KR100430672B1 - a back washing apparatus of ceramics membrane - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 멤브레인을 통과하여 원액으로부터 여과된 여과액을 가압 기체로 역류시켜 세라믹 멤브레인을 역세척함으로써 원액의 손실을 유발시키지 않는 세라믹 분리막 장치의 역세척장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a backwashing device for a ceramic membrane device that does not cause loss of the stock solution by backwashing the ceramic membrane by flowing the filtrate filtered from the stock solution through a ceramic membrane with a pressurized gas.
이 목적은 원액탱크 내의 원액을 펌프로 압송하고, 이 원액을 세라믹 멤브레인이 내장된 여과탱크에서 여과액과 진액으로 분리한 후, 이 진액을 리턴관으로 원액탱크에 다시 공급하는 순환을 반복시키는 세라믹 분리막 장치; 이 여과탱크에 연결되는 여과액탱크; 이 여과액탱크의 일측에서 여과액의 배출과 가압 기체의 공급을 각각 단속하는 여과액 단속 밸브와 가압 기체 단속 밸브; 그리고 역세척 시, 여과탱크에서 펌프로 여과액이 역류하는 것을 차단하는 여과액 역류 차단 밸브로 구성되는 세라믹 분리막 장치의 역세척장치에 의하여 실현된다.The purpose of this is to repeat the circulation of pumping the stock solution in the stock solution tank with the pump, separating the stock solution into the filtrate and the concentrate in a filter tank with a ceramic membrane, and then supplying the concentrate back to the stock tank through the return pipe. Separator device; A filtrate tank connected to the filtrate tank; A filtrate regulating valve and a pressurized gas regulating valve for intermittently discharging the filtrate and supplying the pressurized gas from one side of the filtrate tank; And it is realized by the backwash apparatus of the ceramic membrane device which consists of a filtrate backflow shutoff valve which blocks backflow of the filtrate from the filtration tank to the pump during backwashing.
이 세라믹 분리막 장치의 역세척장치는 선택적으로 개폐되는 여과액 단속 밸브와 여과액 역류 차단 밸브 및 가압 기체 단속 밸브를 구비하여 여과 및 역세척 과정의 선택을 용이하게 하고, 원액으로부터 나온 여과액으로 역세척 과정을 실현하여 여과액과 원액을 다시 사용할 수 있게 하므로, 원액의 손실을 유발시키지 않는 경제성을 실현할 수 있다.The backwash device of the ceramic membrane device includes a filtrate intermittent valve that is selectively opened and closed, a filtrate backflow shutoff valve, and a pressurized gas intermittent valve to facilitate selection of the filtration and backwash process, and to return the filtrate from the stock solution. By realizing the washing process, the filtrate and the stock solution can be reused, thereby realizing economics without causing loss of the stock solution.
Description
본 발명은 세라믹 멤브레인을 사용하는 세라믹 분리막 장치의 역세척장치에 관한 것이다.The present invention relates to a backwash apparatus for a ceramic separator device using a ceramic membrane.
오늘날, 낙농가공 분야에서 우유 농축에 따른 고단백질 우유 및 치즈 제조, 식품가공 분야에서 액체 음료의 탁도 제거 및 과일, 백신액 농축, 화학공업 분야에서 부유성 오일 미립자 및 수용성 오일 제거, 그리고 철강 기계 공업 분야에서 윤활유, 압연유, 절삭유, 배수처리, 냉각수 등에 세라믹 멤브레인을 채용한 세라믹 분리막 장치가 사용되고 있다.Today, high protein milk and cheese production from milk concentrates in dairy processing, turbidity removal of liquid beverages in food processing and fruit and vaccine concentrations, floating oil particulates and water soluble oils in the chemical industry, and the steel machinery industry In the field, ceramic separator devices employing ceramic membranes for lubricants, rolled oils, cutting oils, wastewater treatment, cooling water, and the like are used.
이 세라믹 분리막 장치로 원액의 여과를 계속하게 되면 세라믹 멤브레인의 주위에 여과찌꺼기가 퇴적되어, 멤브레인의 세공(또는 기공)이 막힘에 따라 멤브레인을 통과한 농축액의 유량이 점차적으로 감소하게 된다. 따라서 일정 사이클 이후에 멤브레인을 역세척하여 여과찌꺼기를 제거해야 할 필요가 있다.Continued filtration of the stock solution with the ceramic membrane device causes filter residues to accumulate around the ceramic membrane, and as the pores (or pores) of the membrane become clogged, the flow rate of the concentrated liquid passing through the membrane gradually decreases. Therefore, it is necessary to backwash the membrane to remove the filter residue after a certain cycle.
