KR100523778B1 - 중공 섬유막 카트리지와, 그 카트리지를 사용하는 탱크형 여과 장치 및 중공 섬유막 모듈 - Google Patents

중공 섬유막 카트리지와, 그 카트리지를 사용하는 탱크형 여과 장치 및 중공 섬유막 모듈 Download PDF

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Abstract

카트리지 헤드와 하부 링이 복수의 막대 또는 파이프로 연결 고정되어 있고, 카트리지 헤드측의 중공 섬유막 단부의 중공부가 개구하여 하부 링측의 중공 섬유막 단부의 중공부가 밀봉되고, 또한 하부 링측 접착 고정층에 복수의 관통 구멍이 마련되고, 상기 관통 구멍이 중공 섬유막 다발 내에 배치되어 있는 중공 섬유막 카트리지.

Description

중공 섬유막 카트리지와, 그 카트리지를 사용하는 탱크형 여과 장치 및 중공 섬유막 모듈{HOLLOW FIBER MEMBRANE CARTRIDGE, AND HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE AND TANK TYPE FILTRATION APPARATUS WHICH USE THE CARTRIDGE}
본 발명은 가압식 또는 흡입식 탱크형 여과 장치, 랙형 여과 장치 또는 침지형 여과 장치에 장착되는 중공 섬유막을 이용한 여과 카트리지에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하천수, 호수와 늪의 물, 지하수, 해수, 생활 배수, 또는 공장 배수 등의 대량의 원수에 대해 제탁, 제균을 행하는 여과 장치, 활성 진흙 처리의 고액 분리를 행하는 여과 장치에 이용되는 중공 섬유막 카트리지 및 그를 이용한 랙형 여과 장치용 모듈 또는 탱크형 여과 장치에 관한 것이다.
종래의 중공 섬유막을 이용한 카트리지의 예로서는, 일본 특허 공개 소61-153104호 공보에 복수의 중공 섬유막이 외통 내에 수용되고, 중공 섬유막의 양단부가 상부 접착 고정부 및 하부 접착 고정부에서 각각 외통에 고정되고, 외통이 중공 섬유막의 상하단부까지 일체로 형성된 구조인 것이 기재되어 있다. 이 카트리지의 상부 접착 고정부에는 다수개의 중공 섬유막의 중공부가 개구되어 있지만, 하부 접착 고정부에서는 중공부가 밀봉되어 있고, 또한 접착제층에 복수의 관통 구멍이 마련되어 있다. 또한, 하부 접착 고정부의 하방에 외통으로 둘러싸인 가스실이 형성되어 있다.
이 중공 섬유막 카트리지는 외압 여과용으로 여과탑에 장착되어 사용되지만, 피여과물이 막의 외표면에 퇴적하면 막의 여과 성능이 저하되므로, 일정 시간 여과를 행한 후에는 막면의 퇴적물을 제거하는 세정 조작이 행해진다.
이 세정 조작으로서, 여과탑 내에 원수를 채운 상태에서 중공 섬유막 카트리지의 하부로부터 가스를 유입하고, 기액 혼합 유체로 중공 섬유막에 진동을 부여하여 막면의 퇴적물을 박리하는 가스 버블링이라는 방법이 이용되고 있다.
그러나, 이 중공 섬유막 카트리지에서는 중공 섬유막의 양단부가 외통에 고정되어 있으므로, 중공 섬유막의 확대 및 진동이 제한되어 가스 버블링에 의한 세정 효과가 충분히 발휘되지 않는 경우가 있었다. 특히 카트리지의 직경이 커지면 이 현상이 현저하고, 장기간에 걸쳐서 여과 운전을 행하는 경우에 지장을 초래하게 되는 문제가 있었다.
한편, 일본 특허 공개 평2000-157846호 공보에서는 중공 섬유막 다발의 단부가 접착 고정된 카트리지 헤드와 하부 링을 갖고, 상기 카트리지 헤드와 하부 링이 연결 고정되어 있지 않고, 하부 링의 접착 고정층에 복수의 가스 도입용 관통 구멍이 마련된 중공 섬유막 카트리지가 제안되어 있다. 이 중공 섬유막 카트리지는 외통을 갖지 않으므로, 가스 버블링에 있어서 중공 섬유막의 확대나 진동이 제한을 받는 일이 없어, 막면에 퇴적한 현탁물의 박리와 그 박리된 현탁물의 카트리지 밖으로의 배출을 용이하게 행할 수 있다는 이점을 갖고 있다.
그러나, 이 중공 섬유막 카트리지에서는 가스 버블링시에 하부 링이 부상하여 중공 섬유막 다발이 굴곡되어 버리는 것을 방지하기 위해, 공급 가스량을 제한해야만 한다. 한편, 충분한 세정 효과를 얻기 위해 다량의 가스로 가스 버블링을 반복하여 장기간 실시하면, 중공 섬유막 다발의 굴곡이 반복하여 일어나므로 중공 섬유막의 절단을 야기하는 경우가 있다. 따라서, 모든 경우에 있어서도 장기간에 걸쳐서 여과 운전을 안정되게 행하기 어렵다.
또한, 일본 특허 공개 평10-137552호 공보에는 막 다발 중심부에 1개의 지지 기둥을 배치하여 상부 접착 고정층과 하부 접착 고정층을 연결한 카트리지가 개시되어 있다. 이 카트리지에서는 중앙에 지지 기둥을 배치함으로써 가스 버블링시의 중공 섬유막 다발의 좌굴을 회피할 수 있지만, 기포와 중공 섬유막과의 접촉 효율이 낮으므로 충분한 세정 효과를 얻을 수 없게 되는 문제점이나, 취급시나 가스 버블링시에 발생하는 복귀력에 대한 내구성이 떨어지게 되는 문제점 및 카트리지를 운반할 때에 상부 및/또는 하부의 접착 고정부를 가질 수밖에 없어 취급하기 어렵다는 문제점을 갖고 있었다.
또한, WO98/28066호에는 막 다발 외주를 구멍이 개방된 바구니형 부재로 포위한 카트리지가 개시되어 있다. 이 카트리지에서는 가스 버블링시의 중공 섬유막의 진동이 규제되어 있으므로 세정 효과가 낮고, 충분한 세정 효과를 얻기 위해서는 다량의 가스를 도입할 필요가 있다는 문제점이 있었다.
도1은 탱크형 여과 장치에 중공 섬유막 카트리지가 현수하여 지지된 본 발명에 관한 중공 섬유막 카트리지의 실시 형태의 일예를 나타낸 단면 설명도이다.
도2는 도1의 중공 섬유막 카트리지의 하부 링 접착 고정부의 구성을 도시한 주요부 확대도이다.
도3은 공지의 중공 섬유막 카트리지의 개략도이다.
도4는 탱크형 여과 장치의 처리수 헤더 배관에 현수하여 고정된 본 발명에 관한 중공 섬유막 카트리지의 실시 형태의 일예를 나타낸 단면 설명도이다.
도5는 랙형 여과 장치에 이용하는 모듈을 구성하는 하우징의 실시 형태의 일예를 나타낸 단면 설명도이다.
도6은 랙형 여과 장치에 이용하는 모듈, 즉 도5에 도시한 하우징에 본 발명의 중공 섬유막 카트리지를 수납한 실시 형태의 일예를 나타낸 단면 설명도이다.
도7은 중공 섬유막 카트리지의 하부 링 접착 고정부에 있어서의 관통 구멍의 배치에 관한 일예를 나타낸 단면 설명도이다.
도8은 중공 섬유막 카트리지의 하부 링 접착 고정부에 있어서의 관통 구멍의 배치에 관한 다른 일예를 나타낸 단면 설명도이다.
도9는 도4에 있어서의 카트리지 헤더를 장치 배관에 접속하는 경우의 일실시 형태를 나타낸 주요부 확대 설명도이다.
도10은 도8에 있어서의 카트리지 헤더를 장치 배관에 접속하는 경우의 일실시 형태를 나타낸 주요부 확대 설명도이다.
도11은 직접 원수에 침지하여 흡입 여과하는 침지형 여과에 있어서의 카트리지 헤더를 장치 배관에 접속하는 경우의 일실시 형태를 나타낸 주요부 확대 설명도이다.
본 발명은, 가스 버블링 세정시에 각 중공 섬유막의 확대 및/또는 진동을 최대한으로 살리고, 소량의 도입 가스량이라도 중공 섬유막의 외표면에 퇴적한 현탁물을 박리하기 쉽게 하는 동시에, 박리한 현탁물을 중공 섬유막 카트리지 밖으로 용이하게 배출할 수 있고, 장기간에 걸쳐서 안정된 여과 운전이 가능한 중공 섬유막 카트리지를 제공하는 것 및 그를 이용한 여과 장치용 모듈 또는 여과 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 반복한 결과, 카트리지 헤드와 하부 링을 복수의 막대 또는 파이프로 연결 고정한 카트리지가 그 목적으로 적합할 수 있는 것, 또한 특정한 인장 탄성율을 갖는 중공 섬유막을 사용함으로써 적은 가스량으로 충분한 세정 효과를 얻을 수 있는 것을 발견하고, 이 지견에 의거하여 본 발명을 하는 데 이르렀다.
