KR100552637B1

KR100552637B1 - 간편 조립형 오폐수 처리용 침지식 분리막 유니트 장치

Info

Publication number: KR100552637B1
Application number: KR1020040057280A
Authority: KR
Inventors: 지준성; 유제천
Original assignee: 현대엔지니어링 주식회사
Priority date: 2004-07-22
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2006-02-21
Also published as: KR20060007874A

Abstract

본 발명은 생물학적 오폐수 고도처리공법에서 침전지 대용으로 사용되는 막분리 생물반응조에 설치되는 침지식 분리막 유니트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침지식 분리막 유니트를 구성하는 분리막 엘리먼트, 집수관, 수평지지대, 산기관, 측벽 등 쉽게 조립할 수 있는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치는, 두 개의 수직측판 사이에 분리막 엘리먼트, 집수관, 수평지지대 및 산기관을 탈착가능하게 설치함으로써 부품수를 줄이고 조립을 용이하게 할 뿐만 아니라 용접 등 복잡한 공정을 생략할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치는, 합성수지재로 사출성형된 소정 길이의 단위 집수관을 다수 개 연결하여 사용함으로써 오폐수 처리시설의 계획용량에 따라 다양한 크기의 분리막 유니트를 쉽게 조립할 수 있고 집수관의 제조공정을 단순하게 하며 집수관의 재고관리를 용이하게 할 수 있도록 한 것이다.

분리막 유니트, 집수관, 수평지지대, 분리막 엘리먼트, 막분리 생물반응조

Description

간편 조립형 오폐수 처리용 침지식 분리막 유니트 장치{Easy assembly type of submerged membrane unit for the wastewater treatment}

도1은 일반적인 침지식 막분리 고도처리법의 생물반응조를 보여주는 구성도,

도2는 종래 기술에 따른 침지식 분리막 유니트를 보여주는 사시도,

도3은 종래 기술에 따른 분리막 엘리먼트를 보여주는 정단면도,

도4는 종래 기술에 따라 설치되는 산기관 프레임을 보여주는 사시도,

도5는 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치를 보여주는 사시도,

도6은 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치를 보여주는 분해 사시도,

도7은 도5의 정면도,

도8은 도5의 측면도.

도9는 도5의 저면도,

도10은 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치에 적용될 수 있는 집수관을 보여주는 분해사시도,

도11a 및 도11b는 본 발명의 집수관을 보여주는 횡단면도와 종단면도,

도12는 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치에 적용될 수 있는 수평지지대를 보여주는 사시도,

도13a 및 도13b는 본 발명의 수평지지대를 보여주는 평면도와 측단면도,

도14a 및 도14b는 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치에 적용될 수 있는 수직측판의 일예를 보여주는 사시도이다.

****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

10 : 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치 11, 11' : 수직측판

50 : 수평지지대 53 : 고정홀

55 : 플랜지 56 : 체결구멍

60 : 집수관 60',60" : 단위 집수관

61 : 메인관통공 62, 62' : 스페이서

63 : 결합통공 65 : 결합봉

67 : 수직관통홀 70 : 처리수배출관

80 : 산기장치 81 : 산기관

90 : 공기공급관 140 : 분리막 엘리먼트

본 발명은 생물학적 오폐수 고도처리공법에서 침전지 대용으로 사용되는 막분리 생물반응조에 설치되는 침지식 분리막 유니트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침지식 분리막 유니트를 구성하는 분리막 엘리먼트, 집수관, 수평지지대, 산기관, 측벽 등 쉽게 조립할 수 있는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치에 관한 것이다.

막분리 생물반응조(MBR : Membrane Bio-Reactor)란 오폐수의 처리를 위한 생물학적 반응조에 분리막기술을 결합하여 생물학적 유기물분해 및 부유성미생물과 처리수를 분리막에 의해 완벽하게 분리시키는 공정으로 침전조의 대용으로 정밀여과막(MF) 및 한외여과막(UF)이 주로 이용되고 있다. 이러한 MBR공정은 크게 순환식(Side-Stream Type)MBR과 침지식(Submerged Type)MBR공정으로 구분되는데, 기능적 측면 및 경제적 측면에서 우수한 침지식 MBR공법의 적용 실적이 증가 추세에 있다.

침지식 MBR공법에는 주로 평막(PF:Plate Frame) 및 중공사막(HF:Hollow Fiber)이 적용되고 있으며, 실용화된 분리막으로는 Zenon의 PSf 및 PVDF 재질의 ZeeWeed계열의 중공사막, Mitsubishi Rayon의 PE 및 PVDF재질의 HFL, SUR, SADF계열의 중공사막, 코래드의 PES재질의 평막, YUASA사의 Polyolefin재질의 평막, 퓨어앤비텍의 PSf재질의 평막 등이 있다.

도1은 일반적인 침지식 막분리 고도처리법의 생물반응조를 보여주는 구성도이다. 일반적으로 MBR공법은 친수성 코팅 처리된 분리막 유니트(100)를 생물반응조(3)에 직접 침지시켜 흡입펌프(5)에서 발생되는 흡입압을 이용하여 분리막 외부의 원수를 분리막 내부로 여과처리하는 방식(Out-In Type)으로서, 다수개의 분리막 엘리먼트(140)와, 이를 고정하고 지지해 주는 분리막 지지프레임(130) 그리고 상기 분리막 엘리먼트(140)에 압축공기를 공급하는 산기장치(180)와, 이를 고정하고 지지해 주는 산기관 지지프레dla(190)으로 구성되어 있다.

