KR0138390Y1 - 음용수처리장치용 중공사막 카트리지 - Google Patents

Abstract

활성탄과, 중공사막 다발을 포함하는 음용수처리장치에 있어서; 정수효율을 높이고 장치의 소형화를 실현하기 위하여;

중공사막 다발과, 이 중공사막 다발의 중앙부에 위치하는 섬유상의 활성탄을 스테이플 상태로 충진, 표면이 미세한 구멍으로 타공된 타공통과, 이 구성부재들을 내장하며, 적어도 한 측면이 개방된 케이스와, 이 케이스의 개방된 부분을 덮으며, 원수입구와, 정수출구를 형성한 헤드를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 음용수용 중공사막 카트리지.

Description

음용수처리장치용 중공사막 카트리지

제1도는 본 고안의 제1실시예에 따른 음용수처리장치용 중공사막 카트리지의 개략적인 일단면도.

제2도는 본 고안의 제2실시예에 따른 음용수처리장치용 중공사막 카트리지의 개략적인 일단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 헤드 6 : 케이스

12 : 타공통 14 : 중공사막 다발

16 : 미세공 18 : 활성탄

20 : 접착제

[산업상의 이용분야]

본 고안은 음용수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공사막과, 활성탄 필터로 이루어진 음용수처리장치용 중공사막 카트리지에 관한 것이다.

[종래기술]

산업화가 가속화되면서 자연환경의 파괴가 급속도로 진행되어, 산업화에 따른 수원지의 수질오염이 심각해짐에 다라 음용수처리장치가 요구되어 왔다.

이 음용수처리장치에는 각종 분리방식, 즉 역삼투, 정밀여과, 한외여과 방식이 사용되고 있으며, 그 주된 소재는 반투막 모듈이다.

이 반투막 모듈은 그 사용 용도가 광범위하여 다양한 형태로 제조되고 있다. 그 중 하나인 중공섬유 형태의 분리막은 평막 등 타형태보다 투과모듈의 효율성이 높기 때문에, 각종 분리막장치에 많이 사용되고 있다.

또한 이 중공사막은 자체지지가 가능하며, 막표면에 때하여 수직으로 작용하는 압력에 때하여 높은 저항성을 나타내기 때문에, 비교적 고압이 요구되는 분리장치에도 많이 사용되고 있다.

이러한 분리막을 사용하는 분리장치중, 역삼투막 방식은 분리성능이 우수하여 음용수에 포함된 각종 미네랄 성분까지 제거하며, 원수량에 배하여 정수량이 적고, 별도의 고압인가 장치를 필요로 하며, 또한 별도의 정수 저장탱크를 설치해야 한다.

그리고 정밀여과막 방식, 즉 정밀여과막을 이용하는 모듈은 분리성능이 낮기 때문에, 각종 부유물은 제거할 수 있으나, 세균류는 제거할 수 없는 단점이 있다.

때문에, 역삼투막 방식과, 정밀여과막 방식의 단점을 보완한 것으로 한외여과막 방식이 있다.

이 한외여과막 방식은 음용수로서 적당한 수질과 적절한 수량 및 경제적인 면을 고려하여 물속에 함유되어 있는 이물질 중 가장 심각한 오염원인 각종 부유물질, 먼지 및 세균류는 제거하고, 미네랄 성분은 그대로 투과시키는 방식이다.

이러한 수처리용 한외여과 중공사형 모듈은 보통 원통 케이스 내에 수천에서 수만 가닥의 중공사막 다발을 충진하고 중공사막의 내부면과 외부면의 유체 흐름을 구분하기 위하여 중공사막의 양 끝과 원통형 케이스의 끝 부분을 접착제로 밀봉하는 것에 의하여 제조된다.

그리고 중공사막의 수명 연장을 위하여 각종 부유물질 및 녹찌꺼기 등을 제거하기 위하여, 일차필터가 중공사막 전단부에 연결되며, 냄새, 맛 특히 소독용 잔류염소의 제거를 위하여 일차필터와 중공사막 카트리지 중간에 활성탄 카트리지를 삽입하여 제조한다(미국 특허 4636307 참조).

