KR100876347B1 - 막 모듈 및 수처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 막 모듈의 공간 절약화를 실현하면서 원수(原水)의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외(限外) 여과막에 비해 투과 유속을 크게 하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 용기(2)에 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 장전해서 일체화한 막 모듈을 사용하여 원수를 취입하여 여과한다.
UV 램프, 광촉매, 오존 발생기, 과산화수소 주입기
Description
도 1은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 1 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 3 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 3 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 8은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 4 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 9는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 4 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 11은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 12는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 13은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 14는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 15는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11실시예를 나타내는 구성도.
도 16은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 17은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 6 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 18은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 8 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 19는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 9 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 20은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 10 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.
도 21은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 12 실시예를 나타내는 구성도.
도 22는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 13 실시예를 나타내는 구성도.
도 23은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 14 실시예를 나타내는 구성도.
도 24는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 15 실시예를 나타내는 구성도.
도 25는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.
도 26은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.
도 27은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.
도 28은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.
도 29는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 설명도.
도 30은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 1 예의 구조를 나타내는 개략도.
도 31은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 1 예의 변형예를 나타내는 개략도.
도 32는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 2 예의 구조를 나타내는 개략도.
도 33은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 3 예의 구조를 나타내는 개략도.
도 34는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 3 예의 변형예를 나타내는 개략도.
도 35는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 4 예의 구조를 나타내는 개략도.
도 36은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 4 예의 변형예를 나타내는 개략도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 막 2 : 용기
3 : 배관 4 : 밸브
5 : 집합관 6 : 탱크
7 : 전원 8 : UV 램프
9 : 오존 발생기 10 : 과산화수소 주입기
11 : 광촉매
본 발명은 정수장 설비 등에서 사용되는 막 모듈 및 수처리 시스템에 관한 것으로, 특히 이방성(異方性) 다공질 재료를 사용한 막을 장전해서 일체화한 막 모 듈을 사용하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외(限外) 여과막에 비해 투과 유속을 크게 하도록 한 막 모듈 및 수처리 시스템에 관한 것이다.
정수장에서는 하천이나 저수지 등의 수원(水源)으로부터 원수(原水)를 취수(取水)하고, 응집, 플록(floc) 형성, 침전, 여과 및 살균의 5개의 단위 프로세스에 의해, 현탁질(懸濁質)과 콜로이드질의 제거 및 세균 등을 무해화하여 맑고 깨끗한 수도물로서 수요가에게 공급하고 있다.
응집, 플록 형성, 침전, 여과에 의한 일련의 제탁(除濁) 처리에는 응집제를 사용하는 방법이 일반적이고, 응집제에는 철이나 알루미늄 등의 무기(無機) 금속염이 일반적으로 사용된다. 응집제의 효과는 다양한 물리적, 생물화학적인 영향을 받고, 최적 응집 조건은 많은 인자에 의해 정해지는 복잡한 평형(平衡) 위에 성립하고 있기 때문에, 일정한 처리 수질을 확보하기 위해서는 숙련을 요한다.
평성 8년 10월에 후생성(현 후생 노동성)으로부터 통달된「수도에서의 크립토스포리디움(Cryptosporidium) 잠정 대책 지침」에 의해, 여과지(池) 출구의 탁도를 항상 파악하고, 여과지 출구의 탁도를 0.1도 이하로 유지하도록 제정되어 정수장에서의 탁도 관리가 중요한 과제가 되고 있다.
이러한 배경을 바탕으로, 정밀 여과막이나 한외 여과막에 관한 연구 개발이 진행되어 일본의 정수장에서 막 여과가 급속하게 보급되기 시작했고, 해외에서는 이미 하루 수십만 톤의 양의 막 여과 정수장이 가동되고 있다. 정밀 여과막이나 한외 여과막에 의한 막 여과는 확실히 탁질물을 제거하고, 양질의 처리 수질을 얻을 수 있다는 이점이 있다.
한편, 정밀 여과막이나 한외 여과막의 소재로서 가장 많이 보급되고 있는 유기 고분자 화합물(아세트산 셀룰로오스, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크리토니토릴, 폴리불화비닐리덴)의 막은 운전 시간의 경과와 동시에, 막의 압밀화(壓密化)나 손상 등의 물리적 열화, 가수(加水) 분해·산화 등에 의한 화학적 열화, 미생물에 의해 막이 자화(資化)되는 생물적 열화 등, 막 자신의 변질에 의한 성능 저하나, 미립자·현탁 물질의 막 표면의 축적 등의 외적 요인에 의한 성능 저하에 의해 수명이 3년∼7년이고, 막 교환에 필요한 비용 때문에 러닝 코스트가 종래의 정수 방식보다도 비싸다는 결점이 있다.
이러한 러닝 코스트를 저감하는 종래 기술로서, 일본국 특허 공개 2001-225057호 공보에 기재된 기술이 있다. 이 종래 기술은 응집제를 이용하여 응집 플록을 형성하고 이것을 모래 여과에 의해 제거한다. 또한, 내구성이 우수한 금속막 여과 장치에 의해 미립자·현탁 물질을 확실하게 제거하는 수처리 시스템이다.
상술한 종래의 수처리 시스템의 금속막 여과 장치는 금속 섬유를 적층하여 소결(燒結)한 부직포 모양의 금속막을 플리츠 모양으로 접어서 원통형으로 한 엘리먼트로 구성되어 있고 이하의 과제가 있었다.
[1] 부직포 모양 구조에 의한 투과 유속의 저하
부직포 모양 구조의 금속막은 금속막의 표면뿐만 아니라, 금속막 내부에서도 포착하는 구조로 되어 있기 때문에, 금속 표면에서는 포착할 수 없는 미소한 입자나 현탁 물질을 막 내부에서 포착할 수 있는 이점이 있는 한편, 막의 내부에 들어간 미립자·현탁 물질을 일반적인 세정으로 제거할 수 없어, 운전 시간의 경과와 동시에 투과 유속이 저하하기 쉽다는 문제가 있다.
상기한 바와 같이, 금속막에서는 내부에 들어간 미립자·현탁 물질을 세정하기 어렵기 때문에, 플록 형성에 의해 미리 제거 가능한 탁질물을 가능한 한 제거해 두는 공정이 불가피하다. 그 때문에 응집제의 첨가라고 하는 약물 주입에 의한 오염의 염려가 있고, 동시에 플록을 반드시 폐기해야 하여 처리 물질량이 증대하게 되는 문제가 있다.
[2] 원통형 엘리먼트에 의한 설치 공간의 증대
원통형 엘리먼트에 의한 금속막은 금속막을 충전하는 공간에 대하여 유효한 막 여과 면적이 작기 때문에, 금속막 여과 장치가 커져 설치 공간이 증대한다는 문제가 있다. 원통을 가늘게 해서 장치 내에 충전하는 개수를 늘리는 방법도 있지만, 필요 이상으로 원통을 가늘고 둥글게 하는 것은 막의 구멍이 변형될 우려가 있기 때문에 적절하지 않다.
본 발명은 상기의 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 투과 유속을 크게 할 수 있는 막 모듈 및 이것을 이용한 수처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 용기와 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성(異方性) 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수(原水)를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈 및 이것을 이용한 수처리 시스템을 특징으로 한다.