따라서 전처리설비인 침사설비 및 스크린설비를 거쳐 분리막 오염의 직접적인 영향을 끼치는 머리카락 등 협잡물이 제거된 오폐수 유입수(1)는 생물반응조(3)로 유입되며, 5,000∼15,000㎎/L의 고농도 부유성미생물에 의해 오염물질이 제거된 처리수(2)는 생물반응조(3)에 설치된 분리막 유니트(100)에 의해 고액분리되어 흡입펌프(5)로 배출된다. 이때 상기 분리막 유니트(100)는 생물반응조(3)에 설치된 분리막 가이드레일(6)에 고정되어 원활한 선회류의 형성을 위하여 생물반응조 하부로부터 200∼500mm정도로 일정한 간격높이로 설치되며, 흡입펌프(5)는 분리막 유니트(100)와 처리수배관(4)으로 연결된다.

그리고 부유성미생물의 호흡을 위해 필요한 산소는 송풍기(7)에 의해 공급되며, 분리막의 폐색을 방지하기 위하여 상기 송풍기(7)는 분리막 프레임 하부의 분리막 산기장치(180)와 공기배관(8)으로 연결되어 상향류(Upflow)로 공기가 공급된다. 이때 분리막의 오염을 방지하기 위하여 10m/sec이상의 공기속도를 유지하여 생물반응조 내에 선회류(9)가 형성될 수 있도록 하여야 하며, 분리막의 차압이 일정수치 이상으로 상승하는 경우 역세(Backwash) 또는 화학적 계내세정(In-Line)을 위하여 CIP탱크(11)가 필요하다. 그리고 약품세정배관(12)은 처리수배관(4)에 연결되며, 세정 시 약품배관밸브(13)는 열리고 흡입배관밸브(14)는 닫히도록 구성된다.

한편, 종래의 침지식 MBR공법에 적용되는 분리막 유니트(100)는 도2 및 도3에서 보는 바와 같이, 크게 분리막 지지프레임(130)과, 상기 분리막 지지프레임(130)의 하부에 설치되는 산기관 지지프레임(190)으로 구성되어 있다. 이때 상기 분리막 지지프레임(130)과 산기관 지지프레임(190)은 다수의 앵글을 용접하여 제작 된 사각 틀 형상을 갖는다. 그리고 상기 분리막 지지프레임(130)에는 다수의 분리막 엘리먼트(140)를 소정 간격 이격되게 지지하는 두 개의 집수관(160)과 두 개의 수평고정대(150)가 수평하게 설치되어 있다.

한편, 두 개의 집수관(160)과 두 개의 수평고정대(150) 사이에 설치되는 분리막 엘리먼트(140)는 도3에서 보는 바와 같이, 다수의 중공사막(142)이 수평방향으로 설치되고, 상기 중공사막(142)의 좌,우 양단에는 집수부(143)가 수직하게 설치되어 있다. 그리고 상기 집수부(143)의 상단에는 집수관(160)의 저면에 관통된 관통구멍(163)에 삽입되는 노즐(145)이 형성되어 있고, 하단에는 수평고정대(150)에 소정 간격 이격되게 형성된 요홈(153)에 삽입되는 돌출부(146)가 형성되어 있다. 따라서 집수부(143)는 상기 관통구멍(163)을 통해서 집수관(160)과 연통되게 설치된다.

이때 집수관(160)은 소정 길이의 사각 또는 원형의 파이프로 이루어지고, 집수관(160)의 저면에 형성된 관통구멍(163)은 홀 가공을 통해 소정 간격으로 형성된다. 그리고 관통구멍(163)에는 집수부(143)의 노즐(145)을 수밀하게 결합시키기 위하여 소정의 결합부재(164)가 설치된다. 상기 결합부재(164)는 합성수지재나 고무로 형성되며, 상기 노즐(145)이 수밀하게 결합되는 소정 직경의 삽입홀(165)과 상기 결합부재(164)를 고정시키기 위한 본체부(166)로 이루어져 있다. 따라서 홀 가공을 통해 천공된 관통구멍(163)에 별도의 공정에서 만들어진 결합부재(164)를 끼워넣어 결합하게 된다.

한편, 도4에서 보는 바와 같이, 산기관 지지프레임(170)은 다수의 앵글을 용 접하여 상자 형태로 만들어진 것으로서, 그 하단에는 다수의 산기관(181)으로 이루어진 산기장치(180)가 일체형으로 결합되어 있고, 산기장치(180)의 일측에는 압축공기를 주입하기 위한 공기주입관(195)이 설치되어 있다. 이와 같이 종래의 분리막 유니트(100)는 다수의 앵글을 이용하여 분리막 지지프레임(130)과 산기관 지지프레임(170)을 각각 제작한 후 분리막 지지프레임(130)의 저면에 산기관 지지프레임(170)을 용접이나 체결수단을 통해 일체로 결합시키는 것이므로 제작 및 조립공정이 복잡할 뿐만 아니라 산기관을 분리할 수 없어 산기관이 폐색될 경우 유지관리에 어려움이 많았다.