즉, 본 발명은 하기와 같다.
(1) 복수개의 중공 섬유막으로 이루어져 양단부가 접착 고정층에서 접착 고정된 중공 섬유막 다발과, 한 쪽 단부의 외주에 액밀하게 고정된 카트리지 헤드와 다른 쪽 단부의 외주에 액밀하게 고정된 하부 링을 갖는 중공 섬유막 카트리지에 있어서, 상기 카트리지 헤드와 상기 하부 링이 복수의 막대 또는 파이프에 연결 고정되어 있고, 카트리지 헤드측의 단부에 있어서 중공 섬유막의 중공부가 개구하여 하부 링측의 단부에 있어서 중공 섬유막의 중공부가 밀봉되고, 또한 하부 링측의 접착 고정층에 복수의 관통 구멍이 마련되고, 상기 관통 구멍이 중공 섬유막 다발 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
(2) 상기 하부 링의 단부면이 중공 섬유막의 단부면으로부터 돌출되어 있는 상기 (1)에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(3) 상기 카트리지 헤드가 외주부에 플랜지부를 갖는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(4) 상기 막대 또는 파이프가 중공 섬유막 다발의 외주 근방에 배치되어 있는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(5) 상기 막대 또는 파이프가 상기 카트리지 헤드와 상기 하부 링에 접착 고정층으로 중공 섬유막과 함께 접착되어 있음으로써 연결 고정되어 있는 상기 (4)에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(6) 중공 섬유막이 웨이브를 갖고 있는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(7) 중공 섬유막의 인장 탄성율이 10 ㎫ 이상 90 ㎫ 미만인 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(8) 중공 섬유막의 인장 탄성율이 10 ㎫ 이상 70 ㎫ 이하인 상기 (7)에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(9) 중공 섬유막이 느슨한 상태이고, 이완율이 0.1 ％ 이상 10 ％ 이하인 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(10) 하부 링측의 접착 고정층에 마련된 상기 복수의 관통 구멍이 각각의 사이에 중공 섬유막이 존재하도록 배치되어 있는 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(11) 하부 링측의 접착 고정층에 마련된 상기 복수의 관통 구멍이 내경 2 내지 30 ㎜인 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(12) 상기 접착 고정층을 구성하는 접착제가 사용 온도 범위에서 경도 70D 내지 30D의 특성을 갖는 우레탄 수지인 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지.
(13) 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지를 이용한 랙형 여과 장치용 모듈.
(14) 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 중공 섬유막 카트리지를 이용한 탱크형 여과 장치.
(15) 상기 중공 섬유막 카트리지가 현수하여 지지되어 있는 상기 (14)에 기재된 탱크형 여과 장치.
본 발명에 대해 이하, 도면에 의해 실시 형태를 구체적으로 설명한다.
도1은 탱크형 여과 장치에 현수하여 지지된 본 발명에 관계되는 중공 섬유막 카트리지의 일실시 형태를 나타낸 단면 설명도, 도2, 도7 및 도8은 중공 섬유막 카트리지의 하부 링 접착 고정부의 구성을 설명하기 위한 설명도, 도6은 랙형 여과 장치에서 이용되는 모듈에 있어서의 중공 섬유막 카트리지의 일실시 형태를 나타낸 단면 설명도, 도9 내지 도11은 카트리지 헤더를 장치 배관에 접속하는 경우의 실시 형태를 나타낸 단면 설명도이다.
본 발명의 중공 섬유막 카트리지(4)는 다수개의 중공 섬유막(3a), 연결 파이프(3b), 접착 고정층(11), 카트리지 헤드(12), 접착 고정층(14) 및 하부 링(13)으로 구성되어 있다.
묶여진 중공 섬유막(3a)과 연결 파이프(3b)의 한 쪽 단부는 접착제에 의해 중공 섬유막끼리 일체적으로 결합되는 동시에 카트리지 헤드(12) 내에 일체적으로 결합되어 접착 고정층(11)이 구성되어 있다. 그리고, 카트리지 헤드(12)측의 중공 섬유막(3a)은 단부가 개구하고 있다.
묶여진 중공 섬유막(3a)과 연결 파이프(3b)의 다른 쪽 단부는 접착제에 의해 중공 섬유막끼리가 일체적으로 결합되는 동시에 하부 링(13) 내에 일체적으로 결합되어 접착 고정층(14)이 구성되어 있다. 그리고, 하부 링측의 중공 섬유막(3a) 단부는 밀봉되어 있다. 또한, 상기 접착 고정층(14)에는, 도2에 예시한 바와 같이 원수 및 세정용 기체를 중공 섬유막 다발 내부로 도입하고, 각 중공 섬유막 외표면에 효과적으로 접촉시키기 위해 복수의 관통 구멍(14a)이 형성되어 있다.
중공 섬유막 카트리지(4)의 직경은 30 ㎜ 내지 800 ㎜이고, 바람직하게는 80 ㎜ 내지 800 ㎜이다. 중공 섬유막 카트리지(4)의 길이는 300 ㎜ 내지 3000 ㎜의 범위가 바람직하다.
본 발명에서는 카트리지 헤드(12)와 하부 링(13)이 2개 이상의 막대 또는 파이프로 연결 고정되어 있지만, 카트리지 헤드(12)와 하부 링(13) 사이의 중공 섬유막(3a)의 다발 외주에는, 도3에 예시한 바와 같은 종래의 카트리지에 있어서의 외통(28)이 없고, 이 사이의 중공 섬유막은 대략 전체 길이에 걸쳐서 노출되어 있다. 또한, 카트리지 헤드와 하부 링을 복수개의 막대 또는 파이프로 연결하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 상기와 같이 상기 막대 또는 파이프를 접착 고정층에 메워 고정하는 것이 바람직하다.
연결 고정되어 있지 않은 경우는, 가스 버블링이나 플러싱에 의한 세정시에 중공 섬유막 강도, 중공 섬유막 개수, 중공 섬유막 길이에도 따르지만, 가스 유량이나 수량이 상승해 가면, 어떤 일정량을 초과하면 하부 링이 부상하여 중공 섬유막 다발이 굴곡한다.
연결 고정하는 막대 또는 파이프가 1개인 경우는 응력이 한 점에 집중하고, 또한 횡방향으로의 굽힘이나 비틀림에 대해 약하다. 특히 카트리지의 직경이 커지면 이 현상이 현저하고, 장기간에 걸쳐서 여과 운전을 행하는 경우에 지장을 일으키는 경우가 있다.
연결 고정용 막대 또는 파이프의 크기로서는 상당 직경 2 ㎜ 내지 30 ㎜의 범위이다. 여기서 상당 직경은 4 × (유로 단면적)/(주위 주변 길이)라 정의된다. 연결 고정용 막대 또는 파이프의 형상은 삼각형, 사각형, 육각형 등의 다각형, 원형, 타원형, 부채꼴형, C자형, 또는 별형 등으로부터 선택된다. 특히, 원형 형상인 것이 바람직하다. 또한, 그 수는 카트리지의 단면적이나 실의 개수에도 따르지만, 2 내지 30개이다.
상기 막대 또는 파이프의 크기나 개수는 사용시나 취급시에 이러한 기계적 부하에 대해 견딜 수 있을 정도로 설정할 필요가 있지만, 과대하게 설정하면 점유 면적이 커져 결과적으로 단위 면적당 막면적이 작아져 버리므로, 필요 최소한으로 억제하는 것이 바람직하다. 그를 위해서는 복수개의 막대 또는 파이프의 배치가 중요한 인자가 된다. 즉, 가스 버블링이나 플러싱시에 하부로부터의 힘을 균일하게 받을 수 있도록 배치되는 것이 바람직하고, 예를 들어 실다발의 외주부에 등간격으로 배치하거나, 실다발 속에 분산하여 배치하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 실다발의 외주 근방에 배치한 경우, 상기 막대 또는 파이프를 잡고 취급할 수 있으므로 핸드링성이 각별히 좋아지는 동시에, 막대 또는 파이프의 점유 면적이 작아도 좌굴이나 비틀림 힘에 대한 충분한 기계적 강도를 확보할 수 있으므로, 실다발의 외주 근방에 배치하는 것이 특히 바람직하다. 여기서 외주 근방이라 함은, 실다발 최외주로부터 실다발 직경의 1/4 내측의 범위 내를 말한다.
