KR100990816B1 - 평판형 가압식 멤브레인 여과막 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침지형으로 사용되던 평판 형태의 멤브레인 여과막을 오염원수의 유로를 확보하여 유속에 의해 막표면의 오염을 방지할 수 있으며 오염원수를 가압하여 처리량을 증대하고 막 표면의 오염시 막 내부로 처리수를 역으로 가압하여 역세척이 가능한 구조로 되어 있어서 동일 면적당 정수처리 능력이 크며, 침전조가 불필요하고 적은 설치공간으로 경제적인 수처리용 막 모듈에 관한 것이다.
본 발명은 고정볼트(20) 홈이 설치된 후면 고정판(17)에 유로에 따라 기밀이 유지될 수 있도록 씰링부재(13)가 형성된 스페이서(19)가 설치되고 그 다음에 멤브레인 여과막(15)이 설치 되며 그 다음에는 다시 유로에 따른 기밀이 유지되는 스페이서(19)가 설치된다. 이렇게 적층 되게 반복하여 설치된 후 마지막에는 스페이서(19)가 설치되어 원수 입 출구(9)와 처리수 입 출구(8)가 형성된 전면 고정판과 기밀이 유지 되도록 고정볼트(20)에 의해 체결되어 고정되도록 구성된다.

Description

평판형 가압식 멤브레인 여과막 모듈{Pressure Type Flat Sheet Membrane Module}

본 발명은 침지형에만 사용되던 평막을 가압형으로 사용되는 구조로 발명된 것으로서, 역세척에 제한이 있어서 처리량이 적은 침지형 평막과 달리 본 발명은 역세척이 원활하고, 가압형으로 인해 동일 면적당 정수처리 능력이 크며, 침전조가 불필요하고 적은 설치공간으로 경제적인 장점이 있다.

일반적으로 부유성 오염물질을 내포한 수처리 장치에 있어서, 이를 제거하기 위한 정수장치나 오 폐수 처리장치에 이용되는 여과막(Membrane)은 0.1 ~ 0.5 마이크론의 미세 공극의 정밀여과막과 0.001 ~ 0.1 마이크론의 미세 공극의 한외여과막으로 구분하고 있으며, 이를 다시 막의 형태에 따라 분류하면 평판 형태의 평막과 실형태의 중공사막으로 나뉘고 이의 사용은 오염원수탱크 내부에 침적시켜서 사용하는 침지형과 압력용기 내부에 고정하고 오염 원수를 가압시켜 사용하는 가압식으로 사용된다.

침지식 처리장치는 오염원수 저장조의 하부에 막의 오염을 방지하기 위해 공기공급용 산기관을 설치하고 그위에 평막 또는 실형태의 중공사막을 고정시켜 공기방울의 유동성으로 여과막 표면의 오염을 방지하고 흡인 펌프로 처리수를 흡입하여 여과 처리 하도록 되어 있으며, 가압식은 원통형의 압력용기 내부에 실 형태의 중공사막을 고정시켜 오염원수를 압력용기 내부로 가압하여 사용되고 있다.

또한, 여과막의 특징으로 평막은 침지식에서 막 표면의 오염 시 그 구조적 불안정으로 역세척이 불가능하여 막표면의 오염방지는 공기방울에 의존함에 따라 압력상승에 제한이 있어 처리유량이 작으며, 실 형태의 중공사막은 공기방울에 의한 표면처리와 막 내부로 처리수를 역으로 가압하는 역세척이 가능하여 처리 유량은 많으나 공기방울의 유동성에 의해 실이 끊어지는 단점이 있어서 압력용기 내부에 취부하는 가압식에 주로 사용되고 있으나 오염원수의 유로 확보가 어렵고 실(중공사막)이 뭉쳐 있어서 오염원이 심한 곳에는 사용하기 힘들어 오염원이 덜 한 곳에 제한적으로 사용된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 침지형으로 사용되던 평판 형태의 멤브레인 여과막을 오염원수의 유로를 확보하여 유속에 의해 막표면의 오염을 방지할 수 있으며 오염원수를 가압하여 처리량을 증대하고 막 표면의 오염시 막 내부로 처리수를 역으로 가압하여 역세척이 가능한 구조로 되어 있어서 동일 면적당 정수처리 능력이 크며, 침전조가 불필요하고 적은 설치공간으로 경제적인 수처리용 막 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 오염원수 입, 출구와 처리수 입, 출구가 형성 된 양 끝단의 고정판 사이에 멤브레인 여과막과 오염원수의 유로를 형성하는 스페이서가 중첩되고 적층되어 있어서 평판 형태의 멤브레인 여과막을 오염원수의 유로를 확보하여 유속에 의해 막표면의 오염을 방지할 수 있으며 오염원수를 가압하여 처리량을 증대하고 막 표면의 오염시 막 내부로 처리수를 역으로 가압하여 역세척이 가능한 구조로 되어 있어서 장시간 운전할 수 있는 구조의 평판형 멤브레인 여과막 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