또한 종래의 집수관(160)은 소정 길이의 원형배관을 사각배관으로 가공한 다음 사각배관 저면에 홀 가공을 통해 다수의 관통구멍을 형성함과 아울러 별도의 결합부재(146)를 설치하여야 하므로 집수관의 제작에 많은 시간과 인력이 소요되고 별도로 결합부재(146)를 제작하여야 하므로 생산효율이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 주된 목적은 두 개의 수직측판 사이에 다수의 분리막 엘리먼트, 집수관, 수평지지대, 산기관 등을 탈착가능하게 체결함으로써 쉽게 조립할 수 있는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 다수의 분리막 엘리먼트, 집수관, 수평지지대, 산기관 등을 모두 두 개의 수직측판 사이에 설치함으로써 분리막 지지프레임과 산기관 지지프레임 등을 생략하여 제조단가를 낮출 수 있는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장 치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 합성수지재로 사출성형된 집수관을 모듈화하여 처리용량에 따라서 여러 개의 단위 집수관을 연결하여 사용할 수 있도록 함으로써 집수관의 제작공정을 단순화시키고 다양한 크기의 분리막 유니트를 쉽게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 집수관의 재고관리를 용이하게 할 수 있는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치는, 소정 간격으로 이격되게 설치된 두 개의 수직측판과; 상기 수직측판 사이에 소정 간격으로 이격되게 설치되는 다수의 분리막 엘리먼트와; 상기 수직측판 사이에 수평하게 설치되어 상기 분리막 엘리먼트의 상단을 지지함과 아울러 상기 분리막 엘리먼트의 집수부와 연통되게 설치되는 두 개의 수집관과; 상기 수직측판 사이에 수평하게 설치되어 상기 분리막 엘리먼트의 하단을 지지하는 두 개의 수평지지대와; 상기 수직측판 사이에 수평하게 설치되어 상기 분리막 엘리먼트에 소정의 압축공기를 공급하는 산기관과; 상기 집수관에 연통되게 설치되어 다수의 분리막 엘리먼트를 통해서 여과된 처리수를 배출시키는 처리수배출관과; 상기 산기관에 연통되게 설치되어 다수의 분리막 엘리먼트에 공기를 공급하는 공기공급관과; 상기 수직측판 사이에 설치되어 다수의 분리막 엘리먼트로 공급되는 압축공기를 안내하는 전후측판을 포함하여 구성된다.

상기 수직측판은 소정 두께의 금속판을 절곡하여 이루어지고, 일측 수직측판 의 상부에는 처리수배출관이 관통되는 관통홀이 형성되고, 타측 수직측판의 하부에는 상기 공기공급관이 관통되는 관통홀이 각각 형성된다.

상기 집수관은 합성수지재로 사출성형된 소정 길이의 각형 관으로서, 길이방향의 중심에는 소정 직경의 메인관통공이 형성되고, 저면에는 상기 메인관통공과 연통되는 다수의 수직관통홀이 소정간격 이격되어 형성된다.

그리고 상기 집수관의 수직관통홀에는 상기 분리막 엘리먼트의 집수부 상단에 형성된 노즐이 수밀하게 결합되는 결합부재가 일체로 형성되어 있다.

상기 결합부재는 집수부의 노즐이 수밀하게 결합되는 소정 직경의 삽입홀과 상기 노즐의 외부를 감싸도록 하부로 신장된 소정 길이의 결합부와 상기 노즐이 메인관통공으로 삽입되지 않도록 저지하는 단턱부로 이루어진다.

한편, 상기 집수관은 합성수지재로 사출성형된 다수의 단위 집수관으로 이루어지고, 상기 다수의 단위 집수관은 소정 길이의 결합봉을 이용해서 일렬로 결합되어 외부에서 가해지는 힘에 의하여 뒤틀림이 발생되지 않도록 구조적으로 안정된 것을 특징으로 한다.

상기 단위 집수관은 길이방향의 중심에 소정 직경의 메인관통공이 형성되고, 저면에는 상기 메인관통공과 연통되는 다수의 수직관통홀이 소정간격 이격되어 형성되며, 상기 메인관통공 주변에는 직경이 10mm 내외인 결합봉이 삽입되는 다수의 결합통공이 이격되게 설치되어 있다.

그리고 상기 단위 집수관의 일측 단부에는 상기 메인관통공 주위로 돌출된 소정의 돌부가 형성되고, 타측 단부에는 상기 돌부가 삽입되는 요부가 형성되어 있 다.

상기 집수관의 양단에는 합성수지재로 사출성형된 소정의 스페이서가 설치된다.

