KR100569681B1 - 침지형 중공사막 모듈 - Google Patents

침지형 중공사막 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR100569681B1
KR100569681B1 KR1020030081027A KR20030081027A KR100569681B1 KR 100569681 B1 KR100569681 B1 KR 100569681B1 KR 1020030081027 A KR1020030081027 A KR 1020030081027A KR 20030081027 A KR20030081027 A KR 20030081027A KR 100569681 B1 KR100569681 B1 KR 100569681B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hollow fiber
module
fiber membrane
diffuser
header
Prior art date
Application number
KR1020030081027A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050047230A (ko
Inventor
이무석
이광진
신용철
최성학
우영태
Original Assignee
주식회사 코오롱
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 코오롱 filed Critical 주식회사 코오롱
Priority to KR1020030081027A priority Critical patent/KR100569681B1/ko
Priority to US10/579,194 priority patent/US7686955B2/en
Priority to CNB2004800337486A priority patent/CN100448515C/zh
Priority to PCT/KR2004/000216 priority patent/WO2005046848A1/en
Priority to GB0609181A priority patent/GB2422562B/en
Priority to TW093107538A priority patent/TWI257318B/zh
Publication of KR20050047230A publication Critical patent/KR20050047230A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100569681B1 publication Critical patent/KR100569681B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/04—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/04—Tubular membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B01D63/027—Twinned or braided type modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02—Elements in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/18—Use of gases
    • B01D2321/185—Aeration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/20—By influencing the flow
    • B01D2321/2033—By influencing the flow dynamically
    • B01D2321/2058—By influencing the flow dynamically by vibration of the membrane, e.g. with an actuator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/24—Mechanical properties, e.g. strength
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration

Abstract

본 발명은 침지형 중공사막 모듈에 관한 것으로서, [ⅰ] 중공사막을 통해 여과된 여과수가 집수되는 여과수 집수부(3)와 여과수 출구(7)를 갖는 두개의 모듈헤더(2,2`), [ⅱ] 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`) 상단부에 수직방향으로 연결되고 공기주입구(12)를 갖는 상부 지지관(9), 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`) 하단부에 수직방향으로 연결되고 공기주입구(12)와 산기구멍(13)을 갖는 하부 지지관(9`) 및 상기 지지관(9,9`)들과 수직으로 연결되어 중공사막 다발 속에 위치하며 산기구멍(13)을 갖는 두개의 산기관(11,11`)으로 이루어져 상기 두개의 모듈헤더(2,2`)들을 일정거리를 유지한 상태로 고정시키는 산기부(8) 및 [ⅲ] 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`)내부에 집수공간이 형성되도록 모듈헤더 내부에 접착제(6)로 고정되고, 중공사막의 중공부 말단(5)이 여과수 배출면(4)과 평행하도록 위치하면서 열려있는 중공사막(1) 다발을 포함하는 것을 특징으로 한다.
중공사막, 모듈, 침지형, 오염방지, 산기작용, 내구성, 설치면적.

Description

침지형 중공사막 모듈 {Submerged hollow fiber membrane module}
도 1은 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 사시 개략도
도 2는 도 1의 모듈헤더(2)를 중공사막의 길이방향과 수직으로 절개한 상태를 나타내는 단면도.
도 3은 도 1의 모듈헤더(2)를 중공사막의 길이 방향과 수평으로 절개한 상태를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 산기작용을 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈 2개가 연결부재에 의해 직렬로 연결된 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 연결부재(19)의 사시도.
* 도면중 주요 부분에 대한 부호 설명 *
1 : 중공사막 2,2`,14,14` : 모듈헤더
3 : 집수부 4 : 여과수 배수면
5 : 중공사막의 중공부말단 6 : 접착제
7 : 여과수 출구 8 : 산기부
9, 15 : 산기부의 상부 지지관 9`, 15` : 산기부의 하부 지지관
11,11`,17,17` : 산기관 12, 18 : 공기주입구
13 : 산기구멍 19 : 연결부재
본 발명은 폐수, 오수, 정수 처리 등 수처리분야에 적합한 분리막 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 처리용량에 따른 모듈 처리능 확장이 용이하며 설치면적이 적어 대규모 수처리에 적합한 동시에 효율적인 산기작용에 의해 오염 방지가 가능하고, 내구성이 우수한 침지형 중공사막 모듈에 관한 것이다.