카트리지 헤더측 접착층(11), 하부 링측 접착층(14)과 연결 고정용 막대 또는 파이프의 고정은 중공 섬유막 다발과 동시에 접착제로 고정시키는 방법, 카트리지 헤더 및 하부 링에 미리 연결 고정용 막대 또는 파이브를 삽입하는 구멍을 개방하고, 그 구멍에 연결 고정용 막대 또는 파이프를 삽입하여 중공 섬유막 다발과 함께 접착 고정하는 방법, 카트리지 헤더, 하부 링 외주부로부터 고정하는 방법 등을 취할 수 있지만, 중공 섬유막과 함께 접착 고정층에 접착 고정하는 방법이 적합하다.
본 발명에 이용되는 중공 섬유막(3a)으로서는, 구멍 직경의 점으로부터 역침투막, 나노 여과막, 한외 여과막 및 정밀 여과막을 이용할 수 있다.
상기 중공 섬유막(3a)으로서는 비교적 소량의 가스량으로 충분한 세정 효과를 얻을 수 있으므로, 유연한 중공 섬유막을 선정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 중공 섬유막의 인장 탄성율이 10 ㎫ 이상 90 ㎫ 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ㎫ 이상 70 ㎫ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎫ 이상 60 ㎫ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 인장 탄성율은 하기의 측정법에서 요구되는 값으로, 막의 사용 상태, 즉 습윤 상태에서의 측정치이다. 즉, 인장 시험기를 이용하여 척간 거리 50 ㎜, 인장 속도 200 ㎜/분의 조건으로 인장하고, 신장도 0.1 ％일 때의 하중과 신장도 5％일 때의 하중으로부터 외삽하여 신장도 100 ％일 때의 하중을 구하고, 상기 100 ％시 하중을 중공 섬유막의 단면적에서 제외하고 구하였다.
중공 섬유막(3a)의 소재는 특별히 한정되어 있지 않고, 폴리슬폰, 폴리에스테르슬폰, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜틴), 에틸렌비닐알코올 공중합체, 셀룰로오스, 초산셀룰로오스, 폴리불화비닐리덴, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 들 수 있고, 또한 이들의 복합 소재도 사용할 수 있다. 그 중에서도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 셀룰로오스, 폴리불화비닐리덴 등이 상기한 인장 탄성율의 막을 얻기 쉬운 점에서 바람직하다.
또한, 중공 섬유막의 형성으로서는 내경 50 ㎛ 내지 3000 ㎛, 바람직하게는 500 내지 2000 ㎛이고, 내/외경비가 0.3 내지 0.8인 것이 적절하게 사용된다.
또한, 상기 중공 섬유막은 웨이브를 갖고 있는 것이 바람직하다. 가스 버블링을 행하여 주공사막 외표면에 부착된 퇴적물을 세정 제거할 때에, 중공 섬유막끼리나 하우징 내벽면과의 접촉에 의해 중공 섬유막 표면이 찰과해 버려 투수 성능이 저하되는 현상이 일어나는 경우가 있지만, 상기 중공 섬유막이 웨이브를 갖고 있으면 접촉 면적을 감소시킬 수 있으므로 찰과에 의한 투수 성능의 저하를 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 중공 섬유막이 웨이브를 갖고 있는 경우, 막의 표면으로부터 세정 제거한 퇴적물이 막 다발 속으로부터 배출이 쉬워지는 효과가 발휘된다.
이 웨이브의 생성 방법, 즉 웨이브 정도는 중공사 다발의 권축도로 표현되고, 상기 권축도가 1.5 이상 2.5 미만인 것이 바람직하다. 상기 권축도가 1.5 미만에서는 찰과 현상의 억제나 퇴적물의 배출성이 충분하지 않고, 2.5 이상에서는 다발 외경이 커져 카트리지의 접착 고정부가 커져 버리는 등의 불리한 점을 초래하게 된다. 여기서 말하는 권축도라 함은, 1000개의 중공 섬유막을 묶어 정리한 후에 단부에 스프링 저울을 부착한 두께 200 ㎛, 폭 40 ㎜의 PET 필름을 상기 중공 섬유막 다발에 권취하고, 스프링 저울을 인장하여 1 ㎏중의 하중을 인가한 상태에서 상기 중공 섬유막 다발의 주위 길이를 측정하여 하기의 식에서 계산하여 구한 값이다.
권축도 ＝ (주위 길이〔m〕/π)2/[(중공 섬유막 외경〔m〕)2 × 중공 섬유막 개수]
또한, 본 발명의 카트리지에 있어서는 중공 섬유막이 약간 느슨한 상태로 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이 이완 상태는 하기의 이완율로 표현되고, 이완율이 0.1 내지 10 ％인 것이 바람직하고, 특히 1 내지 5 ％가 바람직하다. 상기 이완율이 0.1 ％ 미만에서는 가스 버블링시의 중공사의 진동이 제약되고, 막면 세정 효과가 저하되는 경향이 강해져 10 ％를 초과하면 중공 섬유막 사이의 거리가 불필요하게 커지므로, 기포와의 접촉 효율이 저하되어 막면 세정 효과가 저하되는 경향이 생긴다.
이 이완율이라 함은, 카트리지를 수평 상태로 유지한 상태에서 함수(含水) 상태의 중공 섬유막 다발의 자중에 의한 휨 거리(L2)을 측정하고, 상기 L2를 막대 또는 파이프로 고정된 카트리지 헤더와 하부 링 각각의 접착제 경계면(카트리지 중앙측의 표면) 사이의 거리(L1)에서 제외한 백분률이며, 하기식으로 표시된다.
이완율 ＝ (L2/L1) × 100
본 발명에 이용되는 접착제로서는 에폭시, 우레탄 수지, 에폭시아크릴레이트 수지, 실리콘 수지 등의 고분자 재료가 바람직하다. 그 중에서도, 우레탄 수지는 비교적 단시간에 반응이 완결되므로 특히 바람직하다. 또한, 이들 접착제로 고정화된 카트리지 헤드에서는 사용 중에 생기는 압력차에 견딜 수 있는 내압성을 갖는 것이 필요하고, 그를 위해서는 적절한 경도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 한편, 가스 버블링시의 진동에 의해 중공 섬유막의 접착 경계면에서 막파단이 일어나는 경우가 있지만, 적절한 부드러움을 가진 접착제를 사용함으로써 이 막파단을 방지할 수 있다. 따라서, 사용상 필요 충분한 내압성을 부여하고, 또한 막파단을 방지하기 위해서는 사용 온도 범위에서 경도 30D 내지 70D의 특성을 갖는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 경도는 쇼어 경도계를 실질적으로 평활한 면을 갖는 시료면에 압박하였을 때에, 10초 후에 나타낸 값을 말한다. 이 값이 70D를 초과하면 중공 섬유막과의 접착 경계면에서 막파단이 일어나는 경향이 강해진다. 또한, 30D 미만에서는 내압성이 부족하여 접착 고정부가 파손하여 누설을 일으키는 경우가 있다.
접착 방법으로서는, 원심 접착법이나 정치 접착법 등의 공지의 방법 등이 이용된다. 접착제의 경화 수축이나 강도를 개선하고 싶은 경우에는 상기 접착제에 글래스 파이버, 카본 파이버 등의 섬유형물, 카본 블랙, 알루미나, 실리카 등의 미분체를 함유시켜도 좋다.
본 발명에 이용되는 카트리지 헤드(12), 하부 링(13), 연결 막대 및 파이프(3b)의 소재는 특별히 한정되지 않고, 또한 동일하거나 달라도 상관 없지만, 열가소성 수지나 스테인레스강, FRP 등의 복합 재료가 바람직하게 이용된다.
열가소성 수지로서는 폴리슬폰, 폴리에테르슬폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜틴), 폴리불화비닐리덴, 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스틸렌 공중합체(ABS 수지), 폴리페닐렌에테르 등이 이용된다. 스테인레스강으로서는, SUS304, SUS3l6 등이 이용된다.
카트리지 헤드(12)는 중공 섬유막 카트리지(4)를 탱크형 여과 장치 또는 랙형 여과 장치의 모듈 하우징에 현수할 때의 고정부가 되고, 또한 원수와 여과수를 분리하는 밀봉부가 되므로, 카트리지 헤드(12)는 현수, 고정, 밀봉의 구조에 맞춘 형상으로 제작된다. 예를 들어, 외주부에 단차를 마련하거나, 혹은 홈을 마련하거나, 직경 방향 외측으로 돌출한 플랜지부를 설치하거나 해도 좋다. 그 적절한 예를 도9 내지 도11에 도시한다.
