counting outside, and speeds up the flow rate in the guide, thereby providing a film surface of the hollow fiber membrane. It is very excellent in the effect that can prevent the accumulation of foreign matter.
3) 본 발명의 중공사막의 상단끝은 개별적인 실링(막힘)을 통해 자유단으로 배열된 상태이지만, 가이드의 보호 및 지지작용에 의하여 한쪽으로 기울어지거나 엉키는 등의 현상을 방지할 수 있다.3) Although the upper end of the hollow fiber membrane of the present invention is arranged in the free end through the individual sealing (blocking), it can prevent the phenomenon such as tilting or tangling to one side by the protection and support action of the guide.
4) 본 발명의 중공사막 모듈은 직사각형 구조로 여러개를 동시에 배열하여 대용량화가 용이하고, 각 모듈 간격이 좁아 기존의 침지형 상용화 모듈에 비하여 그 설치면적이 적게 들고 컴팩트한 시스템으로 만들 수 있다.4) The hollow fiber membrane module of the present invention has a rectangular structure arranged at the same time to facilitate the large-capacity, each module has a narrow gap, it can be made in a compact system with a smaller installation area than the conventional immersion type commercialized module.
5) 본 발명의 중공사막 모듈은 운전중 막파손 여부를 확인할 수 있으며, 이는 중공사막 모듈의 처리수 배관에 에어를 연결하여 압력변화와 육안검사로 중공사막 파손여부를 확인할 수 있다.5) The hollow fiber membrane module of the present invention can check whether the membrane is broken during operation, which can be connected to the treated water pipe of the hollow fiber membrane module air to check whether the hollow fiber membrane is damaged by pressure changes and visual inspection.
6) 본 발명의 침지형 중공사막 모듈은 기존의 침지형 중공사막 모듈에 비하여 공급되는 에어량이 1/3로 감소시킬 수 있고, 운전유지 관리비면에서 30~70%의 에너지 저감 효과가 있다.6) The submerged hollow fiber membrane module of the present invention can reduce the amount of air supplied by 1/3 compared to the conventional submerged hollow fiber membrane module, and has an energy reduction effect of 30 to 70% in terms of operation maintenance management cost.
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