상기 스페이서는 길이방향으로 메인관통공이 형성되고 그 주위에는 소정의 결합봉이 삽입되는 다수의 결합통공이 이격되게 설치되고, 일측 단부에는 상기 메인관통공 주위로 돌출된 소정의 돌부가 형성되고, 타측 단부에는 상기 돌부가 삽입되는 요부가 형성된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저 도5는 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치(10)를 보여주는 사시도이고, 도6은 그 분해사시도이며, 도7은 그 정면도, 도8은 그 측면도, 도9는 그 저면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치(10)는 소정 간격 이격되어 수직하게 설치된 두 개의 수직측판(11)(11') 사이에 두 개의 집수관(60)과 두 개의 수평지지대(50)가 상하로 수평하게 설치되고, 그 사이에 다수의 분리막 엘리먼트(140)가 소정 간격으로 이격되게 설치되어 있다. 그리고 상기 수직측판(11)(11')의 하단에는 소정의 산기장치(80)가 탈착가능하게 설치되어 있다.

그리고 일측 수직측판(11)의 외측 상단에는 두 개의 집수관(60)과 연결되는 처리수배출관(70)이 설치되고, 타측 수직측판(11')의 외측 하단에는 상기 산기장치(80)와 연결되는 공기공급관(90;도6참조)이 각각 탈착가능하게 설치되어 있다. 또 한 상기 두 개의 수직측판(11)(11') 사이에는 전후측판(12)이 가이드레일(13)에 슬라이드 가능하게 설치되어 있다.

한편, 상기 수직측판(11)(11')은 소정 두께의 금속판을 절곡하여 이루어진 것으로서, 다수의 관통홀(72)과 체결홀(73)(75))76)이 각각 형성되어 있다. 그리고 수직측판(11)(11')의 상부 절곡부에는 분리막 유니트의 인양을 위하여 체인(Chain)이 연결되는 소정의 아이볼트(14)가 체결되어 있다. 상기 수직측판(11)의 처리수배출관(70)과 공기공급관(90)은 양방향으로 계획하는 것을 원칙으로 하나 오폐수 처리시설의 기계설비 설치계획에 따라 동일 방향으로 처리수배출관(70)과 공기공급관(90)을 설치하는 것도 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치(10)은 소정 두께의 금속판을 절곡하여 이루어진 두 개의 수직측판(11)(11') 사이에 분리막 엘리먼트(140)를 지지하는 집수관(60)과 수평지지대(50)를 체결수단을 통해 탈착가능하게 설치하고, 그 사이에 다수 개의 분리막 엘리먼트(140)를 소정 간격으로 수직하게 설치하며, 그 하부에 산기장치(80)을 탈착가능하게 설치함으로써, 종래의 분리막 지지프레임과 산기관 지지프레임을 일체로 제작함과 아울러 모든 부품을 탈착가능하게 설치한다.

한편, 본 발명에 따른 조립형 분리막 엘리먼트(140)는 도3에 도시된 종래의 것과 동일한 구조를 갖는 것으로서, 다수의 중공사막(142)이 수평방향으로 설치되고, 상기 중공사막(142)의 좌,우 양단에는 집수부(143)가 수직하게 설치되어 있다. 그리고 상기 집수부(143)의 상단에는 집수관(60)의 저면에 형성된 수직관통홀(67) 에 삽입되는 노즐(145)이 돌출되게 형성되어 있고, 하단에는 수평고정대(50)의 상면에 형성된 고정홀(53)에 삽입되는 돌출부(146)가 형성되어 있다. 다만, 사용되는 분리막 엘리먼트(140)의 수직 집수부(43) 상부에 위치하는 노즐(45)은 집수부(43)와 동일한 방향으로 계획된 것이 일반적이나 집수관(60)과의 탈착이 용이하도록 집수부(43)와 수직방향으로 구성된 분리막 엘리먼트(140)를 사용할 경우에는 집수관(60)의 저면에 형성된 수직관통홀(67)의 방향을 좌우측 내부로 회전시켜 간편하게 조립을 변경할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 집수관(60)은 사각형 또는 원형의 파이프이거나 합성수지재로 사출성형된 성형품으로 이루어질 수 있다. 상기 집수관(60)은 길이방향으로 소정 직경의 메인관통공(61)이 형성되고, 상기 메인관통공(61)의 저면에는 분리막 엘리먼트(140)에 노즐(145)이 결합되는 다수의 수직관통홀(67)이 소정간격으로 이격되게 형성되어 있다. 또한 본 발명에 따른 수평지지대(50)는 분리막 엘리먼트(140)의 집수부(143)에 형성된 돌출부(146)가 삽입되는 다수의 고정홀(53)이 소정 간격으로 이격되게 형성되어 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치(10)의 구조를 보다 상세히 설명한다.

먼저 도10은 본 발명에 따른 집수관(60)의 바람직한 실시예를 보여주는 분해 사시도이고, 도11a 및 도11b는 그 횡단면과 종단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집수관(60)는 합성수지재로 사출성형된 소정 길이의 각형 관으로서, 길이방향의 중심에 소정 직경의 메인관통공(61)이 형성되고, 상기 집수관(60)의 저 면에는 메인관통공(61)과 연통되는 다수의 수직관통홀(67)이 소정간격 이격되어 형성되어 있다.

그리고 도10과 도11a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집수관(60)의 바람직한 실시예는 다수의 단위 집수관(60')(60")이 소정 직경을 갖는 다수의 결합봉(65)을 통해서 연결되어 이루어진다. 각 단위 집수관(60')(60")은 합성수지재로 사출성형된 소정 길이의 각형 관으로서, 길이방향의 중심에는 메인관통공(61)이 형성되고, 상기 단위 집수관(60')(60")의 저면에는 메인관통공(61)과 연통되는 다수의 수직관통홀(67)이 일정간격으로 이격되게 형성되어 있다.