또한, 카트리지 헤드(12)의 직경 방향의 단면 형상은 원형 외에, 사각형, 육각형, 타원형 등이라도 좋지만, 카트리지 헤드(12)와 접착 고정부의 밀봉성이나 여과 탱크의 제작의 용이함으로부터 원형이 바람직하다.
본 발명의 하부 링측의 접착 고정층(14)에 마련된 관통 구멍(14a)은 접착 고정층 자체에 개방된 구멍이고, 관통 구멍의 크기로서는 상당 직경 2 ㎜ 내지 30 ㎜인 범위가 바람직하고, 5 ㎜ 내지 25 ㎜의 범위가 특히 바람직하다. 2 ㎜ 미만에서는 공급수 중의 현탁 물질이 부착되어 폐색해 버리는 경우가 있다. 특히, 활성 진흙 처리수와 같은 고농도의 현탁 물질을 포함하는 물을 처리하는 경우에는, 이 경향이 강해지므로 5 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 30 ㎜를 초과하는 경우에서는 막 다발 전체적으로 균일하게 기포를 도입하기 어려워져, 가스의 이용 효율이 저하되는 경향이 있다. 여기서 상당 직경은 4 × (유로 단면적)/(주위 부근 길이)라 정의된다. 관통 구멍의 형상은 삼각형, 사각형, 육각형 등의 다각형, 원형, 타원형, 부채꼴형, C자형, 또는 별형 등 임의이다.
또한, 그 구멍의 수는 카트리지 단면적이나 실의 개수에도 따르지만, 2 내지 300개 정도이고, 바람직하게는 5 내지 100개, 보다 바람직하게는 10 내지 60개의 범위이다.
어떤 접착 고정 단면에 대해 본 경우의 관통 구멍의 배치로서는, 관통 구멍이 중공 섬유막 다발 내에 있는 것이 필요하다. 막 다발 외부에 관통 구멍을 배치한 경우에는, 관통 구멍으로부터 상승하는 기포와 중공 섬유막과의 접촉이 충분히 행해지지 않고, 공급한 가스의 이용 효율이 저하된다. 관통 구멍의 배치로서는 하나의 관통 구멍과 다른 적어도 하나의 관통 구멍 사이에는 반드시 중공 섬유막이 존재하도록 분산 배치하는 것이 특히 바람직하고, 중공 섬유막 다발의 중심부에 많이 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어 다중원과 방사형 선과의 교점, 격자의 교점, 또는 다수의 정삼각형 정점의 위치 등에 접착 고정 단면 상에 분산되도록 관통 구멍을 마련하는 것이 적합하다. 도7에는 막 다발 내에 방사형으로 관통 구멍을 배치하고, 어느 하나의 관통 구멍에 대해 보았을 때, 어느 한 쌍의 관통 구멍 사이에 반드시 중공 섬유막이 존재하지 않지만, 다른 한 쌍의 관통 구멍 사이에는 중공 섬유막이 존재하는 예를 나타낸다. 이와 같은 배치로 하여 관통 구멍 사이에 적절한 공간을 마련함으로써, 예를 들어 랙형 여과 장치용 모듈에 있어서, 가스 버블링 후에 공급수 입구로부터 박리된 현탁물을 효과적으로 배출할 수 있다. 또한, 도8에는 어느 한 쌍의 관통 구멍 사이에도 중공 섬유막이 존재하도록 배치한 예를 나타낸다. 이와 같은 관통 구멍의 배치에 의해, 도입되는 가스의 이용 효율을 높일 수 있어, 소량의 가스로도 필요한 세정 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는, 하부 링(13)은 바람직하게는 중공 섬유막(3a)의 단부로부터 돌출되어 스커트부를 형성하고, 중공 섬유막 다발의 외주에 고정되어 접착 고정층과 하부 링으로 둘러싸인 가스층(14b)을 형성한다. 하부 링(13)의 중공 섬유막 단부면으로부터 돌출된 길이는 카트리지의 직경, 공급되는 기체량이나, 관통 구멍의 직경과 수에 의하지만, 기체의 흩어짐을 방지하기 위해서는 5 ㎜ 내지 200 ㎜인 것이 바람직하다. 지나치게 길면 카트리지의 전체 길이가 길어져 불필요한 공간이 생기므로 바람직하지 못하다. 지나치게 짧으면, 카트리지에 공급된 기체가 유효하게 관통 구멍으로 유도되지 않고, 횡방향으로 흩어지는 경향이 생긴다. 또한, 스커트부의 하부는 개방 상태로서 그 하방으로부터 가스를 도입할 수 있고, 또한 스커트부의 하부를 밀폐 상태로 하기 위한 착탈 가능한 덮개를 접합하고, 상기 덮개 및/또는 상기 스커트를 형성하는 돌출부에 직접 가스 공급 수단을 접합하여 가스층(14b)에 가스를 도입할 수도 있다.
하부 링(13)의 직경 방향의 단면 형상은 원형 외에, 사각형, 육각형, 타원형 등이라도 좋지만, 여과 탱크에 카트리지를 장착하는 경우는 카트리지 헤드의 형상과 동일한 형상으로 하는 것이 바람직하고, 특히 원형이 바람직하다.
본 발명의 중공 섬유막 카트리지는 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 한 쪽 단부 중공부를 메운 중공 섬유막 다발과 연결 고정용 파이프를 카트지 헤드(12)에 삽입하고, 접착제를 유입하여 중공 섬유막끼리, 연결 고정용 파이프 및 중공 섬유막 다발과 카트리지 헤드(12)를 액밀적으로 접착 고정하고, 중공 섬유막과 접착 고정층을 함께 절단하여 중공 섬유막 단부를 개구시킨다.
다른 쪽의 중공 섬유막 단부는 중공부를 메우지 않고, 연결 고정용 파이프와 함께 하부 링에 삽입하고, 또한 중공 섬유막 다발 내에 관통 구멍(14a)을 형성하기 위한 소정의 막대, 파이프 또는 판을 세트한다. 그리고, 하부 링(13) 내에 접착제를 유입시켜 중공 섬유막끼리, 연결 고정용 파이프 및 중공 섬유막 다발과 하부 링(13)을 접착 고정한다. 이 때 중공 섬유막 단부의 중공부는 동시에 접착제에 의해 밀봉된다. 그 후, 관통 구멍(14a) 형성용의 막대, 파이프 또는 판 등을 접착 고정층으로부터 취출하여 관통 구멍(14a)을 형성한다.
또한, 중공 섬유막 다발 내에 관통 구멍(14a) 형성용의 막대, 파이프, 또는 판을 세트하여 접착 고정하고, 관통 구멍(14a) 형성용 지그를 취출한 후에 접착 고정층의 외주에 하부 링(13)을 접착, 또는 용접에 의해 고정해도 좋다.
다음에, 본 발명에 관한 중공 섬유막 카트리지를 현수, 고정한 탱크형 여과 장치의 예(도1)를 설명한다.
도1에 있어서, 부호 1은 원액을 공급하여 여과를 행하는 탱크형 여과 장치이고, 예를 들어 하천수, 호수와 늪의 물, 지하수, 해수, 또는 생활 배수, 공장 배수 등 대량의 원수를 제탁, 제균하는 수처리에 적용할 수 있다.
탱크식 여과 장치(1)의 여과 탱크(2)는 탱크 본체(2a)와 덮개(2b)로 구성되고, 탱크 본체(2a) 내벽부의 소정의 높이 위치에 구획판(6)이 용접 등에 의해 액밀적으로 고정되어 있다. 탱크 본체(2a)와 구획판(6)에 의해 형성된 공간에 의해 공급수실(7)이 형성된다. 또한, 패킹(9)을 거쳐서 구획판(6)과 덮개(2b)에 의해 형성된 공간에 의해 처리수실(10)이 형성된다.
여과 탱크(2)의 내부는, 상기와 같이 여과 탱크(2)에 고정된 구획판(6)에 의해 2실로 분할되고, 이 구획판(6)에 본 발명에 관한 중공 섬유막 카트리지(4)가 그 일단부가 지지된 상태에서 공급수실(7) 내에 현수되어 있다.
중공 섬유막 카트리지(4)를 현수하여 지지하는 구획판(6)은 중공 섬유막 카트리지와 수압에 의한 하중에 대항할 수 있는 강도를 갖는 소정의 두께로 구성되고, 중공 섬유막 카트리지(4)가 삽입되는 복수의 관통 구멍(6a)이 소정 위치에 형성되어 있다.
