KR100841713B1 - Stack type membrane module - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적층형 멤브레인 모듈에 관한 것으로서, 특히 오폐수 처리 시스템에서 오폐수를 정화시키기 위한 분리막인 적층형 멤브레인 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a laminated membrane module, and more particularly, to a laminated membrane module which is a separator for purifying wastewater in a wastewater treatment system.
최근 수질오염 문제는 산업, 경제, 사회적으로 큰 문제로 대두되고 있는데, 이러한 상황에서 분리막을 이용한 오폐수 처리 기술이 수질오염 문제를 해결할 수 있는 대안의 하나로 인식되고 있다. Recently, the problem of water pollution has emerged as a big problem in industry, economy, and society. In such a situation, wastewater treatment technology using a separator is recognized as an alternative to solve the water pollution problem.
막 분리 공정을 이용한 오폐수 처리 기술은 유럽, 일본과 미국을 중심으로 최근 30여년간 기초 연구와 상업화 과정을 거치면서 발전해왔다. Wastewater treatment technology using membrane separation process has been developed in the last 30 years through basic research and commercialization process in Europe, Japan and the United States.
최근 오폐수 처리 분야에서 활발하게 사용되고 있는 분리막(멤브레인)은 기존 생물학적, 화학적 처리 방법을 대체한 것이다.Recently, membranes (membrane), which are actively used in the field of wastewater treatment, replace the existing biological and chemical treatment methods.
이러한 막분리 기술을 이용한 오폐수 처리 기술은 우수한 처리 효율과 안정적인 처리를 보증하기 때문에 향후 수처리 분야를 주도적인 기술로 자리매김할 것으로 예상된다.Wastewater treatment technology using this membrane separation technology is expected to position the water treatment field as a leading technology in the future because it guarantees excellent treatment efficiency and stable treatment.
종래 오폐수 처리에 이용되는 분리막 중 멤브레인을 사용한 멤브레인 모듈(membrane module)은 하우징(housing)과, 오폐수를 필터링(filtering)하는 멤브 레인과, 멤브레인으로 오폐수를 공급하는 유입관과, 멤브레인에 의하여 필터링된 처리수를 배출하는 처리수 배출관 및 멤브레인에 의하여 필터링되지 않고 고농도로 배출되는 농축수 배출관을 포함한다.The membrane module (membrane module) using the membrane of the membrane used in the conventional wastewater treatment, the membrane (housing), membrane for filtering the wastewater, inlet pipe for supplying the wastewater to the membrane, and filtered by the membrane It includes a treated water discharge pipe for discharging the treated water and the concentrated water discharge pipe is discharged in high concentration without being filtered by the membrane.
상기 하우징은 상기 멤브레인을 둘러싸는 외장재로서, 일반적으로 유리섬유 강화 플라스틱(fiberglass reinforced plastics;FRP)을 사용한다.The housing is generally made of fiberglass reinforced plastics (FRP) as the envelope surrounding the membrane.
상기 유리섬유 강화 플라스틱으로 이루어진 하우징은 최대 압력이 69 바(bar)로서, 실제 사용 압력은 55 바이다.The housing made of glass fiber reinforced plastic has a maximum pressure of 69 bar and an actual working pressure of 55 bar.
상기 멤브레인은 복수개가 하우징 상에 놓여진 상태로 하우징과 함께 돌돌 말린 두루마리 형태가 일반적이다.The membrane is generally in the form of a rolled up roll with the housing, with the plurality placed on the housing.
상기와 같은 구조의 멤브레인 모듈은 멤브레인들 사이의 공간이 좁아 오폐수의 침니 농도 계수(silt density index;SDI)가 높은 오폐수에 적용하기에는 많은 제약이 따르는 문제점이 있다.The membrane module having the above structure has a problem that many spaces are restricted to be applied to the wastewater having a high silt density index (SDI) of the wastewater due to the narrow space between the membranes.
또한, 멤브레인 모듈 내로 오폐수의 유입 시, 유입 압력이 클수록 멤브레인에 의하여 필터링되어 처리수 배출관으로 배출되는 처리수의 양이 많은데, 하우징이 최대 압력 69 바, 사용 압력 55 바인 유리섬유 강화 플라스틱으로 이루어져 있기 때문에 멤브레인에 의한 오폐수 처리율이 낮은 문제점이 있다.In addition, when the wastewater is introduced into the membrane module, the greater the inflow pressure, the greater the amount of treated water is filtered out by the membrane and discharged into the treated water discharge pipe.The housing is made of glass fiber reinforced plastic having a maximum pressure of 69 bar and a working pressure of 55 bar. Therefore, there is a problem that the waste water treatment rate by the membrane is low.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 침니 농도 계수가 높은 오폐수에도 적용할 수 있고, 또한 오폐수의 처리율을 향상시킬 수 있는 개선된 멤브레인 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an improved membrane module that can be applied to wastewater having a high chimney concentration coefficient and can also improve the treatment rate of wastewater.