고분자 분리막은 최근 들어 그 기술의 진보와 함께 기존 응용분야와 함께 다양한 분야로의 확대가 이루어지고 있으며 특히 환경의 중요성과 함께 수처리 분야에서 그 수요가 증가되고 있다. 중공사 형태의 막은 설치면적당 처리량이 높아 수처리에 유리한 점을 가진 반면 막 구조상의 특징으로 인해 기계적 강도가 낮아 원통형 케이스에 의해 막이 보호되는 형태의 모듈이 일반적이다. 이러한 형태의 모듈은 폐수 처리의 경우 공지된 바와 같이 막표면에 퇴적되는 오염물의 원활한 제거가 불가능하여, 파울링에 의한 투과 성능 저하가 발생되는 문제가 있다.
한편 이를 극복하기 위해 케이스가 없는 침지형 모듈이 고안되었으나, 막의 강도가 충분히 높지 않을 경우 막 손상에 의한 시스템 신뢰도 저하가 큰 문제로 제기될 수 있으며, 이 경우도 공기에 의한 산기 작용이 효율적으로 이루어지지 않을 경우 여전히 파울링 문제가 발생되어 운전압 상승 및 플럭스 저하의 문제가 발생될 수 있다.
침지형 모듈의 투과 성능 손실을 최소화 하기 위해서는 산기 작용을 통해 막에 퇴적되는 오염물을 제거해야 하는데 이때 가혹한 산기 조건이 필요하게 되므로 중공사 막의 손상의 우려가 있다.
대한민국 등록 특허 제022807호에서는 완만한 산기 조건으로 막오염을 방지하기 위해 중공사 막을 원추형으로 펼쳐 U자형으로 접어 고정한 모듈을 제시하였다. 그러나 이러한 경우 모듈의 부피가 커지며 구조상 처리용량 증가를 위한 모듈간의 결합이 용이치 않다는 단점이 있다.
대한민국 등록 특허 제0236921호에 개시된 침지형 모듈의 경우 중공사막이 U자형으로 접히지 않고 I자형으로 양단이 고정된 형태로 공기 주입구와 여과수 출구가 모듈의 한쪽 부분에 연결된 특징을 하고 있다. 이러한 모듈 구조는 처리용량 증가를 위해 다수의 모듈을 결합하는데 있어 집수 파이프와 공기 주입 파이프 배치에 비효율적이며, 모듈의 한쪽 부분에 여과수 출구와 공기 주입구가 공존하므로 모듈 제조시 작업성이 떨어지는 문제가 있다.
특히, 대용량의 수처리에 사용되는 모듈의 경우 원통형 보다는 중공사막 다발을 넓게 펼쳐 놓은 사각 형태가 여러개의 모듈을 작은 설치면적에 집속해 놓기에 유리하다. 이러한 형태의 모듈은 작은 설치 면적에서 많은 양을 처리할 수 있는 장 점이 있는 반면, 중공사막 다발이 빽빽히 집속되어 있으므로 퇴적물이 쌓일 가능성이 많아 효율적인 산기 공정이 수반되어야 한다. 이러한 과정에서 막에 가해지는 직접적인 충격으로 인해 장기간 사용할 때 막의 손상에 의한 처리수 수질 저하 및 모듈 부품간의 연결부위 약화에 의한 누수가 발생될 수 있다. 또한 대규모 수처리 적용시 처리용량에 맞게 여러개의 모듈을 결합할 경우, 효율적인 배치가 불가능하여 설치면적의 최소화가 어려운 단점이 있고 결합이 용이치 않은 단점이 있다.
이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 처리용량에 따라 모듈 처리능의 확장이 용이하며, 모듈 부품의 연결부가 최소화되어 장기간 사용시 연결 부위의 약화로 인한 누수를 방지할 수 있는 동시에 모듈 제조시 작업성을 높일 수 있는 구조의 침지형 중공사막 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 오염물질의 퇴적에 의한 유량감소나 압상승을 방지하기 위해 효과적인 산기 작용이 가능하도록 모듈 자체에 장착된 산기부를 통해 3개면에서 공기가 발생되어 중공사막을 흔들어 줄 수 있는 구조의 침지형 중공사막 모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 모듈 구조의 단순화를 위해 산기 작용을 위한 산기관이 모듈을 지지할 수 있는 지지관 역할을 동시에 수행하는 구조의 침지형 중공사막 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 동일한 형태의 중공사 막 모듈 단위체를 서로 결 합하여 설치 투영면적의 증가 없이 모듈의 처리능을 용이하게 확장할 수 있는 연결수단을 제공하는데 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기의 방법으로 적은 설치면적에서 높은 유량을 나타내며, 용이한 모듈 결합성 및 모듈 제작성을 부여하는 한편, 효율적인 산기조건에 의해 안정적인 플럭스 유지와 막손상 및 모듈 연결부위의 약화로 인한 누수가 없는 침지형 모듈을 제공하는 것이다.