구획판(6)의 관통 구멍(6a) 하부에는 상기 관통 구멍(6a)의 직경 방향 내측으로 돌출하는 돌출부(6b)가 형성되고, 상기 돌출부(6b)에 중공 섬유막 카트리지(4)의 상단부 외주부에 설치된 카트리지 헤드(12)의 하단부가 접촉하여 상기 중공 섬유막 카트리지(4)를 현수하여 지지하도록 되어 있다. 다른 실시 형태로서, 카트리지 헤드에 직경 방향 외측으로 돌출한 플랜지부를 설치하고, 플랜지부 하면과 구획판(6)의 상면이 가스킷을 거쳐서 접촉하여 중공 섬유막 카트리지를 현수하여 지지하도록 해도 좋다.
또한, 구획판(6)의 관통 구멍(6a)의 벽면에 마련한 홈부(6c)에는 O링(15)이 끼워 넣어져 있고, 이 O링(15)에 카트리지 헤드(12)의 외부 벽면이 압접함으로써 카트리지 헤드(12)가 구획판(6)에 대해 액밀적으로 부착된다. 또한, O링(15)을 끼워 넣는 홈부를 카트리지 헤드(12)측에 설치해도 좋다.
또한, 카트리지 헤드(12)의 상단부면은 구획판(6)의 관통 구멍(6a)의 벽면에 대해 착탈 가능하게 설치된 계사(係使) 부재(16)에 의해 계지되고, 이에 의해 카트리지 헤드(12)가 구획판(6)에 고정되고, 중공 섬유막 카트리지(4)가 안정되어 여과 탱크(2) 내부에 수용된다.
상기 구성에 있어서, 탱크형 여과 장치(1)에 의한 여과 운전시에는 펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 여과 탱크(2)의 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 공급수 입구(2c)로부터 공급수실(7)로 공급된 원수는 상기 공급수실(7)에 충만하여 각 중공 섬유막(3a)의 외주면으로 유도된다.
각 중공 섬유막(3a)의 외주부 근방의 원수는 중공 섬유막(3a)의 외부로부터 내부로 가압 여과되고, 그 여과수는 중공 섬유막(3a)의 개구된 상단부로부터 처리수실(10)로 유도된다. 처리수실(10)에 수용된 여과수는 덮개(2b)의 상부에 설치된 처리수 취출구(2d)로부터 여과수 탱크(2)의 외부로 취출된다.
다른 운전 방법으로서, 공급수실(7)에 원수를 충만시키면서 처리수 취출구(2d)로부터 흡입 펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 처리수실(10)을 흡입하여 음압으로 하여 여과하는 방법도 적용할 수 있다.
중공 섬유막(3a)을 여과수에 의해 역세척하는 경우는, 처리수 취출구(2d)로부터 여과수를 공급하여 공급수실(7)로 역류시키고, 중공 섬유막(3a) 외벽에 축적된 현탁 물질(비투과물)을 배제하여 공급수 입구(2c)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출한다.
또한, 중공 섬유막(3a)을 가스 버블링하는 경우는, 공급수실(7)에 원수를 채운 상태에서 우선 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 가스 공급구(2f)로부터 공급수실(7)로 가스를 공급한다. 가스는 노즐(5a)로부터 원수가 채워진 공급수실(7)의 내부에 기포형이 되어 유입하고, 각 하부 링(13)으로부터 접착 고정층(14)의 관통 구멍(14a)을 통과하여 각 중공 섬유막(3a)을 진동시켜 중공 섬유막(3a)의 표면에 부착되어 있는 현탁물을 박리한다. 또한, 공급수실(7)의 상부에 저장되는 가스는 탱크 본체(2a)의 상부에 설치된 가스 배출구(2g)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다. 또한, 상기 가스 버블링에 있어서 중공 섬유막 카트리지(4)는 카트리지 헤드측 접착 고정층(12)과 하부 링측 접착 고정층(14)이 SUS 파이프(3b)에 의해 연결 고정되어 있으므로, 가스 유량에 관계 없이 하부 링이 부상하는 일도 없고, 하부 링(13)이 노즐(5a)로부터 떨어지는 일도 없어 양호한 세정이 행해진다.
상기 가스 버블링 운전에서는, 예를 들어 우선 공급수실(7) 내에 원수를 채운 상태, 즉 공급수실(7) 내에서 원수가 정지하여 체류하고 있는 상태에서 공기 또는 질소 가스 또는 산소 가스를 공급한다. 그리고, 가스 버블링 후, 전술한 역세척 운전을 행하여 처리수 취출구(2d)로부터 공급된 여과수에 의해, 상술과 같이 박리한 현탁 물질을 흘려 보낸다. 박리한 현탁 물질을 포함하는 여과수는 공급수 입구(2c)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출되어 폐액 탱크(도시하지 않음)에 수용된다.
가스 버블링 운전과 역세척 운전의 순서는 어느 쪽이 앞서도 좋고, 또한 동시 운전을 행해도 좋지만, 역세척과 가스 버블링을 동시에 행하는 경우, 중공 섬유막의 진동에 수반하여 일어나는 막면의 찰과를 방지할 수 있어 적합하다. 또한, 상기한 역세척 운전과 가스 버블링 운전의 빈도는 여과 운전의 안정성을 보면서 결정하는 것이 바람직하다.
다음에, 중공 섬유막 카트리지를 처리수 헤더 배관에 현수, 고정한 탱크형 여과 장치의 예(도4)를 설명한다.
도4에 있어서, 중공 섬유막 카트리지(4)는 카트리지 헤드(12)의 외주부에 설치된 카트리지 헤드 플랜지(12a)에 의해, 처리수 헤더 배관(17)으로부터 분기한 가지관(18)에 가스킷(19)을 거쳐서 클램프(20)에 의해 현수하여 고정되어 있다.
상기 구성에 있어서, 탱크형 여과 장치(1)에 의한 여과 운전시에는, 펌프(도시하지 않음)에 의해 여과 탱크(2)의 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 공급수 입구(2c)로부터 공급수실(7)로 공급된 원수는 상기 공급수실(7)을 채우고, 각 중공 섬유막(3a)의 외주면으로 유도된다. 각 중공 섬유막(3a)의 외주부 근방의 원수는 중공 섬유막(3a)의 외부로부터 내부로 가압 여과되고, 그 여과수는 중공 섬유막(3a)의 개구된 상단부로부터 가지관(18)을 통해 처리수 헤더 배관(17)으로 유도된다. 처리수 헤더 배관 내의 여과수는 탱크 본체(2a)에 설치된 처리수 출구(2d)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다.
중공 섬유막(3a)에서 여과되지 않은 농축수는 여과 탱크(2)의 상부에 설치된 덮개(2b)의 농축수 출구(2g)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다.
중공 섬유막(3a)을 여과수에 의해 역세척하는 경우는, 처리수 취출구(2d)로부터 여과수를 공급하여 공급수실(7)로 역류시키고, 중공 섬유막(3a) 외벽에 축적된 현탁 물질(비투과물)을 배제하여 농축수 출구(2g)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출한다.
또한, 중공 섬유막 카트리지(4)를 가스 버블링할 때는 공급수실(7)에 원수를 채운 상태에서, 우선 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 가스 공급구(2f)로부터 공급수실(7)로 가스를 공급한다. 가스는 노즐(5a)로부터 공급수실(7)의 내부로 기포형이 되어 유입되고, 각 하부 링(13)으로부터 접착 고정층(14)의 관통 구멍(14a)을 통과하여 각 중공 섬유막(3a)의 외주 측면으로 유도되고, 각 중공 섬유막(3a) 다발 내의 물을 교반하는 동시에 각 중공 섬유막(3a)을 진동시켜 중공 섬유막(3a)의 표면에 부착되어 있는 현탁물을 박리한다. 중공 섬유막(3a)을 진동시킨 가스는 덮개(2b)에 설치된 농축수 출구(2g)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다.
상기한 가스 버블링 운전과 역세척 운전의 순서는 어느 쪽이 앞서도 좋고, 또한 동시 운전을 행해도 좋지만, 역세척과 가스 버블링을 동시에 행하는 경우, 중공 섬유막의 진동에 수반하여 일어나는 막면의 찰과를 방지할 수 있어 적합하다. 또한, 상기한 역세척 운전과 가스 버블링 운전의 빈도는 여과 운전의 안정성을 보면서 결정하는 것이 바람직하다.
상기 가스 버블링에 있어서 중공 섬유막 카트리지(4)는 카트리지 헤드측 접착 고정층(12)과 하부 링측 접착 고정층(14)이 SUS 파이프(3b)로 연결 고정되어 있으므로, 가스 유량에 관계없이 하부 링이 부상하는 일도 없고, 하부 링(13)이 노즐(5a)로부터 떨어지는 일도 없어 양호한 세정이 행해진다.