이러한 기술로서, 대한민국 특허공보 제 1991-0009148 호에 개시되어 있는 "여과조제를 사용한 세라믹 분리막 장치의 역세척장치"가 있다. 이 장치는 여과조제를 사용한 세라믹 분리막 장치의 여과탱크 내에 장착된 여과엘리멘트에 세척용수를 가압 기체로 압송하여 여과엘리멘트를 세척하는 역세척장치에, 세척용수와 가압 기체를 저류하는 세척용수탱크, 이 세척용수탱크의 세척용수 저류부와 여과탱크의 진액실 상부를 연결하는 송수관, 그리고 이 송수관과 세척용수탱크의 가압 기체 저류부를 연결하는 송기관을 구비하여 구성된다.As such a technique, there is a "backwash apparatus for a ceramic separator device using a filtration aid" disclosed in Korean Patent Publication No. 1991-0009148. The apparatus is a backwashing apparatus for washing the filtering element by pressurizing the washing water with a pressurized gas to the filtration element mounted in the filtration tank of the ceramic membrane device using the filtration aid, and a washing water tank for storing the washing water and the pressurized gas. And a water pipe connecting the washing water reservoir of the washing water tank and the upper part of the filtration tank, and an air pipe connecting the water supply pipe and the pressurized gas reservoir of the washing water tank.
따라서, 송수관 내의 세척용수 중에 송기관 내의 가압 기체가 혼합되고, 이렇게 혼합된 세척용수가 휘저어 섞이면서 확산 노즐을 통하여 여과탱크 내에, 가장 적합한 기체와 액체가 혼합된 상태의 흐름으로, 확산 살포됨으로써 여과엘리멘트의 여과조제와 여과찌꺼기에 의하여 형성된 케이크층에 습기를 부여하고, 그 후 가압 기체로 케이크층을 박리시킨다.Therefore, pressurized gas in the feed pipe is mixed with the washing water in the water pipe, and the mixed washing water is agitated and diffused and sprayed into the filtration tank through a diffusion nozzle in a flow of a state where the most suitable gas and liquid are mixed. Moisture is imparted to the cake layer formed by the filtration aid and the filter residue, and the cake layer is then peeled off with a pressurized gas.
그러나, 이 역세척장치는 여과엘리멘트에 부착된 여과조제와 여과찌꺼기를 박리시켜 여과엘리멘트의 세공 막힘을 역세척으로 해소하기는 하지만, 역세척을 위해서 세척용수탱크에 별도의 세척용수를 채워 넣어야 하는 번거로움이 있고, 또 농축의 대상인 원액과 다른 성질의 세척용수를 세척용수탱크에 사용할 경우에는 세척용수가 여과탱크의 원액실 및 여과엘리멘트 내에 잔류하던 원액과 섞이게 되어 이 원액과 여과탱크의 진액실에 잔류하는 일부 진액을 오염시키므로 원액이 고가일 경우에는 막대한 경제적 손실을 유발시키게 된다.However, this backwashing device removes the pore blockage of the filter element by backwashing by separating the filter aid and the filter dregs attached to the filter element, but for the backwashing, a separate washing water must be filled in the washing water tank. In case of using cumbersome and concentrated washing liquid and other properties of washing water in the washing water tank, the washing water is mixed with the remaining liquid in the stock solution chamber and filtering element of the filtration tank. It contaminates some of the residual fluids, which can cause significant economic losses when the stock is expensive.
이러한 점들을 감안하여, 본 발명은 세척용수의 별도 충진 없이 여과 과정과 역세척 과정의 전환을 간단하게 하고, 아울러 세라믹 멤브레인을 통과하여 원액으로부터 여과된 원액과 동질의 여과액으로 세라믹 멤브레인을 역세척하여 여과액에 혼합된 원액을 다시 사용할 수 있게 함으로써 세라믹 멤브레인에서 여과찌꺼기를 제거하면서 원액의 손실을 전혀 유발시키지 않는 세라믹 분리막 장치의 역세척장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In view of these points, the present invention simplifies the switching between the filtration process and the backwashing process without additional filling of the washing water, and also backwashes the ceramic membrane with the filtrate homogeneous to the filtrate filtered from the stock solution through the ceramic membrane. It is an object of the present invention to provide a backwashing device of a ceramic membrane device that removes filter residues from a ceramic membrane and thus does not cause any loss of the stock solution by allowing the stock solution mixed with the filtrate to be used again.