이와 같은 목적과 과제를 달성하기 위한 본 발명의 침지형 중공사막 모듈은 [ⅰ] 중공사막을 통해 여과된 여과수가 집수되는 여과수 집수부(3)와 여과수 출구(7)를 갖는 두개의 모듈헤더(2,2`), [ⅱ] 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`) 상단부에 수직방향으로 연결되고 공기주입구(12)를 갖는 상부 지지관(9), 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`) 하단부에 수직방향으로 연결되고 공기주입구(12)와 산기구멍(13)을 갖는 하부 지지관(9`) 및 상기 지지관(9,9`)들과 수직으로 연결되어 중공사막 다발 속에 위치하며 산기구멍(13)을 갖는 두개의 산기관(11,11`)으로 이루어져 상기 두개의 모듈헤더(2,2`)들을 일정거리를 유지한 상태로 고정시키는 산기부(8) 및 [ⅲ] 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`)내부에 집수공간이 형성되도록 모듈헤더 내부에 접착제(6)로 고정되고, 중공사막의 중공부 말단(5)이 여과수 배출면(4)과 평행하도록 위치하면서 열려있는 중공사막(1) 다발을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈의 사시 개략도이고, 도 2는 도 1의 모듈헤더(2)를 중공사막의 길이 방향과 수직인 방향으로 절개한 단면도이고, 도 3은 도 1의 모듈헤더(2)를 중공사막의 길이 방향과 수평인 방향으로 절개한 단면도이다.
상기 도 1에서는 중공사막(1)을 편의상 1가닥만 도시하였다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 [ⅰ] 여과수 집수부(3)와 여과수 출구(7)를 갖는 두 개의 모듈헤더(2,2`)와 [ⅱ] 상기 모듈헤더(2,2`)와 횡방향으로 연결되어 이들을 고정, 지지하는 2개의 지지관(9,9`)과 상기 지지관(9,9`)과 수직으로 연결되어 중공사막 다발속에 위치한 2개의 상기관(11,11`)으로 이루어진 산기부(8)와 [ⅲ] 모듈헤더 내부에 접착제로(6) 고정되어 있는 중공사막(1) 다발들을 포함한다.
여과수 집수부(3)와 여과수 출구(7)로 구성된 상기의 모듈헤더(2,2`)는 모듈부품이 최소화되어 부품간의 연결부위 약화로 인한 누수를 방지할 수 있으며, 모듈 제조가 용이하여 원가를 절감하는 효과를 나타낸다.
한편, 상부 지지관(9), 하부 지지관(9`) 및 2개의 산기관(11,11`)으로 이루어진 상기의 산기부(8)는 산기기능과 동시에 두 개의 모듈헤더(2,2`)를 일정한 거리를 유지하면서 고정하는 지지체의 역할도 동시에 수행 하므로서 모듈 구조를 단순화 하는데 기여한다.
상기의 상부 지지관(9)은 양측 말단부가 모듈헤더(2,2`)의 상단부 각각에 수 직방향으로 연결되어있고, 중앙부에는 공기 주입구(12)가 형성되어 있다.
한편, 상기의 하부 지지관(9`)은 양측 말단부가 모듈헤더(2,2`)의 하단부 각각에 수직방향으로 연결되어있고, 중앙부에는 공기 주입구(12)가 형성되어 있고, 길이 방향을 따라 다수개의 산기 구멍(13)들도 형성되어 있다.
한편, 산기관(11,11`)은 상기의 상부지지관(9) 및 하부 지지관(9`)들과 수직으로 연결되어 중공사막 다발속에 위치하며, 길이 방향을 따라 다수개의 산기 구멍(13)들이 형성되어 있다.
한편, 상기의 중공사막(1)은 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`) 내부에 집수공간이 형성되도록 모듈헤더 내부에 접착제(6)로 고정되고, 중공사막의 중공부 말단(5)이 여과수 배출면(4)과 평행하게 위치하면서 열려 있다.
또한, 상기 산기부(8) 및 모듈헤더(2,2`) 각각에는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈 2개이상을 직렬로 결합할수 있는 연결부재가 선택적으로 설치되어 있다.
상기 연결부재는 서로 직렬로 결합된 2개의 모듈헤더 및 산기관 사이에 여과수 및 공기가 유통되도록 하는 통로를 갖는 것이 바람직하다.
이때, 모듈헤더(2)와 산기관(11) 혹은 모듈헤더(2`)와 산기관(11`)간의 거리는 1~20㎝인 것이 바람직하다.