본 발명의 적층형 멤브레인 모듈은 하우징과, 상기 하우징 내에 복수개가 적층되고, 중심부에 중공이 형성되며, 상기 중공 외측의 면으로 복수의 슬릿이 형성된 스페이서와, 상기 스페이서들 사이에 개재되며, 상기 스페이서의 중공과 연통되도록 중심부에 중공이 형성된 멤브레인과, 상기 하우징 하부에 결합하여 상기 하우징 내로 오폐수가 유입되도록 경로를 제공하는 유입관과, 상기 하우징 하부에 결합하여 상기 오폐수 중 상기 멤브레인에 의해 필터링된 처리수를 수집하는 콜렉터와, 상기 콜렉터에 결합하여 상기 수집된 처리수를 배출하는 처리수 배출관 및 상기 스페이서와 결합하여 상기 슬릿을 통해 나오는 농축수를 배출하는 농축수 배출관을 포함할 수 있다.Laminated membrane module of the present invention is a housing, a plurality of stacked in the housing, the hollow is formed in the center, the spacer having a plurality of slits formed on the outer surface of the hollow, interposed between the spacer, A membrane having a hollow formed at a center thereof so as to communicate with the hollow, an inlet pipe coupled to a lower portion of the housing to provide a path for introducing wastewater into the housing, and a treated water coupled to the lower portion of the housing and filtered by the membrane of the wastewater It may include a collector for collecting, a treated water discharge pipe coupled to the collector to discharge the collected treated water and a concentrated water discharge pipe coupled with the spacer to discharge the concentrated water coming out through the slit.
상기 하우징의 재질은 유리 강화 플라스틱(GRP)일 수 있다.The material of the housing may be glass reinforced plastic (GRP).
상기 유리 강화 플라스틱으로 이루어진 하우징은 최대압력 112.5 바에서 75 바의 사용 압력을 가질 수 있다.The housing made of glass-reinforced plastic may have a working pressure of 75 bar at a maximum pressure of 112.5 bar.
상기 스페이서들의 내주면에는 오목한 골이 복수로 형성되며, 상기 내주면의 상면 중 상기 복수의 골 사이의 상면에는 단턱이 돌출될 수 있다.A plurality of concave valleys may be formed on the inner circumferential surfaces of the spacers, and a stepped portion may protrude on an upper surface between the plurality of valleys among the upper surfaces of the inner circumferential surfaces.
상기 스페이서의 중심선을 기준으로 일측의 상기 단턱에는 짝수개의 돌출바가 돌출되고, 타측의 상기 단턱에는 홀수개의 돌출바가 돌출되며, 상기 일측 단턱의 배면에는 상기 타측 단턱의 돌출바 수와 동일한 홈이 형성되고, 상기 타측 단턱의 배면에는 상기 일측 단턱의 돌출바 수와 동일한 홈이 형성되어, 상기 스페이서들의 적층 시 180도 회전된 상태로 상기 돌출바들과 상기 홈들이 끼워맞춰질 수 있다.An even number of protruding bars protrude from the stepped jaw on one side of the spacer, and an odd number of protruding bars protrude from the stepped jaw of the other side. The back of the other step is formed with grooves equal to the number of protrusion bars of the one step, and the protrusion bars and the grooves may be fitted in a state of being rotated 180 degrees when the spacers are stacked.
상기 스페이서들의 외주면 일측 및 타측 각각에는 상기 일측 및 상기 타측의 돌출바들의 수를 표시하는 표시바가 돌출될 수 있다.Display bars indicating the number of protruding bars on the one side and the other side may protrude on each of one side and the other side of the outer circumferential surface of the spacers.
상기 슬릿들은 상기 오폐수의 이동 경로를 제공하고, 상기 오목한 골들은 상기 멤브레인에 의하여 필터링된 처리수의 이동 경로를 제공할 수 있다.The slits may provide a path of movement of the waste water, and the concave valleys may provide a path of movement of the treated water filtered by the membrane.
상기 멤브레인들은 상기 스페이서들의 단턱과 외주면 사이에 배치될 수 있다.The membranes may be disposed between the stepped portions and the outer circumferential surface of the spacers.
상기와 같은 적층형 멤브레인 모듈에 의하면, 복수의 스페이서를 적층한 상태에서 복수의 멤브레인을 상기 스페이서들 사이에 개재시켜 필터링되는 오폐수의 이동 경로를 확장함으로써, 침니 농도 계수가 큰 오폐수의 필터링에 적용할 수 있다.According to the laminated membrane module as described above, by extending the movement path of the filtered wastewater by interposing a plurality of membranes between the spacers in a state where a plurality of spacers are stacked, it can be applied to the filtering of wastewater having a large chimney concentration coefficient. have.
