KR100646001B1 - 중공사막 모듈을 이용한 침지형 여과장치 및 시스템 - Google Patents

중공사막 모듈을 이용한 침지형 여과장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오폐수를 여과처리하기 위한 침지형 여과장치에 관한 것으로, 특히, 반응조 내부에 침지되어 원수를 여과하기 위한 침지형 여과장치로서, 병렬로 배치된 다수개의 중공사막 모듈; 상기 중공사막 모듈의 상단을 지지하기 위한 다수개의 접합홀이 등간격으로 형성되고, 상기 접합홀과 연통된 여과액 이송라인이 길이방향을 따라 형성되며, 상기 여과액 이송라인의 단부에 여과액 출구가 구비된 여과액 포집 이송블록; 상기 중공사막 모듈의 하단을 지지하기 위한 다수개의 접합홀이 등간격으로 형성되고, 상기 접합홀과 연통된 공기 이송라인이 길이방향을 따라 형성되며, 상기 공기 이송라인의 단부에 공기 주입구가 구비된 공기 주입 이송블록; 및 상기 여과액 포집 이송블록과 공기 주입 이송블록의 측면 사이에 연장설치된 스크린 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치를 제공한다.
여과장치, 중공사막, 폐수, 공기, 여과액.

Description

중공사막 모듈을 이용한 침지형 여과장치 및 시스템{SYSTEM AND APPARATUS FOR IMMERSION FILTERING WATER USING HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE}
도 1은 본 발명에 따른 침지형 여과장치를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 침지형 여과장치의 종단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 침지형 여과장치의 중공사막 모듈을 도시한 단면도이고,
도 4는 도 2의 평면도로서, 본 발명의 여과액 포집 이송블록을 도시한 도면이며,
도 5는 도 2의 저면도로서, 본 발명의 공기 주입 이송블록을 도시한 도면이고,
도 6은 도 2의 좌측면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 침지형 여과 시스템을 도시한 개략도이고,
도 8은 도 4와 유사한 도면으로서, 본 발명에 따른 여과액 포집 이송블록의 변형예를 도시한 도면이다.
본 발명은 오폐수를 여과처리하기 위한 침지형 여과장치에 관한 것으로, 특히 단사 발생율이 현저하게 저감되고, 용이하게 탈부착할 수 있으며, 폭기 및 세정효율이 우수한 중공사막 모듈을 이용한 침지형 여과장치 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 중공사막 모듈을 이용한 침지형 여과장치는 반응조 내부에 설치되며, 중공사막의 투수성을 이용하여 오폐수를 여과시키는 장치로서, 중공사막의 투수율을 높이기 위해 크로스 플로우 여과법, 역세정법 및/또는 공기세정법을 이용하여 중공사막에 부착된 불순물을 일정한 시간주기로 제거하게 된다.
이러한 침지형 여과장치의 예가 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤의 대한민국 공개특허 제2001-72406호에 개시되어 있다.
상기 공개특허에 개시된 침지형 여과장치는 수직으로 배향된 분리막 및 상기 분리막의 양쪽을 고정시키는 막고정 부재를 포함하는 평면형 막모듈, 기체를 확산시킴으로써 기액 혼합류를 발생시켜 이 기액 혼합류에 의해 상기 분리막의 막 표면을 세척하는 상기 막모듈아래에 배치된 기체 확산기, 및 상기 기체 확산기에 의해 확산된 기체를 상기 분리막의 막 표면에 인도하는 차단벽 구조체를 포함하고, 상기 분리막의 표면에 평행하게 배열된 한쌍의 차단벽 구조체 사이에 상기 분리막이 위치되는 처리조 내에 설치된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 침지형 여과장치는 기포의 크기가 크고, 상승속도가 약 1 내지 2m/sec 정도로 빠르기 때문에, 폭기 효율이 떨어져 막표면에 부착된 불순물에 대한 세정효과가 적은 문제점이 있다.
또한, 과도한 공기세정 및 반응조 내의 입자상 섬유상 물질들이 중공사막 모 듈의 상부 또는 접속부 등에 축적되어 중공사막 유효여과 부분의 감소로 통수량이 저하되며, 중공사막의 단사가 빈번하다는 문제점이 있다.
