KR100245613B1 - 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형여과장치에 관한 것으로, 유입수중의 부유물질을 인장되어 있는 섬유막(천) 모듈에 통과시켜 섬유막(천) 내부에 부유물질을 점착시켜 점착층(코팅층)을 형성한 후 형성된 점착층을 통하여 유입수중의 부유물질을 연속적으로 제거하게 하며 평면의 섬유막(천)을 접은 후 중앙을 재봉하여 여과셀을 만든 후 개개의 여과셀을 집적하여 중앙에 인장고정볼트를 넣어 양끝을 에폭시 몰딩으로 고정한 후 내부가 보이는 소재의 이음관에 받침쇠를 설치하여 섬유막(천) 모듈을 인장 시켜 점착층(코팅층) 제거 공정시 막(천) 모듈에 복원력을 갖게 하고 이를 통하여 여과공정과 점착층(코팅층) 제거공정의 반복을 용이토록 한 것을 특징으로 한다.

Description

섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치

본 발명은 정수장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 유입수중의 부유물질을 섬유막으로 제작된 모듈을 이용하여 교차흐름방식으로 여과할 수 있도록 하는 섬유막을 이용한 교차흐름방식 관형여과장치에 관한 것이다.

종래에는 여과기로서 정밀여과기, 중공사막 여과기, 한외여과기 등을 사용하여 유입수중의 부유물질을 제거하는 장치가 사용되어 왔다.

그러나 막을 이용하는 종래의 여과기는 사용범위가 제한적이며 정기적인 역세척시 공정의 복잡함이 따르고 막오염시에 세정절차가 까다로우며 세척 및 세정이 잘 되지 않는 단점을 지니고 있다. 또한 유입수중의 부유물질의 농도가 높은 경우 처리시간이 급격히 감소하여 사용할 수 없는 단점도 있다.

이에 본 발명에서는 섬유막모듈에 유입수를 연속적으로 유입시켜 섬유막 표면에 부유물질을 코팅시킨 후 코팅된 층을 통하여 여과될 수 있도록 하는 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명의 섬유막을 펼친 상태도.

제2도는 제1도의 섬유막을 접은 단면도.

제3a도는 본 발명에 의한 섬유막 모듈의 정면도.

제3b도는 본 발명에 의한 섬유막 모듈의 측단면도.

제4a도는 제3도의 섬유막 모듈을 집적한 후 에폭시 몰딩을 한 후의 정면도.

제4b도는 제3도의 섬유막 모듈을 집적한 후 에폭시 몰딩을 한 후의 측면도.

제5도는 제작된 섬유막 모듈을 관내에 장착시킨 교차흐름 방식 관형 여과 장치의 완성도.

제6도는 교차흐름 방식 관형 여과 장치의 운전 모식도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101 : 섬유막 201 : 섬유막 고정부

301 : 섬유막 여과셀 302 : 양쪽 끝단 고정체

303 : 섬유막 고정중심부 401 : 섬유막 여과셀

402 : 인장고정볼트 403 : 오링홈

404 : 에폭시 몰딩부 501 : 유입관

502 : 투명이음관 503 : 스텐레스 메인관

504 : 인장고정너트 505 : 인장고정볼트

506 : 에폭시 몰딩부 507 : 여과모듈

508 : 지지 받침쇠 509 : 드레인

510 : 벤트 511 : 여과수 유출구

512 : 유입구 513 : 배출구

514 : 유출관 601 : 유입수

602 : 유입수펌프 603 : 섬유막 모듈

604 : 투명이음관 605 : 처리수배출구

606 : 처리수 배출밸브 607 : 농축수 회수구

608 : 농축수 회수밸브 609 : 압력계(인입부)

610 : 압력계(농축부)

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치는 유체를 받아들여 여과시킨 후 배출하도록 복수개의 섬유막으로 이루어지고 양끝을 에폭시 몰딩한 후 밀폐를 위한 오링(506)을 부착하여서 인장되어 고정 설치되는 섬유막 여과모듈(507)과; 상기 섬유막 여과모듈(507)을 감싸 보호하며 섬유막 여과모듈(507)을 통과한 여과수를 배출하기 위한 벤트(510)와 드레인(509)과 여과수 유출구(511)가 구비된 메인관(503)과; 상기 섬유막 여과모듈(507)에 유체를 공급하기 위한 유체의 유입구(512)가 형성된 유입관(501)과; 상기 섬유막 여과모듈(507)에서 처리된 유체가 배출되기 위한 유체의 배출구(513)가 형성된 배출관(514)과; 상기 유입관(501)과 배출관(514)을 상기 메인관(503)에 플랜지를 통하여 각각 연결해주며, 상기 섬유막 여과모듈(507)의 몰딩처리부를 인장하여 고정시키며, 유체의 흐름을 관찰할 수 있게 하는 투명이음관(502)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같이 구성되어 상기 섬유막(천)을 접은 후 가운데를 고정시켜 양쪽 끝을 에폭시 몰딩으로 처리한 후 관속에 장착시킨 후 너트를 조여 섬유막(천)을 인장 시켜 여과기를 구성함을 특징으로 한다.