본 발명의 막 모듈 및 수처리 시스템에 의하면, 원수의 투과 방향과 세공(細孔)의 방향이 동일한 방향이 되고, 재료에 차지하는 공간의 비율(공간율)이 큰 이방성 다공질 재료를 사용한 막을 사용함으로써, 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외(限外) 여과막에 비해 투과 유속을 크게 할 수 있다.
(이방성 다공질 재료)
먼저, 본 발명자들이 개발한 이방성 다공질 재료에 관하여 설명한다.
금속막에 의한 여과 장치에서는 배경 기술란에서 설명한 바와 같은 문제가 발생한다. 이 때문에, 금속막과 비교해서 미세한 구멍의 지름을 형성할 수 있고, 또한 역세성(逆洗性)이 우수한 세라믹스막을 사용한 막 여과 장치가 고려된다. 그러나, 세라믹막은 기본적으로 미립자가 네트워크 형상으로 소결된 다공질체이기 때문에, 상술한 금속막과 마찬가지로 막의 표면뿐만 아니라 내부에서도 포착하는 구조로 이루어져 내부로 들어간 미립자·현탁 물질을 세정하기 어려워, 운전 시간의 경과와 동시에 투과 유속이 저하하기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 세공이 복잡한 네트워크를 형성하고 있는 구조이기 때문에 초기 특성에서도 압력 손실이 비교적 크다.
그래서, 본 발명자들은 상기에 감안하여, 유체의 필터에서 고정밀도로 대량의 분리 처리가 가능하여, 투과 유속의 저하를 경감하고, 또한 세정성을 향상시키는 이하의 (1)∼(7)에 나타낸 이방성 다공질 재료를 개발하기에 이르렀다(특허출원 2005-322629호, 미공개).
(1) 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성(非等方性)의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.
(2) 상기 각각의 기공의 장축/단축의 길이의 비율이 10 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.
(3) 상기 복수의 기공의 단축의 길이가 0.001∼500μm인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.
(4) 상기 복수의 기공이 그들 장축의 방향이 ±10도의 입체각 범위 내에 포함되는 1개 이상의 배향 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.
(5) 동일한 배향 그룹에 속하는 상기 복수의 기공의 적어도 일부가 관통 기공인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.
(6) 상기 복수의 기공의 단축의 길이의 편차가 동일한 배향 그룹 중에서는 ±15% 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.
(7) 동일한 배향 그룹 중에서의 관통 기공률이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.
이하, 본 발명의 막 모듈에서 사용되는 이방성 다공질 재료에 대해서 도 29 내지 도 36을 참조해서 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 이방성 다공질 재료의 개념을 도 29의 (a) 및 (b)를 참조해서 설명한다. 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 그것들은 예 를 들어 도 29의 (a) 및 (b)에 나타낸 기공(51, 52)과 같은 장축(a) 및 단축(b)을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖는다. 그리고, 기공(51, 52)에 대해서 임의의 기준 방향과 장축(a)의 어긋남을 기울기 θ로 표시하면, 기울기 θ가 방향성, 즉 특정 범위 내에 분포되는 경향을 갖는다. 한편, 기공에 방향성이 없는 재료는 등방성 다공질 재료이다.
<<제 1 예 중 첫 번째>>
도 30은 제 1 예의 이방성 다공질 재료(53)의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 30에 나타낸 바와 같이, 제 1 예의 이방성 다공질 재료(53)는 도 29에 나타낸 타원구 모양의 기공(52)을 복수 함유한다. 도 30에 나타낸 이방성 다공질 재료(53)에 포함되는 기공(52)은 주로 기공 전체가 재료의 내부에 들어있는 폐(閉) 기공이다.
여기에서, 기공(52)의 장축의 길이(a)와 단축의 길이(b)의 비율(애스펙트비)(a/b)은 10 이상인 것이 바람직하다. 주로 폐 기공으로 이루어지는 경우에는, 방향성을 가진 특성을 발현하는 근원은 폐 기공의 이방적인 형태에 기인한다. 애스펙트비가 10 미만이면, 각 기공간의 배열에 방향성이 존재해도 전체로서 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.
또한, 각각의 기공의 장축의 방향이 입체각(Ω)의 범위 내에 포함된다고 하면, 입체각(Ω)은 ±10도의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 주로 폐 기공으로 이루어지는 경우, 각각의 폐 기공이 높은 애스펙트비를 가지고 있어도 방향성에 ± 10도보다 큰 편차가 있으면, 전체로서 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.
또한, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm인 것이 바람직하다. 0.001μm 미만인 경우, 원자·분자간 거리의 오더에서 형태 제어가 되어 본 발명의 이방성 다공질 재료의 구조를 실제적인 재료로서 구현하는 것이 곤란하다. 500μm보다 클 경우, 구멍 열기 가공 등의 기존의 기계 가공에 의해 제조가 가능해지는 범주에 있다. 이것은 본 발명의 이방성 다공질 재료의 개념에 포함되지 않는다.
또한, 각각의 기공의 단축의 길이(b)의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 주로 폐 기공으로 이루어지는 경우, 각각의 폐 기공의 지름에 ±l5%보다 큰 편차가 있으면, 전체로서의 특성 지향성이 약해지고 보다 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.
<<제 1 예 중 두 번째>>
도 31은 제 1 예의 변형예를 나타내고 있다. 제 1 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(54)는 도 29에 나타낸 비등방성의 형상의 기공(51)을 복수 함유한다. 각각의 기공의 장축은 한 방향으로 배열되어 있다.
도 31에 나타낸 이방성 다공질 재료(54)에서도 도 30에 나타낸 이방성 다공질 재료(53)와 마찬가지로 각각의 기공의 애스펙트비는 10 이상이며, 각각의 기공의 장축의 방향이 ±10도의 입체각 범위 내에 포함되고, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm이며, 각각의 기공의 단축의 길이(b)의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 이들 수치를 선정하는 이유에 대해서도 상기 설명과 동일하다.
<<제 2 예>>
도 32는 본 발명의 제 2 예의 이방성 다공질 재료의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 32에 나타낸 바와 같이, 제 2 예의 이방성 다공질 재료(55)는 기공(52a, 52b)을 각각 복수 함유한다. 이방성 다공질 재료(55)에 포함되는 기공은 주로 폐 기공이다. 기공(52a)은 장축이 A방향에 대하여 방향성을 갖는 제 1 배향 그룹을 구성하고, 기공(52b)은 장축이 A방향과 다른 B방향에 대하여 방향성을 갖는 제 2 배향 그룹을 구성한다.
여기에서, 제 1 예와 마찬가지로 기공(52a, 52b)의 어스펙트비는 10 이상이며, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm인 것이 바람직하다. 이들 수치를 선정하는 이유에 대해서도 제 1 예와 동일하다.
제 1 배향 그룹 각각의 기공의 장축의 방향이 입체각(ΩA)의 범위 내에 포함된다고 하면, 입체각(ΩA)은 ±10도의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 제 2 배향 그룹 각각의 기공의 장축의 방향이 입체각(ΩB)의 범위 내에 포함된다고 하면, 입체각(ΩB)은 ±10도의 범위 내인 것이 바람직하다. 방향성에 ±10도보다 큰 편차가 있으면, 전체로서 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.