다시 말해, 모듈헤더(2,2`)와 이와 인접하게 배치된 산기관(11,11`)의 거리는 1~20㎝인 것이 바람직하다.
또한, 2개의 산기관(11,11`)과 하부 지지관(9`)에 형성된 산기구멍(13)의 직 경은 2~8㎜인 것이 바람직하다.
본 발명은 이와 같이 2개의 산기관(11,11`)과 하부 지지관(9`)에 산기구멍이 존재하여 중공사막을 삼면에서 공기에 의해 흔들어 줄 수 있다.
산기를 위한 공기는 공기 주입구(12)를 통해 유입되어 산기 구멍(13)을 통해 비교적 큰 기포를 발생시켜 막의 물리적 세정을 유발하게 되며, 특히 중공사막이 조밀하게 집속되어 오염물 퇴적이 집중되는 모듈헤더(2,2`)에서 20 cm이하의 거리에 수직 방향의 산기관(11,11`)에 위치한 산기 구멍을 통해 공기를 발생시킨다. 이와 동시에 모듈 하부의 하부 지지관(9`)에서도 공기가 발생되어 기포가 상승되면서 막을 흔들어 줌으로써 파울링을 방지한다. 이때 수두에 의한 압력차로 인해 산기되는 기포의 양이 산기구멍의 위치에 따라 달라지므로 모듈 하부에 위치하는 산기구멍의 지름을 증가시킴으로써 이를 보상하는 것이 바람직하다.
특히 이러한 산기부는 별도의 장치로 독립되지 않고 모듈 지지관 역할을 동시에 수행함으로써 모듈 구조의 단순화가 가능하며, 모듈 하부, 좌우측 모듈헤더부 부근의 삼면에서 기포가 발생되어 효율적인 산기 작용이 가능하게 된다.
본 발명에 의해 제공된 모듈은 분리막 기능을 갖는 중공사막(1) 다발로 이루어지며 흡인압 혹은 수두에 의한 자연압에 의해 막의 외부로 부터 투과된 여과물이 막 내부를 통해 양측 모듈헤더(2,2`)의 집수부(3)에 모이게 된다. 이때 모듈 헤더 내부의 여과수 배출면(4)에는 도 3와 같이 중공사막의 중공부 말단(5)이 여과수 배출면(4)과 평행하도록 열린 채, 접착제(6)로 고정되어 있으므로 여과수가 여과수 배출면(4)을 통해 집수부(3)로 모이는 것이 가능하게 된다. 집수부(3)에 모인 여과 수는 흡인펌프 등의 여과수 인출 장치와 연결된 모듈헤더(2)의 여과수 출구(7)를 통해 유출된다. 이때 모듈헤더(2,2`)의 여과수 출구(7)는 모듈 단위체의 결합을 통한 확장성을 고려하여 상하면에 각각 하나씩 존재하는 것이 가능하며, 이러한 구조일 경우 모듈 단위체 하나로 운전하기 위해서 각각의 출구가 여과수 인출 장치와 연결되거나, 헤더 하단면의 여과수 출구는 폐쇄 연결 부재를 이용하여 폐쇄하여 상단면의 여과수 출구만 연결하여 사용하는 것이 가능하다. 중공사막(1)의 길이 즉, 모듈헤더간(2,2`)의 거리는 80cm에서 200cm 정도인 것이 바람직하며, 상기와 같이 두 개의 헤더(2,2`)에서 대칭적으로 집수 기능을 수행함으로써 중공사막(1) 길이에 따른 압력 손실을 보상하게 된다.
여과 공정중에 흡인압에 의해 모듈헤더(2,2`)로 집수되는 처리수는 중공사막 외표면에 존재하는 미세공을 통해 투과되어야 하며, 모듈 상의 틈새 등을 통한 누수가 발생할 경우 여과 기능이 저하된다. 본 발명에 의해 제공된 모듈은 모듈헤더(2,2`)가 단일 부품으로 이루어지며, 이것이 중공사막(1)과 접착제(6)만으로 조합되어 이루어져 있으므로 다수의 부품을 조립한 경우에 비해 모듈 제조 원가 절감이 가능하고 부품간 연결 부위 약화로 인한 누수를 예방할 수 있다.
