KR100812187B1 - 카트리지형 중공사 막 모듈 - Google Patents

카트리지형 중공사 막 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR100812187B1
KR100812187B1 KR1020070014593A KR20070014593A KR100812187B1 KR 100812187 B1 KR100812187 B1 KR 100812187B1 KR 1020070014593 A KR1020070014593 A KR 1020070014593A KR 20070014593 A KR20070014593 A KR 20070014593A KR 100812187 B1 KR100812187 B1 KR 100812187B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hollow fiber
collecting
fiber membrane
header
catchment
Prior art date
Application number
KR1020070014593A
Other languages
English (en)
Inventor
김진호
박민수
이지웅
한명남
장문석
Original Assignee
주식회사 케이엠에스
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 케이엠에스 filed Critical 주식회사 케이엠에스
Priority to KR1020070014593A priority Critical patent/KR100812187B1/ko
Priority to US12/282,670 priority patent/US7731848B2/en
Priority to ES08712441T priority patent/ES2412406T3/es
Priority to CN2008800001168A priority patent/CN101541405B/zh
Priority to PCT/KR2008/000793 priority patent/WO2008100049A1/en
Priority to EP08712441.8A priority patent/EP2111289B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100812187B1 publication Critical patent/KR100812187B1/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
    • 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
    • B01D63/026—Wafer type modules or flat-surface type modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/18—Apparatus therefor
    • 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
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • 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
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/025—Removal of membrane elements before washing
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/06—External membrane module supporting or fixing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/12—Specific discharge elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/21—Specific headers, end caps
    • 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
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/18—Use of gases
    • B01D2321/185—Aeration

Abstract

본 발명에서는, 중공사 막 모듈 거치용 프레임에 용이하게 장착 및 탈착될 수 있을 뿐만아니라, 효과적이면서도 매우 간단한 막간폐색 제거 과정이 적용될 수 있는, 개선된 카트리지형 중공사 막 모듈을 제공한다. 본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈의 가장 큰 특징 중의 하나는, 상기 집수헤더가, 상기 집수헤더의 정면의 상부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 개방된 제1집수출구; 및 상기 집수헤더의 정면의 하부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 폐쇄된 제2집수출구;를 구비하고 있다는 것이다. 본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈에 있어서는, 본 발명의 모듈을, 중공사 막 모듈 거치용 프레임으로부터 탈착한 후, 상하를 뒤집어서 재장착하기만 하여도, 매우 간단하게 막간폐색을 제거할 수 있다.
중공사 막 모듈