그리고 메인관통공(61) 주변에는 상기 다수의 결합봉(65)이 삽입될 수 있도록 다수의 결합통공(63)이 길이방향으로 형성되어 있다. 상기 결합통공(63)은 메인관통공(61)으로부터 소정거리 이격되게 설치되어 있어 메인관통공(61)과 분리되어 있다. 그리고 상기 단위 집수관(60')(60")의 일측 단부에는 메인관통공(61) 주위로 소정 길이 돌출된 돌부(64)가 형성되고, 타측 단부에는 상기 돌부(64)가 삽입될 수 있도록 소정 깊이의 요부(66)가 대응되게 형성되어 있다. 따라서 이웃하는 단위 집수관(60')(60")이 상기 결합봉(65)을 통해 결합될 때 단위 집수관(60')(60")들이 돌부(64)와 요부(66)을 통해 수밀하게 연결된다. 또한 필요에 따라서는 상기 돌부(64)와 요부(66) 사이에 소정의 실링을 설치하는 것도 가능하다.

따라서 본 발명에 따른 집수관(60)은 다수의 단위 집수관(60')(60")을 소정 길이의 결합봉(65)에 차례로 삽입하여 수직측판(11)(11') 사이에 설치한 후 상기 결합봉(65)의 양단을 수직측판(11)(11')에 형성된 체결홀(73)에 관통시켜 소정의 볼트(68)로 체결함으로써 이루어진다.

이때 상기 집수관(60)의 양단에는 소정 길이의 스페이서(62)가 각각 설치될 수 있다. 즉 상기 스페이서(62)는 수직측판(11)(11')과 분리막 엘리먼트(140) 사이에 소정의 공간을 확보하기 위한 것이다. 상기 집수관(60)의 일측, 예를 들어 처리수배출관(70)쪽에 설치되는 스페이서(62)는 도10에서 보는 바와 같이, 합성수지재로 사출성형된 소정 길이의 각형 관으로서, 길이방향의 중심에는 메인관통공(61)이 형성되고, 메인관통공(61) 주변에는 소정 직경의 결합봉(65)이 삽입될 수 있도록 다수의 결합통공(63)이 형성되어 있다. 또한 메인관통공(61)의 내주면에는 처리수배출관(70)이 나사결합되는 소정의 나사산이 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 집수관(60)의 타측에 설치되는 스페이서(62')는 밀폐되어 상기 메인관통공(61)이 형성되어 있지 않다.

또한 상기 스페이서(62)(62')의 일측 단부에는 상기 메인관통공(61) 주위로 돌출된 소정의 돌부(64)가 형성되어 있고, 타측 단부에는 상기 돌부(64)가 삽입될 수 있도록 소정 깊이의 요부(66)가 대응되게 형성되어 있다. 한편 상기 결합봉(65)은 다수의 단위 집수관(60')(60")를 설치하고 남을 정도의 길이를 가지며 그 양단에는 소정의 너트(68)를 나사결합하기 위한 나사산(69)이 형성되어 있다.

이어 도11b의 종단면도에서 보는 바와 같이, 상기 수직관통홀(67)에는 종래의 결합부재(164)와 동일한 기능을 하는 결합부재(80)가 일체로 형성되어 있다. 상기 결합부재(80)는 분리막 엘리먼트(140)의 집수부(143) 상단에 형성된 노즐(145)이 수밀하게 삽입될 수 있도록 상기 수직관통홀(67)에 형성된 삽입홀(83)과, 상기 노즐(145)이 메인관통공(61)내부로 삽입되는 것을 저지하기 위하여 상기 삽입홀(83)과 메인관통공(61)사이에 형성된 단턱부(85)와, 상기 삽입홀(83)의 주연에 소정 길이 하부로 돌출되게 형성되어 노즐(145)을 지지하는 원통형의 결합부(87)로 이루어져 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 집수관(60)은 사출성형 시 결합부재(80)가 일체로 형성되기 때문에 홀 가공이 필요없게 되고 별도의 결합부재를 제작하는 공정이 생략된다.

이어서 도12는 본 발명에 따른 수평지지대(50)를 보여주는 사시도이고, 도13a는 그 평면도, 도13b는 그 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 수평지지대(50)는 소정 길이의 절곡 바(51)로서, 평평한 상면에는 다수의 고정홀(53)이 소정 간격으로 이격되게 형성되고, 절곡 바(51)의 양단에는 수직측판(11)(11')의 안쪽면에 밀착되는 소정 크기의 플랜지(55)가 일체로 형성되어 있다. 그리고 상기 플랜지(55)에는 소정 크기의 체결구멍(56)이 형성되어 있다. 이때 상기 체결구멍(56)은 상하방향으로 길게 형성되어 소정의 체결볼트(57)와 너트(58)를 느슨하게 체결한 상태에서 수평지지대(50)를 상부로 들어 올릴 수 있도록 되어 있다.