또 일본 공개 특허 소화64-7907에 의하면 수처리용 중공사막 카트리지를 소형화 하기 위하여 활성탄을 중공사막 카트리지 내에 삽입하여 하나의 카트리지 내에 활성탄층과, 중공사막층으로 분리되어 복합화한 방식도 있다.

[본 고안이 해결하려는 문제점]

이러한 방식들은 활성탄이 분말 또는 입자 상태로 존재하기 때문에 필터의 역할을 하는 활성탄의 비표면적을 크게하기 위하여, 많은 양을 충진시켜야 하므로 장치의 소형화에 한계가 있다.

[문제점을 해소하기 위한 수단]

본 고안의 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 활성탄을 섬유상으로 형성하고, 섬유상의 활성탄을 스테이플 형태로 제공하여, 활성탄의 충진효율을 높여서 정수효율을 높이고, 장치의 소형화를 실현할 수 있는 음용수처리장치용 중공사막 카트리지를 제공하는 것이다.

이를 실현하기 위하여, 본 고안에 따른 음용수처리장치용 중공사막 카트리지는 중공사막 다발과, 이 중공사막 다발의 중앙부에 위치하는 섬유상의 활성탄을 충진, 표면이 타공된 타공통과, 이 구성부재들을 내장하며, 적어도 한 측면이 개방된 케이스와, 그 개방된 케이스를 덮으며, 원수입구와, 정수출구를 형성한 헤드를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

[작용]

원수입구로 유입된 원수는 활성탄이 충진되어 있고, 표면이 타공된 타공통내의 섬유상의 활성탄을 경유하면서 1차적인 필터링된다.

일차적인 부유물이 제거된 1차정수는 타공통의 표면에 구비된 미세한 구멍으로 유출된다.

그러면 타공통의 주위에 구비된 여러개의 중공사막들을 1차정수에서 세균이나, 페놀 등 미세한 이물질들을 2차필터링하여 정수출구로 배출시킨다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

제1도는 본 고안의 제1실시예에 다른 음용수처리장치용 중공사막 카트리지의 개략적인 일단면도로서, 원수와, 정수를 유입, 배출시키는 헤드(2)와, 원수를 정수시키는 정수부(4)를 내장하고 있는 케이스(6)를 포함한다.

상술한 헤드(2)는 원수를 유입하는 원수입구(8)와, 필터링된 정수를 배출하는 정수출구(10)를 형성하고 있다.

그리고 정수부(4)에는 유입된 원수를 정수하는 타공통(12)과, 중공사막 다발(14)을 구비하고 있으며, 원수입구(8)와 타공통(12) 사이에는 부직포로 구성된 필터(15)를 구비하고 있다.

케이스(6)는 상술한 정수부(4)를 내장하며, 적어도 한면의 개구부를 구성하고 있으며, 이 개구부는 헤드(2)와 밀봉, 결합된다.

이러한 케이스(6)에 내장된 타공통(12)은 표면에 미세공(16)을 형성하고 있으며, 내부에 섬유상의 활성탄(18)을 스테이플 상태로 충진하고 있다. 그리고 이 타공통(12)의 형상은 원형이 가장 바람직하다.

이 활성탄(18)의 둘레에는 U자형의 중공사막 다발(14)이 배치되며, 이 중공사막 다발(14)은 접착제(20)에 의하여 케이스(6)에 고착되어 있다.

이 중공사막 다발(14)은 방향족 폴리설폰계의 폴리머로 제조된 것이 바람직하다.

그리고 타공통(12)의 표면에 구비된 미세공(16)의 전면적은 타공통(12)의 전체표면적에 대하여 40-90%정도가 바람직하다.

섬유상의 활성탄(18)은 종래의 입상 또는 분말상의 활성탄 보다, 질량에 대한 비표면적이 크기 때문에 흡착능력이 높고, 미세공(16)이 표면에 형성되어 있기 때문에 흡탈착 속도가 10-100배 빠르다.