Description

카트리지형 중공사 막 모듈 {Cartridge module of hollow fiber membranes}
도 1은, 본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈의 일구현예를 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 모듈 구현예의 종단면을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은, 도 2의 모듈 구현예를 상하역전 시킨 도면이다.
도 4는, 집수출구가, 수직위치상, 집수헤더의 중간에 위치하는 비교예 모듈의 종단면을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명의 모듈이 모듈 거치용 프레임에 실제로 장착된 모습을 나타내는 사진이다.
도 6은, 본 발명이 모듈이 모듈 거치용 프레임에 장착된 모습을 더욱 구체적으로 나타내는 사진이다.
일본 공개특허공보 특개평7-155564호.
일본 공개특허공보 특개평7-178321호.
대한민국 공개특허공보 특2000-0050208호.
미국특허 US 6,325,928 B1호.
본 발명은 중공사 막 모듈에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 수처리용에 특히 적합한 카트리지형 중공사 막 모듈에 관한 것이다.
중공사 막은, 무균수 제조, 음용수 제조, 하수종말처리에서의 고도처리, 소규모 합병정화조에서의 고도처리, 산업폐수에서의 부유물질 제거, 중수도 및 고농도 유기성 폐수의 처리, 공업용수 및 수영장 용수의 처리 등과 같은 수처리 분야, 및, 식품, 자동차 및 철강산업 등의 생산공정에서의 공정물질 회수 분야, 등과 같은 다양한 분야에서 분리막의 용도로 널리 사용되고 있다.
중공사 막은, 여과설비에 신속하고 용이하게 설치될 수 있도록 하기 위하여, 모듈의 형태로 제공되는 것이 일반적이다. 중공사 막 모듈은, 여러가닥 또는 여러 다발의 중공사 막과 다양한 형태의 매니폴드로 이루어진다. 매니폴드는 여러가닥 또는 여러 다발의 중공사 막을 지지 및 고정하는 기능과, 중공사 막의 기공을 통하여 투과된 투과물을 수집하는 기능을 한다.
이러한 중공사 막 모듈의 예가 일본 공개특허공보 특개평7-155564호, 일본 공개특허공보 특개평7-178321호, 대한민국 공개특허공보 특2000-0050208호 등에 개시되어 있다. 또한, 중공사 막 모듈 거치용 프레임에 용이하게 탈착될 수 있는 카트리지형의 중공사 막 모듈의 예가 미국특허 US 6,325,928 B1호 등에 개시되어 있다.
종래의 개발과정에서 알려진 바와 같이, 중공사 막 모듈의 설계에 있어서 주 목되어야 할 중요한 해결과제는, 집적성, 장착 및 탈착의 용이성, 세척의 용이성, 등이다. 집적성이라 함은, 동일 체적의 설치공간 내에 극대화된 중공사 막의 표면적을 제공하는 것을 말한다. 장착 및 탈착의 용이성이라 함은, 중공사 막 모듈 거치용 프레임에 중공사 막 모듈을 탈부착시키는 데 필요한 번거로운 수작업 단계를 최소화시키는 것을 의미한다. 세척의 용이성이라 함은, 여과설비 운전과정에서 발생한 중공사 막 모듈의 막간폐색을 제거하는 과정이 간단하게 이루어지는 것을 의미한다.
종래의 중공사 막 모듈의 개선과정에서, 집적성, 장착 및 탈착의 용이성, 세척의 용이성 등이 상당부분 개선되었지만, 여전히 개선의 여지는 남아 있다. 특히, 세척의 용이성 측면에서 더욱 향상된 개선이 요구되고 있다.
막간폐색 현상을 자세히 설명하면 다음과 같다. 부유물질 농도가 높은 오폐수에 중공사 막 모듈을 침지시켜 여과하는 경우, 중공사 막의 표면 및 중공사 막의 사이에 부유물질이 축적되어, 물의 투과에 사용될 수 있는 중공사 막의 유효표면적이 감소하는 현상을 막간폐색이라 한다. 막간폐색이 진행되면, 투과수량이 현저하게 저하되므로, 중공사 막 모듈의 수명이 감소하게 된다.
막간폐색 현상을 완화시키기 위하여, 여과설비 운전 중에, 중공사 막 모듈의 하방으로부터의 공기 폭기, 난류의 형성, 초음파 또는 진동 발생, 등을 통하여, 중공사 막을 흔들어 줌으로써, 중공사 막의 표면 및 중공사 막의 사이에 축적되는 부유물질을 지속적으로 제거하는 방법이 통상적으로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법을 사용하더라도, 장기간의 운전 후에는, 막간폐색이 허용될 수 없는 정도에 이르게 된다.
최근의 중공사 막 제조방법의 발달로 인하여, 중공사 막을 구성하는 재질의 열화로 인한 중공사 막 자체의 수명저하는 매우 개선되었다. 그리하여, 막간폐색을 제거할 수 있다면, 중공사 막 모듈은 여러번 재사용될 수 있다. 그러나, 막간폐색을 제거하는 과정이 복잡하여 많은 시간 및 비용을 필요로 한다면, 중공사 막 모듈의 재사용은 오히려 비효율적이게 된다. 예를 들면, 종래에는, 이러한 막간폐색을 제거하기 위하여, 먼저 중공사 막의 막간폐색된 부분을 샤워링(showering) 등의 물리적 방법으로 처리한 후, 다시 중공사 막 모듈을 침지세정하였다. 그러나, 이러한 과정은 많은 시간을 필요로 할 뿐만아니라, 제거의 정도가 중공사 막 모듈을 재사용하기에 충분하지 않았다.
본 발명에서는, 중공사 막 모듈 거치용 프레임에 용이하게 장착 및 탈착될 수 있을 뿐만아니라, 효과적이면서도 매우 간단한 막간폐색 제거 과정이 적용될 수 있는, 개선된 카트리지형 중공사 막 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명에서 제공하는 카트리지형 중공사 막 모듈은,
중공사 막 부재; 및 카트리지 프레임;을 포함하고 있으며,
상기 중공사 막 부재는,
이격되어 평행하게 상하로 배치되어 있는 제1 및 제2 튜브형 매니폴드; 및 상기 두 개의 튜브형 매니폴드를 유체연결하는 다수의 중공사 막;을 포함하고 있으 며,
상기 카트리지 프레임은,
집수헤더; 상기 집수헤더와 평행하게 이격되어 있는 지지판; 및 상기 집수헤더와 상기 지지판을 고정하고 있는 고정대;를 포함하고 있으며,
상기 집수헤더는,
상기 집수헤더의 배면의 상부 및 하부에 수평방향으로 나란히 위치하는 다수의 집수입구;