또한, 동일한 배향 그룹 중에서는 각각의 기공의 단축의 길이(b)의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 단축의 길이(b)에 ±15%보다 큰 편차가 있으면, 전체로서의 특성 지향성이 약해지고 보다 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.
<<제 3 예>>
도 33은 본 발명의 제 3 예의 이방성 다공질 재료의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 33에 나타낸 바와 같이, 제 3 예의 이방성 다공질 재료(56)는 관통 기공(57)을 복수 갖는다. 관통 기공은 양쪽 끝이 재료의 표면으로 열려있는 기공이다. 제 3 예의 이방성 다공질 재료(56)는 도 30에 나타낸 제 1 예의 이방성 다공질 재료를, 기공의 장축 방향에 수직으로 서로 평행한 2개의 면으로 자른 형태를 하고 있다.
여기에서, 관통 기공(57)의 애스펙트비는 10 이상인 것이 바람직하다. 애스펙트비가 10 이상임으로써, 필터링 등에 적합한 강도 특성에 대해서도 밸런스가 양호하고 우수한 막 재료를 얻을 수 있다.
또한, 각각의 관통 기공의 장축의 방향이 ±10도의 입체각 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다. 방향성에 ±10도보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 압력 손실이 커지는 등 특징적인 특성이 열화된다.
또한, 각각의 관통 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm인 것이 바람직하다. 0.001μm 미만인 경우, 원자·분자간 거리의 오더에서 형태 제어가 되어, 본 발명의 이방성 다공질 재료의 구조를 실제적인 재료로서 구현하는 것이 곤란하다. 500μm보다 클 경우, 구멍 열기 가공 등의 기존의 기계 가공에 의해 제조가 가능해지는 범주에 있다. 이것은, 본 발명의 이방성 다공질 재료의 개념에 포함되지 않는다.
또한, 각각의 관통 기공의 단축의 길이의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직 하다. 단축의 길이에 ±l5%보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 분격 정밀도가 저하되는 등 특징적인 특성이 열화된다.
또한, 이방성 다공질 재료(56)가 갖는 모든 기공에서의 관통 기공의 비율(관통 기공률)은 70% 이상인 것이 바람직하다. 관통 기공률이 70% 미만인 경우, 필터링 등에서의 투과 유속의 양이 저하하는 동시에, 관통 구멍 이외의 기공(개(開) 기공 및 폐(閉) 기공)의 영향이 현재화(顯在化)한다. 구체적으로는, 필터링 등에서의 세정성의 저하, 막 강도의 저하 등의 영향이 있다. 여기에서, 개 기공이란, 한쪽 끝만 재료 표면으로 열려있는 기공이다.
도 34는 제 3 예의 변형예를 나타낸 개략도이다. 도 34에 나타낸 바와 같이, 제 3 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(58)는 관통 기공(59)을 복수 갖고, 관통 기공(59)은 이방성 다공질 재료(58)의 상면 및 하면에 대하여 수직이 아닌 방향으로 형성되어 있다. 제 3 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(58)는 도 32에 나타낸 제 1 예의 이방성 다공질 재료를 기공의 장축 방향에 대하여 수직 이외의 각도로 서로 평행한 2개의 면으로 자른 형태를 갖는 것이다.
<<제 4 예>>
도 35는 본 발명의 제 4 예의 이방성 다공질 재료의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 35에 나타낸 바와 같이, 제 4 예의 이방성 다공질 재료(60)는 관통 기공(61b)을 각각 복수 갖는다. 제 4 예의 이방성 다공질 재료(60)는 도 32에 나타낸 제 2 예의 이방성 다공질 재료를 서로 평행한 2개의 면으로 자른 형태를 하고 있다. 관통 기공(61a)은 제 1 배향 그룹을 구성하고, 관통 기공(61b)은 제 2 배향 그룹을 구성한다.
여기에서, 제 3 예와 마찬가지로 관통 기공(61b)의 애스펙트비는 10 이상이고, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm이며, 동일한 배향 그룹 중에서의 관통 기공률은 70% 이상인 것이 바람직하다. 이들 수치를 선정하는 이유에 대해서도 제 3 예와 동일하다.
또한, 동일한 배향 그룹 중에서는 각각의 관통 기공의 장축의 방향이, ±10도의 입체각 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다. 방향성에 ±10도보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 압력 손실이 커지는 등 특징적인 특성이 열화한다. 또한, 동일한 배향 그룹 중에서는 각각의 관통 기공의 단축의 길이의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 단축의 길이에 ±15%보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 분격 정밀도가 저하하는 등 특징적인 특성이 열화한다.
도 36은 제 4 예의 변형예를 나타낸 개략도이다. 도 36에 나타낸 바와 같이, 제 4 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(63)는 관통 기공(64b)을 각각 복수 갖는 동시에, 도 30에 나타낸 제 1 예의 이방성 다공질 재료를 서로 평행한 2개의 면으로 자른 것을 한 층마다 관통 기공의 방향이 90°어긋나도록 적층한 형태를 갖는 것이다.
본 발명의 이방성 다공질 재료는 일반적인 다공질 재료, 또는 상술한 물의 정화 목적으로 사용되고 있는 다공질 막으로 대표되는 기존의 다공질 재료와 달리, 장축/단축의 애스펙트비가 큰 기공이 방향성을 가지고 배열한 것이다. 이 때문에, 제 1, 제 3 예의 1차원 이방성 다공질 재료를 유체의 필터에 사용하면, 필터의 표면에서 미립자·현탁 물질을 포착하기 때문에, 고정밀도로 대량의 분리 처리가 가능하여 투과 유속의 저하를 경감하고, 필터의 세정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2, 제 4 예의 2차원 이방성 다공질 재료를 열교환 재료로서 사용하면, 유체 저항에 의한 에너지 손실을 대폭 저감하기 때문에, 체적당 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 이방성 다공질 재료의 용도에 대해서도 다방면에 걸치지만, 제 1, 제 3 예의 1차원 이방성 다공질 재료로는 고정밀도로 대량의 분리 처리가 가능하여 높은 투과 유속을 확보하고, 또한 세정성에도 우수한 등 뛰어난 여러 특성을 겸비한 각종 필터를 들 수 있다.
또한, 제 2, 제 4 예의 2차원 이방성 다공질 재료로는 체적당 열교환 효율이 비약적으로 우수하고, 또한 유체 저항에 의한 에너지 손실을 대폭 저감한 열교환기를 들 수 있다.
본 발명의 이방성 다공질 재료의 제조 방법은 기공 또는 관통 기공을 형성하기 위한 템플릿을 사용하는 방법, 기공 또는 관통 기공을 전사(轉寫)해서 형성하는 방법, 기공 또는 관통 기공의 원조직을 연신(延伸) 가공하는 방법, 결정 조직 성장에 의해 기공 또는 관통 기공을 형성하는 방법, 기상 합성법에 의해 기공 또는 관통 기공을 형성하는 방법을 취할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시예에서는 기공이 1개 또는 2개의 배향 그룹으로 이루어지는 이방성 다공질 재료를 나타냈는데, 분류되는 배향 그룹의 수는 이에 한정되지 않는다.