또한, 부상중인 기포에 의해 중공사막이 과도하게 진동하며 막모듈의 상부만 국소적으로 부풀려짐으로써 단사가 발생하는 문제점이 있다.
또한, 중공사막 모듈 설치시, 모듈과 프레임이 접착 또는 용착에 의해 일체로 구성되어 있기 때문에, 부분적인 교체가 곤란하여 모듈과 함께 프레임 전체를 폐기해야 하며, 모듈의 삽탈에도 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 폭기시 중공사막을 지지할 수 있는 구성요소가 존재하지 않기 때문에, 중공사막의 과도한 부풀림과 진동으로 인하여, 중공사막이 꼬이거나 절단되는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단사 발생율이 현저하게 저감되고, 용이하게 탈부착할 수 있으며, 폭기 및 세정효율이 우수한 중공사막 모듈을 이용한 침지형 여과장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 중공사막 모듈의 공기세정에 사용되는 기포가 중공사막을 따라 안정적으로 상승할 수 있도록 된 구조를 갖는 침지형 여과장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 중공사막의 과도한 불풀림 및 진동을 억제하기 위한 구조를 갖는 침지형 여과장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 중공사막 모듈중 일부가 단사되거나 핀홀이 생성 된 경우, 그 일부만 교체할 수 있는 침지형 여과장치 및 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 침지형 여과장치는 반응조 내부에 침지되어 원수를 여과하기 위한 침지형 여과장치로서, 병렬로 배치된 다수개의 중공사막 모듈; 상기 중공사막 모듈의 상단을 지지하기 위한 다수개의 접합홀이 등간격으로 형성되고, 상기 접합홀과 연통된 여과액 이송라인이 길이방향을 따라 형성되며, 상기 여과액 이송라인의 단부에 여과액 출구가 구비된 여과액 포집 이송블록; 상기 중공사막 모듈의 하단을 지지하기 위한 다수개의 접합홀이 등간격으로 형성되고, 상기 접합홀과 연통된 공기 이송라인이 길이방향을 따라 형성되며, 상기 공기 이송라인의 단부에 공기 주입구가 구비된 공기 주입 이송블록; 및 상기 여과액 포집 이송블록과 공기 주입 이송블록의 측면 사이에 연장설치된 스크린 필터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 침지형 여과 시스템은 반응조 내부에 설치되는 전술한 침지형 여과장치를 포함하되, 여과처리하기 위한 원수를 저장하는 원수저장탱크; 상기 원수저장탱크로부터 반응조까지 원수를 이송하기 위한 원수이송펌프; 상기 침지형 여과장치로부터 여과처리된 여과액을 저장하기 위한 여과액 저장조; 상기 여과액 저장조로부터 여과액중 일부를 침지형 여과장치의 중공사막 내부로 역류시켜 중공사막을 내부에서 외부로 역세정하기 위한 감압 펌프; 및 상기 침지형 여과장치에 공기를 공급하기 위한 브로어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 침지형 여과장치의 구성을 보다 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 침지형 여과장치(100)는 다수개의 중공사막 모듈(1), 여과액 포집 이송블록(2), 공기 주입 이송블록(3), 및 스크린 필터(4)를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 중공사막 모듈(1)은 등간격으로 병렬 배치되며, 모듈의 상부에는 여과액 포집 이송블록(2)이 설치되고, 모듈의 하부에는 공기 주입 이송블록(3)이 설치되며, 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3)의 측면 사이에 투수성 스크린 필터(4)가 연장설치된다.
도 3을 참조하면, 상기 중공사막 모듈(1)은 중공사막 번들(11), 상부 어댑터(12), 하부 어댑터(13), 및 탄성 지지바(14)를 포함한다.
상기 중공사막 번들(11)은 투수성이 있는 다수개의 중공사막이 집속된 번들로서, 그 상단이 상부 어댑터(12)에 내재된 접착 파이프(15)에 의해 결속되며, 실리콘, 폴리우레탄 등의 물질로 코깅된다. 상기 중공사막 번들(11)의 하단은 하부 어댑터(13)에 내재된 접착 파이프(16)에 의해 결속되며, 실리콘, 폴리우레탄 등의 물질로 코깅된다.