이 목적을 달성하는 세라믹 분리막 장치의 역세척장치는 원액탱크 내의 원액을 펌프로 압송하고, 이 원액을 세라믹 멤브레인이 내장된 여과탱크에서 여과액과 진액으로 분리한 후, 이 진액을 리턴관으로 원액탱크에 다시 공급하는 순환을 반복함으로써 원액을 농축시키는 세라믹 분리막 장치에 있어서, 상기 여과탱크에 연결되는 여과액탱크, 상기 여과액탱크의 일측에 구비되어 여과액의 배출과 가압 기체의 공급을 각각 단속하는 여과액 단속 밸브와 가압 기체 단속 밸브, 그리고 상기 여과탱크와 펌프 사이에 구비되는 여과액의 역류를 차단하는 여과액 역류 차단 밸브를 포함하여 구성된다.The backwashing device of the ceramic membrane device which achieves this purpose pumps the stock solution in the stock solution tank with a pump, separates the stock solution into the filtrate and the concentrate in a filtration tank with a ceramic membrane, and then returns the stock solution to the return pipe. A ceramic membrane device for concentrating a stock solution by repeating a cycle of feeding back to a tank, comprising: a filtrate tank connected to the filtrate tank and one side of the filtrate tank to control discharge of filtrate and supply of pressurized gas, respectively And a filtrate backflow shutoff valve for blocking a backflow of the filtrate provided between the filtration tank and the pump.
본 발명의 세라믹 분리막 장치의 역세척장치는 여과액 단속 밸브와 여과액 역류 차단 밸브 및 가압 기체 단속 밸브를 선택적으로 개폐시킴과 아울러 펌프와 가압 기체를 선택적으로 작용시킴으로써 원액의 여과 과정과 세라믹 멤브레인에 부착된 여과찌꺼거기의 역세척 과정을 실현할 수 있다.The backwashing apparatus of the ceramic membrane device of the present invention selectively opens and closes the filtrate control valve, the filtrate backflow shutoff valve, and the pressurized gas control valve, and selectively acts on the filtration process and the ceramic membrane of the raw liquid by selectively actuating the pump and the pressurized gas. The backwashing process of the attached filter residue can be realized.
즉, 여과액 단속 밸브와 여과액 역류 차단 밸브를 개방시키고 가압 기체 단속 밸브를 폐쇄시킴으로써, 여과탱크로부터 배출되는 여과액의 일부를 여과액탱크에 저장시킨 상태로 나머지 여과액을 계속 배출시키면서 진액을 원액탱크로 다시 공급하여, 원액을 농축시키는 여과 과정을 실현할 수 있다.That is, by opening the filtrate check valve and the filtrate check valve and closing the pressurized gas check valve, a portion of the filtrate discharged from the filtration tank is stored in the filtrate tank while the remaining filtrate is continuously discharged. By feeding back to the stock solution tank, a filtration process for concentrating the stock solution can be realized.
또한, 여과액 단속 밸브와 여과액 역류 차단 밸브를 폐쇄시키고 가압 기체 단속 밸브를 개방시킴으로써, 가압 기체에 의하여, 여과액탱크에 저장된 여과액이 여과탱크로 공급되면서 세라믹 멤브레인을 역순환한 후, 리턴관을 통하여 원액탱크로 공급되면서, 멤브레인에 부착된 여과찌꺼기를 세척하는 역세척 과정을 실현할 수 있다. 이때 원액탱크로 공급되는 여과액은 원액으로부터 분리된 동질의 그 여과액이 그대로 사용된다.Further, by closing the filtrate control valve and the filtrate backflow shutoff valve and opening the pressurized gas intermittent valve, the filtrate stored in the filtrate tank is supplied to the filtration tank by the pressurized gas, and the ceramic membrane is reversely circulated. Through the feed through the stock solution tank, it is possible to realize a backwashing process for cleaning the filter residue attached to the membrane. At this time, the filtrate supplied to the stock solution tank is the same filtrate separated from the stock solution.
상술한 바와 같이 본 발명은 여과액 단속 밸브와 여과액 역류 차단 밸브 및 가압 기체 단속 밸브를 선택적으로 개폐시키고, 원액으로부터 여과되어 여과액탱크에 저장된 여과액을 사용하는 역세척 과정과 여과 과정을 선택적으로 실현함으로써 여과 과정과 역세척 과정의 전환을 용이하게 하며, 역세척 과정에서 여과액에 혼합된 원액을 재사용할 수 있으므로 원액의 손실을 유발시키지 않는 경제성을 실현할 수 있다.As described above, the present invention selectively opens and closes the filtrate control valve, the filtrate backflow shutoff valve, and the pressurized gas intermittent valve, and selects the backwashing process and the filtration process using the filtrate stored in the filtrate tank after being filtered from the stock solution. This facilitates the switching between the filtration process and the backwashing process, and can reuse the stock solution mixed in the filtrate during the backwashing process, thereby realizing economics without causing loss of the stock solution.