<실시예의 설명>
이하, 본 발명에 따른 수처리 시스템의 실시예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 수처리 시스템에서는 상술한 이방성 다공질 재료(53, 54, 55, 56, 58, 60, 63) 중 어느 하나를 막 모듈을 구성하는 여과막으로 사용하는 것이다.
<<제 1 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 1 실시예를 도 1에 나타낸다.
(구성)
본 실시예에 의한 수처리 시스템은 금속 등에 의해 구성되는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1), 막(1)을 충전하는 용기(2)에 의해 구성되는 막 모듈과, 용기(2)에 접속되어 운전 시간의 경과와 동시에 정기적으로 행하는 물리 세정의 배수를 배출하는 배관(3)과, 배관(3)을 개폐하는 밸브(4)를 구비하고 있다.
(작용)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 0.001∼500μm 세공을 가지는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 분별 작용에 의해 세공보다도 큰 물질은 막 면에 포착된다. 세공을 통과한 여과수는 막 모듈의 상방에 유입한다. 이때의 막간 차압은 (재)수도 기술 연구 센터의「수도용 막 여과 기술의 새로운 전개(2002년 12월)」에 의하면, 정밀 여과막의 경우 5∼200kPa 이하, 한외 여과막의 경우 10∼300kPa 이하, 나노 여과막의 경우 300∼1500kPa 이하, 역침투막의 경우 400∼3000kPa 이하인 것이 바람직하다.
계속해서, 미리 설정된 주기 또는 막간 차압이 있는 일정값에 도달한 시점에서, 막 표면 또는 막 내부의 부착물 중 가역적인 것을 제거하기 위해서, 이하에 나타낸 물리 세정을 실시하고 밸브(4)와 배관(3)을 통해서 외부에 배수를 배출한다.
또한, 막간 차압이 어느 정도 높아졌을 때에는 약품 세정을 실시해서 막 표면 또는 막 내부의 부착물 중 불가역적인 것을 제거해서 막간 차압의 회복을 도모한다.
여기에서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈에서 공통된 작용을 이하에 나타낸다. 또한, 이하의「막 모듈의 물리 세정」으로부터「감시 항목」까지의 기재는 (재)수도 기술 연구 센터의「소규모 수도에서의 막 여과 시설 설치 가이드 라인(1994년)」을 참고로 했다.
[막 모듈의 물리 세정]
운전 시간의 경과와 동시에 막(1)에 부착된 물질은 하기의 어느 하나의 세정 방법, 또는 이들의 세정 방법의 병용에 의한 물리 세정에 의해 제거할 수 있다.
역압 세정, 역압 공기 세정, 에어 스크러빙, 원수 또는 공기 플래시 세정, 기계적 진동, 기계적 회전, 초음파 세정, 열수 세정, 스펀지볼 세정, 약품 주입 세정, 오존 주입 세정, 가열.
여기에서 가열이란, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 500∼600℃까지 가열하여 유기물을 연소 제거하는 방법이다.
물리 세정으로 제거할 수 없는 막(1)의 부착 물질은 하기의 어느 하나의 약품, 또는 이들 약품의 병용에 의한 약품 세정에 의해 제거할 수 있다.
차아염소산 나트륨 등의 산화제, 알칼리 세제나 산 세정제인 계면 활성제, 염산이나 황산 등의 무기산, 옥살산이나 구연산 등의 유기산.
[여과 방식]
본 발명에서의 수처리 시스템의 여과 방식은 전량 여과 방식 또는 크로스 플로 방식으로 할 수 있다.
[여과의 구동 방식]
본 발명에서의 여과의 구동 방식은 펌프 가압 방식, 수위차(水位差) 이용 방식, 흡인 방식 및 이들 병용에 의해 여과할 수 있다.
[여과의 운전 제어 방식]
본 발명에서의 수처리 시스템의 운전 제어 방식은 정류량 변방식·용적 펌프 방식·회전수 제어 방식·조절 변방식 등의 정유량 제어, 또는 레시버 탱크 방식·수위차 이용 방식·회전수 제어 방식·조절 변방식·감압 변방식 등의 정압 제어로 할 수 있다.
[감시 항목]
본 발명에서의 수처리 시스템은 운전 시간의 경과와 동시에 원수 중의 미립자·탁질에 의해 막의 폐색이 진행되기 때문에 막간 차압이나 막 여과 수량을 감시할 필요가 있다. 막간 차압이나 막 여과 수량의 감시에서는 막 여과 저항이 수온의 영향(물의 점성)을 받기 때문에 수온을 고려할 필요가 있다. 또한, 원수의 탁도는 레이저 탁도계나 투과광 방식의 탁도계로 항상 감시한다. 또한, 본 발명의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 내구성에 우수하지만 병원성 미생물 등의 누설 리스크를 저감하기 위하여, 막 파단(破斷) 검지 장치를 구비하는 것이 바람직하다.
(효과)
본 발명에 의해 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 세공의 축 방향과 원수의 투과 방향이 동일한 방향이 되는 동시에, 재료에 차지하는 공간의 비율(공간률)을 크게 할 수 있기 때문에, 원수의 여과 저항이 작아져서 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 투과 유속을 크게 할 수 있다.
<<제 2 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예를 도 2, 도 3, 도 4에 나타낸다.
(구성)
본 발명에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성되어 있다.
도 2는 집합관(5)이 막 모듈 내부에 설치되고, 도 3은 집합관(5)이 막 모듈 외부에 설치되어 있다. 도 4에서는 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성된 이방성 다공질 재료를 사용한 막을 집합관(5)을 중심으로 감겨서 형성되어 있다(스파이럴형).
(작용)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 분별 작용에 의해 세공보다도 큰 물질은 막 면에 포착된다. 도 5에 나타낸 바 와 같이, 세공을 통과한 여과수는 평면 모양, 또는 자루 모양으로 성형된 막 모듈 내부에 들어가서 막 모듈의 내부 중앙 또는 외부에 설치되는 집합관(5)에 유입한다.
(효과)
본 실시예에 의해 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성함으로써 양쪽면을 여과면으로 할 수 있고, 막 여과 면적을 증대시킬 수 있다. 도 4에서는 막(1)의 충전 밀도를 높일 수 있다.
<<제 3 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 3 실시예를 도 6, 도 7에 나타낸다.
(구성)
본 실시예에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 원통형으로 형성하고 있다. 도 6에서는 원통이 하나이며, 도 7에서는 여과 면적을 증대시키기 위해서 원통을 복수개 배치하고 있다.
(작용)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 외측으로부터 내측에 투과하고 막 모듈의 상부에 유입한다.
(효과)
본 실시예에 의해 막 표면의 세정이 용이하게 되고, 원수의 탁도가 높을 경우에 적합하다. 그러나, 종래 기술에서 상술한 바와 같이, 필요 이상으로 원통을 작게 둥글게 하는 것은 막(1)의 구멍이 변형될 우려가 있기 때문에 적절하지 않다.
(다른 실시예)
본 실시예에서는 원수를 막(1)의 외측으로부터 작용시키는 외압식으로 했지만, 원수를 막(1)의 내측으로부터 작용시키는 내압식으로 해도 된다.
<<제 4 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 4 실시예를 도 8 및 도 9에 나타낸다.