바람직하게, 상기 상부 어댑터(12)와 하부 어댑터(13)는 상호 대향하며 직경이 점진적으로 확대되는 나팔관 형태이며, 이러한 형상은 중공사막 번들(11)의 과도한 부풀림과 진동을 억제하는데 있어서 효과적이다. 각각 어댑터(12)(13)의 외주에는 액체의 누설을 방지하기 위한 쐐기형 O링(17a)(17b)이 설치된다. 또한, 상부 어댑터(12)에는 다수개의 통공(18)이 형성되며, 상기 하부 어댑터(13)와 그 접착 파이프(16) 사이에는 다공성 필터(19) 또는 산기관이 삽입 설치된다.
전술한 바와 같이, 상기 상하부 어댑터(12)(13)의 해당 접착 파이프(15)(16)에 결속되는 중공사막 번들 부분은 실리콘, 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 유연한 물질로 미리 코팅됨이 바람직하다.
아울러, 상기 상하부 어댑터(12)(13)와 해당 접착 파이프(15)(16)에 결속된 중공사막 번들 부분은 실리콘, 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 유연한 물질로 코깅됨이 바람직하며, 접착 파이프(15)(16)의 내부는 물론 외부까지 상기 물질로 코깅됨이 가장 바람직하다.
이와 같은 중공사막 번들의 부분 코팅 및 코깅은 중공사막의 과도한 부풀림과 진동을 방지하기 위한 것으로, 궁극적으로는 중공사막의 단사를 억제하고 최소화시키기 위한 것이다.
상기 탄성 지지바(14)는 중공사막 번들(11)의 중심에 위치되는 부재로서, 중공사막이 일정한 유격을 유지하며 진동할 수 있도록 함으로써 중공사막의 단사를 방지하는 기능을 갖으며, 아울러, 탄성이 있는 소재를 채용함으로써 휘어질 수 있기 때문에 사용자가 중공사막 모듈(1)을 침지형 여과장치에 용이하게 설치할 수 있도록 한다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 여과액 포집 이송블록(2)은 중공사막 모듈(1)에서 여과처리된 여과액을 포집하기 위한 블록으로서, 상기 중공사막 모듈(1)의 상단, 즉 상부 어댑터(12)를 지지함과 아울러 중공사막 모듈에 의해 여 과처리된 여과액이 당해 블록 내부로 유입될 수 있도록 하기 위한 다수개의 접합홀(21)이 등간격으로 형성된다. 또한, 그 내부에는 상기 접합홀(21)과 연통된 여과액 이송라인(22)이 블록의 길이방향을 따라 형성된다. 상기 여과액 이송라인(22)의 단부에는 외부로 노출된 여과액 출구(23)가 구비되어 있다.
도시된 바와 같이, 2개의 여과액 포집 이송블록이 사용되는 경우, 각 여과액 포집 이송블록(2)의 여과액 이송라인(22)은 그 단부가 U자 형태의 연결라인(24)에 의해 상호 연결된다. 본 실시예에서는 2개의 여과액 포집 이송블록이 U자형 연결라인에 의해 연결된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 1개의 여과액 포집 이송블록 만으로도 구성될 수 있으며, 3개 이상의 여과액 포집 이송블록이 2개 이상의 U자형 연결라인에 의해 연결되는 구성도 가능함을 당업자는 알 수 있을 것이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 공기 주입 이송블록(3)은 중공사막 모듈(1)에 대해 세정용 공기를 주입하기 위한 블록으로서, 상기 중공사막 모듈(1)의 하단, 즉 하부 어댑터(13)를 지지함과 아울러 중공사막 모듈에 대해 외부의 공기를 주입하기 위한 다수개의 접합홀(31)이 등간격으로 형성된다. 또한, 그 내부에는 상기 접합홀(31)과 연통된 공기 이송라인(32)이 블록의 길이방향을 따라 형성된다. 상기 공기 이송라인(32)의 단부에는 외부로 노출된 공기 주입구(33)가 구비되어 있다.