상기 집수헤더의 정면의 상부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 개방된 제1집수출구; 및
상기 집수헤더의 정면의 하부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 폐쇄된 제2집수출구;를 구비하고 있고,
상기 집수헤더의 내부에는, 수직방향으로 연장되어 있으며, 상기 집수입구, 상기 제1집수출구 및 상기 제2집수출구와 연통되어 있는 집수유로가 형성되어 있고,
상기 지지판은, 상기 지지판의 정면의 상부 및 하부에 수평방향으로 나란히 위치하는 다수의 고정홈을 구비하고 있고,
상기 고정대의 양단은, 각각 상기 집수헤더의 측면 및 상기 지지판의 측면에 부착되어 있으며,
상기 중공사 막 부재는 상기 카트리지 프레임에 의하여 한정되는 모듈 내부 공간에 수직으로 장착되어 있으며, 상기 중공사 막 부재의 튜브형 매니폴드의 양단 은, 각각, 상기 집수헤더의 집수 입구 및 상기 지지판의 고정홈에 결합되어 있다.
본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈의 가장 큰 특징 중의 하나는, 상기 집수헤더가, 상기 집수헤더의 정면의 상부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 개방된 제1집수출구; 및 상기 집수헤더의 정면의 하부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 폐쇄된 제2집수출구;를 구비하고 있다는 것이다. 본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈이 수처리 설비에 적용될 경우, 중공사 막을 투과하여 수집된 집수는, 상기 제2집수출구를 통해서가 아니라, 상기 제1집수출구를 통하여, 배출된다. 또한, 수처리 설비 운전 중에, 중공사 막 모듈 집합체의 하부로부터, 기포를 폭기하는 경우, 막간폐색 현상은 상기 중공사 막 부재의 상부 매니폴드(제1 매니폴드)의 직하부 영역에 집중되어, 점진적으로 진행된다. 본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈에 있어서는, 본 발명의 모듈을, 중공사 막 모듈 거치용 프레임으로부터 탈착한 후, 상하를 뒤집어서 재장착하기만 하여도, 매우 간단하게 막간폐색을 제거할 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 재장착시, 본 발명의 모듈의 제2집수출구를 개방하고 제1집수출구를 폐쇄한 후, 본 발명의 모듈의 상하를 뒤집어서 중공사 막 모듈 거치용 프레임에 장착시킨 다음, 중공사 막 모듈 거치용 프레임을 다시 수처리용 폭기조에 침지시키면, 폭기에 의한 상승수류에 의하여, 모듈 상하역전에 의하여 모듈의 하부에 위치하게 된 제1 튜브형 매니폴드의 직상부에 형성되어 있는 막간폐색이 수 시간 내지 수 일내에 자연적으로 제거된다. 이와 같이, 본 발명의 모듈은, 막간폐색을 제거하기 위한 별도의 세정과정을 거치지 않고도, 간단한 재장착 단계 만을 거친 후 곧바로 수처리 설비에서 재사용될 수 있다. 따라서, 모듈 재사용에 수반되는, 막간폐색 제거에 소요되는 수처리 설비 가동중지 시간이 엄청나게 단축될 수 있다. 재사용 단계에서는, 집수가 제2집수출구를 통하여 배출된다.
이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈의 일구현예를 나타내는 사시도이다.
도 1의 모듈 구현예는, 중공사 막 부재(100)와 카트리지 프레임(200)을 포함하고 있다. 중공사 막 부재(100)는 카트리지 프레임(200)에 의하여 한정되는 모듈 내부 공간에 수직으로 장착되어 있다. 도 1에서는, 식별의 용이성을 위하여, 하나의 중공사 막 부재(100) 만을 도시하였으나, 실제로는 복수의 중공사 막 부재가 카트리지 프레임(200)에 의하여 한정되는 모듈 내부 공간에 수직으로 장착될 수 있다.
중공사 막 부재(100)는, 제1 튜브형 매니폴드(110), 제2 튜브형 매니폴드(120) 및 다수의 중공사 막(130)을 포함하고 있다. 제1 튜브형 매니폴드(110)와 제2 튜브형 매니폴드(120)는, 서로 평행하게 이격되어 상하로 배치되어 있다. 중공사 막(130)은 제1 튜브형 매니폴드(110)와 제2 튜브형 매니폴드(120)를 유체연결하고 있다. 그에 따라, 수처리에 적용되는 경우, 중공사 막(130)을 투과하는 집수는 상하로 양분되어 제1 튜브형 매니폴드(110)와 제2 튜브형 매니폴드(120)에 모이게 된다. 중공사 막(130)의 양단은, 제1 튜브형 매니폴드(110)와 제2 튜브형 매니폴드(120)의 길이방향에 수직하게, 각각, 제1 튜브형 매니폴드(110)와 제2 튜브형 매니폴드(120)에 연결되어 있다. 그에 따라, 중공사 막(130)은, 카트리지 프레임(200)에 의하여 한정되는 모듈 내부 공간에서, 수직으로 배열되어 있다.
카트리지 프레임(200)은, 집수헤더(210), 지지판(220) 및 고정대(230)를 포함하고 있다. 집수헤더(210)와 지지판(230)은 수평방향으로 서로 평행하게 이격되어 있다. 고정대(230)는, 집수헤더(210)와 지지판(220)이 소정의 거리를 유지하도록 하고, 중공사 막 부재(100)가 장착될 수 있는 한정된 모듈 내부 공간이 제공될 수 있도록 하기 위하여, 집수헤더(210)와 지지판(220)을 공간상에서 고정시키는 역할을 한다. 그리하여, 집수헤더(210), 지지판(220) 및 고정대(230)는 일체화된 카트리지 프레임(200)을 형성하게 된다.
집수헤더(210)에는, 다수의 집수입구(미도시), 제1집수출구(212) 및 제2집수출구(214)가 구비되어 있다.
집수입구는, 집수헤더(210)의 배면의 상부와 하부에 수평방향으로 나란히 위치한다. 집수입구는 집수헤더(210)의 배면에 위치하고 있기 때문에, 도 1의 사시도에서는 명시적으로 표시되어 있지 않다. 집수입구는, 중공사 막 부재(100)의 튜브형 매니폴드(110, 120)의 일단과 결합되어 있다. 그에 따라, 튜브형 매니폴드(110, 120)를 통과한 집수는, 집수입구를 통하여, 집수헤더(210)로 수집된다.