평판형 멤브레인 여과막을 이용한 하천수나 오 폐수 처리장치에 있어서 오염원수의 유로를 확보하여 유속에 의한 오염원의 축적방지와 역세척이 가능한 가압식 운전을 함에 따라 침지형 대비 처리유량 증대와 설치공간 감소 등의 경제적 효과가 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 침지형 평막의 개략도
도 2는 종래의 기술에 따른 침지형 평막이 취부된 침지형 평막 모듈의 개략도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멤브레인 여과막의 분해 사시도
도 4는 도 3의 결합 사시도
도 5는 도 4의 A - A' 선 단면도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원수의 유로를 형성하는 스페이서의 사시도
도 7은 도 6의 B - B' 선 단면도
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 평판형 멤브레인 여과막 모듈의 분해 사시도
도 9는 도 8을 결합한 개략도
도 10은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 평판형 멤브레인 여과막 모듈의 개략도

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 설명한다.

도 1과 도 2는 종래의 기술에 따른 침지형 평막 모듈을 도시한 것으로서, 침지형평막(4)을 지지프레임(2) 내부에 일정 간격으로 고정시키고 하부에는 공기 주입용 산기관(5)을 배열하여 이를 오염원수 침전 여과조 내부에 침적 시켜 산기관(5)에 의한 공기 방울로 침지형평막(4)의 멤브레인(1) 표면에 오염원이 적층되는 것을 방지하면서 흡인펌프의 부압으로 처리수를 처리수출구(3)를 통해 흡입 여과하는 방법이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멤브레인 여과막(15)의 분해 사시도 이고, 도 4는 이를 결합한 결합사시도 이며, 도 5는 처리수 입 출구(8)와 원수 입 출구(9)를 표시한 A - A'선 단면도로서 이를 설명하면, 상.하부에 원수 입 출구(9)와 처리수 입 출공(10)이 있는 처리수 입 출구(8)가 형성되고, 표면에 유로 안내기능인 요철이 형성되어 있는 평판형 구조의 멤브레인 가이드(7)를 중심으로 그 양면에 완충역활을 하는 부직포(6)가 고정되고 그 위에 멤브레인(1)이 멤브레인 가이드(7) 외곽 테두리와 처리수 입 출구(8) 외주 및 원수 입 출구(9) 외주와 접착되어 있는 멤브레인 여과막(15)을 도시한 것으로 원수가 멤브레인(1)을 통과하여 여과되고 여과된 처리수는 부직포(6)와 멤브레인 가이드(7)의 요철부를 따라 처리수 입 출공(10)을 지나 처리수 입 출구(8)로 연결되는 구조로 되어 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원수의 유로를 형성하는 스페이서(9)의 사시도 이며, 도 7은 B - B' 선 단면도로서, 도시된 바와 같이 평판형 구조의 스페이서(9) 상, 하부에 원수 입 출공(11)이 있는 원수 입 출구(9)와 처리수 입 출구(8)가 형성되고, 하부에 있는 원수 입출구(9)로 유입된 원수가 원수 입 출공(11)을 통과하여 유로 가이드(14)를 따라 상부의 원수 입 출공(11)과 원수 입 출구(9)로 연결 되도록 되어 있으며, 처리수 입 출구(8) 외주와 스페이서(19)의 외곽 끝 지점 양면에는 멤브레인 여과막(15) 과 기밀을 유지할 수 있도록 씰링 부재(13)가 형성되어 있는 구조로 되어 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 평판형 멤브레인 여과막 모듈의 분해 사시도 이며 도 9는 도 8의 결합 개략도로서 도시된 바와 같이 멤브레인 여과막(15)과 스페이서(19)를 지지하는 가이드바(16)와 고정볼트(20) 홈이 설치된 후면 고정판(17)에 유로에 따라 기밀이 유지될 수 있도록 씰링부재(13)가 형성된 스페이서(19)가 설치되고 그 다음에 멤브레인 여과막(15)이 설치 되며 그 다음에는 다시 유로에 따른 기밀이 유지되는 스페이서(19)가 설치된다. 이렇게 적층 되게 반복하여 설치된 후 마지막에는 스페이서(19)가 설치되어 원수 입 출구 플랜지(21)와 처리수 입 출구 플랜지(22)가 설치된 전면 고정판(18)과 유로가 형성되고 기밀이 유지 되도록 고정볼트(20)에 의해 체결되어 설치된다. 이를 유로에 따라 여과공정과 역세척공정을 구분하여 상세하게 설명하면,

여과공정 시 원수는 하부에 형성된 원수 입 출구(9)로 유입되어 상부의 원수 입 출구(9)로 순환 되면서 가압되는 압력에 의해 멤브레인(1) 표면을 통과 하여 여과되고 이는 부직포(6)와 멤브레인 가이드(7)의 표면 요철의 유로에 따라 처리수 입 출공(10)을 지나 처리수 입 출구(8)로 배출된다. 이때 원수는 스페이서(19)의 유로에 따라 순환 되면서 유속에 의해 멤브레인(1) 표면의 오염물질이 쌓이는 것을 방지하고 오염원을 최소화 시키면서 여과공정을 수행하는 구조로 되어 있다.