도시된 바와 같이, 2개의 공기 주입 이송블록이 사용되는 경우, 각 공기 주입 이송블록(3)의 공기 이송라인(32)은 그 단부가 U자 형태의 연결라인(34)에 의해 상호 연결된다. 본 실시예에서는 전술한 여과액 포집 이송블록과 대응하도록 2개의 공기 주입 이송블록이 U자형 연결라인에 의해 연결된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 1개의 공기 주입 이송블록 만으로도 구성될 수 있으며, 3개 이상의 공기 주입 이송블록이 2개 이상의 U자형 연결라인에 의해 연결되는 구성도 가능함을 당업자는 알 수 있을 것이다.
도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이, 2열로 병렬 배치된 중공사막 모듈(1)의 상부 어댑터(12)가 여과액 포집 이송블록(2)에 의해 지지되고, 하부 어댑터(13)가 공기 주입 이송블록(3)에 의해 지지되며, 상기 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3)이 각각 U자형 연결라인(24)(34)에 의해 상호 연결된 것을 알 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 침지형 여과장치의 조립 및 분해과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 조립과정을 설명하면, 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3)을 소정 간격으로 대향 설치한 후, 여과액 포집 이송블록(2)의 접합홀(21)에 중공사막 모듈(1)의 상부 어댑터(12)를 삽입하고, 공기 주입 이송블록(3)의 접합홀(31)에 중공사막 모듈(1)의 하부 어댑터(13)를 삽입한다. 이 때, 상하부 어댑터(12)(13)의 외주에 O링(17a)(17b)을 개재하여 삽입함으로써, 미처리수가 여과액 포집 이송블록(2)의 여과액 이송라인(21) 또는 공기 주입 이송블록(3)의 공기 이송라인(32)으로 누설되지 않도록 한다.
상기 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3)에 대한 중공사막 모듈(1)의 설치는 중공사막 모듈(1)의 탄성 지지바(14)에 의해 보다 용이하게 이루어 질 수 있다. 즉, 상기 탄성 지지바(14)는 중공사막 모듈(1)이 일정 범위에서 유연하게 휘어질 수 있는 자유도를 제공함으로써, 중공사막 모듈(1)의 전체 길이보다 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3) 사이의 간격이 좁아도 해당 접합홀(21)(31)에 용이하게 삽입될 수 있다.
만약, 도시된 바와 같이, 2개 이상의 여과액 포집 이송블록(2) 및/또는 공기 주입 이송블록(3)이 사용된 경우에는 여과액 이송라인(21) 및/또는 공기 이송라인(32)을 각각 U자형 연결라인(24)(34)으로 연결하는 작업이 수반되어야 함을 알 수 있을 것이다.
이와 같이, 중공사막 모듈(1)이 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3) 사이에 삽입 고정되면, 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3) 측면 사이에 스크린 필터(4)를 설치함으로써, 당해 장치의 조립이 완료된다.
본 발명에 따른 침지형 여과장치의 분해는 전술한 조립의 역순으로 실시하되, 중공사막 모듈(1)의 상부 어댑터(12)를 파지하여 전방으로 당기면서 하방향으로 가압하여 인출하고, 하부 어댑터(13)를 파지하여 상방향으로 인출하는 것으로서, 여과액 포집 이송블록(2)과 공기 주입 이송블록(3) 사이에 삽입 고정된 중공사막 모듈(1)을 용이하게 분리시킬 수 있다.
본 발명에 따른 침지형 여과장치는 일부 중공사막 모듈의 단사로 인해 모듈 교체가 필요한 경우에는 단사가 발생한 모듈만을 전술한 분해방식으로 선택적으로 교체하는 것으로 신속하게 재가동할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 침지형 여과장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 반응조(미도시)에 유입된 오폐수는 스크린 필터(4)를 통과하여 장치(100) 내부로 침투하게 된다. 이 때, 상기 스크린 필터(4)에 의해 오폐수에 포함된 입자성 섬유상 물질이 1차적으로 여과된다. 장치 내부로 유입된 오폐수는 중공사막 모듈(1)에 집속된 중공사막을 통과하는 과정에서 2차적으로 여과된다. 즉, 중공사막의 기공 직경보다 입자 크기가 작은 물은 중공사막의 기공을 통해 중공사막의 내부로 유입되어 여과액이 되는 반면, 중공사막의 기공 직경보다 입자가 큰 오염물은 중공사막의 내부로 유입되지 못하고 중공사막의 표면에 부착된다. 상기 여과액은 중공사막 내부에 형성된 공동을 따라 상승한 후, 중공사막 모듈(1)의 접착 파이프(15)를 통해 여과액 이송라인(22)으로 유입되며, 여과액 출구(23)를 통해 장치 외부로 배출된다.