도 1은 본 발명에 관련되는 세라믹 분리막 장치의 역세척장치의 사시도.1 is a perspective view of a backwash apparatus of a ceramic separator according to the present invention.
도 2는 여과 과정의 상태도.2 is a state diagram of the filtration process.
도 3은 여과 과정 시, 세라믹 멤브레인에서 원액과 진액 및 여과액의 흐름도.Figure 3 is a flow chart of the stock solution and the concentrate and filtrate in the ceramic membrane during the filtration process.
도 4는 역세척 과정의 상태도.4 is a state diagram of a backwashing process.
도 5는 역세척 과정 시, 세라믹 멤브레인에서 혼합된 여과액 및 원액과 진액의 흐름도.5 is a flow chart of the filtrate and the stock and concentrate mixed in the ceramic membrane during backwashing.
도 6은 세라믹 멤브레인을 물로 역세척하는 경우, 역세척 시간과 처리 수량의 관계를 도시한 그래프.FIG. 6 is a graph showing the relationship between the backwash time and the treated quantity when the ceramic membrane is backwashed with water. FIG.
도 7은 세라믹 멤브레인을 가압 기체로 역세척하는 경우, 역세척 시간과 처리 수량의 관계를 도시한 그래프.FIG. 7 is a graph showing the relationship between the backwash time and the treated quantity when backwashing the ceramic membrane with pressurized gas. FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
21 : 여과액 탱크 23 : 여과액 단속 밸브21: filtrate tank 23: filtrate intermittent valve
25 : 가압 기체 단속 밸브 31 : 여과액 역류 차단 밸브25 pressurized gas intermittent valve 31 filtrate backflow shutoff valve
a : 원액 b : 여과액a: stock solution b: filtrate
c : 진액 F : 세라믹 멤브레인c: essence F: ceramic membrane
본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거한 상세한 설명에 의하여 보다 명확해질 것이다.Advantages and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 관련되는 세라믹 분리막 장치의 역세척장치의 사시도로서, 원액으로부터 분리된 여과액의 일부를 저장하였다가 가압 기체로 여과액을 압송하여 세라믹 멤브레인에 부착된 여과찌꺼기를 역세척할 수 있도록 구성되어 있다.1 is a perspective view of a backwashing apparatus for a ceramic membrane apparatus according to the present invention, in which a portion of the filtrate separated from the stock solution is stored and the filtrate is pressurized with pressurized gas to backwash the filter residue attached to the ceramic membrane. It is configured to be.
이러한 역세척을 가능하게 하는 세라믹 분리막 장치(1)는 원액이 저장되어 있는 원액탱크(3)와 세라믹 멤브레인이 내장되어 있는 여과탱크(5)를 기본 구성으로 하여, 모터(7)에 의하여 구동되는 펌프(9)로 원액탱크(3)의 원액을 펌핑 및 압송하여 여과탱크(5)와 원액탱크(3) 사이의 순환을 반복적으로 실행하면서 원액으로부터 여과액을 분리시켜 농축된 진액을 원액탱크(3)로 리턴시킨다.The ceramic membrane device (1) which enables such backwashing is driven by a motor (7) based on the feed tank (3) in which the stock solution is stored and the filtration tank (5) in which the ceramic membrane is built. By pumping and pumping the stock solution of the stock solution tank 3 with the pump 9, the filtrate is separated from the stock solution while repeatedly performing the circulation between the filtration tank 5 and the stock solution tank 3 to concentrate the concentrated liquid. Return to 3).