그리고 섬유상의 활성탄(18) 미세공의 크기 분포도가 입상보다 좁기 때문에 흡착능력이 더욱 우수하다.

제2도는 본 고안의 제2실시예에 따른 음용수처리장치용 중공사막 카트리지의 개략적인 일단면도로서, 헤드부(2)와, 정수부(4) 그리고 케이스(6)를 포함한다.

제1도와 다른 부분에 대해서만 설명하면, 헤드(2)는 원수입구(8)와 정수출구(10)를 형성하고 있는 헤드(2)와, 이 헤드(2)의 반대편에 또 다른 헤드(2a)로 구성되어 있다.

그리고 이들 헤드(2, 2a)는 2개의 개구부를 형성하고 있는 케이스(6)에 밀봉, 장착된다.

그리고 중공사막 다발(14)은 I자형태로 배치되어 있으며, 그 상단은 접착제(20)로 밀봉되어 헤드(2a)에 고정되어 있다.

상술한 바와같이 구성된 음용수처리장치용 중공사막 카트리지에 있어서, 원수입구(8)로 유입된 원수는 1차적으로 섬유상의 활성탄(18)을 통과하여 1차 오염물을 필터링한다.

그 후, 1차필터링된 1차정수는 중공사막(14) 다발의 외표면에서 내면으로 통과하면서 2차필터링된다.

이렇게 1, 2차필터링된 정수는 정수출구(10)로 배출된다.

이와같은 본 고안에 다른 음용수처리장치용 중공사막 카트리지의 일실시예인 제2도를 좀더 구체화한다.

[실시예 1]

길이 5㎝, 직경 6㎝인 타공통(12) 즉 원통형 카트리지 안에, 건습식방사법으로 제조되고, 그 내경이 200㎛, 외경이 400㎛인 중공사막 1000가닥의 한가운데, 표면적 1500㎡/g, 기공크기 9Å, 기공부피 0.50㎖/g, 벌크덴시티(Bulk Density) 0.01-0.2g/㎖, 길이가 8㎝인 섬유상의 활성탄 스테이플을 20g 충진시킨다.

이 타공통(12)을 접착제로 고정시켜 헤드를 조립하여 음용수처리용 중공사막 카트리지를 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1에서 사용된 중공사막과 동일한 양의 중공사막 다발과, 입상 활성탄 GW 30-60 메쉬 90g을 각각 분리된 형태(제3도 a)로 구성된 케이스내에 충진시켜 카트리지를 제조하였다.

상기한 실시예와 비교예에 의하여 제조된 카트리지의 수투과유량을 비교하기 위하여, 인가압력 1㎏/㎠, 온도 25℃에서 수돗물을 통과시켜 순간유량을 측정하였으며, 보사부령 제841호의 음용수수질검사방법에 의하여 이물질 제거능력을 측정한 결과 표 1과 같다.

[고안의 효과]

활성탄을 섬유상으로 형성하고, 섬유상의 활성탄을 스테이플 형태로 제공함으로서, 활성탄의 충진효율을 높여서 정수효율을 높이고; 스테이플 형태의 섬유상 활성탄을 중공사막 카트리지에 혼합 구성시킴으로서, 활성탄층의 공간을 감소시켜 음용수처리장치의 소형화를 실현할 수 있다.

Claims (1)

1. 활성탄과, 중공사막 다발을 포함하는 음용수처리장치에 있어서, 상기 중공사막 다발(14)의 중앙부에 섬유상의 활성탄(18)을 스테이플 상태로 충진, 표면이 타공된 타공통(12)과, 이 구성부재들을 내장하며, 적어도 한 측면이 개방된 케이스(6)와, 그 개방된 케이스를 덮으며, 원수입구(8)와, 정수출구(10)를 형성한 헤드(2)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 음용수처리장치용 중공사막 카트리지.