또한, 하우징을 사용 압력이 큰 유리 강화 플라스틱으로 제조함으로써, 멤브레인 모듈 내로의 오폐수 유입 시 종래보다 더 큰 압력에 견딜 수 있으므로, 멤브레인들에 의한 필터링 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, by making the housing made of glass-reinforced plastic with a high working pressure, it is possible to withstand greater pressure than conventional when introducing waste water into the membrane module, thereby improving the filtering efficiency by the membranes.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 적층형 멤브레인 모듈에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the multilayer membrane module of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 멤브레인 모듈을 나타낸 도면이고, 도 2a는 도 1의 스페이서 상면을 나타낸 도면이고, 도 2b는 도 1의 스페이서 하면을 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 스페이서 상에 멤브레인이 놓인 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 멤브레인을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a laminated membrane module according to an embodiment of the present invention, Figure 2a is a view showing the spacer top surface of Figure 1, Figure 2b is a view showing the spacer bottom surface of Figure 1, Figure 3 is Figure 1 4 is a view showing the membrane placed on the spacer of Figure 4 is a view showing the membrane of FIG.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 적층형 멤브레인 모듈(100)은 하우징(110)과, 스페이서(spacer;120)와, 멤브레인(130)과, 콜렉터(collector;140)와, 유입관(150)과, 처리수 배출관(160) 및 농축수 배출관(170)을 포함할 수 있다.1 to 4, the
상기 하우징(110)은 상기 멤브레인(130)을 외부로부터 보호하기 밀폐하기 위한 외장재로서, 그 재질은 유리 강화 플라스틱(glass reinforced plastics;GRP)일 수 있다.The
상기 유리 강화 플라스틱으로 이루어진 하우징(110)은 최대 압력이 112.5 바(bar)이고, 사용 압력이 75 바일 수 있는데, 상기 유리 강화 플라스틱에 의하면, 종래 유리섬유 강화 플라스틱에 의한 하우징보다 20 바 이상 사용 압력이 강화될 수 있다.The
상기 스페이서(120)는 복수개가 상기 하우징(110) 내에 적층 설치되어 오폐수의 이동 경로를 제공할 수 있다.A plurality of
상기 스페이서(120)는 다양한 형태로 마련될 수 있는데, 본 실시예에서는 원 형판 형태일 수 있다.The
상기 스페이서(120)는 중심부에 중공(121)이 형성될 수 있으며, 상기 중공(121) 외측 면에는 방사형으로 복수의 슬릿(slit;126)이 형성될 수 있다.The
상기 스페이서(120)의 내주면에는 외주면 측으로 오목하게 골(122)이 복수개가 형성될 수 있는데, 본 실시예에서는 스페이서(120)의 중점에 대하여 서로 60도 이격되어 6개의 골(122)일 수 있다.A plurality of
상기 내주면의 상면, 즉 상기 내주면 중 오목한 골(122)들 사이의 내주면에 직각인 상면에는 단턱(123)이 돌출될 수 있다.A
상기 단턱(123) 상에는 복수개의 돌출바(124)가 돌출될 수 있는데, 상기 스페이서(120)의 중심선을 기준으로 일측의 단턱(123)에는 짝수개의 돌출바(124)가 돌출될 수 있고, 타측의 단턱(123)에는 홀수개의 돌출바(124)가 돌출될 수 있다.A plurality of
상기 일측 단턱(123)의 하면에는 상기 타측 단턱(123)의 돌출바(124)와 동일한 수의 홈(128)이 형성될 수 있고, 상기 타측 단턱(123)의 하면에는 상기 일측 단턱(123)의 돌출바(124)와 동일한 수의 홈(128)이 형성될 수 있다.The same number of
따라서, 스페이서(120)들을 적층 시 아래에 위치하는 스페이서(120)와 위에 위치하는 스페이서(120) 사이에는 180도 회전된 상태로 돌출바(124)와 홈(128)이 끼워맞춤식으로 결함할 수 있다.Therefore, when the
상기 스페이서(120)들의 외주면 일측 및 타측에는 각각 돌출바(124)의 수를 표시하여 스페이서(120)들의 적층 시 적층 방향을 지시하기 위한 표시바(129)가 돌출될 수 있다.The
이는 상하에 위치할 스페이서(120)들 사이에 상기 표시바(129)를 맞추기만 하면 돌출바(124)와 홈(128)이 끼워 맞춰지도록 할 수 있다.This may allow the
상기 단턱(123)들과 상기 슬릿(126)들 사이에는 밀폐홈(125)이 형성되며, 상기 밀폐홈(125)에는 오링(O-ring;180)이 삽입되어 슬릿(126)들과 오목한 골(122) 사이를 분리할 수 있다.A