이와 같은 여과 과정이 원활하도록 여과탱크(5)에는 리턴관(11)이 연결되어, 여과탱크(5) 내의 세라믹 멤브레인에 의하여 여과된 진액을 원액탱크(3)로 리턴시킨다. 이 리턴관(11)에는 진액 단속 밸브(13)가 구비되어, 원액탱크(3)로 리턴되는 진액의 흐름을 단속한다. 여과탱크(5)의 상, 하측에 압력계(15,17)가 각각 구비되어, 여과탱크(5)로 유입되는 원액의 압력과 여과탱크(5)에서 유출되는 진액의 압력을 계측하여 표시한다. 또 리턴관(11)에 플로우메터(19)가 구비되어, 원액탱크(3)로 리턴되는 진액의 양 및 흐름 속도를 표시하여 멤브레인의 역세척 시기를 알 수 있게 한다.The return pipe 11 is connected to the filtration tank 5 so that the filtration process is smooth, and the essence liquid filtered by the ceramic membrane in the filtration tank 5 is returned to the stock solution tank 3. The return pipe 11 is provided with a sediment control valve 13 to control the flow of the sediment returned to the stock solution tank 3. Pressure gauges 15 and 17 are provided on the upper and lower sides of the filtration tank 5, respectively, to measure and display the pressure of the stock solution flowing into the filtration tank 5 and the pressure of the concentrate liquid flowing out of the filtration tank 5. In addition, a flow meter 19 is provided in the return pipe 11 to display the amount and flow rate of the liquefied liquid returned to the stock tank 3 so that the membrane backwash time can be known.
상기와 같은 세라믹 분리막 장치(1)의 여과탱크(5) 일측에는 여과탱크(5)에 내장된 세라믹 멤브레인에 부착된 여과찌꺼기를 원액으로부터 분리된 동질의 여과액으로 세척하는 역세척장치에 해당하는 여과액탱크(21)가 연결되어 있다. 이 여과액탱크(21)는 적은 양의 여과액으로 세라믹 멤브레인의 역세척을 실현할 수 있도록 여과탱크(5)와 동일한 용적으로 형성됨이 바람직하다.One side of the filtration tank 5 of the ceramic membrane device 1 as described above corresponds to a backwashing apparatus for washing the filter residue attached to the ceramic membrane embedded in the filtration tank 5 with the same filtrate separated from the stock solution. Filtrate tank 21 is connected. The filtrate tank 21 is preferably formed in the same volume as the filtrate tank 5 so as to realize backwashing of the ceramic membrane with a small amount of filtrate.
이 여과액탱크(21)는 여과탱크(5)에서 여과 배출되는 여과액의 일부에 의하여 채워진 상태를 유지하면서 여과액을 배출시키는 것은 물론이고, 여과액탱크(21)에 채워진 여과액으로 여과탱크(5)에 내장된 세라믹 멤브레인의 여과찌꺼기를 역세척할 수 있도록 그 일측에는 여과액 단속 밸브(23)와 가압 기체 단속 밸브(25)를 구비하고 있다.The filtrate tank 21 discharges the filtrate while maintaining the state filled with a part of the filtrate discharged from the filtrate tank 5, as well as the filtrate tank filled with the filtrate filled in the filtrate tank 21. The filtrate intermittent valve 23 and the pressurized gas intermittent valve 25 are provided on one side thereof so that the filter residue of the ceramic membrane embedded in (5) can be backwashed.
이 여과액 단속 밸브(23)에는 드레인 호스(27)가 연결되고, 가압 기체 단속 밸브(25)에는 에어 호스(29)가 연결된다. 또한 역세척 시, 여과액탱크(21)에서 여과탱크(5)로 압송되는 여과액과 여과탱크(5)에 잔류하던 원액이 펌프(9) 측으로 역류하는 것을 차단시키는 여과액 역류 차단 밸브(31)가 펌프(9)와 여과탱크(5) 사이에 구비되어 있다.A drain hose 27 is connected to this filtrate control valve 23, and an air hose 29 is connected to the pressurized gas control valve 25. In the case of backwashing, the filtrate backflow shutoff valve 31 which prevents the filtrate fed from the filtrate tank 21 to the filtrate tank 5 and the original liquid remaining in the filtrate tank 5 to flow back to the pump 9 side. Is provided between the pump 9 and the filtration tank 5.
또한, 여과액 단속 밸브(23,23)는 예비용을 포함하여 여과액탱크(21)에 2개로 설치되어 있으나 1개라도 무방하고, 원액탱크(3)와 여과탱크(5) 사이에만 원액을 순환시킬 수 있게 하는 단속 밸브(33,33)는 2개 설치되어 있으나 1개라도 무방하며, 원액탱크(3)의 하측에는 원액탱크(3)의 슬러지 배출을 위한 드레인 밸브(35)가 설치됨이 바람직하다.In addition, two filtrate control valves 23 and 23 are installed in the filtrate tank 21, including a spare, but may be one, and the filtrate may be supplied only between the stock tank 3 and the filtrate tank 5. There are two intermittent valves 33 and 33 for circulating, but one may be provided. A drain valve 35 for discharging sludge of the raw liquid tank 3 is installed below the raw liquid tank 3. desirable.