제1집수출구(212)는 집수헤더(210)의 정면 상부에 위치하고 있다. 제1집수출구(212)는 개방되어 있다. 따라서, 집수헤더(210)에 수집된 집수는, 집수헤더(210) 의 정면 상부에 위치하는 제1집수출구(212)를 통하여 배출된다. 추후, 본 발명의 모듈이 상하 역전을 거친 후 재사용될 때에는, 제1집수출구(212)를 폐쇄하여야 한다. 따라서, 제1집수출구(212)는 개방 및 폐쇄가 가능도록 되어있다.
제2집수출구(214)는 집수헤더(210)의 정면의 하부에 위치하고 있다. 제2집수출구(214)는 폐쇄되어 있다. 따라서, 집수헤더(210)에 수집된 집수는, 집수헤더(210)의 정면 하부에 위치하는 제2집수출구(214)를 통해서는 배출되지 않는다. 추후, 본 발명의 모듈이 상하 역전을 거친 후 재사용될 때에는, 제2집수출구(214)를 폐쇄하여야 한다. 따라서, 제2집수출구(214)는 개방 및 폐쇄가 가능도록 되어있다. 예를 들어, 도 1에 나타난 바와 같이, 제2집수출구(214)는, 수밀기능을 갖는 캡(215)에 의하여 폐쇄될 수 있으며, 캡(215)을 제거하므로써 개방될 수 있다. 제1집수출구(212) 역시, 이러한 방식으로, 개방되거나 및 폐쇄될 수 있다. 물론, 이러한 방식외에도 기타 다양한 개폐방식이 적용될 수 있다.
집수헤더(210)의 내부에는 집수유로가 형성되어 있다. 집수유로는, 집수입구(미도시), 제1집수출구(212) 및 제2집수출구(214)와 연통될 수 있도록, 집수헤더(210)의 내부에서 수직방향으로 연장되어 있다. 따라서, 집수헤더(210)의 배면의 상부와 하부에 위치하는 다수의 집수입구를 통과한 집수는 집수유로에 수집된 후, 제1집수출구(212)를 통하여 배출된다. 한편, 집수유로는, 제2집수출구(214)와도 연통되어 있으므로, 본 발명의 모듈이 상하 역전을 거친 후 재사용될 때에는, 집수유로에 수집된 집수가 제2집수출구(214)를 통하여 배출될 수 있게 된다.
지지판(220)에는 다수의 고정홈(222)이 형성되어 있다. 다수의 고정홈(222) 은, 지지판(220)의 정면의 상부 및 하부에 수평방향으로 나란히 배열되어 있다. 고정홈(222)에는, 중공사 막 부재(100)의 튜브형 매니폴드(110, 120)의 타단이 삽입되어 고정된다 (중공사 막 부재(100)의 튜브형 매니폴드(110, 120)의 일단은 집수헤더(210)의 집수입구와 결합되어 있다). 지지판(220)은, 중공사 막 부재(100)의 튜브형 매니폴드(110, 120)의 타단을 고정시키는 역할을 하므로, 지지판(220)의 내부에는 집수유로가 형성되어 있을 필요가 없다.
고정대(230)의 양단은, 각각, 집수헤더(210)의 측면 및 지지판(220)의 측면에 부착되어 있다. 본 발명의 모듈이 폭기조에 설치되면, 모듈 내부 공간을 수직으로 관통하는 상승수류와 접하게 된다. 만약, 고정대(230)가 집수헤더(210) 및 지지판(220)의 상면 및 하면에 부착되면, 고정대는 그러한 상승수류를 방해하게 된다. 따라서, 고정대(230)는, 집수헤더(210)의 측면 및 지지판(220)의 측면에 부착되는 것이 바람직하다. 비록, 도 1의 구현예에서는 4개의 고정대(230)가 사용되고 있지만, 본 발명에 있어서, 고정대의 단면모양, 폭, 갯수, 위치는 다양하게 변화될 수 있다. 예를 들면, 집수헤더(210) 및 지지판(220)의 좌측면과 우측면에 각각 하나의 고정대를 부착시킬 수도 있다. 또 다른 예를 들면, 집수헤더(210) 및 지지판(220)의 좌측면에는 폭이 넓은 하나의 고정대를 부착하고, 우측면에는 폭이 좁은 두개의 고정대를 부착시킬 수도 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여, 본 발명의 모듈의 집수과정을 상세하게 설명한다. 도 2는, 도 1의 모듈 구현예의 종단면을 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 2 에서, 투과수의 흐름은 점선화살표로 표시되어 있다.
중공사 막(130)의 상단은, 모듈의 상부에 배치된 제1 튜브형 매니폴드(110)의 하단에 박혀있으며, 제1 튜브형 매니폴드(110)의 내부유로에 대하여 개방되어 있다. 중공사 막(130)의 하단은, 모듈의 하부에 배치된 제2 튜브형 매니폴드(120)의 상단에 박혀있으며, 제2 튜브형 매니폴드(120)의 내부유로에 대하여 개방되어 있다. 중공사 막(130)을 투과한 투과수는 상하로 양분되어, 제1 튜브형 매니폴드(110)와 제2 튜브형 매니폴드(120)로 유입된다.
제1 튜브형 매니폴드(110)의 좌측단은, 집수헤더(210)의 배면의 상부에 위치하는 집수입구에 결합되어 있으며, 집수헤더(210)의 내부에 형성되어 있는 집수유로(216)에 대하여 개방되어 있다. 제1 튜브형 매니폴드(110)의 우측단은, 지지판(220)의 정면의 상부에 결합되어 있다. 제1 튜브형 매니폴드(110)의 우측단 자체는 개방 또는 폐쇄되어 있을 수 있으나, 지지판(220)에 투과수를 위한 유로가 제공되어 있지않으므로, 제1 튜브형 매니폴드(110)의 우측단으로의 투과수의 흐름을 차단된다.
제2 튜브형 매니폴드(120)의 좌측단은, 집수헤더(210)의 배면의 하부에 위치하는 집수입구에 결합되어 있으며, 집수헤더(210)의 내부에 형성되어 있는 집수유로(216)에 대하여 개방되어 있다. 제2 튜브형 매니폴드(120)의 우측단은, 지지판(220)의 정면의 하부에 결합되어 있다. 제2 튜브형 매니폴드(120)의 우측단 자체는 개방 또는 폐쇄되어 있을 수 있으나, 지지판(220)에 투과수를 위한 유로가 제공되어 있지않으므로, 제2 튜브형 매니폴드(120)의 우측단으로의 투과수의 흐름을 차 단된다.
집수헤더(210)의 내부에 형성되어 있는 집수유로(216)는, 집수헤더(210)의 배면의 상부에 위치하는 집수입구, 집수헤더(210)의 배면의 하부에 위치하는 집수입구, 제1집수출구(212) 및 제2집수출구(214)와 연통되어 있다. 제1집수출구(212)는 개방되어 있다. 제2집수출구(214)는 캡(215)에 의하여 폐쇄되어 있다.