또한 종래의 섬유막(천) 모듈과는 달리 박음질 부분을 줄이고 섬유막(천)의 접어진 가운데를 고정시키는 방법으로 모듈을 구성함을 특징으로 한다. 또한 관내에 섬유막(천) 모듈을 너트로 고정시킬 때 관내에서 모듈이 나선형으로 꼬아지며 인장 되도록 함으로써 복원력을 추가시키도록 구성함을 특징으로 한다.

또한 관 상부와 하부에 벤트(510) 및 드레인(509)을 설치함과 너트에 의한 섬유막(천) 모듈의 고정부분을 분리시킬 수 있는 별도의 장치를 구비함과 본 별도의 장치는 투명한 재료로 사용하여 관 유입부와 유출부의 내부가 보이도록 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 섬유막(천)의 펼쳐진 상태도로서 일정한 길이를 가진 평면섬유막(101)을 6등분하고 양쪽 끝단은 제2도의 섬유막을 접은 단면도에서의 상단 및 하단에서 보인 바와 같이 중심선에서 벗어나 고정시킬 수 있는 정도의 길이로서 재단하였다.

제2도에서 섬유막(101)의 중앙인 섬유막 고정부(201)를 내약품성을 지닌 실 또는 스테인레스 철사로 고정하면 제3a도의 섬유막 모듈의 정면도와, 제3b도의 섬유막 모듈의 측단면도에서의 구성상태처럼 형성된다. 섬유막 여과셀(301), 양쪽 끝단 고정체(302), 섬유막(천) 고정중심부(303)로 이루어진 낱개의 섬유막(천) 여과재를 제4a도와 제4b도에 도시된 바와 같이 에폭시 몰딩처리를 한 후의 제4b도에서와 같이 12개의 여과재를 집적한 후 중심부 양쪽 끝단에 볼트를 넣은 후 에폭시 몰딩을 하여 양쪽 측면에서 인장 시킬 수 있도록 하였다.

상기 에폭시 몰딩부(404)의 표면에는 오링을 설치할 수 있도록 오링홈(403)을 가공하였으며 인장고정볼트(402)는 에폭시 몰딩시 양쪽 끝단에서 에폭시 몰딩부 깊이의 2/3의 길이로 넣어 고정하였다. 양쪽 끝단을 에폭시 몰딩으로 형성시킨 섬유막(천) 모듈을 제5도의 제작된 섬유막 모듈을 관내에 장착시킨 교차흐름방식 관형 여과장치의 완성도에서처럼 여과모듈(507)을 모듈의 길이보다 작은 스테인레스 메인관(503)에 넣은 후 에폭시 몰딩처리를 한 양쪽 끝단(506)에 오링을 설치하고 이를 투명한 소재의 짧은 투명이음관(502)에 넣은 후 인장고정볼트(505)를 너트(504)로 조임으로써 모듈을 인장 시킬 수 있도록 형성하였다. 이때 인장고정너트(504)를 지지해주는 지지 받침쇠(508)를 짧은 투명이음관(502)의 바깥쪽 플랜지에 설치하였다. 이후 유입관(501)을 양쪽에 연결하여 마감하였다. 유입관(501), 투명한 소재의 짧은 이음관(502), 스테인레스의 메인관(503)의 연결은 각각에 설치 부착된 플랜지에 볼트 이음으로 완성하였다.

상기 섬유막 여과모듈(507)은 제2도와 같이 섬유막을 길이방향으로 7회 접은 다음 중앙재봉선(201)을 재봉한 후 중앙이 재봉된 섬유막이 양쪽 끝에 에폭시 몰딩을 위한 고정체(302)를 끼워 넣은 후 이러한 개개의 섬유막 12개를 같이 모아 중앙에 인장고정볼트(505)를 넣고 에폭시 몰딩을 하고, 상기 투명이음관(502)에 인장고정너트(504)로 조여 설치되어 진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 통하여 작용 및 효과를 살펴보면 수축이 용이하도록 인장시킨 상태의 섬유막(천) 모듈을 통하여 진한 농도의 고형분 용액을 유입시켜 섬유막에 고형분을 점착(코팅)시키는 공정을 시행한 후에 점착층(코팅층)을 통해 연속적으로 유입수를 여과 처리하는 공정으로서 제6도에 도시된 바와 같이 유입수(601)가 유입수펌프(602)를 통하여 본 발명장치에 유입된 후 섬유막(천) 모듈(603)을 팽창시키면서 점착층(코팅층)을 형성한 후 점착층(코팅층)을 통하여 여과된 처리수는 처리수 출구 밸브(606)를 통하여 처리수배출구(605)로 배출되고 농축 슬러지를 함유한 농축수는 농축수 배출밸브(608)를 통하여 농축수 회수구(607)를 통하여 유입수탱크로 되돌아간다.

