KR101105203B1 - 침지형 중공사막 여과모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 침지형 중공사막 여과모듈에 관한 것으로서, 상단이 개방된 중공부가 내부에 형성되어 상기 중공부 내의 여과수가 상단으로 토출되는 복수의 중공사막으로 이루어진 중공사막 군; 상기 중공사막 군의 상단부를 지지하고, 상기 중공사막 군의 상단이 위치되는 제1공간부가 내부에 형성되며, 상기 제1공간부로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되는 제1배출구가 상측에 구비된 제1지지체; 및 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하는 제2지지체;를 포함하되, 상기 제1공간부는, 그 천장이 상기 제1배출구에서 주변부의 방향으로 점차 낮아지도록 중력방향에 수직인 축에 대하여 기울기를 갖는다.
본 발명에 의하면, 제1지지체의 일단 상측에 제1배출구가 구비되고 제1공간부의 천장이 중력방향에 수직인 축에 대하여 제1배출구에서 주변부의 방향으로 낮아지는 기울기를 가지도록 형성됨으로써, 여과 공정 시작 시에 제1공간부로 토출되는 기포가 제1공간부의 천장을 따라 제1배출구로 신속하게 배출 제거될 수 있도록 하여, 여과 공정 중 기포가 펌프로 유입되어 발생하는 수격현상 등으로 인해 펌프 등의 장비가 손상 또는 오작동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 여과 대상수의 오염물질이 점착될 수 있는 공간을 최소화하고, 제1지지체의 하단 외주면 및 제2지지체의 상단 외주면이 중공사막 군의 표면에 수직인 축과 경사를 이루어 오염물질의 점착 가능 영역에서의 여과 대상수 유속을 빠르게 하고, 오염물질의 점착 가능 영역을 최대한 메워 제거함으로써, 오염물질의 점착을 차단할 수 있다.
침지형, 중공사막 군, 여과, 기포, 배출, 오염물질, 점착

Description

침지형 중공사막 여과모듈 {Submerged hollow fiber membrane filtering module}
본 발명은 침지형 중공사막 여과모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여과수 생성 공정 중 기포가 펌프로 유입되어 발생하는 수격현상 등으로 인해 펌프 등의 장비가 손상 또는 오작동되는 것을 방지할 수 있고, 오염물질의 점착을 차단하여 여과 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 침지형 중공사막 여과모듈에 관한 것이다.
일반적으로 내부에 중공부가 형성된 중공사막을 이용한 중공사막 군 모듈은 무균수, 음용수, 초순수 제조 등의 분리막 여과 분야에 널리 사용되고 있다. 최근에는 하수 종말처리에서의 2차 및 3차 처리, 정화조에서의 고액분리, 산업폐수에서의 부유물질 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과 등에 이의 적용이 활발히 시도되고 있다.
이러한 중공사막 군 모듈은 설치면적당 처리량이 높아 수처리에 유리한 점을 가진 반면 막 구조상의 특징으로 인해 기계적 강도가 낮아 원통형 케이스에 의해 막이 보호되는 형태로 이루어지는 것이 보통이다. 이러한 형태의 모듈은 폐수 처리 의 경우 케이스 등에 오염물질이 점착되어 투과 성능 저하가 발생되는 문제가 있어 케이스가 없는 침지형 중공사막 여과모듈이 개발되었다.
도 1 및 도 2는 이와 같은 종래의 침지형 중공사막 여과모듈을 측면 및 정면에서 각각 바라본 단면도이다. 종래의 침지형 중공사막 여과모듈은 여과 대상수 속에 위치되는 중공사막 군(10), 중공사막 군(10)의 상단부를 지지하는 상부지지체(20), 및 중공사막 군(10)의 하단부를 지지하는 하부지지체(30)를 포함한다.
상기 상부지지체(20)의 내부에는 중공사막 군(10)의 상단이 돌출되어 있는 공간부(21)가 형성되고, 그 상측에는 중공사막 군(10)을 통과하여 공간부(21) 내로 이동되는 여과수를 배출하도록 펌프(22-1)와 연결된 배출구(22)가 형성된다.
이러한 종래의 침지형 중공사막 여과모듈은 중공사막 군(10)과 상ㆍ하부지지체(20, 30)의 연결부분에 여과수에 포함된 오염물질(ST)이 점착될 수 있는 공간이 넓게 형성된다. 특히, 여과수의 통과 방향과 평행하게 형성된 상ㆍ하부지지체(20, 30)의 하면과 상면의 표면에서는 여과수가 통과하면서 마찰력에 의해 유속이 급감함으로써, 오염물질이 용이하게 점착될 수 있는 환경을 제공한다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 장비의 사용기간에 따라 많은 오염물질(ST)이 중공사막 군(10)과 상ㆍ하부지지체(20, 30)의 연결부분에 점착되고, 이에 따라 장비의 여과 효율이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 이러한 종래의 침지형 중공사막 여과모듈을 이용하여, 여과 공정을 수행할 때에는, 우선 중공사막 군(10)을 여과 대상수 속에 위치시키고, 여과 작업이 시작되면, 중공사막 군(10) 내의 중공부에 존재하는 공기가 공간부(21) 내로 토출 되면서 공간부(21) 내에는 다량의 기포(B)가 발생한다.