(구성)
본 실시예에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성하고, 원수가 유입하고 있는 탱크(6(개방형 또는 밀폐형))에 침지시키고 있다.
도 8에서, 평판형의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수를 모으는 집합관(5)이 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 상부에 배치되어 있다. 도 9에서, 원반형의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수를 모으는 집합관(5)은 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 중앙에 배치되어 있다,
(작용)
탱크(6)에 공급된 원수는 상술한 수위차 방식, 또는 흡인 방식 및 이들 병용에 의해 발생하는 막간 차압에 의해, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과하고, 막(1)을 투과한 여과수는 집합관(5)에 유입한다.
(효과)
본 실시예에 의해 장치가 간소하고 막의 교환이 용이하게 되어, 원수의 탁도가 높아도 안심하고 운전할 수 있다.
<<제 5 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예를 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14의 (a), 도 14의 (b), 도 15, 도 16에 나타낸다.
(구성)
본 실시예에서는 도 10 내지 도 16에 나타낸 바와 같이, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)이 다층으로 배치되고, 세정시에 세정수를 배출하는 배관(3), 밸브(4)도 복수 배치되어 있다.
도 11, 도 12에서는 여과수를 집수하는 집합관(5)은 막 모듈의 중앙 내부에 배치되고, 도 13에서는 막 모듈의 외부에 배치되어 있다. 도 14에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)이 지그재그로 설치되어 있고, 집합관(5)도 복수 배치되어 있다. 도 15 또는 도 16에서는 다층의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 원수가 유입하고 있는 탱크(6(개방형 또는 밀폐형))에 침지시키고 있고, 여과수가 유입하는 집합관(5)은 탱크 내부 또는 탱크 상부에 설치되어 있다.
(작용)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 분별 작용에 의해 세공보다도 큰 물질은 막 면에 포착된다. 막(1)이 평면 모양인 경우는 세공보다도 큰 물질은 막의 하면에 포착되고, 막(1)이 자루 모양으로 형성된 경우는 도 5에 나타낸 바와 같이, 세공을 통과한 여과수가 자루 모양으로 형성된 막 모듈 내부에 들어가고, 도 11, 도 12에서는 막 모듈의 내부 중앙의 집합관(5)에 유입한다. 도 13에서는 세공을 통과한 여과수는 막 모듈 외부에 설치되는 집합관(5)에 유입한다. 도 14의 (a) 및 (b)에서는 여과수는 막 모듈 내에 설치된 복수의 집합관(5)에 유입한다. 도 15 또는 도 16에서는 상술한 수위차 방식, 또는 흡인 방식 및 이들 병용에 의해 발생하는 막간 차압에 의해, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과하고, 막(1)을 투과한 여과수는 탱크 내부 또는 탱크 상부에 설치된 집합관(5)에 유입한다.
(효과)
본 실시예에 의해 도 10 내지 도 16의 어느 하나의 실시예에서도 여과하는 막 면적을 증대할 수 있어서 공간 절약화를 실현할 수 있다.
<<제 6 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 6 실시예를 도 17에 나타낸다.
(구성)
본 실시예는 도 1 내지 도 16과 같이, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1), 막(1)을 충전하는 용기(2), 배관(3), 밸브(4), 집합관(6)으로 구성되고, 동일 위치가 되지 않도록 각각의 막(1)에 구멍이 형성되어 있다.
(작용)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과하는 한편, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 한쪽 끝에 있는 구멍을 빠져나가 상단의 막 모듈에 유입한다. 이것을 반복하면서 막 모듈의 상단으로 유입해 간다.
(효과)
본 실시예에 의해 원수가 막의 투과 방향에 대하여 수직, 즉 크로스플로의 흐름이 되기 때문에, 원수 중의 현탁 물질의 막 면에의 퇴적을 억제할 수 있다.
<<제 7 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 7 실시예는 구멍 직경을 다르게 한 막(1)을 채용하는 것을 특징으로 한다. 본 실시예의 구성은 도 10 내지 도 17과 동일하기 때문에 생략하지만, 원수를 단계적으로 여과할 수 있는 도 10과 도 12의 구성이 가장 효과적이다.
(작용)
제 1 내지 제 6 실시예에 나타낸 것과 동일하지만, 도 10과 도 12의 구성의 경우에는 배관(3)에 설치된 밸브(4)의 조작에 의해 특정한 막(1)만을 세정할 수 있다.
(효과)
본 실시예에 의해 원수 중에 포함되는 현탁 물질을 입경이 큰 것으로부터 단계적으로 제거시킴으로써, 막 면의 부하를 작게 하고 제거 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서 1단(段)의 막에서, 중심부로부터 외측을 향해서 구멍 지름을 크게 하거나 또는 작게 함으로써 원수의 흐름을 정류하는 효과가 발생하고, 이것을 다단화함으로써 1단의 막 면의 특정 부위의 부하를 작게 할 수 있다.
<<제 8 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 8 실시예를 도 18에 나타낸다.
(구성)
막 모듈의 외부에 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 적어도 2장에 전계를 인가하기 위한 전원(7)이 설치되어 있다.
(작용)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 전극으로서 작용하여, 원수를 투과 중 또는 물리 세정 중에 전계(電界)를 인가한다. 전계는 연속적으로 인가해도 펄스 모양으로 인가해도 된다. 또한, 전극으로서 작용하는 면에 이온화 경향이 작은 금속을 배치함으로써, 전극으로서 작용하는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 용출(溶出)을 억제할 수 있다.
(효과)
본 실시예에 의해 이방성 다공질 재료를 사용한 막 면에 전계를 걸므로써, 막 면의 부착물을 억제해서 높은 유속을 확보할 수 있고, 특히 전계를 펄스 모양으로 인가함으로써, 막 면에 부착한 현탁 물질을 효과적으로 박리할 수 있다. 또한, 원수 중의 암모니아나 유기물을 분해할 수 있다.
<<제 9 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 9 실시예를 도 19에 나타낸다.
(구성)
자외선(UV)을 조사하기 위한 UV 램프(8), 오존을 발생하기 위한 오존 발생기(9), 과산화수소를 주입하기 위한 과산화수소 주입기(10), 용기 내면 및 여과막 면의 광촉매(11)의 도포가 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 이들의 적어도 하나 이상이 설치되어 있으면 된다.
(작용)
막 모듈의 하부로부터 공급되는 원수에 대하여, 막 모듈의 하부로부터 오존 발생기(9)에 의해 오존을 주입하는 동시에, 과산화수소 주입기(10)에 의해 과산화수소를 주입하면서 UV 램프(8)에 의한 UV 조사를 행한다.
(효과)
본 실시예에 의하면, UV 조사에 의해 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있고, 오존 주입에 의해 오존의 산화력에 의한 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화를 행할 수 있다. 또한, 오존 주입시에 자외선을 조사하거나 과산화수소를 주입함으로써, 원수 중에 OH 라디칼이 발생하여 상기의 산화력을 높일 수 있다. 또한, 용기 내면 및 여과막 면에 광촉매를 도포함으로써 현탁 물질의 부착을 억제하는 동시에, UV 조사를 행함으로써, 원수 중에 OH 라디칼이 발생하고, 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화와 동시에, 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있다.
<<제 10 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 10 실시예를 도 20에 나타낸다.