유입수의 유속은 일정하게 유지되어 일정한 두께의 점착층(코팅층)을 유지하게 하여야 하며 유입수 압력계(609)와 농축수 출구 압력계(610)의 압력차이가 많이나게 되면 공정을 멈추고 점착층(코팅층) 제거공정을 실시하게 된다. 이때 여과 공정을 멈추게 되면 처음 섬유막(천) 모듈을 인장 시켰던 인장력에 의하여 섬유막(천) 모듈(603)이 수축하게 되어 자연히 점착하였던 점착 여과층이 떨어져 나오게 되는데 처리수 출구 밸브(606)를 폐쇄하고 농축수 출구 밸브(608)를 완전 개방하게 되면 떨어져 나온 점착물질들은 유입수탱크로 회수되어진다. 점착층(코팅층) 제거공정의 실시가 끝나게 되면 다시 처리수 출구 밸브(606)와 농축수 출구 밸브(608)를 조절하여 섬유막(천) 모듈에 점착층(코팅층)을 형성하는 공정을 시행하여 여과처리공정을 하게 된다. 수회에 걸쳐 상기 공정을 시행하면 유입수 탱크에 슬러지가 농축되므로 이를 드레인(Drain)시켜 슬러지 처리공정(건조)을 실시하게 된다.

본 발명은 종래의 용수처리공정에서 전처리공정의 전형인 급속 응집침전조(Clarifier)와 여과조(Sand Filter, Gravity Filter)를 함께 대체할 수 있는 장치로 사용될 수 있으며 점착층(코팅층)의 점착물질을 자유로이 변경하여 유입수를 처리할 수 있는 장점이 있어 폐수처리에도 다양한 종류의 용이하게 사용할 수 있고 섬유막(천) 모듈이 유연한 수축성을 이용하여 점착층(코팅층) 제거를 용이하게 함으로써 모듈의 막힘을 방지하는 혁신적인 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 유체를 받아들여 여과시킨 후 배출하도록 복수개의 섬유막으로 이루어지고 양끝을 에폭시 몰딩한 후 밀폐를 위한 오링(506)을 부착하여서 인장되어 고정 설치되는 섬유막 여과모듈(507)과;

   상기 섬유막 여과모듈(507)을 감싸 보호하며 섬유막 여과모듈(507)을 통과한 여과수를 배출하기 위한 벤트(510)와 드레인(509)과 여과수 유출구(511)가 구비된 메인관(503)과;

   상기 섬유막 여과모듈(507)에 유체를 공급하기 위한 유체의 유입구(512)가 형성된 유입관(501)과;

   상기 섬유막 여과모듈(507)에서 처리된 유체가 배출되기 위한 유체의 배출구(513)가 형성된 배출관(514)과;

   상기 유입관(501)과 배출관(514)을 상기 모듈삽입관(503)에 플랜지를 통하여 각각 연결해주며, 상기 섬유막 여과모듈(507)의 몰딩처리부을 인장하여 고정시키며, 유체의 흐름을 관찰할 수 있게 하는 투명이음관(502)으로 구성된 것을 특징으로 하는 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 섬유막 여과모듈(507)은,

   섬유막을 길이방향으로 소정횟수 접은 다음 섬유막 고정부(201)를 재봉한 후 중앙이 재봉된 섬유막의 양쪽 끝에 에폭시 몰딩을 위한 고정체(302)를 끼워 넣은 후 이러한 개개의 섬유막 소정갯수를 같이 모아 중앙에 인장고정볼트(402)를 넣고 에폭시 몰딩을 하고, 상기 투명이음관(502)에 인장고정너트(504)로 조여 설치되는 것을 특징으로 하는 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 투명이음관(502)은,

   상기 인장고정너트(504)가 끼워지게 하는 받침쇠(508)가 내측에 구비되게 하는 것을 특징으로 하는 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 섬유막 여과모듈(507)은,

   상기 인장고정너트(504)와 상기 인장고정볼트(502)로 조여져 고정될 때 상기 메인관(503)내에서 나선형으로 꼬여지며 인장되도록 구성된 것을 특징으로 하는 섬유막을 이용한 교차흐름 방식 관형 여과장치.

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