그리고 도14a 및 도14b는 본 발명에 따른 수직측판(11)의 바람직한 실시예를 보여주는 사시도로서, 도시된 바와 같이, 상기 수직측판(11)은 소정 두께의 금속판을 절곡하여 이루어진 것이다. 예를 들어, 도14a는 소정 크기를 갖는 금속판의 상하좌우에 소정 크기의 절곡부(15)(16)를 형성한 다음 외측으로 절곡하여 용접한 것이다. 또한 도14b는 소정 크기의 금속판을 얇은 상자 형태로 절곡하고 가장자리를 모두 용접하여 강도를 높이고 외관을 깔끔하게 한 것이다. 그러나 본 발명에 따른 수직측판(11)의 형상과 제조방법은 상술한 예로 한정되지 않는다. 따라서 비교적 얇은 두께를 가지면서도 충분한 강도를 갖는 것이라면 어느 것이나 적용이 가능하다.

그리고 상기 수직측판(11)에는 다수의 관통공과 체결홀이 소정의 위치에 형성되어 있다. 예를 들어, 수직측판(11)의 상부에는 처리수배출관(70)이 관통되는 두 개의 관통공(72)이 형성되고, 상기 관통공(72)의 주변에는 다수의 결합봉(65)이 관통되는 다수 개의 체결공(73)이 형성된다. 또한 수직측판(11)의 중간 아래에는 수평지지대(50)를 고정시키기 위한 체결볼트(57)가 관통되는 체결공(75)이 형성된다. 그리고 상기 체결공(75)의 아래에는 루프형상의 산기장치(80)을 고정시키기 위한 U자형 체결볼트(87)가 관통되는 체결공(76)이 각각 설치되어 있다.

또한 상기 수직측판(11)의 상부 절곡면에는 이이볼트(14)를 고정시키기 위한 체결공(78)이 천공되고, 상기 수직측판(11)의 안쪽에는 전후측판(12)을 설치하기 위한 가이드레일(18)이 수직하게 설치되어 있다. 한편, 타측 수직측판(11')의 하단에는 공기공급관(90)이 설치되는 또 다른 관통공(77)이 형성되어 있다.

이와 같이 본 발명의 수직측판(11)(11')에는 집수관(60), 수평지지대(50), 산기장치(80), 처리수배출관(70), 공기공급관(90) 등을 설치할 수 있는 다수의 관통공(72)(77)과 체결공(72)(75)(76)이 정해진 위치에 미리 형성되어 있으므로 해당 위치에 해당 부품을 위치시킨 상태에서 소정의 체결수단을 이용하여 체결함으로써 여러 가지 부품을 쉽게 조립할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치(10)의 조립과정을 설명한다.

먼저, 처리수의 용량에 따라 설치하고자 하는 분리막 엘리먼트(140)의 수를 정한다. 그런 다음 설정된 분리막 엘리먼트(140)를 모두 설치할 수 있도록 소정 길이의 집수관(60)을 만든다. 이때 상기 집수관(60)은 도10에서 보는 바와 같이, 소정 길이의 단위 집수관(60')(60")을 결합봉(65)에 삽입하여 이루어진다. 이때 상기 집수관(60)의 양단에는 소정의 스페이서(62)를 설치하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 집수관(60)과 같은 길이의 수평지지대(50)를 준비한다. 상기 수평지지대(50)는 상기 집수관(60)과 동일한 길이를 갖고, 집수관(60)에 형성된 수직관통홀(67)과 대응하도록 다수의 고정홀(53)이 형성된 것이다. 한편 상기 수평지지대(50)는 단위 집수관(60')(60")과 동일한 길이를 갖는 단위 수평지지대(도시되지 않음)를 연결하여 설치하는 것도 가능하다.

이어, 상기 집수관(60)을 수직측판(11)(11') 사이에 설치하고, 집수관(60)에 관통된 결합봉(65)의 양단을 수직측판(11)(11')의 체결공(73)에 관통시켜 볼트(68)로 체결시킨다. 이때 상기 집수관(60)의 메인관통공(61)은 일측 수직측판(11)에 형성된 관통공(72)에 일치하게 된다. 그리고 상기 수평지지대(50)의 양단에 형성된 플랜지(55)를 수직측판(11)(11')의 안쪽면에 밀착시켜 플랜지(55)의 체결구멍(56)과 수직측판(11)(11')의 체결구멍(75)을 일치시킨다. 그런 다음, 소정의 체결볼트(57)를 상기 체결구멍(56)(75)에 삽입하여 너트(58)로 체결한다. 이때 상기 체결볼트(57)는 상기 플랜지(55)에 형성된 체결구멍(56)의 상부쪽에 위치하도록 설치한다. 즉 이러한 상태는 수평지지대(50)가 아래로 치우쳐진 상태이므로 집수관(60)과 수평지지대(50) 사이에 다수의 분리막 엘리먼트(140)를 비교적 쉽게 설치할 수 있다.