장치의 운전중, 중공사막의 외표면에 부착된 오염물을 박리시키기 위해 일정한 시간주기로 중공사막 모듈(1)에 대한 공기세정이 실시된다. 공기세정은 공기 주입 이송블록(3)의 일단에 구비된 공기 주입구(33)를 통해 압축공기가 유입되면서 시작된다. 공기 주입구(33)를 통해 유입된 압축공기는 공기 이송라인(32)을 따라 압송되며, 각각의 접합홀(31)을 통해 분출되어 중공사막 모듈(1)에 제공된다. 이 과정에서, 압축공기는 중공사막 모듈(1)의 하부 어댑터(13) 내부에 설치된 다공성 필터(19)를 통과하며 미세한 기포 상태로 변형된다. 상기 다공성 필터(19)는 중공사막에 대한 공기 세정효율을 증대시키기 위한 부재로서, 기포의 크기가 작을수록 상승속도가 느리기 때문에 중공사막에 부착된 오염물을 더욱 효과적으로 분리시킬 수 있다. 상기 다공성 필터(19)로부터 발생된 미세한 기포는 중공사막을 따라 상승하며 중공사막에 부착된 오염물을 박리시키게 된다. 기포의 상승에 있어서, 전술한 바와 같이, 본 발명의 중공사막 모듈(1)의 하부 어댑터(13)는 나팔관 형상이기 때문에, 다공성 필터(19)로부터 발생된 기포가 중공사막으로부터 멀리 이탈하여 상승하지 않고 중공사막을 따라 그 주위에 밀집되어 상승하게 된다. 중공사막을 따라 상승한 기포는 상부 어댑터(12)에 의해 포집된다. 상부 어댑터(12)도 하부 어댑터(13)와 동일한 나팔관 형상이기 때문에, 상부 어댑터(12)까지 상승한 기포는 그 내부에 대부분 포집됨으로써, 상부 어댑터(12)에 집속된 중공사막 말단부 표면에 부착된 오니, 입자물질 등의 불순물은 기포에 의해 제거된다. 아울러, 상기 기포와 함께 상승된 유체 흐름은 및 상부 어댑터(2)에 형성된 통공(18)을 통과하여 반응조 내부를 순환하게 된다.
한편, 전술한 공기세정과 동시에 중공사막에 대한 역세정이 실시될 수 있다. 역세정은 당해 장치에서 여과되어 외부로 배출된 여과액을 여과액 출구(23)를 통해 중공사막 내부로 유입시킴으로써 이루어진다. 여과액 출구(23)로 재유입된 여과액은 여과액 이송라인(22)을 따라 압송되며, 각각의 접합홀(21)을 통해 분출되어 중공사막 모듈(1)에 제공된다. 이 여과액은 중공사막 내부에서 하방향으로 흐르게 된다. 이 때, 중공사막 내부로부터 외부로 고압이 전달됨으로써, 중공사막 외표면에 부착된 오염물질이 박리된다.
전술한 공기세정과 역세정은 일정한 시간주기로 교대로 실시되는 것이 가장 바람직하나, 동시에 실시될 수도 있다.
이하, 도 7을 참조하여 전술한 여과장치를 포함하는 본 발명의 침지형 여과 시스템의 구성을 설명한다.
본 발명에 따른 침지형 여과 시스템은 여과장치(100), 반응조(5), 원수저장탱크(6), 원수이송펌프(7), 여과액 저장조(8), 감압 펌프(9), 및 브로어(10)를 포함한다.