(구성)
본 실시예의 구성은 제 9 실시예와 동일하지만, 여과수에 작용시키기 위해서, 집합관(5)의 내부에 자외선(UV)을 조사하기 위한 UV 램프(8), 오존 발생기(9), 과산화수소를 주입하기 위한 과산화수소 주입기(10)가 설치되고, 집합관(5)의 내면에 광촉매(11)가 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.
(작용)
집합관(5) 내의 여과수에 대하여, 하부로부터 오존 발생기(9)에 의해 오존을 주입하는 동시에, 과산화수소 주입기(10)에 의해 과산화수소를 주입하면서 UV 램프(8)에 의한 UV 조사를 행한다.
(효과)
본 실시예에 의하면, UV 조사에 의해 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있고, 오존 주입에 의해 오존의 산화력에 의한 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화를 행할 수 있다. 또한, 오존 주입시에 자외선을 조사하거나 과산화수소를 주입함으로써, 여과수 중에 OH 라디칼이 발생하여 상기의 산화력을 높일 수 있다. 또한, 집합관(5)의 내면에 광촉매를 도포함으로써 현탁 물질의 부착을 억제하는 동시에, UV 조사를 행함으로써 여과수 중에 OH 라디칼이 발생하고, 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화와 동시에 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있다.
<<제 11 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 11 실시예는 제 1 실시예∼제 9 실시예와 동일하기 때문에 도시는 생략한다.
(구성)
본 실시예는 제 1 실시예∼제 9 실시예 중 어느 하나에 기재된 막 모듈을 병렬로 배치한 것으로, 병렬화에 의해 투과 수량을 대폭 높게 한다.
(작용)
제 1 실시예∼제 9 실시예와 동일하게 원수를 취입하고, 각각의 막 모듈에서 병렬로 여과한다.
(효과)
본 실시예에 의하면, 막 모듈을 병렬화함으로써 보다 큰 처리량에 대응할 수 있다.
<<제 12 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 12 실시예를 도 21에 나타낸다.
(구성)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 가지는 여과 설비(20)의 후단에 소독 설비(21)가 설치되어 있다. 소독 설비(21)는 염소 주입 설비, 차아염소산 나트륨 주입 설비, 차아염소산 칼슘 주입 설비, UV 조사 설비 및 이들 병용에 의해 여과수를 소독할 수 있다.
(작용)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수에 대하여, 소독 설비(21)에 의해 염소, 차아염소산 나트륨 및 차아염소산 칼슘을 주입하고, 대장균이나 일반 세균을 소독한다.
(효과)
본 실시예에 의하면, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수를 소독하고, 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화한다.
<<제 13 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 13 실시예를 도 22에 나타낸다.
(구성 및 작용)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 가지는 여과 설비(20)의 전단(前段)에 전(前) 처리 설비(22)가 설치되어 있다. 전처리 설비(22)는 내 잡물 제거 설비, 응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비, 염소 주입 설비, 에어레이션 설비, 생물 처리 설비, 분말 활성탄 설비, 입상 활성탄 설비, 오존 발생 설비 및 이들 병용에 의해 막 모듈의 원수를 전처리할 수 있다.
전처리 설비(22)에서의 공통의 효과는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 구성되는 막 모듈의 성능을 수량 및 수질의 양면에서, 가장 효율적으로 또는 안정하게 발휘시킬 수 있는 동시에, 원수 중의 현탁 물질에 의한 막(1)의 손상이나 폐색(閉塞) 등의 트러블을 방지할 수 있다.
여기에서, 각각의 전처리 설비(22)의 구성, 작용, 효과를 다시 한번 설명한다.
[협잡물 제거 설비]
200μm 이하의 스크린, 필터 및 스트레이너 등에 의해 구성되어 분별 작용에 의해 원수 중의 해초류나 토사 등 막을 파손시키거나 또는 막 모듈을 폐색시킬 우려가 있는 협잡물이나 이물을 제거할 수 있다.
[응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비]
응집제 주입 설비에서 응집제를 주입함으로써 현탁 물질을 플록화하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막의 막간 차압의 상승을 억제하는 동시에, 색도 성분도 제거할 수 있다. 원수의 탁도가 일시적으로 증대할 경우에는 침전지나 모래 여과를 병용함으로써 막 모듈의 현탁 물질의 부하를 저감할 수 있다. 또한, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 전처리로서의 응집제의 주입량은 종래 처리의 응집 침전·모래 여과를 행할 경우와 비교하여 소량으로 효과를 얻을 수 있다.
[염소 주입 설비]
염소 주입 설비는 약액 저장조, 주입 펌프로 구성되어, 염소나 차아염소산 나트륨, 차아염소산 칼슘 등의 산화제를 주입함으로써 철·망간의 산화, 해초류 등의 발생 억제, 막의 현탁 물질의 부착 방지를 행할 수 있다.
[에어레이션 설비]
에어레이션 설비에 의해 원수에 공기를 접촉시킴으로써 수중의 유리 탄산을 제거해서 pH를 상승시키는 트리클로로에틸렌이나 테트라클로로에틸렌 등의 휘발성 유기 염색 화합물의 제거, 철·망간을 산화하고, 황화수소 등의 악취 물질을 제거하는 등의 효과를 얻을 수 있다.
[생물 처리 설비]
생물 처리 설비는 생물의 자연 정화 작용을 이용하기 때문에, 탱크 내에 표면적을 증대시키기 위한 충전재나 원반 등을 설치한 구조로, 암모니아성 질소, 생물 분해성의 유기물, 질산성 질소, 해초류, 악취, 철·망간 등을 제거할 수 있다.
[분말 활성탄 설비]
분말 활성탄 설비에서 주입된 분말 활성탄에 의해 악취 물질, 음이온 계면 활성제, 페놀류, 트리할로메탄 및 그 전구물질, 트리클로로에틸렌이나 테트라클로로에틸렌 등의 휘발성 유기 염소 화합물, 농약 등을 제거할 수 있다.
[입상 활성탄 설비]
입상 활성탄 설비는 탱크 내에 입상 활성탄을 충전한 구조로서, 이것에 원수를 유입시켜 작용시킨다. 분말 활성탄 설비와 동일하게 악취 물질, 음이온 계면 활성제, 페놀류, 트리할로메탄 및 그 전구물질, 트리클로로에틸렌이나 테트라클로로에틸렌 등의 휘발성 유기 염소 화합물, 농약 등을 제거할 수 있다.
[오존 발생 설비]
오존 처리 설비는 원료 가스(건조 공기 또는 산소), 오존 발생기, 오존 접촉 탱크, 오존 체류 탱크, 폐 오존 설비로 구성되어, 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화를 행할 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 구체적인 예로서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)과 전처리 설비(22)를 조합한 대표적인 예의 작용과 효과에 대해서 설명한다.
[분말 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고, 농약·악취 이외의 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하다. 전처리로서 분말 활성탄 설비를 구비하고, 원수에 연속적 또는 간헐적으로 원수에 분말 활성탄을 첨가함으로써 용존 유기물을 흡착 제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하는 동시에, 첨가한 분말 활성탄의 분리 농축을 행할 수 있다. 분말 활성탄의 첨가에 의해 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등을 제거할 수 있다. 또한, 분말 활성탄이 장시간 체류할 경우에는 분말 활성탄 표면에 부착·증식한 미생물에 의해 암모니아나 생물 분해성 유기물을 제거할 수 있다.