이때 상기 분리막 엘리먼트(140)의 집수부(143) 상단에 형성된 노즐(145)은 집수관(60)의 저면에 형성된 수직관통홀(67)의 삽입홀(83)에 삽입되고, 상기 집수부(143)의 하단에 형성된 돌출부(146)는 수평지지대(50)의 고정홀(53)에 각각 삽입된다. 이와 같이 분리막 엘리먼트(140)는 소정간격 이격되게 형성된 수직관통홀(67)과 고정홀(53)이 설치되므로 다수의 분리막 엘리먼트(140)는 일정 간격으로 이격되게 설치되게 된다. 한편, 본 발명의 분리막 엘리먼트(140)는 종래의 세정용 공기량(중공사막: 분리막하부 단위면적당 70∼150 ㎥/㎡ ·hr, 평막: 5∼12L/매·mim)과 동일한 공기량으로 생물반응조내 선회류의 형성하고 분리막의 오염을 최소화하기 위하여 분리막 엘리먼트(140) 사이의 간격을 15∼25mm로 하는 것이 바람직하다.

이어서, 다수의 분리막 엘리먼트(140)가 완전히 설치되면 상기 수평지지대(50)를 상부로 최대한 이동시킨 상태, 즉 상기 체결볼트(55)가 플랜지(55)의 체결구멍(56) 하부쪽에 위치되도록 한 상태에서 너트(58)를 체결하여 단단히 고정시킨다. 그러면 상기 집수관(60)의 수직관통홀(67)과 집수부(143)의 노즐(145)이 수밀하게 결합된다.

이와 같이 다수의 분리막 엘리먼트(140)를 설치한 후, 처리수배출관(70)을 상기 집수관(60)의 메인관통공(61)에 연통되게 설치한다. 이때 상기 처리수배출관(70)은 집수관(60)에 설치된 스페이서(62)와 나사결합되는 것이 바람직하다. 그리 고 다수의 파이프산기관(81)이 루프형상으로 연결된 산기장치(80)를 U자형 볼트(87)를 이용하여 두 개의 수직측벽(11)(11')사이에 설치한다. 이때 상기 U자형 볼트(87)는 산기장치(81)의 양쪽 헤드부분을 감싸며 수직측벽(11)(11')에 형성된 체결공(77)을 관통하여 소정의 볼트(88)로 나사체결된다. 상기 산기장치(80)의 일측 헤드부에 설치된 유입관(86)에 공기공급관(90)을 설치한다. 이때 상기 공기공급관(90)는 유입관(86)에 나사결합되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 유입관(86)의 타측에 형성된 지지관(82)은 수직측벽(11')에 형성된 소정의 관통공에 삽입되어 산기장치(80)를 안정하게 지지한다. 이때 상기 지지관(82)의 단부는 소정의 마감캡(84)으로 막혀 있다. 그리고 상기 파이프산기관(81)의 폐색방지를 위하여 공기배관(8)에 청수를 주기적(10∼20sec/회, 4회/일)으로 주입하는 경우 산기장치(80)의 형상을 변경하여 탈착가능하도록 계획하여도 무방하다.

끝으로 상기 수직측벽(11)(11')에 형성된 가이드레일(18)에 소정 크기의 전후측판(12)은 슬라이드시켜 설치한다. 그리고 상기 수직측판(11)(11')의 상면에 소정의 아이볼트(14)를 고정시킴으로써 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치를 완성하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치는 두 개의 수직측판 사이에 다수의 분리막 엘리먼트, 집수관, 수평지지대, 산기관 등을 탈착가능하게 체결하기 때문에 조립과 분해가 용이하다.

본 발명은 또한 두 개의 수직측판 사이에 다수의 분리막 엘리먼트, 집수관, 수평지지대, 산기관 등을 모두 설치하기 때문에 분리막 지지프레임과 산기관 지지프레임 등의 부품을 생략하여 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 합성수지재로 사출성형된 집수관을 모듈화하여 처리용량에 따라 단위 집수관을 다수 개 연결하여 사용할 수 있도록 함으로써 집수관의 제조공정이 단순하고 처리용량에 따라 다양한 크기의 분리막 유니트를 용이하게 조립하여 제공할 수 있으며, 단위 집수관만을 생산하기 때문에 집수관의 재고관리를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 또한 유입수의 특성에 따라 다양한 종류의 산기관을 용이하게 교체할 수 있도록 함으로써 산기관의 폐색을 방지하고 과도한 폭기에 따른 문제점을 방지할 수 있다.

Claims

오폐수 고도처리공법에서 침전지 대용으로 사용되는 막분리 생물반응조에 설치되는 침지식 분리막 유니트에 있어서,

소정 간격으로 이격되게 설치된 두 개의 수직측판과;

상기 수직측판 사이에 소정 간격으로 이격되게 설치되는 다수의 분리막 엘리먼트와;

상기 수직측판 사이에 수평하게 설치되어 상기 분리막 엘리먼트의 상단을 지지함과 아울러 상기 분리막 엘리먼트의 집수부와 연통되게 설치되는 두 개의 수집관과;

상기 수직측판 사이에 수평하게 설치되어 상기 분리막 엘리먼트의 하단을 지지하는 두 개의 수평지지대와;

상기 수직측판 사이에 수평하게 설치되어 상기 분리막 엘리먼트에 소정의 압축공기를 공급하는 산기관과;

상기 수직측판의 외측에 설치되며 상기 집수관에 연통되게 설치되어 다수의 분리막 엘리먼트를 통해서 여과된 처리수를 배출시키는 처리수배출관과;