상기 여과장치(100)의 구조는 전술한 바와 같으며, 중복되는 설명은 생략한다. 상기 여과장치(100)는 소정의 체적을 가진 반응조(5) 내부에 설치된다. 상기 반응조(5)는 여과처리 후 잔존하는 농축액을 외부로 배출시키기 위한 농축액 배출라인(51)을 갖는다.
상기 원수이송펌프(7)는 원수저장탱크(6)에 저장된 원수, 즉 오폐수를 반응조(5)까지 이송한다. 따라서, 상기 여과장치(100)는 반응조(5)로 유입되는 원수에 의해 침지된다.
상기 여과액 저장조(8)는 여과장치(100)에 의해 여과처리된 여과액을 저장하기 위한 저장조이며, 여과액 저장조(8)와 여과장치(100) 사이에는 감압 펌프(9)가 설치된다. 상기 감압펌프(9)는 여과액 저장조(8)로부터 여과액중 일부를 여과장치(100)의 중공사막 내부로 역류시켜 중공사막을 내부에서 외부로 역세정하게 된다. 또한, 상기 여과장치(100)에는 공기세정용 공기를 공급하기 위한 브로어(10)가 연결된다.
이하, 본 발명에 따른 침지형 여과 시스템의 작용을 설명한다.
원수이송펌프(7)가 작동되면, 원수저장탱크(6)에 저장된 원수가 반응조(5)로 이송됨으로써, 반응조(5) 내부에 설치된 여과장치(100)가 오수에 의해 침지된다. 그 후, 상기 여과장치(100)가 작동하여 전술한 바와 같이 오폐수를 여과처리하게 된다. 여과처리된 여과액은 여과액 저장조(8)에 저장되며, 반응조(5) 내부에 남은 오니, 입자상 섬유상 물질, 오염물 등의 농축액은 농축액 배출라인(51)을 통해 외부로 배출된다.
상기 여과장치(100)의 작동시, 일정한 시간주기로 감압 펌프(9)가 작동하여 여과액 저장조(8)로부터 여과액중 일부를 여과장치(100)의 중공사막 내부로 역류시켜 중공사막을 내부에서 외부로 역세정하게 된다. 이와 함께, 상기 브로어(10)가 일정한 시간주기로 작동함으로써, 여과장치(100)에 압축공기를 제공하고, 이 압축공기는 미세한 기포로 변환되어 중공사막 모듈을 공기세정하게 된다.
본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 개시된 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경 및 변형이 가능함을 알 수 있을 것이다.
예를 들어, 상기 여과액 포집 이송블록은 공기세정과정에서 중공사막을 따라 상승하며 중공사막을 세정한 후 상부 어댑터의 통공을 통과한 기포가 당해 여과장치의 외부로 배출될 수 있도록 하는 다수개의 배기공을 가질 수 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 중공사막 모듈의 상단을 지지하기 위해 여과액 포집 이송블록(2)에 형성된 접합홀(21) 사이사이에 적어도 1개 이상의 배기공(25)이 배치되도록 여과액 포집 이송블록을 천공함으로써, 공기세정에 사용된 기포가 그 배기공을 통과하여 당해 여과장치의 외부로 배출될 수 있도록 할 수 있다. 이는 공기세정에 사용된 기포가 외부로 배출되지 않고 여과액 포집 이송블록의 저면에 계속 축적되는 경우, 축적된 기포로 인해 중공사막 상단에 대한 공기세정 효율이 저하되는 것을 방지하기 위한 구조이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 침지형 여과장치 및 시스템은 중공사막 번들중 일부를 실리콘, 폴리우레탄 등 유연한 물질로 코팅 및 코깅하고, 나팔관 형상의 상하부 어댑터를 채용하였으며, 중공사막 모듈 내부에 탄성 지지바를 설치함으로써, 장치 운전중 가장 문제가 되는 중공사막의 단사 발생율을 현저하게 저감 및 억제시킬 수 있으며, 상부 어댑터에 통공을 형성시킴으로써, 중공사막 모듈 상부에 축적되어 중공사막의 투수율을 저감시키고 단사 및 오염의 원인이 되는 오니, 진흙, 입자성 섬유상 물질을 효과적으로 순환시킬 수 있고, 공기 세정시 압축공기를 미세한 기포로 변환시키는 다공성 필터를 채용함으로써, 중공사막의 공기 세정효율이 우수함과 아울러, 나팔관 형태의 하부 어댑터를 채용하여 기포의 소실을 최소화할 수 있으며, 공기 이송라인과 여과액 이송라인을 블록에 일체로 형성하여 제조가 용이하고, 상기 블록에 대해 중공사막 모듈을 선택적으로 용이하게 탈착할 수 있으며, 중공사막 모듈의 상하부 어댑터에 O링을 설치함으로써, 미처리수의 누설 발생을 억제할 수 있다.