다음에, 본 발명에 관한 중공 섬유막 카트리지를 현수, 고정한 랙형 여과 장치용 모듈의 예(도5 및 도6)를 설명한다. 또한, 본 발명에서 말하는 모듈이라 함은, 적어도 공급수 입구 및 상부에 개구부를 갖는 하우징과 중공 섬유막 카트리지로 구성되어 있고, 상기 중공 섬유막 카트리지가 상기 하우징 내에 삽입되어 하우징의 상부 개구부에 액밀적으로 탈착 가능한 상태로 고정되어 있는 조립 부재를 말한다.
하우징(21a)은 하부에 공급수 입구(2c)를 갖고, 상부에 농축수 노즐(22)을 설치한 하우징 헤드(21b)를 갖고 있다. 또는 하우징 헤드는 2중관 구조로 되어 있고, 내벽에는 헤드 개구부가 있어 외벽 내측과의 공간부를 거쳐서 농축 노즐(22)에 연통하고 있다. 카트리지는 내벽 내측에 수용된다.
본 발명의 중공 섬유막 카트리지는 상기 하우징에 상부로부터 삽입되어 상기 카트리지의 플랜지부(12a)에 의해 하우징 헤드 상단부에 가스킷 또는 O링을 거쳐서 액밀적으로 고정된다. 또한, 상기 카트리지의 플랜지부(12a)와 처리수 출구(2d)를 갖는 캡(24)과는 O링(25)을 거쳐서 액밀적으로 고정된다. 또한, 하우징 헤드(21b)와 상기 플랜지부(12a) 및 캡(24)은 하우징 너트(23)에 의해 일체적으로 고정된다.
상기 구성에 있어서, 랙형 여과 장치에 의한 여과 운전시에는, 펌프에 의해 공급수 배관(도시되어 있지 않음)을 거쳐서 공급수 입구(2c)로부터 하우징(21a) 내로 공급된 원수는 하부 링(13) 내에 충만하고, 관통 구멍(14a)을 통해 각 중공 섬유막(3a)의 외주면으로 유도된다.
각 중공 섬유막(3a)의 외주부 근방의 원수는 중공 섬유막(3a)의 외부로부터 내부로 가압 여과되고, 그 여과수는 중공 섬유막(3a)의 개구된 상단부로부터 캡(24) 내로 유도된다. 캡(24) 내로 유도된 여과수는 처리수 취출구(2d)로부터 랙형 장치의 여과수 배관(도시하지 않음)을 거친 외부로 취출된다. 또한, 각 중공 섬유막(3a)의 외주면으로 유도된 원수는 그 일부를 헤드 개구부(27)를 거쳐서 농축 노즐(22)로 유도하여 농축수 출구(2g)로부터 장치의 순환 탱크 혹은 원수 탱크(도시하지 않음)로 반송할 수도 있다.
중공 섬유막(3a)을 여과수에 의해 역세척하는 경우는, 처리수 취출구(2d)로부터 여과수를 공급하여 하우징(21a) 내로 역류시키고, 중공 섬유막(3a) 외벽에 축적된 현탁 물질(비투과물)을 배제하여 헤드 개구부(27)를 통해 농축 노즐(22)로부터 외부로 배출한다. 또한, 역류시킨 여과수에 의해 세정을 행한 현탁물 함유액은 하부 링(13)에 있는 관통구(14a)를 통해 하부의 공급수 입구(2c)로부터 배출할 수도 있다.
또한, 중공 섬유막(3a)을 가스 버블링하는 경우는 하우징(21a) 내에 원수 또는 여과수를 채운 상태에서, 우선 공급수 입구(2c)의 하부에 접속된 배관에 설치된 가스 공급구(도시하지 않음)로부터 하부 링(13)에 가스를 공급한다. 공급된 가스는 하부 링(13)의 하방에 설치된 스커트부에 체류하면서 접착 고정층(14)의 관통 구멍(14a)을 통과하고, 각 중공 섬유막(3a)을 요동시켜 중공 섬유막(3a)의 표면에 부착되어 있는 현탁물을 박리한다. 또한, 가스 버블링 중에 상기한 역세척을 동시에 행하여 세정수를 농축수 노즐(22)을 거쳐서 외부로 배출할 수도 있고, 이 경우 중공 섬유막의 진동에 수반하여 일어나는 막면의 찰과를 방지할 수 있어 적합하다.
계속해서, 필요에 따라서 플러싱을 행할 수도 있다. 여기서 말하는 플러싱이라 함은, 상기한 가스 버블링에서 박리한 현탁물을 외부로 배출하는 공정을 말한다. 상기 플러싱은 원수를 공급수 입구(2c)로부터 도입하여 농축수 노즐(22)로부터 배출하는 방법으로 통상 행해진다.
상기 가스 버블링에 있어서 중공 섬유막 카트리지(4)는 카트리지 헤드측 접착 고정층(12)과 하부 링측 접착 고정층(14)이 SUS 파이프(3b)에 의해 연결 고정되어 있으므로, 가스 유량에 관계없이 하부 링(13)이 부상하는 일도 없어 양호한 세정이 행해진다.
이하에 본 발명의 카트리지에 관한 구체적인 실시예를 나타낸다.
중공 섬유막 A
평균 일차 입경 0.016 ㎛, 비표면적 110 ㎡/g의 소수성 실리카[니뽄 아에로질제 : 아에로질 R-970(상품명)] 23 중량 ％, 프탈산디옥틸 30.8 중량 ％, 프탈산디부틸 6.2 중량 ％를 헨쉘믹서로 혼합하고, 이에 중량 평균 분자량 242000의 PVdF[구레하 가까꾸고교제 : 구레하 KF 폴리머 #1000(상품명)] 40 중량 ％를 첨가하여 다시 변쉘믹서로 혼합하였다.
상기 혼합물을 30 ㎜ø의 이축 압출기에 중공사형 방구(紡口)를 부착한 중공사 제조 장치로 공중을 경유하여 40 ℃의 수조 속에 20 m/분의 속도로 용융 압출하여 중공사형으로 성형하였다. 상기 성형물을 연속적으로 가변한 간극을 갖는 스폰지 벨트식 인수기로 20 m/분의 속도로 인수하고, 공간 온도 40 ℃로 제어한 가열조를 경유하여 40 m/분과 같은 스폰지 벨트식 인수기로 인수하여 2.0배로 연신하였다. 또한, 공간 온도 80 ℃로 제어한 가열조를 경유하여 냉각 수조의 수면에 위치하는 한 쌍의 요철 롤로 중공 섬유막을 연속적으로 협지하여 냉각한 후에 스폰지 벨트식 인수기로 30 m/분의 속도로 인수하여 1.5배까지 연신사를 수축시킨 후, 실패로 권취하였다.
다음에, 권취한 중공 섬유막을 30 ℃의 염화메틸렌 속에 1시간 침지를 3회 반복하여 프탈산디옥틸, 프탈산디부틸을 추출한 후 건조시켰다. 계속해서, 50 ％ 에탄올 수용액에 30분간 침지하고, 또한 물 속으로 옮겨 30분간 침지하여 중공 섬유막을 물로 적신 후, 40 ℃의 5 ％ 가성 소다 수용액에 1시간 침지하는 것을 2회 반복하여 소수성 실리커를 추출하고, 60 ℃의 온수로 12시간 세정하여 건조하였다.
이렇게 얻게 된 중공 섬유막은 외경 1.25 ㎜, 내경 0.65 ㎜이고, 순수 투수량 6000 리터/㎡/시간/0.1 ㎫, 인장 탄성율 19.6 ㎫이고, 권축도 1.68이었다.
중공 섬유막 B
상기한 중공 섬유막 A를 오븐 속에서 140 ℃ 2시간의 가열 처리를 행하였다. 이렇게 얻게 된 중공 섬유막은 외경 1.24 ㎜, 내경 0.65 ㎜이고, 순수 투수량 5300 리터/㎡/시간/0.1 ㎫, 인장 탄성율 40.2 ㎫이고, 권축도 1.72이었다.
중공 섬유막 C
WO00/63122호 공보에 기재된 방법에 의해, 제1 예의 PVdF제 중공 섬유막을 제조하였다. 상기 중공 섬유막은 인장 탄성율이 77.3 ㎫이고, 권축도가 1.74의 웨이브를 갖고 있었다.
중공 섬유막 D
WO97/03677호 공보에 기재된 방법에 의해, 제1 예의 폴리슬폰제 중공 섬유막을 제조하였다. 상기 중공 섬유막은 인장 탄성율이 100 ㎫이고, 웨이브가 없는 스트레이트형이며, 권축도 1.45였다.
중공 섬유막 E
일본 특허 공개 평03-42025호 공보에 기재된 방법에 의해, 제1 예의 폴리에틸렌제 중공 섬유막을 제조하였다. 상기 중공 섬유막은 인장 탄성율이 50 ㎫이고, 웨이브가 없는 스트레이트형이며, 권축도 1.47이었다.