제1 튜브형 매니폴드(110) 및 제2 튜브형 매니폴드(120)의 내부유로에 유입된 투과수는, 집수헤더(210)의 배면에 형성되어 있는 집수입구를 통하여, 집수헤더(210)의 내부에 형성되어 있는 집수유로(216)로 유입된 후, 개방되어 있는 제1집수출구(212)를 통하여 배출된다. 통상적으로, 제1집수출구(212)는, 폭기조 내에 설치되는 모듈 거치용 프레임에 구비되어 있는 배관(미도시)에 접속된다. 제1집수출구(212)를 통하여 배출되는 투과수는 상기 배관을 통하여 폭기조 외부로 배출될 것이다.
폭기조 내에서 폭기조 바닥으로부터의 폭기에 의하여 형성되는 상승수류로 인하여, 막간폐색(300)은, 모듈의 상부에 배치된 제1 튜브형 매니폴드(110)의 직하부 영역(300)에 집중되어 진행된다.
이하에서는, 도 3을 참조하여, 본 발명의 모듈의 막간폐색 제거과정을 상세하게 설명한다. 도 3은, 도 2의 모듈 구현예를 상하역전 시킨 도면이다.
모듈 거치용 프레임(미도시)으로부터 도 2의 모듈을 탈착시킨 후, 도 2의 모듈을 상하역전시킨 후, 제2집수출구(214) 개방하고, 제1집수출구(212)를 캡(215)으 로 폐쇄한 다음, 상하역전된 도 2의 모듈을 모듈 거치용 프레임에 재장착한다. 그에 따라, 제2집수출구가 모듈의 상부에 위치하게 되고, 제1 튜브형 매니폴드(110)는 모듈의 하부에 위치하게 되며, 막간폐색 영역(300)은 모듈의 하부에 위치하는 제1 튜브형 매니폴드(110)의 직상부에 위치하게 된다. 또한, 집수유로(216)에 수집된 투과수는 제2집수출구(214)를 통하여 배출된다.
상하역전된 본 발명의 모듈은, 별도의 막간폐색 제거 과정을 거칠 필요없이, 재장착 후 곧바로, 폭기조에 투입될 수 있다. 재장착 후에는, 폭기조 바닥으로부터의 폭기에 의하여 형성되는 상승수류에 의하여, 막간폐색(300)이 진행된 역과정을 통하여, 막간폐색(300)이 서서히, 예를 들면, 수시간 내지 수일내에, 제거된다. 즉, 폭기조의 재운전과 병행하여, 막간폐색이 자연스럽게 제거되는 것이다. 그에 따라, 본 발명의 모듈을 사용하면, 모듈 재사용에 수반되는, 막간폐색 제거에 소요되는 수처리 설비 가동중지 시간이 엄청나게 단축될 수 있다.
본 발명의 모듈에 구비되어 있는 제2집수출구는, 모듈의 1차 사용 과정에서는 활용되지 않는 요소이어서, 종래의 모듈에서는 전혀 예상할 수 없는 요소이었다. 그러나, 본 발명의 모듈에 구비되어 있는 제2집수출구로 인하여, 본 발명의 모듈은, 별도의 막간폐색 제거 과정을 거칠 필요없이, 상하역전 및 재장착 후 곧바로 재사용될 수 있게 되었다. 만약, 제2집수출구가 구비되어 있지 않다면, 상하역전 및 재장착 시, 모듈 거치용 프레임에 구비되어 있는 배관접속부의 위치를 매번 변경하여야 하는 번거로움이 발생하므로, 용이한 장착 및 탈착성을 제공하고자 하는 카트리지형 모듈의 장점이 심각하게 훼손된다. 그러나, 본 발명의 모듈에 구비되어 있는 제2집수출구로 인하여, 본 발명의 모듈은, 상하역전 및 재장착 작업이 매우 간편하게 이루어질 수 있다.
만약, 제1집수출구가, 수직위치상, 집수헤더의 중간에 위치하고 있다면, 굳이 두 개의 집수출구를 구비하지 않더라도, 모듈의 상하역전 및 재장착이 가능할 것이다. 그러나, 본 발명의 발명자들이 확인한 바에 따르면, 집수출구가, 수직위치상, 집수헤더의 중간에 위치하게 되면, 집수헤더 내부의 집수유로의 상부 공간에 공기폐색이 발생하여, 제1 튜브형 매니폴드가 활용되지 않게 된다는 심각한 문제점이 발생한다.
이하에서는, 도 4를 참조하여, 집수출구가, 수직위치상, 집수헤더의 중간에 위치하는 비교예의 문제점을 상세하게 설명한다. 도 4는, 집수출구가, 수직위치상, 집수헤더의 중간에 위치하는 비교예 모듈의 종단면을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 4의 비교예 모듈에 있어서는, 집수헤더(210)의 정면의, 수직위치상, 중앙부에 하나의 집수출구(214)가 구비되어 있다. 이러한 경우, 모듈이 물속에 들어가기 전부터 집수헤더(210) 내의 집수유로(216)에 채워져 있는 공기는, 모듈이 물속에 들어 가면, 부력에 의하여, 집수유로(216)의 상부에 모인 후 갖히게 된다. 특히, 침지형 흡인식 수처리 설비에 있어서는, 매우 작은 압력으로 투과수를 끌어내기 때문에, 투과수가 빠져나오는 힘에 의하여 공기가 같이 딸려나오는 정도가 매우 미미하다. 이러한 공기폐색으로 인하여, 모듈의 상부에 위치하는 제1 튜브형 매니폴드(110)는 투과수를 위한 유로를 제공하지 못하게 된다. 중공사 막(130)을 투과한 투과수는 전량, 모듈의 하부에 위치하는 제2 튜브형 매니폴드(120)로 유입된다. 그에 따라, 중공사 막(130)의 내부에서, 중공사 막(130)의 하단과 상단 사이에 매우 큰 압력차가 형성되고, 그에 따라, 중공사 막(130)의 상반부는 투과수에 대한 인입압력(즉, 음압의 정도)이 매우 작아지게 되고, 그에 따라, 중공사 막(130)의 상반부에서의 물 투과량이 현저하게 저하되며, 결국, 모듈 전체의 여과효율은 심각하게 저하된다. 달리 표현하면, 중공사 막(130) 전체표면의 균등한 이용이 불가능하게 되므로, 동일 체적의 설치공간 내에 극대화된 중공사 막의 표면적을 제공하고자 하는 모듈의 집적성이 퇴색하게 된다. 그러나, 본 발명의 모듈에 있어서는, 개방된 제1집수출구가 집수헤더의 상부에 위치하고 있으므로, 공기폐색 문제가 발생하지 않는다.
도 5는 본 발명의 모듈이 모듈 거치용 프레임에 실제로 장착된 모습을 나타내는 사진이다. 총 6개의 본 발명의 모듈이 모듈 거치용 프레임에 삽입되어 있다. 도 6은 본 발명이 모듈이 모듈 거치용 프레임에 장착된 모습을 더욱 구체적으로 나타내는 사진이다. 모듈 거치용 프레임의 후방에 설치된 배관접속부에, 집수헤더의 정면의 상부에 위치하는 개방된 제1집수출구가 접속되어 있다. 모듈 내부 공간에는 다수의 중공사 막 부재가 수직으로 고정되어 있다.
본 발명의 카트리지형 중공사 막 모듈은, 중공사 막 모듈 거치용 프레임에 용이하게 장착 및 탈착될 수 있을 뿐만아니라, 효과적이면서도 매우 간단한 막간폐색 제거 과정이 적용될 수 있다.