상술한 바와 같이 구성된 세라믹 분리막 장치의 역세척장치로 원액을 진액으로 농축시키는 여과 과정은 도 2,3에 도시된 바와 같다.The filtration process of concentrating the stock solution into the concentrate with the backwashing device of the ceramic membrane device configured as described above is shown in FIGS. 2 and 3.
즉, 가압 기체 단속 밸브(25)만 폐쇄시키고, 여과액 단속 밸브(23)와 여과액 역류 차단 밸브(31) 그리고 진액 단속 밸브(13)를 개방시킨다. 단속 밸브(33,33)를 하다 또는 2개를 개방시켜야 한다.In other words, only the pressurized gas intermittent valve 25 is closed, and the filtrate intermittent valve 23, the filtrate backflow shutoff valve 31, and the sediment intermittent valve 13 are opened. The intermittent valves 33 and 33 should be open or two open.
이러한 상태에서 펌프(9)가 구동되면, 원액탱크(3) 내의 원액(a)이 펌핑되어 여과탱크(5)로 압송된다. 이 원액(a)은 세라믹 멤브레인(F)에 의하여 여과액(b)과 진액(c)으로 분리 여과된다.When the pump 9 is driven in this state, the raw liquid a in the raw liquid tank 3 is pumped and pumped into the filtration tank 5. This stock solution (a) is separated and filtered into the filtrate (b) and the concentrate (c) by the ceramic membrane (F).
이 세라믹 멤브레인(F)에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 원액(a)이 멤브레인(F)의 길이 방향으로 진행하게 되면, 원액(a)으로부터 분리된 여과액(b)이 멤브레인(F) 밖으로 나오면서 농축된 진액(c)이 계속 진행한다.In this ceramic membrane F, as shown in FIG. 3, when the crude liquid a proceeds in the longitudinal direction of the membrane F, the filtrate b separated from the crude liquid a is outside the membrane F. The concentrated concentrate (c) proceeds as it emerges.
이러한 멤브레인(F)이 내장된 여과탱크(5)로부터 배출되는 여과액(b)의 일부는 여과액탱크(21)에 저장되고, 그 나머지 여과액(b)은 여과액 단속 밸브(23)를 통하여 배출됨과 동시에 진액(c)이 원액탱크(3)로 리턴되어 다시 원액(a)으로 되면서 원액탱크(3)에 잔류하던 원액(a)을 농축시킨다.A part of the filtrate (b) discharged from the filtration tank (5) in which the membrane (F) is embedded is stored in the filtrate tank (21), and the remaining filtrate (b) is connected to the filtrate control valve (23). At the same time as it is discharged through the concentrate (c) is returned to the feedstock tank (3) to become a feedstock (a) to concentrate the remaining feedstock (a) remaining in the feedstock tank (3).
이와 같은 여과 과정을 일정 기간 반복적으로 실시하게 되면, 세라믹 멤브레인(F)의 기공이 여과찌꺼기에 의하여 막히게 되어 리턴관(11)으로 리턴되는 진액(c)의 양 및 흐름 속도가 저하되며, 이러한 상태는 플로우메터(19)에 표시된다. 이 플로우메터(19)에 표시된 진액(c)의 양 및 흐름 속도에 따라 세라믹 멤브레인(F)의 역세척 시기를 판단하게 된다.When the filtration process is repeatedly performed for a certain period of time, the pores of the ceramic membrane F are blocked by the filter dregs, thereby reducing the amount and flow rate of the concentrate (c) returned to the return pipe (11). Is displayed on the flow meter 19. The backwashing timing of the ceramic membrane F is determined based on the amount and the flow rate of the concentrate liquid c displayed on the flow meter 19.
역세척 시기라고 판단되어, 세라믹 멤브레인(F)에 부착된 여과찌꺼기를 세척하는 역세척 과정은 도 4,5에 도시된 바와 같다.It is determined that the backwashing time, the backwashing process for cleaning the filter residue attached to the ceramic membrane (F) is as shown in Figs.
즉, 여과액 단속 밸브(23)와 여과액 역류 차단 밸브(31)를 폐쇄시키고, 진액 단속 밸브(13)와 가압 기체 단속 밸브(25)를 개방시킨다. 단속 밸브(33,33)를 하나 또는 2개 개방시켜야 한다. 가압 기체 단속 밸브(25)에는 에어 호스(29)를 개재한 공기압축기(37)가 연결되어 가압 기체(d)가 대기한 상태를 유지한다.That is, the filtrate intermittent valve 23 and the filtrate backflow shutoff valve 31 are closed, and the sulphate intermittent valve 13 and the pressurized gas intermittent valve 25 are opened. One or two intermittent valves 33 and 33 must be opened. The air compressor 37 via the air hose 29 is connected to the pressurized gas intermittent valve 25 to maintain a state in which the pressurized gas d is in standby.