상기 수직측판의 외측에 설치되며 상기 산기관에 연통되게 설치되어 다수의 분리막 엘리먼트에 압축공기를 공급하는 공기공급관 및;

상기 수직측판 사이에 설치되어 다수의 분리막 엘리먼트로 공급되는 압축공기를 안내하는 전후측판을 포함하며;

상기 집수관은 합성수지재로 사출성형된 다수의 단위 집수관으로 이루어지고, 그 길이방향의 중심에는 소정 직경의 메인관통공이 형성되고, 저면에는 상기 메인관통공과 연통되도록 다수의 수직관통홀이 소정간격으로 이격되게 형성되며, 상기 메인관통공 주변에 형성된 다수의 결합통공에 소정 길이의 결합봉을 삽입하여 다수의 단위 집수관을 결합하는 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제1항에 있어서,

상기 수직측판은 소정 두께의 금속판을 절곡하여 이루어지고, 일측 수직측판의 상부에는 상기 처리수배출관이 관통되는 관통홀이 형성되고, 타측 수직측판의 하부에는 상기 공기공급관이 관통되는 관통홀이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
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제1항에 있어서,

상기 단위 집수관의 일측 단부에는 상기 메인관통공 주위로 돌출된 소정의 돌부가 형성되고, 타측 단부에는 상기 돌부가 삽입되는 요부가 형성된 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제1항에 있어서,

상기 집수관의 수직관통홀에는 분리막 엘리먼트의 집수부 상단에 형성된 노즐이 수밀하게 결합되는 결합부재가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제6항에 있어서,

상기 결합부재는 집수부의 노즐이 수밀하게 결합되는 소정 직경의 삽입홀과 상기 노즐의 외부를 감싸도록 하부로 신장된 소정 길이의 결합부와 상기 노즐이 메인관통공으로 삽입되지 않도록 저지하는 단턱부로 이루어진 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제1항에 있어서,

상기 집수관의 일측 단부에는 합성수지재로 사출성형되며 가운데에는 메인관통공이 형성되고 그 주위에는 소정의 결합봉이 삽입되는 다수의 다수의 결합통공이 이격되게 설치되고, 일측 단부에는 상기 메인관통공 주위로 돌출된 소정의 돌부가 형성되고, 타측 단부에는 상기 돌부가 삽입되는 요부가 형성된 스페이서가 설치되는 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제1항에 있어서,

상기 집수관의 타측 단부에는 합성수지재로 사출성형되며 소정의 결합봉이 삽입되는 다수의 다수의 결합통공이 이격되게 설치되고, 일측 단부에는 소정의 돌부가 형성되고, 타측 단부에는 상기 돌부가 삽입되는 요부가 형성된 스페이서가 설치되는 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
오폐수 고도처리공법에서 침전지 대용으로 사용되는 막분리 생물반응조에 설치되는 침지식 분리막 유니트에 있어서,

좌우 양측으로 소정 간격 이격되게 설치된 두 개의 수직측판과;

상기 수직측판 사이에 소정 간격으로 이격되게 설치되는 다수의 분리막 엘리먼트와;

상기 다수의 분리막 엘리먼트의 하단을 지지할 수 있도록 상기 수직측판 사이에 설치되고 양단에는 상하로 길게 형성된 체결구멍이 형성된 플랜지가 설치된 두 개의 수평지지대와;

상기 다수의 분리막 엘리먼트의 상단을 지지함과 더불어 상기 엘리먼트의 집수부 상단과 연통되게 설치되어 분리막 엘리먼트를 통해서 여과된 처리수를 집수할 수 있도록 길이방향으로 소정의 메인관통공이 형성되고, 저면에는 상기 메인관통공 과 연통되도록 다수의 수직관통홀이 소정간격으로 이격되게 형성된 하나 이상의 단위 집수관을 소정의 결합봉을 통해서 연결하여 상기 수직측판 사이에 설치된 두 개의 집수관과;

상기 집수관의 메인관통공에 연결될 수 있도록 일측 수직측판의 외측면에 설치된 처리수배출관과;

상기 다수의 분리막 엘리먼트의 하부에 소정 거리 이격되게 설치되어 다수의 분리막 엘리먼트에 압축공기를 공급할 수 있도록 두 개의 수직측판 사이에 설치되며 다수의 파이프형산기관이 루프형상으로 연결된 산기관과;

상기 산기관의 일측 단부에 연결될 수 있도록 타측 수직측판의 외측면에 설치된 공기공급관과;

상기 두 개의 수직측판 사이에 수직하게 설치되어 상기 산기관에서 공급되는 압축공기가 분리막 엘리먼트로 공급되도록 안내하는 전후측판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제10항에 있어서,

상기 결합봉의 양단에는 소정의 나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제10항에 있어서,

상기 수직관통홀에는 분리막 엘리먼트의 집수부 상단에 형성된 노즐이 수밀 하게 결합되는 결합부재가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제10항에 있어서,

상기 수직측판은 소정 두께의 절판을 절곡하여 이루어지고 다수의 관통홀과 체결홀이 소정의 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.
제10항에 있어서,

상기 산기관은 U자형 체결볼트를 통해서 상기 수직측판에 탈착가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 간편 조립형 침지식 분리막 유니트 장치.