Claims (1)

  1. 중공사 막 부재; 및 카트리지 프레임;을 포함하는 카트리지형 중공사 막 모듈로서,
    상기 중공사 막 부재는,
    이격되어 평행하게 상하로 배치되어 있는 제1 및 제2 튜브형 매니폴드; 및 상기 두 개의 튜브형 매니폴드를 유체연결하는 다수의 중공사 막;을 포함하고 있으며,
    상기 카트리지 프레임은,
    집수헤더; 상기 집수헤더와 평행하게 이격되어 있는 지지판; 및 상기 집수헤더와 상기 지지판을 고정하고 있는 고정대;를 포함하고 있으며,
    상기 집수헤더는,
    상기 집수헤더의 배면의 상부 및 하부에 수평방향으로 나란히 위치하는 다수의 집수입구;
    상기 집수헤더의 정면의 상부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 개방된 제1집수출구; 및
    상기 집수헤더의 정면의 하부에 위치하며, 개방 및 폐쇄가 가능한, 폐쇄된 제2집수출구;를 구비하고 있고,
    상기 집수헤더의 내부에는, 수직방향으로 연장되어 있으며, 상기 집수입구, 상기 제1집수출구 및 상기 제2집수출구와 연통되어 있는 집수유로가 형성되어 있 고,
    상기 지지판은, 상기 지지판의 정면의 상부 및 하부에 수평방향으로 나란히 위치하는 다수의 고정홈을 구비하고 있고,
    상기 고정대의 양단은, 각각 상기 집수헤더의 측면 및 상기 지지판의 측면에 부착되어 있으며,
    상기 중공사 막 부재는 상기 카트리지 프레임에 의하여 한정되는 모듈 내부 공간에 수직으로 장착되어 있으며, 상기 중공사 막 부재의 튜브형 매니폴드의 양단은, 각각, 상기 집수헤더의 집수 입구 및 상기 지지판의 고정홈에 결합되어 있는,
    카트리지형 중공사 막 모듈.
KR1020070014593A 2007-02-12 2007-02-12 카트리지형 중공사 막 모듈 KR100812187B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070014593A KR100812187B1 (ko) 2007-02-12 2007-02-12 카트리지형 중공사 막 모듈
US12/282,670 US7731848B2 (en) 2007-02-12 2008-02-11 Cartridge module of hollow fiber membranes
ES08712441T ES2412406T3 (es) 2007-02-12 2008-02-11 Módulo sumergible de membranas de fibra hueca
CN2008800001168A CN101541405B (zh) 2007-02-12 2008-02-11 中空纤维膜的盒模块
PCT/KR2008/000793 WO2008100049A1 (en) 2007-02-12 2008-02-11 Cartridge module of hollow fiber membranes
EP08712441.8A EP2111289B1 (en) 2007-02-12 2008-02-11 Submersible module of hollow fiber membranes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070014593A KR100812187B1 (ko) 2007-02-12 2007-02-12 카트리지형 중공사 막 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100812187B1 true KR100812187B1 (ko) 2008-03-12