이 가압 기체(d)가 공급되면, 가압 기체(d)에 의하여 여과액탱크(21) 내의 여과액(b)이 여과탱크(5)로 압송된다. 이 여과액(b)은 세라믹 멤브레인(F)을 향하면서 이 멤브레인(F)에 잔류하던 원액(a) 및 진액(c)과 혼합되어 원액탱크(3)로 리턴된다.When this pressurized gas d is supplied, the filtrate b in the filtrate tank 21 is pressurized by the pressurized gas d to the filtration tank 5. This filtrate (b) is mixed with the stock solution (a) and the concentrate (c) remaining in the membrane (F) toward the ceramic membrane (F) and returned to the stock solution tank (3).
이 세라믹 멤브레인(F)에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 여과액(b)이 여과되는 반대 방향으로 멤브레인(F)의 중심을 향하여 진행하면서 세라믹 멤브레인(F) 안에 잔류하던 진액(c) 및 원액(a)과 함께 세라믹 멤브레인(F)을 진행하여 나오면서 여과찌꺼기를 제거하여 세라믹 멤브레인(F)을 역세척한다.In this ceramic membrane (F), as shown in FIG. 5, the concentrate (c) and the stock solution remaining in the ceramic membrane (F) proceeding toward the center of the membrane (F) in the opposite direction in which the filtrate (b) is filtered. The ceramic membrane (F) with the (a) to proceed out to remove the filter residues to backwash the ceramic membrane (F).
이 여과액(b)은 진액(c)과 혼재해 있던 원액(a)에서 나온 것을 그대로 사용하므로 원액탱크(3) 내의 원액(a)을 전혀 오염시키지 않는다. 즉, 여과액(b)이 혼입된 원액(a)을 최초의 원액(a)과 같이 사용할 수 있다.Since this filtrate (b) is taken from the stock solution (a) mixed with the concentrate (c) as it is, it does not contaminate the stock solution (a) in the stock solution tank (3) at all. That is, the stock solution (a) in which the filtrate (b) is mixed can be used like the first stock solution (a).
한편, 상기 세라믹 분리막 장치의 역세척장치를 제지공장의 스팀응축수 재활용 시스템에 적용한 경우, 역세척 효율을 비교하면 도 6,7에 도시된 바와 같다. 여기에 사용된 멤브레인(F)의 재질은 본 실시 예의 세라믹이며, 세공 사이즈는 1.0(㎛)이다.Meanwhile, when the backwashing device of the ceramic membrane device is applied to a steam condensate recycling system of a paper mill, the backwashing efficiency is compared with those shown in FIGS. 6 and 7. The material of the membrane F used here is the ceramic of this embodiment, and the pore size is 1.0 (μm).
도 6은 스팀응축수를 여과하는 데 사용되었던 세라믹 멤브레인(F)을 물로 역세척하는 경우를 나타내고 있다. 즉, 가압 기체 단속 밸브(25)는 폐쇄시키고, 여과액 단속 밸브(23)는 오픈시킨다.FIG. 6 shows a case where the ceramic membrane F used to filter the steam condensed water is backwashed with water. That is, the pressurized gas intermittent valve 25 is closed and the filtrate intermittent valve 23 is opened.
이 상태에서 여과액 단속 밸브(23)로 공급되는 물을 여과액 탱크(21)와 여과탱크(5) 및 원액탱크(3)로 순환시켜 멤브레인(F)을 역세척한다.In this state, the water supplied to the filtrate control valve 23 is circulated to the filtrate tank 21, the filtration tank 5, and the stock solution tank 3 to backwash the membrane F.
여기서 보는 바와 같이 물로 역세척하는 방법은 피이드 압력 곡선(e)이 나타내는 바와 같다. 즉, 최후의 피이드 압력 8.3(㎏/㎠)은 최초의 피이드 압력 5(㎏/㎠)보다 크게 상회하며, 처리 수량 곡선이 나타내는 바와 같이 최후의 처리 수량 1.5(L/min)는 최초의 처리 수량 9.1(L/min)에 크게 미치지 못한다. 이는 세라믹 멤브레인(F)의 역세척이 원활하게 진행되지 못하였음을 보여 준다.As shown here, the method of backwashing with water is as shown by the feed pressure curve (e). That is, the final feed pressure of 8.3 (kg / cm 2) is greater than the initial feed pressure of 5 (kg / cm 2), and as shown by the treatment flow rate curve, the final treatment water amount of 1.5 (L / min) is the initial treatment water volume. It is not much lower than 9.1 (L / min). This shows that the backwashing of the ceramic membrane F did not proceed smoothly.