(제1 실시예)
6400개의 상기 중공 섬유막 B를 이용하여 도10에 도시한 평형 플랜지부를 갖는 카트리지 헤드와, 도8에 도시한 111 ㎜ø의 관통 구멍 26개를 갖고, 길이 40 ㎜의 돌출부를 갖는 하부 링 및 외경 10 ㎜, 두께 1 ㎜의 SUS로 된 파이프 2개로 이루어지는 카트리지를 제작하였다. 상기 파이프는 도8에 도시한 바와 같이 중공 섬유막 다발 내 최외주부에 배치하고, 상기 중공 섬유막과 이액성 열경화형 우레탄 수지[산유렉제 : SA-6330A2/SA-6330B5(상품명)]를 이용하여 접착 고정하였다. 또한, 카트리지 헤드 및 하부 링은 ABS제이고, 상기 접착제는 5 ℃ 및 40 ℃에서의 쇼어 경도가 각각 65D, 40D이다.
상기 카트리지 헤드와 하부 링의 외경은 각각 167 ㎜, 150 ㎜이고, 카트리지 헤드부 및 하부 링에 있어서의 접착 두께가 각각 65 ㎜, 30 ㎜이다. 또한, 중공 섬유막의 유효 길이는 2010 ㎜이고, 막의 이완율은 4 ％였다.
상기 카트리지는 2개의 파이프를 잡고 쉽게 운반할 수 있었다.
도5에 도시한 하우징 내에 상기 카트리지를 수납하여 하우징 너트를 이용하여 캡을 접합하였다. 접합에 있어서는, 도10에 도시한 바와 같이 하여 하우징 및 캡과 카트리지 헤드 사이에 2개의 O링을 거쳐서 액밀적으로 고정하였다.
상기의 모듈을 랙 장치에 부착하여 후지천의 물을 원수로 한 여과 시험을 행하였다. 운전 조건을 이하에 나타낸다.
여과 수량 : 2.7 m/일
농축 수량 : 여과 수량의 1/2배
역세척 수량 : 여과 수량의 1.5배
가스(공기) 유량 : 0.3 ㎖/초/개-막
플러싱 수량 : 2 ㎥/시간
운전 사이클 : 여과 28.5분-역세척/가스 버블링(동시) 1분-플러싱 0.5분
또한, 역세척시에는 역세척수에 차아염소산나트륨을 4 ㎎/리터의 비율로 첨가하여 공급하였다.
운전 중인 역세척 후의 막간 차압(20 ℃ 환산치, 이하의 실시예에서도 마찬가지임)은 48시간 후까지 잠증하여 40 ㎪에 달하고, 그 이후 안정되게 추이하여 1000 시간 후에는 40 내지 45 ㎪였다.
또한, 운전 기간 동안의 수온은 8 ℃ 내지 13 ℃이고, 평균 탁도는 3 ppm이었다.
1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰하였지만, 아무런 이상은 없었다.
(제2 실시예)
중공 섬유막 C를 이용하여 카트리지 헤드를 도9에 도시한 페룰형으로 한 것 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 이완율은 2 ％였다.
상기 중공 섬유막 카트리지를 도4에 도시한 바와 같은 탱크형 장치에 부착하여 여과 실험을 행하였다. 운전 조건을 이하에 나타낸다.
여과 수량 : 2.4 m/일
농축 수량 : 여과 수량의 1/2배
역세척 수량 : 여과 수량의 1.5배
가스(공기) 유량 : 0.3 ㎖/초/개-막
플러싱 수량 : 3㎥/시간
운전 사이클 : 여과 28분-역세척/가스 버블링(동시) 1분-플러싱 1분
또한, 역세척시에는 역세척수에 차아염소산나트륨을 4 ㎎/리터의 비율로 첨가하여 공급하였다.
운전 중인 역세척 후의 막간 차압은 48시간 후까지 잠증하여 60 ㎪에 달하고, 그 이후 안정되게 추이하여 1000 시간 후에는 65 내지 70 ㎪였다.
또, 운전 기간 중의 수온은 12 ℃ 내지 16 ℃이고, 평균 탁도는 3 ppm이었다.
1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰하였지만, 아무런 이상은 없었다.
(제3 실시예)
중공 섬유막 A를 이용하여 카트리지 헤드를 도9에 도시한 페룰형으로 하고, 10 ㎜ø의 FRP제 둥근 막대 4개를 이용한 것 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 상기 둥근 막대는 중공 섬유막 다발을 4등분한 위치이고, 또한 최외주의 위치에 배치하였다. 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 이완율은 5 ％였다.
상기 카트리지는 대향하는 2개의 둥근 막대를 잡고 용이하게 운반할 수 있었다.
제2 실시예와 마찬가지로 하여 탱크형 여과 장치에서의 여과 실험을 행하였다.
운전 중인 역세척 후의 막간 차압은 48시간 후까지 잠증하여 40 ㎪에 달하고, 그 이후 안정되게 추이하여 1000 시간 후에는 40 내지 45 ㎪였다.
또한, 운전 기간 중의 수온은 14 ℃ 내지 18 ℃이고, 평균 탁도는 3 ppm이었다.
1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰하였지만, 아무런 이상은 없었다.
(제4 실시예)
카트리지 헤드를 도11에 도시한 나사산 부착형으로 하고, 하부 링의 돌출부의 길이를 100 ㎜, 접착제로서 이액성 열경화형 우레탄 수지[산유렉제 : SA-6330A2/SA-6330B4(상품명)]를 사용한 것 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 상기 접착제는 5 ℃ 및 40 ℃에서의 쇼어 경도가 각각 52D, 35D이다. 또한, 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 이완율은 4 ％였다.
상기 중공 섬유막 카트리지를 도11에 도시한 바와 같이 하여 배관에 접속하고, 원수 수조에 침지하여 흡입 여과를 행하였다. 또한, 상기 카트리지의 하부 링의 돌출부에는 상기 돌출 최하단부로부터 10 ㎜인 곳에 관통 구멍을 마련하고, 상기 관통 구멍에 공기 공급용 노즐을 삽입하여 고정하고, 스커트 내에 직접 공기를 공급할 수 있도록 하였다. 운전 조건을 이하에 나타낸다.
여과 수량 : 2.7 m/일
역세척 수량 : 여과 수량의 1.5배
가스(공기) 유량 : 0.3 ㎖/초/개-막
운전 사이클 : 여과 18분-역세척/가스 버블링(동시) 1분-드레인 0.5분-원수 공급 0.5분
(즉, 소정 시간의 여과 후에 역세척과 가스 버블링을 동시에 행하고, 계속해서 원수 수조 속의 액을 외부로 배출한 후에 원수를 공급하여 원수 수조를 만수 상태로 하고, 그 후 여과를 개시하는 사이클이다.)
또한, 여과 중은 여과 수량과 같은 양의 원수를 연속적으로 원수 수조에 공급하였다. 또한, 역세척시에는 역세척수에 차아염소산나트륨을 4 ㎎/리터의 비율로 첨가하여 공급하였다.
운전 중인 역세척 후의 흡입압은 48시간 후까지 잠증하여 50 ㎪에 달하고, 그 이후 안정되게 추이하여 1000 시간 후에는 50 내지 55 ㎪였다.
또한, 운전 기간 중의 수온은 12 ℃ 내지 16 ℃이고, 평균 탁도는 5 ppm이었다.
1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰하였지만, 아무런 이상은 없었다.
(제5 실시예)
3 ㎜Φ의 관통 구멍 200개를 하부 링의 중공 섬유막 다발 내에 균등하게 배치한 것 외에는 제4 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 이완율은 4 ％였다.
제4 실시예와 마찬가지로 하여 여과 실험을 행하였다. 이 운전 기간 중의 수온은 12 ℃ 내지 16 ℃이고, 평균 탁도는 5 ppm이었다.
운전 중의 역세척 후 흡입압은 48시간 후까지 잠증하여 50 ㎪에 달하고, 그 이후 안정되게 추이하여 500 시간 후에는 55 ㎪였다. 그 후에도 잠증하는 경향을 볼 수 있었지만 1000 시간 후에는 65 ㎪였다.1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰한 바, 특별히 이상은 없었다.
(제6 실시예)
카트리지 헤드와 하부 링의 외경이 각각 90 ㎜, 78 ㎜이고, 카트리지 헤드부 및 하부 링에 있어서의 접착 두께가 각각 30 ㎜, 20 ㎜, 중공 섬유막 B가 1600개, 접착제로서 이액성 열경화형 우레탄 수지[니뽄 폴리우레탄제 : KC-374/KN-575(상품명)]를 사용한 것 외에는 제2 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 또한, 관통 구멍은 하부 링의 중심으로부터 19 ㎜의 원주를 6등분한 위치에 6개 배치하였다. 또한, 상기 접착제는 5 ℃ 및 40 ℃에서의 쇼어 경도가 각각 50D, 38D이다. 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 유효 길이는 940 ㎜이고, 중공 섬유막의 이완율은 3 ％였다.