Family

ID=39398325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070014593A KR100812187B1 (ko) 2007-02-12 2007-02-12 카트리지형 중공사 막 모듈

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7731848B2 (ko)
EP (1) EP2111289B1 (ko)
KR (1) KR100812187B1 (ko)
CN (1) CN101541405B (ko)
ES (1) ES2412406T3 (ko)
WO (1) WO2008100049A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014092336A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Kolon Industries, Inc. Filtering apparatus
CN104069739A (zh) * 2014-06-21 2014-10-01 郭会 一种膜组件
KR101464831B1 (ko) * 2012-12-04 2014-11-25 코오롱인더스트리 주식회사 여과장치
KR20200104027A (ko) 2019-02-26 2020-09-03 주식회사 서진에너지 중공사막 카트리지 모듈
KR20200106571A (ko) 2019-02-26 2020-09-15 주식회사 서진에너지 공기세정 중공사막 카트리지 모듈

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4902684B2 (ja) * 2009-03-31 2012-03-21 株式会社日立プラントテクノロジー 浸漬型膜分離装置における膜カートリッジ
KR101481870B1 (ko) * 2012-12-14 2015-01-12 코오롱인더스트리 주식회사 여과 시스템 및 방법
WO2016152336A1 (ja) * 2015-03-24 2016-09-29 住友電気工業株式会社 濾過ユニット
KR102505035B1 (ko) * 2017-11-20 2023-02-28 롯데케미칼 주식회사 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법
CN110917880A (zh) * 2019-11-20 2020-03-27 湖南欧威爱特新材料科技有限公司 一种超滤膜固定机构
US11745126B2 (en) * 2019-12-30 2023-09-05 Striem LLC Point-of-use solids interceptor
CN113477092A (zh) * 2021-07-13 2021-10-08 碧水源膜技术研究中心(北京)有限公司 一种振动用中空纤维膜过滤组器及过滤方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0655040A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Asahi Chem Ind Co Ltd 中空糸状膜モジュールの製造方法
JP2578637B2 (ja) * 1988-04-22 1997-02-05 ジャパンゴアテックス株式会社 柔軟な多孔質チューブの固定方法
JPH1170324A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Kuraray Co Ltd 中空糸膜モジュール
KR20000068327A (ko) * 1996-08-22 2000-11-25 나가이 야타로 중공사막 모듈과 이를 이용한 중공사막 모듈 유닛 및 이를 배치한 정화조
KR20010034351A (ko) * 1998-11-26 2001-04-25 야마모토 카즈모토 중공사막 카트리지
KR20040089599A (ko) * 2002-02-07 2004-10-21 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 집수 헤더 및 막 모듈 유닛
KR20060035887A (ko) * 2004-10-21 2006-04-27 주식회사 코오롱 침지형 중공사막 모듈
KR20060049347A (ko) * 2004-10-25 2006-05-18 스미토모덴코파인폴리머 가부시키가이샤 여과 장치
KR20070015129A (ko) * 2004-01-27 2007-02-01 코흐 멤브라네 시스템즈 게엠베하 맴브레인 필터 유닛 및 이 맴브레인 필터 유닛의 제조 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3131092B2 (ja) 1993-11-12 2001-01-31 三菱レイヨン株式会社 中空糸膜モジュール組立体
JPH07155564A (ja) 1993-12-10 1995-06-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 中空糸膜モジュール及びその製造方法
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
CA2290053C (en) 1999-11-18 2009-10-20 Zenon Environmental Inc. Immersed membrane module and process
CN1143725C (zh) * 1999-11-18 2004-03-31 齐侬环境有限公司 浸入膜元件和组件
KR100378292B1 (ko) 2000-05-25 2003-03-29 주식회사 케이엠에스 고농도 부유물질 함유 오폐수 처리용 중공사막 모듈
DE602004013731D1 (de) * 2003-03-05 2008-06-26 Hydranautics Tauchbares membranmodul mit austauschbaren membranelementen