이에 반하여, 도 7은 스팀응축수를 여과하는 데 사용되었던 세라믹멤브레인(F)을 가압 기체로 역세척하는 경우를 나타내고 있다. 즉, 가압 기체 단속 밸브(25)는 오픈시키고, 여과액 단속 밸브(23)는 폐쇄시킨다.In contrast, FIG. 7 illustrates a case where the ceramic membrane F used to filter the steam condensed water is backwashed with a pressurized gas. That is, the pressurized gas intermittent valve 25 is opened and the filtrate intermittent valve 23 is closed.
이 상태에서 가압 기체로 여과액 탱크(21) 내의 여과액을 여과액 탱크(21)와 여과탱크(5) 및 원액탱크(3)로 순환시켜 멤브레인(F)을 역세척하고, 이어서 가압 기체 단속 밸브(25)를 통하여 공급되는 가압 기체로 맴브레인(F)을 역세척한다.In this state, the filtrate in the filtrate tank 21 is circulated to the filtrate tank 21, the filtration tank 5, and the stock solution tank 3 by pressurized gas to backwash the membrane F, and then pressurized gas intermittent. The membrane F is backwashed with pressurized gas supplied through the valve 25.
여기서 보는 바와 같이 여과액에 이어 가압 기체로 역세척하는 방법은 처리 수량 곡선(g)이 나타내는 바와 같다. 즉, 최후의 처리 수량이 7.2(L/min)로 최초의 처리 수량 8.5(L/min)에 거의 근접한다. 이는 세라믹 멤브레인(F)의 역세척이 원활하게 진행되었음을 보여 준다.As shown here, the method of backwashing the filtrate followed by the pressurized gas is as indicated by the treated water curve (g). That is, the final amount of water processed is 7.2 (L / min), which is almost close to the initial amount of water processed 8.5 (L / min). This shows that the backwashing of the ceramic membrane F proceeded smoothly.
물론, 도 6에서는 처리수의 피이드 온도가 76(℃)이고, 최초의 처리 수량이 9.1(L/min)인데 반하여, 도 7에서는 처리수의 피이드 온도가 86(℃), 최초의 처리 수량이 8.5(L/min)인 차이는 있지만, 상기 두 방법을 비교한 결과 본 발명에서와 같이 가압 기체를 이용하여 세라믹 멤브레인(F)을 역세척하는 것이 그렇지 않은 것보다 효과에서 탁월함을 알 수 있다.Of course, in FIG. 6, the feed temperature of the treated water is 76 (° C.) and the initial treated water amount is 9.1 (L / min). In FIG. 7, the feed temperature of the treated water is 86 (° C.) and the initial treated water amount is Although there is a difference of 8.5 (L / min), it can be seen from the comparison of the two methods that backwashing the ceramic membrane F using a pressurized gas as in the present invention is superior in effect than otherwise.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 여과탱크의 여과액 배출 측에 여과액탱크를 연결하고 이에 가압 기체를 작용시킬 수 있게 구성하여, 역세척 시에는 여과액탱크에 가압 기체를 작용시키므로 세라믹 멤브레인을 역세척하는 여과액의 유량을 최소화시키고, 원액으로부터 분리된 동질의 여과액으로 세라믹 멤브레인의 역세척을 실현하므로 역세척에 사용된 여과액과 이에 혼합된 일부 원액을 다시 여과사용할 수 있게 함으로 원액의 손실을 초래하지 않으면서 여과 과정에 사용되었던 세라믹 멤브레인을 역세척할 수 있다. 따라서 원액이 고가인 경우에는 경제적으로 상당한 장점을 가질 수 있다.As described above, the present invention is configured to connect the filtrate tank to the filtrate discharge side of the filtrate tank and to actuate the pressurized gas thereto. Minimize the flow rate of the filtrate to be washed and realize the backwashing of the ceramic membrane with homogenous filtrate separated from the stock solution, so that the filtrate used for backwashing and some of the mixed solution mixed with it can be filtered again. The ceramic membrane used in the filtration process can be backwashed without incurring Therefore, if the stock is expensive, it can have significant economic advantages.
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