Claims (11)

  1. 반응조 내부에 침지되어 원수를 여과하기 위한 침지형 여과장치로서,
    병렬로 배치된 다수개의 중공사막 모듈;
    상기 중공사막 모듈의 상단을 지지하기 위한 다수개의 접합홀이 등간격으로 형성되고, 상기 접합홀과 연통된 여과액 이송라인이 길이방향을 따라 형성되며, 상기 여과액 이송라인의 단부에 여과액 출구가 구비된 여과액 포집 이송블록;
    상기 중공사막 모듈의 하단을 지지하기 위한 다수개의 접합홀이 등간격으로 형성되고, 상기 접합홀과 연통된 공기 이송라인이 길이방향을 따라 형성되며, 상기 공기 이송라인의 단부에 공기 주입구가 구비된 공기 주입 이송블록; 및
    상기 여과액 포집 이송블록과 공기 주입 이송블록의 측면 사이에 연장설치된 스크린 필터;를 포함하고,
    상기 중공사막 모듈은:
    다수개의 중공사막이 집속된 중공사막 번들과; 상기 중공사막 번들의 상단을 결속하는 접착 파이프가 내재되며, 상기 여과액 포집 이송블록의 접합홀에 삽입 고정되는 상부 어댑터와; 상기 중공사막 번들의 하단을 결속하는 접착 파이프가 내재되며, 상기 공기 주입 이송블록의 접합홀에 삽입 고정되는 하부 어댑터; 및 상기 상하부 어댑터 사이에 설치되며 중공사막 번들의 중심에 위치되는 탄성 지지바;를 더 포함하고,
    이때 상기 상하부 어댑터는 상호 대향하며 직경이 점진적으로 확대되는 나팔관 형태이며, 그리고 상기 상하부 어댑터의 외주에는 쐐기형 O링이 설치된 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 여과액 포집 이송블록과 공기 주입 이송블록은 적어도 2개 이상이며, 여과액 포집 이송블록의 여과액 이송라인은 U자 형태의 연결라인에 의해 상호 연결되며, 공기 주입 이송블록의 공기 이송라인은 U자 형태의 연결라인에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 어댑터는 다수개의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 어댑터와 그 내부의 접착 파이프 사이에는 다공성 필터 또는 산기관이 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 상하부 어댑터의 해당 접착 파이프에 결속되는 중공사막 번들 부분은 실리콘, 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 유연한 물질로 미리 코팅된 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 상하부 어댑터와 해당 접착 파이프에 결속된 중공사막 번들 부분은 실리콘, 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 유연한 물질로 코깅된 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 여과액 포집 이송블록은 기포가 통과할 수 있는 다수개의 배기공이 천공된 것을 특징으로 하는 침지형 여과장치.
  11. 반응조 내부에 설치되는 제 1 항, 제 2 항 그리고 제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 침지형 여과장치를 포함하되,
    여과처리하기 위한 원수를 저장하는 원수저장탱크;
    상기 원수저장탱크로부터 반응조까지 원수를 이송하기 위한 원수이송펌프;
    상기 침지형 여과장치로부터 여과처리된 여과액을 저장하기 위한 여과액 저장조;
    상기 여과액 저장조로부터 여과액중 일부를 침지형 여과장치의 중공사막 내부로 역류시켜 중공사막을 내부에서 외부로 역세정하기 위한 감압 펌프; 및
    상기 침지형 여과장치에 공기를 공급하기 위한 브로어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 침지형 여과 시스템.
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