이때 모듈 헤더(2,2`)의 형태는 원통형 혹은 사각형으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
한편 고농도의 고형 부유물질 등을 함유한 폐수처리시에는 오염물 퇴적에 의한 유량감소나 압상승을 초래할 수 있으므로 여과 공정과 동시에 공기에 의한 산기공정을 수반하게 된다. 본 발명에 의해 제공된 모듈은 모듈 자체에 산기 기능을 부 여함으로써 별도의 산기 장치가 필요하지 않으며, 모듈의 산기부(8)가 모듈헤더(2,2`)의 지지관 역할을 동시에 수행함으로써 모듈 구조의 단순화가 가능하다. 즉, 모듈의 산기부(8)는 상기 모듈헤더(2,2`)를 고정하도록 각 헤더(2,2`)와 수직으로 연결된 횡방향의 상부 지지관(9)과 하부 지지관(9`), 각 상부 및 하부 지지관(9,9`)과 수직으로 연결되어 중공사막 다발에 속에 위치한 두개의 수직 방향의 산기관(11,11`)으로 구성된다. 이때 모듈헤더(2)를 연결하는 횡방향의 상부 지지관(9)과 하부 지지관(9`) 중심에는 공기 주입구(12)가 위치하여 공기 공급장치와 연결된다. 이때 상기 공기 주입구(12)는 도 4와 같은 모듈 단위체의 결합을 통한 확장성을 고려하여 상하 지지관에 각각 하나씩 존재하는 것이 가능하다. 이러한 구조일 경우 모듈 단위체 하나로 운전하기 위해서 각각의 공기 주입구(12)가 공기 공급장치와 연결되거나, 하부 지지관(9`)의 공기 주입구는 폐쇄 연결 부재를 이용하여 폐쇄하여 상부 지지관(9)의 공기 주입구만 연결하여 사용하는 것이 가능하다.
효율적인 산기 공정을 위해 산기구멍(13)은 모듈 산기부(8) 중 횡방향의 지지관중 하부 지지관(9`)에 위치하는 것이 바람직하다. 또한 모듈헤더(2,2`) 부근은 모듈 중간부분에 비해 중공사가 매우 조밀하게 집속되어 있으며 상대적으로 막의 유격이 적게 되어 이 부분에 오염물의 퇴적이 집중되므로 산기의 효율성을 극대화하기 위해 모듈헤더(2,2`) 부근, 즉 모듈헤더(2,2`)로부터 1㎝ 내지 20cm 떨어진 지점에는 별도의 수직 방향의 산기관(11,11`)이 위치하는 것이 바람직하다.
이와 같은 산기 기능을 갖는 모듈을 실제로 처리하려는 원수에 침지할 경우, 수두에 의한 압력차로 수심이 깊어 질수록, 즉 모듈 하부로 갈수록 공기의 유량이 감소하므로 이를 감안하여 상기 수직방향의 두개 산기관(11,11`)에 위치한 산기 구멍(13)은 모듈 하부로 갈수록 이전 구멍에 비해 10%에서 100%씩 증가하는 것이 바람직하며, 모듈 하부를 연결하는 하부 지지관(9`)의 산기구멍(13) 직경은 상기 수직 방향의 산기관(11,11`)의 최소 산기구멍의 직경대비 1.5~2.0배인 것이 바람직하며, 산기 구멍(13)은 2㎜~8mm 정도의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
이상의 방법에 의해 산기 작용을 발생시킬 경우 모듈 하부의 산기구멍(13)으로 부터 발생된 기포가 상부로 올라가면서 횡방향으로 위치한 중공사막(1)을 연속적으로 흔들어 주면서 오염물의 퇴적을 방지하고, 좌우측의 수직방향의 산기관(11,11`)에서 발생된 기포는 중공사막(1)과 수평한 방향으로 진행되면서 막의 집속된 부분의 오염물 퇴적을 방지하게 된다. 도 4는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈(1개)의 산기 작용을 나타내는 개략도이다.
상기한 침지형 중공사막 모듈은 막 오염에 의한 성능 저하를 방지하기 위해 삼면에서 기포가 발생되어 중공사막을 직접 흔들어줌으로써 오염물의 퇴적을 방지하도록 설계되었으므로 장기간 운전하였을 때 막의 손상의 우려가 있으므로 인장강도가 1Kg/1가닥 이상인 고강도 중공사막을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 편조물에 의해 보강되어 인장강도가 10kg/1가닥 이상인 복합 중공사막을 사용하는 것이 좋다.
대규모 수처리 공정에 침지형 모듈을 적용할 경우, 작은 설치 면적에서 높은 처리 유량을 얻는 것이 유리하다. 이를 위해 본 발명에 따른 모듈은 처리용량에 따라 하나의 단위모듈이 사용될 수 있음은 물론, 두 개 이상의 단위모듈이 투영 면적 의 증가 없이 조합되어 처리용량을 증가시키는 것이 가능하다.