상기 중공 섬유막 카트리지를 도4에 도시한 바와 같은 탱크형 장치에 부착하여 여과 실험을 행하였다. 운전 조건을 이하에 나타낸다.
여과 수량 : 2.4 m/일
농축 수량 : 여과 수량의 1/2배
역세척 수량 : 여과 수량의 1.5배
가스(공기) 유량 : 0.2 ㎖/초/개-막
플러싱 수량 : 0.7 ㎥/시간
운전 사이클 : 여과 28분-역세척/가스 버블링(동시) 1분-플러싱 1분
또한, 역세척시에는 역세척수에 차아염소산나트륨을 4 ㎎/리터의 비율로 첨가하여 공급하였다.
운전 중 역세척 후의 막간 차압은 48시간 후까지 잠증하여 50 ㎪에 달하고, 그 이후 안정되게 추이하여 1000 시간 후에는 55 내지 60 ㎪였다.
또한, 운전 기간 중의 수온은 12 ℃ 내지 16 ℃이고, 평균 탁도는 3 ppm이었다.
1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰하였지만, 아무런 이상은 없었다.
(제7 실시예)
중공 섬유막 D를 사용한 것 외에는 제6 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 이완율은 0.5 ％였다.
제6 실시예와 마찬가지로 하여 여과 실험을 행하였다.
운전 중 역세척 후의 막간 차압은 48시간 후까지 잠증하여 40 ㎪에 달하고, 그 이후도 잠증하여 500 시간 후에는 90 ㎪에, 1000 시간 후에는 140 ㎪에 달하였다.
또한, 운전 기간 중의 수온은 12 ℃ 내지 16 ℃이고, 평균 탁도는 3 ppm이었다.
1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰하였지만, 아무런 이상은 없었다.
(제8 실시예)
중공 섬유막 E를 사용한 것 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 이완율은 3 ％였다.
제1 실시예와 마찬가지로 하여 여과 실험을 행하였다.
운전 중 역세척 후의 막간 차압은 48시간 후까지 증가하여 80 ㎪에 달하였지만, 그 이후는 잠증하여 500 시간 후에는 100 ㎪에, 1000 시간 후에는 130 ㎪에 달하는 데 그쳤다.
또한, 운전 기간 중의 수온은 12 ℃ 내지 10 ℃이고, 평균 탁도는 3 ppm이었다.
1000 시간의 운전 후, 카트리지를 취출하여 중공 섬유막이나 카트리지의 접착부를 관찰하였지만, 아무런 이상은 없었다.
(제9 실시예)
제1 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하고, 상기 카트리지의 가스 버블링에 있어서의 내구성을 평가하기 위한 가속 시험을 행하였다. 제1 실시예의 여과 운전에 있어서의 여과 시간을 2분으로 한 것 외에는 제1 실시예와 같은 운전 사이클로 하였다. 또한, 여과수와 농축수 및 역세척시의 세정수를 원수 탱크로 복귀하여 폐쇄 시스템에서의 운전으로 하고, 시스템 내의 수온을 저수온기를 상정하여 5 ℃로 냉각하여 보유 지지하였다.
제1 실시예에 기재된 운전 사이클에서 5년 상당분의 여과-역세척/가스 버블링-플러싱의 사이클을 반복한 후, 카트리지를 취출하여 관찰한 바, 중공 섬유막이나 카트리지 헤드의 접착부 등에 전혀 이상은 보이지 않았다.
(제1 비교예)
일본 특허 공개 평10-137552호 공보에 기재된 도4 및 도6 하부 링 구조로 하고, 중심부에 25 mΦ의 PVC제 파이프 1개를 배치하여 중공 섬유막 D를 이용한 것 외에는 제2 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 하부 링의 관통 구멍은 중심에 배치된 PVC 파이프로부터 5 ㎜ 떨어져 개구되어 있고, 폭을 10 ㎜로 하였다. 또한, 중공 섬유막 다발의 점유 면적은 제2 실시예와 마찬가지로 하였다. 또한, 상기 카트리지에 있어서의 중공 섬유막의 이완율은 0.5 ％였다.
상기 카트리지는 카트리지의 중앙부를 잡을 수 없으므로, 카트리지 헤드와 하부 링을 2사람이 분담하여 잡아서 운반할 수밖에 없었다.
상기 카트리지를 이용하여 제2 실시예와 같은 여과 시험을 행한 바, 역세척 후의 막간 차압이 운전 개시 초기로부터 급격히 상승하여 400시간에서 300 ㎪에 도달해 버려 운전을 중단할 수밖에 없었다.
(제2 비교예)
접착제로서 이액성 열경화형 우레탄 수지[니뽄폴리우레탄제 : 콜로네이트-4403/닛뽀란-4221(상품명)]를 사용한 것 외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 카트리지를 제작하였다. 상기 접착제는 5 ℃ 및 40 ℃에서의 쇼어 경도가 각각 72D, 28D이다.
상기 카트리지의 가스 버블링에 있어서의 내구성을 평가하기 위한 가속 시험을 제9 실시예와 마찬가지로 하여 행한 바, 1년 상당 시점에서 중공 섬유막의 접착 경계면에서 중공 섬유막이 파단하여 누설을 일으켰다.
본 발명의 카트리지 및 그를 이용한 랙형 여과 장치용 모듈 및 탱크형 여과 장치는 가스 버블링 세정시에 각 중공 섬유막의 확대 및/또는 진동을 최대한으로 생기게 하고, 소량의 도입 가스량이라도 중공 섬유막의 외표면에 퇴적한 현탁물을 박리하기 쉽게 하는 동시에, 박리된 현탁물을 중공 섬유막 카트리지의 밖으로 용이하게 배출할 수 있으므로, 장기간에 걸쳐서 안정된 여과 운전이 가능하다. 또한, 본 발명의 카트리지는 실용상 충분한 내구성를 갖고, 그리고 운반 등에 있어서의 핸드링이 용이하므로, 실용상 매우 유용하다. 또한, 그를 이용한 여과 장치용 모듈 및 탱크형 여과 장치는 카트리지를 신품으로 갱신하는 경우라도 하우징 또는 탱크를 반복하여 사용할 수 있으므로 경제적이다.

Claims (15)

  1. 복수개의 중공 섬유막으로 이루어져 양단부가 접착 고정층에 접착 고정된 중공 섬유막 다발과, 한 쪽 단부의 외주에 액밀하게 고정된 카트리지 헤드와, 다른 쪽 단부의 외주에 액밀하게 고정된 하부 링을 갖는 중공 섬유막 카트리지에 있어서,
    상기 카트리지 헤드와 상기 하부 링이 복수의 막대 또는 파이프로 연결 고정되어 있고, 카트리지 헤드측의 단부에 있어서 중공 섬유막의 중공부가 개구하고, 하부 링측 단부에 있어서 중공 섬유막의 중공부가 밀봉되고, 또한 하부 링측의 접착 고정층에 복수의 관통 구멍이 마련되어 상기 관통 구멍이 중공 섬유막 다발 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하부 링의 단부면이 중공 섬유막의 단부면으로부터 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 카트리지 헤드가 외주부에 플랜지부를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 막대 또는 파이프 중 적어도 일부가 중공 섬유막 다발의 외주 근방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  5. 제4항에 있어서, 상기 막대 또는 파이프가 상기 카트리지 헤드와 상기 하부 링에 접착 고정층으로 중공 섬유막과 함께 접착되어 있음으로써 연결 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공 섬유막이 웨이브를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공 섬유막의 인장 탄성율이 10 ㎫ 이상 90 ㎫ 미만인 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  8. 제7항에 있어서, 중공 섬유막의 인장 탄성율이 10 ㎫ 이상 70 ㎫ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중공 섬유막이 느슨한 상태이고, 이완율이 0.1 ％ 이상 10 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하부 링측의 접착 고정층에 마련된 상기 복수의 관통 구멍이 각각의 사이에 중공 섬유막이 존재하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하부 링측의 접착 고정층에 마련된 상기 복수의 관통 구멍이 내경 2 내지 30 ㎜인 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착 고정층을 구성하는 접착제가 사용 온도 범위에서 경도 70D 내지 30D의 특성을 갖는 우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 상기 중공 섬유막 카트리지.
  13. 제1항 또는 제2항에 기재된 중공 섬유막 카트리지를 이용한 것을 특징으로 하는 랙형 여과 장치용 모듈.
  14. 제1항 또는 제2항에 기재된 중공 섬유막 카트리지를 이용한 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 중공 섬유막 카트리지가 현수하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.
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