[오존 처리 - 분말 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고, 농약·악취·색도 이외의 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하다. 전처리로서 오존 처리 설비를 구비하고, 농약, 악취, 색도 등의 산화 분해와 분말 활성탄 처리에 의한 농약, 음이온 계면 활성제, 악취 등의 흡착 제거를 행한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하는 동시에, 첨가한 분말 활성탄의 분리 농축을 도모할 수 있다. 분말 활성탄의 첨가에 의해 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등을 제거할 수 있다. 또한, 분말 활성탄이 장시간 체류할 경우에는 분말 활성탄 표면에 부착·증식한 미생물에 의해 암모니아나 생물 분해성 유기물을 제거할 수 있다.
[생물 처리 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 높고, 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하다. 전처리로서 생물 처리 설비를 구비하고, 암모니아성 질소, 생물 분해성의 유기물, 질산성 질소, 해초류, 악취, 철·망간 등을 제거할 수 있다. 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다.
[입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 농약·유기 용제 등의 미량 유기 화합물에 오염되어 있고, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하수 등에 적합하다.
전처리로서 입상 활성탄 설비를 구비하고, 원수 중의 용존성 유기물을 제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다. 또한, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 입상 활성탄층으로부터 누출되는 미분탄이나 미생물 등의 탁질을 제거할 수 있다.
[오존 처리 - 입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 농약·유기 용제의 미량 유기 화합물에 오염되고 있고, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도의 높은 지하수 등에 적합하다.
전처리로서 오존 처리 설비와 입상 활성탄 설비를 구비하고, 원수 중의 용존 유기물을 제거하기 위해서, 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 행한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다. 또한, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 입상 활성탄층으로부터 누출되는 미분탄이나 미생물 등의 탁질을 제거할 수 있다.
[생물 처리 - 입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 암모니아성 질소 농도, 농약·유기 용제 등의 미량 유기 화합물 농도, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하수 등에 적합하다.
전처리로서 생물 처리 설비와 입상 활성탄 설비를 구비하고, 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물이나 철·망간을 산화·제거하고, 용존성 유기물을 제거하기 위해서 입상 활성탄 처리를 행한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다. 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 암모니아성 질소 농도, 농약·유기 용제 등의 미량 유기 화합물 농도, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하수 등에 적합하다.
[생물 처리 - 오존 처리 - 입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 암모니아성 질소·농약·유기 용제 등의 농도나 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하 수 등에 적합하다.
전처리로서 생물 처리 설비, 오존 처리 설비, 입상 활성탄 설비를 구비하고, 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물이나 철·망간을 산화·제거하고, 용존성 유기물을 제거하기 위해서 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 행한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다.
<<제 14 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 14 실시예를 도 23에 나타낸다.
(구성 및 작용)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 사용하고, 원수를 여과하는 여과 설비(20)의 후단에 후처리 설비(23)가 설치되어 있다. 후처리 설비(23)는 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막, 역침투막, pH 조정 설비, 입상 활성탄 설비, 오존 주입 설비, UV 조사 설비, 에어레이션 설비 및 이들 병용에 의해, 여과 설비(20)로부터 나오는 여과수를 후처리할 수 있다.
여기에서, 각각의 후처리 설비(23)의 구성, 작용, 효과를 다시 한번 설명한다. 또한, 전처리 설비(22)에서 설명한 설비에 대해서는 동일한 구성, 작용, 효과이므로 생략한다.
[정밀 여과막]
구멍 지름 0.01μm 이상의 막으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다.
[한외 여과막]
분자량 1,000∼300,000 정도의 막으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물, 바이러스의 일부를 제거할 수 있다.
[나노 여과막]
분자량 수십∼수백 정도의 막으로, 트리할로메탄 전구 물질, 농약, 악취 물질, 음이온 계면 활성제, 칼슘·마그네슘 등의 경도 성분을 제거할 수 있다.
[역침투막]
분자량 수십∼수백 정도의 막으로, 저분자량 물질이나 이온을 분리할 수 있다.
[pH 조정 설비]
pH 조정 설비는 약액 저탱크, 주입 펌프에서 구성되어, 황산, 염산, 액화 이산화탄소 등의 산 및 수산화칼슘, 수산화나트륨등의 알칼리를 주입함으로써, 이방성다공질 재료를 사용한 막(1)의 여과수의 pH를 조정할 수 있다.
[UV 조사 설비]
UV 조사 설비는 UV 램프, 전원, 배관, 램프 보호관, 세정 기구, 램프 조도계에서 구성되어, 원충류나 세균 등의 미생물, 바이러스를 소독할 수 있다.
다음으로, 본 실시예의 구체적인 예로서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)과 후처리 설비(23)를 조합시킨 예의 작용과 효과에 대해서 설명한다.
[이방성 다공질 재료를 사용한 막(1) - 입상 활성탄]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고 유기물 농도가 높은 원수에 적합하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 입상 활성탄 설비에서 입상 활성탄 처리를 행함으로써, 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제·악취, 색도 등을 제거할 수 있다.
[이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 오존 처리 - 입상 활성탄]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고 유기물 농도가 상당히 높은 원수에 적합하고 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 오존 처리 설비, 입상 활성탄 설비에서, 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 연속해서 행함으로써, 용존성의 유기물을 제거할 수 있다.
이것에 의해, 입상 활성탄에 의한 소독 부생성물 전구 물질, 농약·음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등의 제거에 더하여, 오존 처리에 의한 악취, 색도, 농약 등의 제거 효과를 얻을 수 있다. 또한, 후민산, 풀브산(fulvic acid) 등의 생물 난분해성 유기물의 일부가 오존 처리에 의해 산화·분해되어서, 후속의 고정상 입상 활성탄(생물 활성탄)에서의 생물학적 분해 작용에 의해 제거되기 쉬워지는 효과도 있다.
[이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 정밀 여과막/한외 여과막]
이 방식은 탁도 및 탁도의 변동이 크고, 암모니아성 질소 농도, 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로 주로 탁질을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 정밀 여과막, 또는 한외 여과막에 의해 다시 한번 작은 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물, 바이러스의 일부를 제거할 수 있다.
또한, 이 방식에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 세공을 크게 해서 투과 유속을 증대시켜, 정밀 여과막 또는 한외 여과막의 전처리로서 위치를 부여할 수도 있다. 이 방식은 약품을 주입하지 않기 때문에 배수 처리 설비가 간소화되는 등 환경의 부하를 저감할 수 있다.
[이방성 다공질 재료를 사용한 막 - UV 조사 설비]
이 방식은 탁도가 낮고 암모니아성 질소 농도, 유기물 농도도 낮은 청정한 원수에 적합하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 UV 조사 설비에서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막을 투과한 원충류나 세균 등의 미생, 바이러스를 소독할 수 있다.
이 방식은 약품을 주입하지 않기 때문에 배수 처리 설비를 간소화할 수 있는 등 환경의 부하를 저감할 수 있다.
<<제 15 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 15 실시예를 도 24에 나타낸다.