본 발명의 중공사 막 모듈 단위체가 연결부재에 의하여 복수로 연결되는 구조에 대하여, 두 개의 모듈 단위체가 조합된 실시예를 보이는 도 5를 통하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 침지형 중공사막 모듈 2개가 직렬로 연결된 사시도이다. 상기 도 5에서는 중공사막(1)을 편의상 1가닥만 도시하였다.
상기 중공사 막 모듈의 단위체는 도 5와 같이 상하로 연결되며, 하부 모듈헤더(14,14`) 상단면의 여과수 출구가 상부 모듈헤더(2,2`)의 하단면에 있는 여과수 출구와 연결 관통됨으로써 흡인펌프 등의 여과수 인출 장치가 연결되는 상부 모듈헤더(2, 2`)의 여과수 출구(7)를 통해 상하부 모듈 헤더의 여과수 집수부에 모인 여과수가 인출되도록 한다. 이때 하부 모듈헤더(14,14`) 하단면의 여과수 연결 출구는 도4의 실시예와 마찬가지로 폐쇄 연결 부재를 통해 폐쇄하여 사용하는 것이 바람직하다. 이때 상하 모듈헤더를 오링(19)에 의해 연결 관통하여 사용할 수 있는 연결 부재를 도 6에 도시하였으나, 도시된 연결부재만으로 한정하는 것은 아니다.
산기부의 연결은 도 5와 같이 하부모듈 산기부의 상부 지지관(15)에 위치한 공기 주입구가 상부모듈 산기부의 하부 지지관(9`)에 위치한 공기주입구와 연결 관통됨으로써 공기공급 장치가 연결되는 상부모듈 산기부의 상부 지지관(9) 공기주입구를 통해 상하부 모듈 산기부 전체로 공기가 공급되도록 한다. 이때 하부모듈 산기부의 하부 지지관(15`)에 위치한 공기 주입구는 도4의 실시예와 마찬가지로 폐쇄 연결 부재를 통해 폐쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.
이때 사용될 수 있는 연결 부재는 나사결합이나 클램프 방식의 연결 부재가 가능하나, 이러한 연결부재만으로 한정하는 것은 아니다.
상기 연결 방법을 통하여 설치 투영 공간의 추가 없이 모듈의 처리용량을 확장하는 것이 가능하므로 하나의 단위 모듈로 다양한 처리규모의 수처리에 대응할 수 있게 된다.
본 발명에의한 침지형 모듈은 처리용량에 따라 모듈 처리능의 확장이 용이하며, 모듈 부품의 최소화로 내구성이 우수한 동시에 모듈 제조를 위한 작업이 용이하며 산기부를 통해 삼면에서 공기가 발생되어 중공사막을 흔들어 줄 수 있는 구조를 가지므로 효과적으로 파울링을 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. [ⅰ] 중공사막을 통해 여과된 여과수가 집수되는 여과수 집수부(3)와 여과수 출구(7)를 갖는 두개의 모듈헤더(2,2`), [ⅱ] 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`) 상단부에 수직방향으로 연결되고 공기주입구(12)를 갖는 상부 지지관(9), 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`) 하단부에 수직방향으로 연결되고 공기주입구(12)와 산기구멍(13)을 갖는 하부 지지관(9`) 및 상기 지지관(9,9`)들과 수직으로 연결되어 모듈헤더(2,2`)와의 거리가 1~20㎝이고 중공사막 다발 속에 위치하며 산기구멍의 직경이 모듈 하부로 내려갈수록 바로 위에 위치하는 산기구멍의 직경보다 10~100%씩 증가하는 산기구멍(13)을 갖는 두개의 산기관(11,11`)으로 이루어져 상기 두개의 모듈헤더(2,2`)들을 일정거리를 유지한 상태로 고정시키는 산기부(8) 및 [ⅲ] 양말단부가 상기 모듈헤더(2,2`)내부에 집수공간이 형성되도록 모듈헤더 내부에 접착제(6)로 고정되고, 중공사막의 중공부 말단(5)이 여과수 배출면(4)과 평행하도록 위치하면서 열려있는 중공사막(1) 다발을 포함하는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
  2. 삭제
  3. 1항에 있어서, 산기구멍(13)의 직경이 2~8㎜인 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
  4. 삭제
  5. 3항에 있어서, 하부 지지관(9`)에 위치한 산기구멍(13)의 직경이 산기관(11,11`)에 위치한 최소 산기구멍의 직경 대비 1.5~2.0배인 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
  6. 1항에 있어서, 중공사막 다발을 이루는 중공사막(1)의 인장강도가 1kg/1가닥 이상인 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
  7. 1항에 있어서, 중공사막 다발을 이루는 중공사막(1)이 편조물에 의해 보강되어 인장강도가 10kg/1가닥 이상인 복합 중공사막인 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
  8. 삭제
  9. 1항에 있어서, 1항에 기재된 침지형 중공사막 모듈 2개를 직렬로 결합할수 있는 연결 부재가 산기부 및 모듈헤더 각각에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
  10. 9항에 있어서, 연결부재는 서로 직렬로 결합된 2개의 모듈헤더 및 산기관 사이에 여과수 및 공기가 유통되도록 하는 통로를 갖는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 모듈.