역세척공정 시에는 처리수가 처리수 입 출구(8)를 통해 유입되어 여과 공정과는 반대로 처리수 입출공(10), 멤브레인 가이드(7)와 부직포(6)를 지나 멤브레인(1)을 반대로 통과 함에 따라 멤브레인(1) 막 표면에 달라붙은 오염물질을 분리하여 원수 입출구(9) 쪽으로 배출시키며 역세척공정을 수행한다. 이때 멤브레인(1)은 스페이서(19)의 유로가이드(14)에 의해 지지되어 멤브레인(1)의 부풀림 현상은 방지되는 구조로 되어 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 개략도로서 이를 설명하면 멤브레인 여과막(15)과 스페이서(19)의 처리수 입 출구(8)가 하부에 추가로 형성되며, 후면 고정판(17)에 처리수 입 출구 플랜지(22)가 상 하부에 형성되고 전면 고정판(18)에는 원수 입 출구 플랜지(21)가 형성되어 있어서 모듈을 설치 시 원수배관과 처리수배관이 전 후면으로 분리되도록 되어 있으며 또한 처리수 입 출구(8)와 처리수 입 출구 플랜지(22)가 상 하부에 설치됨에 따라 처리수의 여과공정과 역세척공정 시 유로가 분리되는 구조로 되어 있다.

1. 멤브레인 2. 지지프레임
3. 처리수출구 4. 침지형 평막
5. 산기관 6. 부직포
7. 멤브레인 가이드 8. 처리수 입 출구
9. 원수 입 출구 10. 처리수 입 출공
11. 원수 입 출공 12. 접착면
13. 씰링부재 14. 유로 가이드
15. 멤브레인여과막 16. 가이드바
17. 후면고정판 18. 전면고정판
19. 스페이서 20. 고정볼트
21. 원수 입 출구플랜지 22. 처리수 입 출구 플랜지

Claims (2)

1. 상부에 원수 입 출구(9)와 처리수 입 출공(10) 및 처리수 입 출구(8)가 형성되고 하부에 또 다른 원수 입 출구(9)가 형성되어 있는 멤브레인 가이드(7)와; 그 양면에 멤브레인(1)과 완충역활을 하는 부직포(6)가 고정되고 그 위에 멤브레인(1)이 멤브레인 가이드(7) 외곽 테두리와 처리수 입 출구(8) 외주 및 원수 입 출구(9) 외주와 기밀 유지되게 접착되어 있는 것을 포함하는 멤브레인 여과막(15)과;
   상부에 원수 입 출공(11)과 원수 입 출구(9) 및 처리수 입 출구(8)가 형성되고 하부에 또 다른 원수 입 출공(11)과 원수 입 출구(9)가 형성되어 있으며 그 사이에 유로가이드(14)가 형성된 스페이서(19)와;
   스페이서(19)의 외곽 끝 지점 및 처리수 입 출구(8) 외주 양면에 기밀을 유지하도록 설치된 씰링부재(13)와;
   가이드바(16)와 고정볼트(20)용 홈이 형성된 후면 고정판(17)과;
   원수 입 출구 플랜지(21)와 처리수 입 출구 플랜지(22) 및 고정볼트(20)용 홈이 형성된 전면 고정판(18)과;
   상기 후면 고정판(17)과 전면 고정판(18) 사이에 스페이서(19)와 멤브레인 여과막(15)을 유로가 형성되고 기밀이 유지되도록 적층되게 설치하고 고정하는 고정볼트(20)를 포함하는 구조를 특징으로하는 평판형 가압식 멤브레인 여과막 모듈.
2. 제 1항에 있어서
   멤브레인 여과막(15)과 스페이서(19)의 처리수 입 출구(8)가 하부에 추가로 형성되고 처리수 입 출구 플랜지(22)가 전면 고정판(18)에서 분리되어 전면 고정판(18)에는 원수 입 출구 플랜지(21)가 설치되고 후면 고정판(17)에는 처리수 입출구 플랜지가 유로가 형성되게 설치된 것을 특징으로 하는 평판형 가압식 멤브레인 여과막 모듈.
   

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