(구성)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 사용하고, 원수를 여과하는 여과 설비(20)의 전단에 전처리 장치(22)를 설치하고, 후단에 후처리 설비(23)를 설치했다.
전처리 설비(22) 및 후처리 설비(23)의 구성은 제 13 실시예 및 제 14 실시예에서 설명한 것과 동일하기 때문에 생략한다.
(작용 및 효과)
다음으로, 본 실시예의 구체적인 예로서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)과 전처리 설비(22) 및 후처리 설비(23)를 조합시킨 예의 작용과 효과에 대해서 설명한다.
[생물 처리 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 입상 활성탄]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 높고, 또한 유기물 농도가 높은 원수에 적합하고, 전처리 설비(22)로서 배치된 생물 처리 설비에서 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물과 악취 물질이나 철·망간을 산화·제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하고, 마지막으로 후처리 설비(23)로서 배치된 입상 활성탄 설비의 입상 활성탄 처리에 의해 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등을 제거할 수 있다.
[생물 처리 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 오존 처리 - 입상 활성탄]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 높고, 유기물 농도가 상당히 높은 원수에 적당하고, 전처리 설비(22)로서 배치된 생물 처리 설비의 생물 처리로 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물과 악취 물질이나 철·망간을 산화·제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속으로 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하고, 최후에 후처리 설비(23)로서 배치된 오존 처리 설비, 입상 활성탄 설비에서 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 연속해서 행함으로써 용존성의 유기물을 제거할 수 있다.
이것에 의해, 입상 활성탄에 의한 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제·악취·색도의 제거에 추가해서, 오존 처리에 의한 악취, 색도 등, 농약 등의 산화 분해를 할 수 있다. 또한, 후민산, 풀브산 등의 생물 난분해성 유기물의 일부가 오존 처리에 의해 산화·분해되어 후속의 고정상 입상 활성탄(생물 활성탄)에서의 생물적 분해 작용에 의해 제거되기 쉬워지는 효과도 있다.
<<제 16 실시예>>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 도 25, 도 26, 도 27, 도 28에 나타낸다.
(구성)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈, 전처리 설비(22), 후처리 설비(23)의 적어도 하나로부터 배출되는 배수를 처리하는 배수 처리 설비(24)가 설치되어 있다.
배수 처리 설비(24)는 응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비, 농축 설비, 탈수 설비, 건조 설비, 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막, 역침투막, UV 조사 설비, pH 조정 설비, 제 1 실시예∼제 14 실시예의 어느 하나 및 이들 병용에 의해 배수 처리한다.
(작용 및 효과)
여기에서, 각각의 배수 처리 설비(24)의 작용, 효과를 설명한다. 또한, 전처리 설비(22) 및 후처리 설비(23)에서 설명한 설비에 대해서는, 동일한 구성, 작용, 효과이므로 생략한다.
[농축 설비]
농축 설비는 중력에 의한 자연 침강 작용, 또는 원심 분리에 의한 기계적 농축 작용에 의해 배수로부터 슬러지를 농축할 수 있다.
[탈수 설비]
탈수 설비는 자연 건조 작용, 또는 가압 여과, 가압 압착 여과, 진공 여과, 원심 분리, 조립 탈수 등의 기계적 탈수 작용에 의해 농축 슬러지로부터 수분을 감소시킬 수 있다.
[건조 설비]
건조 설비는 자연 건조 작용, 또는 열건조 작용에 의해, 탈수 슬러지보다도 수분을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 해서, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해, 투과 유속을 크게 할 수 있는 막 모듈 및 이것을 이용한 수처리 시스템을 제공할 수 있다.
Claims (21)
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성(異方性) 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수(原水)를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서,상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 것을 특징으로 하는 막모듈.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 여과막은 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 막 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 여과막은 원통 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 막 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 여과막은 여과 대상이 되는 원수가 유입하는 개방형 또는 밀폐형의 탱크에 침지(浸漬)된 상태로 사용되는 것을 특징으로 하는 막 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 여과막은 원수의 흐름 방향에 대하여 다층으로 적층된 다층막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 막 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 여과막은 원수의 흐름의 방향에 대하여 다층으로 적층된 다층막으로 구성되는 동시에, 다층막의 막 면을 따라 원수를 흐르게 하면서 여과하는 것을 특징으로 하는 막 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 복수의 기공 중 70∼100%는, 그 양쪽 끝이 이방성 다공질 재료의 표면으로 열려 있는 관통 기공인 것을 특징으로 하는 막 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 여과막에는 직류 전압, 교류 전압, 또는 펄스 전압 중 어느 하나가 인가되는 것을 특징으로 하는 막 모듈.
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서, 상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 막 모듈과,상기 막 모듈의 원수측에 설치된, UV 조사, 오존 주입 처리, 과산화수소 주입, 광촉매 도포 중 어느 하나, 또는 2개 이상으로 이루어지는 원수 살균 설비를 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서, 상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 막 모듈과,상기 막 모듈로부터 나오는 여과수측에 설치된 UV 조사, 오존 주입 처리, 과산화수소 주입, 광촉매 도포 중 어느 하나, 또는 2개 이상으로 이루어지는 여과수 살균 처리 설비를 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서, 상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 막 모듈을 복수대, 병렬로 배치해서 이루어지는 수처리 시스템.
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서, 상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 막 모듈과,상기 막 모듈의 후단에 배치된 소독 설비를 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 제 13 항에 있어서,상기 소독 설비는 염소 주입 설비, 차아염소산 나트륨 주입 설비, 차아염소산 칼슘 주입 설비, UV 조사 설비 중 어느 하나, 또는 2개 이상을 병용하여 여과수를 살균하는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서, 상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 막 모듈과,상기 막 모듈 전단에 배치된 전처리 설비를 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 제 15 항에 있어서,상기 전처리 설비는 협잡물 제거 설비, 응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비, 염소 주입 설비, 에어레이션 설비, 부상 분리 설비, 생물 처리 설비, 분말 활성탄 설비, 오존 발생 설비, 입상 활성탄 설비 중 어느 하나, 또는 2개 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서, 상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 막 모듈과,상기 막 모듈의 후단에 배치된 후처리 설비를 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 제 17 항에 있어서,상기 후처리 설비는 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막, 역침투막, pH조정 설비, 입상 활성탄 설비, 오존 주입 설비, UV 조사 설비, 에어레이션 설비 중 어느 하나, 또는 2개 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 용기와, 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈로서, 상기 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있으며, 또한 상기 복수의 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm, 상기 단축의 길이의 편차는 ±15% 이내이며, 상기 장축의 편심은 입체각으로 ±10도 이내이며, 상기 장축의 길이와 단축의 길이의 비인 애스펙트비는 10 이상인 막 모듈과,상기 막 모듈의 전단에 배치된 전처리 설비와,상기 막 모듈의 후단에 배치된 후처리 설비를 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 제 19 항에 있어서,상기 막 모듈, 전처리 설비, 또는 후처리 설비의 적어도 한 개로부터 배출되는 배수를 처리하는 배수 처리 설비를 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
- 제 20 항에 있어서,상기 배수 처리 설비는 응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비, 농축 설비, 탈수 설비, 건조 설비, 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막, 역침투막, UV 조사 설비, pH 조정 설비 중 어느 하나, 또는 2개 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리 시스템.
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