KR1020030081027A 2003-11-17 2003-11-17 침지형 중공사막 모듈 KR100569681B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030081027A KR100569681B1 (ko) 2003-11-17 2003-11-17 침지형 중공사막 모듈
US10/579,194 US7686955B2 (en) 2003-11-17 2004-02-05 Submerged hollow fiber membrane module
CNB2004800337486A CN100448515C (zh) 2003-11-17 2004-02-05 浸没式中空纤维膜模块
PCT/KR2004/000216 WO2005046848A1 (en) 2003-11-17 2004-02-05 Submerged hollow fiber membrane module
GB0609181A GB2422562B (en) 2003-11-17 2004-02-05 Submerged hollow fiber membrane module
TW093107538A TWI257318B (en) 2003-11-17 2004-03-19 Submerged hollow fiber membrane module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030081027A KR100569681B1 (ko) 2003-11-17 2003-11-17 침지형 중공사막 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050047230A KR20050047230A (ko) 2005-05-20
KR100569681B1 true KR100569681B1 (ko) 2006-04-10

Family

ID=36637174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030081027A KR100569681B1 (ko) 2003-11-17 2003-11-17 침지형 중공사막 모듈

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7686955B2 (ko)
KR (1) KR100569681B1 (ko)
CN (1) CN100448515C (ko)
GB (1) GB2422562B (ko)
TW (1) TWI257318B (ko)
WO (1) WO2005046848A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110581A2 (ko) * 2009-03-23 2010-09-30 주식회사 코오롱 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100705546B1 (ko) * 2006-05-25 2007-04-09 코오롱건설주식회사 침지형 중공사막 분리막 모듈
JP5369278B2 (ja) * 2007-07-03 2013-12-18 住友電気工業株式会社 濾過用平膜エレメント及び平膜濾過モジュール
KR101331675B1 (ko) * 2007-10-12 2013-11-26 코오롱인더스트리 주식회사 중공사막 모듈의 장착 시스템 및 그 방법
US9434629B2 (en) 2007-12-14 2016-09-06 Beijing Ecojoy Water Technology Co., Ltd. Membrane module and membrane bioreactor, water treatment equipment using the same
KR101256705B1 (ko) * 2009-03-23 2013-05-02 코오롱인더스트리 주식회사 여과 장치
US8333892B2 (en) * 2009-04-02 2012-12-18 Spintek Filtration, Inc. Quick connect modular water purification system
CN102470321B (zh) * 2009-07-24 2016-03-16 本田技研工业株式会社 水分交换用空心丝膜模块
KR20130035415A (ko) * 2011-09-30 2013-04-09 코오롱인더스트리 주식회사 산기부 및 그것을 포함한 여과장치
CN102527242B (zh) * 2011-12-31 2013-09-25 苏州市普滤得净化有限公司 卫生的外压式中空纤维膜组件集水装置
WO2013105795A1 (ko) * 2012-01-11 2013-07-18 엘지전자 주식회사 중공사 막 모듈
EP3360663B1 (en) 2012-09-05 2021-02-24 Aprecia Pharmaceuticals LLC Three-dimensional printing system, equipment assembly and method
CN103611421A (zh) * 2013-11-28 2014-03-05 苏州中色德源环保科技有限公司 浸没式超滤膜组件
WO2016087638A1 (en) * 2014-12-05 2016-06-09 Vito Nv (Vlaamse Instelling Voor Technologisch Onderzoek Nv) Membrane cartridge with integrated functions
US10898860B2 (en) * 2015-03-24 2021-01-26 Arstroma Co., Ltd. Fluid separation apparatus comprising fluid separation membrane, and fluid separation membrane module
CN107921471B (zh) 2015-08-21 2023-05-23 阿普雷奇亚制药有限责任公司 三维打印系统和设备组件
US11597902B2 (en) * 2016-06-08 2023-03-07 Vito Nv (Vlaamse Instelling Voor Technologisch Onderzoek Nv) Biomass membrane contactor
CN111672162B (zh) * 2020-03-31 2022-05-31 中国人民解放军92228 部队 一种环形水气分离装置、水气分离器
KR102607518B1 (ko) * 2020-10-29 2023-11-28 롯데케미칼 주식회사 산기장치

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2194461B1 (ko) * 1972-06-23 1975-03-07 Rhone Poulenc Ind
US4061821A (en) * 1975-12-29 1977-12-06 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Semipermeable composite membranes
US4876006A (en) * 1985-10-08 1989-10-24 Ebara Corporation Hollow fiber filter device
US5639373A (en) * 1995-08-11 1997-06-17 Zenon Environmental Inc. Vertical skein of hollow fiber membranes and method of maintaining clean fiber surfaces while filtering a substrate to withdraw a permeate