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2578637B2 (ja) * 1988-04-22 1997-02-05 ジャパンゴアテックス株式会社 柔軟な多孔質チューブの固定方法
JPH0655040A (ja) * 1992-08-06 1994-03-01 Asahi Chem Ind Co Ltd 中空糸状膜モジュールの製造方法
KR20000068327A (ko) * 1996-08-22 2000-11-25 나가이 야타로 중공사막 모듈과 이를 이용한 중공사막 모듈 유닛 및 이를 배치한 정화조
JPH1170324A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Kuraray Co Ltd 中空糸膜モジュール
KR20010034351A (ko) * 1998-11-26 2001-04-25 야마모토 카즈모토 중공사막 카트리지
KR20040089599A (ko) * 2002-02-07 2004-10-21 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 집수 헤더 및 막 모듈 유닛
KR20070015129A (ko) * 2004-01-27 2007-02-01 코흐 멤브라네 시스템즈 게엠베하 맴브레인 필터 유닛 및 이 맴브레인 필터 유닛의 제조 방법
KR20060035887A (ko) * 2004-10-21 2006-04-27 주식회사 코오롱 침지형 중공사막 모듈
KR20060049347A (ko) * 2004-10-25 2006-05-18 스미토모덴코파인폴리머 가부시키가이샤 여과 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101464831B1 (ko) * 2012-12-04 2014-11-25 코오롱인더스트리 주식회사 여과장치
WO2014092336A1 (en) * 2012-12-14 2014-06-19 Kolon Industries, Inc. Filtering apparatus
CN104069739A (zh) * 2014-06-21 2014-10-01 郭会 一种膜组件
KR20200104027A (ko) 2019-02-26 2020-09-03 주식회사 서진에너지 중공사막 카트리지 모듈
KR20200106571A (ko) 2019-02-26 2020-09-15 주식회사 서진에너지 공기세정 중공사막 카트리지 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
US7731848B2 (en) 2010-06-08
ES2412406T3 (es) 2013-07-11
CN101541405B (zh) 2012-09-05
WO2008100049A1 (en) 2008-08-21
US20090314706A1 (en) 2009-12-24
EP2111289A1 (en) 2009-10-28
EP2111289A4 (en) 2012-01-25
EP2111289B1 (en) 2013-04-10
CN101541405A (zh) 2009-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100812187B1 (ko) 카트리지형 중공사 막 모듈
US7294267B2 (en) Hollow fiber membrane module, hollow fiber membrane module unit, membrane filtration device using the same and method of operating the same
KR100958785B1 (ko) 중공사막 모듈 및 그것이 장착된 여과 장치
KR101958154B1 (ko) 공기세정 일체형 침지식 중공사막 모듈 장치
JPH115023A (ja) 中空糸膜濾過装置
KR100569681B1 (ko) 침지형 중공사막 모듈
KR20090121833A (ko) 배관 일체형 분리막 프레임 구조물 및 이를 이용한 분리막유니트
US10335740B2 (en) Submerged-type filtration apparatus
CN112823051A (zh) 间距紧密的平板状浸没式膜和细气泡曝气
JP2007531624A (ja) 浸漬型中空糸膜モジュール
KR101578941B1 (ko) 중공사막 모듈과 이를 이용한 여과장치 및 그 여과장치의 제조방법
KR20130035415A (ko) 산기부 및 그것을 포함한 여과장치
JPH09131517A (ja) 中空糸膜モジュールおよびその使用方法
KR101685356B1 (ko) 수직형 중공사막 모듈 및 이를 이용한 여과 시스템
CN219482225U (zh) 一种新型浸没式超滤系统膜池
RU222598U1 (ru) Погружной мембранный модуль на керамических мембранах
JP4107819B2 (ja) 多段積み浸漬型膜分離装置
KR101960775B1 (ko) 침지식 여과 장치
KR101958646B1 (ko) 침지식 여과 장치
KR20150089195A (ko) 여과장치 및 그것을 위한 산기부
JP2006142303A5 (ko)
KR20150068125A (ko) 침지식 여과 장치
JP2000079330A (ja) 膜モジュール及び運転方法
JP2011036808A (ja) 濾過ユニット
JPH04326928A (ja) 浸漬型膜モジュールの逆圧洗浄方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130130

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140121

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141215

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160307

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170320

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180117

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200115

Year of fee payment: 13