상기 복수의 멤브레인(130)은 원형, 팔각형 등 다양한 형태로, 스페이서(120)들 사이에 개재되며, 특히 스페이서(120)들에 형성된 단턱(123)과 스페이서(120)의 외주면 사이에 놓일 수 있다.The plurality of
상기 콜렉터(140)는 상기 멤브레인(130)에 의하여 필터링된 처리수가 모이는 곳으로, 상기 하우징(110)의 하부에 결합하며, 상기 스페이서(120)의 복수의 골(122)과 연통될 수 있다.The
상기 유입관(150)은 상기 하우징(110) 하부에 결합하여 외부의 오폐수를 하우징(110) 내로 유입시키는 경로를 제공할 수 있다.The
상기 처리수 배출관(160)은 상기 콜렉터(140)에 결합하여 콜렉터(140)로 수집된 처리수를 외부로 배출할 수 있다.The treated
상기 농축수 배출관(170)은 상기 스페이서(120)들의 슬릿(126)과 연통되어 상기 슬릿(126)을 통해 나오는 농축수를 외부로 배출할 수 있다.The
상기와 같은 구조의 적층형 멤브레인 모듈(100)는 유입관(150)을 통해 하우징(110) 내로 유입된 오폐수가 상부로 올라가 상부에서 하부로 스페이서(120)들 사이를 지그 재그로 흐르면서 스페이서(120)들 사이에 개재된 멤브레인(130)들에 의 하여 필터링될 수 있다.The
즉, 멤브레인(130)들을 거치면서 필터링된 처리수는 멤브레인(130)에 형성된 중공(131)을 통해 나와 스페이서(120)의 내주면에 형성된 복수의 골(122)을 통해 아래로 흘러 콜렉터(140)에 수집되고, 이렇게 수집된 처리수는 처리수 배출관(160)을 통해 외부로 배출될 수 있다.That is, the treated water filtered while passing through the
한편, 멤브레인(130)들을 통해 필터링되지 않은 농축수는 각각의 스페이서(120)들의 슬릿(126)을 통해 하부로 흘러 농축수 배출관(170)을 통해 배출될 수 있다.Meanwhile, the concentrated water that is not filtered through the
상기와 같은 구조의 적층형 멤브레인 모듈(100)에 의하면, 스페이서(120)들을 상하로 적층한 상태에서 멤브레인(130)들을 상기 적층된 스페이서(120)들 사이에 개재시켜 전체적으로 적층형 구조의 멤브레인 모듈(100)을 마련함으로써, 종래 두루마리 형태의 멤브레인 모듈보다 오폐수의 이동 경로를 확장할 수 있다.According to the
따라서, 침니 농도 계수가 높은 오폐수의 필터링에 적용할 수 있는 장점이 있다.Therefore, there is an advantage that can be applied to the filtering of waste water having a high chimney concentration coefficient.
또한, 외장재인 하우징(110)을 유리 강화 플라스틱으로 제조함으로써, 멤브레인 모듈(100) 내로의 오폐수의 유입 시 종래보다 더 큰 압력에 견딜 수 있으므로, 멤브레인(130)들에 의한 필터링 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, by manufacturing the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 멤브레인 모듈을 나타낸 도면.1 is a view showing a laminated membrane module according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 도 1의 스페이서의 상면을 나타낸 도면.FIG. 2A is a top view of the spacer of FIG. 1. FIG.
도 2b는 도 1의 스페이서의 하면을 나타낸 도면.FIG. 2B illustrates a bottom surface of the spacer of FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1의 스페이서 상에 멤브레인이 놓인 모습을 보인 도면.3 is a view showing a membrane placed on the spacer of FIG.
도 4는 도 1의 멤브레인을 나타낸 도면.4 shows the membrane of FIG. 1.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100... 적층형 멤브레인 모듈 110... 하우징100 ...
120... 스페이서 121,131... 중공120 ... spacer 121,131 ... hollow
122... 골 123... 단턱122 ...
124... 돌출바 125... 밀폐홈124 ...
126... 슬릿 127... 돌기126 ... Slit 127 ... Turn
128... 홈 130... 멤브레인128 ...
140... 콜렉터 150... 유입관140 ...
160... 처리수 배출관 170... 농축수 배출관160 ... treated
180... 오링180 ... O-ring
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J204 | Invalidation trial for patent | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL DECISION FOR INVALIDATION REQUESTED 20101004 Effective date: 20110630 |
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