US5248424A (en) * 1990-08-17 1993-09-28 Zenon Environmental Inc. Frameless array of hollow fiber membranes and method of maintaining clean fiber surfaces while filtering a substrate to withdraw a permeate
JPH05123543A (ja) * 1991-11-06 1993-05-21 Kubota Corp 膜濾過装置
JP3091015B2 (ja) * 1992-04-03 2000-09-25 日東電工株式会社 膜分離装置
JP3486451B2 (ja) * 1994-04-12 2004-01-13 三菱レイヨン株式会社 中空糸膜モジュール
US6685832B2 (en) * 1995-08-11 2004-02-03 Zenon Environmental Inc. Method of potting hollow fiber membranes
US5944997A (en) * 1995-08-11 1999-08-31 Zenon Environmental Inc. System for maintaining a clean skein of hollow fibers while filtering suspended solids
JP3137894B2 (ja) * 1996-01-31 2001-02-26 株式会社神戸製鋼所 密閉式混練機
US6280626B1 (en) * 1998-08-12 2001-08-28 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Membrane separator assembly and method of cleaning the assembly utilizing gas diffuser underneath the assembly
US6550747B2 (en) * 1998-10-09 2003-04-22 Zenon Environmental Inc. Cyclic aeration system for submerged membrane modules

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110581A2 (ko) * 2009-03-23 2010-09-30 주식회사 코오롱 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법
WO2010110581A3 (ko) * 2009-03-23 2010-12-09 주식회사 코오롱 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법
US8956537B2 (en) 2009-03-23 2015-02-17 Kolon Industries, Inc. Hollow fiber membrane module, filtration apparatus using the same, and method for manufacturing the filtration apparatus
US9597639B2 (en) 2009-03-23 2017-03-21 Kolon Industries, Inc. Hollow fiber membrane module, filtration apparatus using the same, and method for manufacturing the filtration apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN100448515C (zh) 2009-01-07
GB2422562B (en) 2007-07-25
CN1882381A (zh) 2006-12-20
US7686955B2 (en) 2010-03-30
GB0609181D0 (en) 2006-06-21
KR20050047230A (ko) 2005-05-20
US20070125697A1 (en) 2007-06-07
TW200517177A (en) 2005-06-01
TWI257318B (en) 2006-07-01
WO2005046848A1 (en) 2005-05-26
GB2422562A (en) 2006-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100569681B1 (ko) 침지형 중공사막 모듈
EP1799334B1 (en) Methods and apparatus for removing solids from a membrane module
US9795904B2 (en) Filtering membrane module and filtering apparatus having the same
KR101331675B1 (ko) 중공사막 모듈의 장착 시스템 및 그 방법
KR101249561B1 (ko) 여과장치
WO2001000307A2 (en) Self cleaning filter
EP2111289B1 (en) Submersible module of hollow fiber membranes
JP6060273B2 (ja) ろ過装置
US7727393B2 (en) Submerged hollow fiber membrane module
EP3124105A1 (en) Filtering apparatus
WO2007083723A1 (ja) 膜ろ過処理装置及びその運転方法
KR100624154B1 (ko) 침지형 중공사막 모듈
KR20190141629A (ko) 산기 헤더, 산기 장치, 막 모듈 유닛 및 수 처리 방법
KR101578941B1 (ko) 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법
US9795926B2 (en) Aeration unit and filtering apparatus comprising the same
KR100544383B1 (ko) 산기관 일체형 중공사분리막 모듈
KR101685356B1 (ko) 수직형 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과 시스템
KR100594495B1 (ko) 침지형 중공사 분리막 모듈
KR100509557B1 (ko) 중공사막 모듈
KR20090104499A (ko) 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과장치
KR100813890B1 (ko) 침지형 중공사막 모듈
KR101428089B1 (ko) 여과장치의 용도 전환용 어댑터 및 그것을 이용한 여과장치
KR101688378B1 (ko) 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과장치
JP2006082001A (ja) 膜分離装置
KR20150068125A (ko) 침지식 여과 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120330

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130325

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160329

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 14