이러한 기포(B)가 펌프(22-1) 내에 유입되면 관내의 급격한 유속변화나 압력의 급상승 또는 급하강이 반복되는 수격현상이 유도되어 펌프(22-1)나 배관이 손상되고 그 수명이 단축되므로, 이를 방지하기 위해 여과 작업 시작 시에 발생하는 기포(B)는 배출구(22)를 통해 배출 제거된다.
그러나, 종래의 침지형 중공사막 여과모듈은 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 기포(B) 제거 작업을 거치더라도, 공간부(21)의 상부에 다량의 기포(B)가 잔존하게 되고, 이렇게 잔존한 기포(B)는 여과 공정 수행 중에 빠른 여과수의 유속에 따라 배출되면서 펌프(22-1)나 배관에 유입되어 이를 손상시키거나 그 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
이러한 현상을 방지하기 위해, 여과 공정 수행 중에 기포(B) 제거 작업을 장시간 동안 수행하면, 이에 따른 작업 시간 및 여과수의 손실이 크고, 생산량에 대비한 장비의 수명도 단축되며, 장비의 시간당 생산량도 감소하는 단점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 여과 작업 시작 시에 중공사막 군에서 토출된 다량의 기포를 신속하게 모두 배출 제거할 수 있고, 오염물질의 점착을 최대한 방지할 수 있는 침지형 중공사막 여과모듈을 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈은, 상단이 개방된 중공부가 내부에 형성되어 상기 중공부 내의 여과수가 상단으로 토출되는 복수의 중공사막으로 이루어진 중공사막 군; 상기 중공사막 군의 상단부를 지지하고, 상기 중공사막 군의 상단이 위치되는 제1공간부가 내부에 형성되며, 상기 제1공간부로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되는 제1배출구가 상측에 구비된 제1지지체; 및 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하는 제2지지체;를 포함하되, 상기 제1공간부는, 그 천장이 상기 제1배출구에서 주변부의 방향으로 점차 낮아지도록 중력방향에 수직인 축에 대하여 기울기를 갖는다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈은, 상ㆍ하단이 개방된 중공부가 내부에 형성되어 상기 중공부 내의 여과수가 상ㆍ하단으로 토출되는 복수의 중공사막으로 이루어진 중공사막 군; 상기 중공사막 군의 상단부를 지지하고, 상기 중공사막 군의 상단이 위치되는 제1공간부가 내부에 형성되며, 상기 제1공간부로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되는 제1배출구가 상측에 구비된 제1지지체; 및 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하고, 상기 중공사막 군의 하단이 위치되는 제2공간부가 내부에 형성되며, 상기 제2공간부로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되는 제2배출구가 구비된 제2지지체;를 포함하되, 상기 제1공간부는, 그 천장이 상기 제1배출구에서 주변부의 방향으로 점차 낮아지도록 중력방향에 수직인 축에 대하여 기울기를 갖는다.
상기 제1공간부는, 상기 천장이 중력방향에 수직인 축에 대한 기울기각이 5°~ 30°로 구비될 수 있다.
상기 제1공간부는, 상기 천장의 단면 형상이 상측으로 볼록한 형상으로 구비될 수 있다.
상기 제1공간부는, 상기 천장의 단면 상부의 형상이 상측으로 볼록한 반원 또는 반타원으로 구비될 수 있다.
상기 제1지지체는, 상기 제1공간부 하측으로 상기 중공사막 군의 상단부가 삽입되도록 제1장공이 형성되고, 상기 제1공간부의 하부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군의 상단부를 지지하고, 상기 제2지지체는, 상기 중공사막 군의 하단부가 삽입되도록 상측으로 제2장공을 갖는 제2공간부가 내부에 형성되고, 상기 제2공간부에 상기 고정부재가 충진되어 삽입된 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하도록 구비될 수 있다.
또는, 상기 제1지지체는, 상기 제1공간부 하측으로 상기 중공사막 군의 상단부가 삽입되도록 제1장공이 형성되고, 상기 제1공간부의 하부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군의 상단부를 지지하고, 상기 제2지지체는, 상기 제2공간부 상 측으로 중공사막 군의 하단부가 삽입되도록 제2장공이 형성되고, 상기 제2공간부의 상부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하도록 구비될 수 있다.
상기 제1ㆍ제2장공은, 상기 중공사막 군의 상ㆍ하단면의 형상 및 크기와 동일한 형상 및 크기로 형성되고, 상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대해 경사를 이루도록 구비될 수 있다.
상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대한 경사각이 5° ~ 80°로 구비될 수 있다.
상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 평면 형상 또는 원통면 형상으로 구비될 수 있다.
이러한 본 발명의 침지형 중공사막 여과모듈에 의하면, 제1지지체의 상측에 제1배출구가 구비되고 제1공간부의 천장이 중력방향에 수직인 축에 대하여 제1배출구에서 주변부의 방향으로 낮아지는 기울기를 가지도록 형성되며, 제1공간부 천장의 단면 형상이 상측으로 볼록한 형상인 반원 또는 반타원으로 구비됨으로써, 여과 작업 시작 시에 제1공간부로 토출되는 기포가 제1공간부의 천장을 따라 배출구로 신속하게 배출 제거할 수 있다.
따라서, 제1공간부 내에 기포가 잔존하지 않으므로, 여과 공정 중에 기포가 펌프나 배관으로 유입되어 발생하는 수격현상 등으로 인해 펌프 등의 장비가 손상 또는 오작동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 중공사막 군의 상ㆍ하단부가 각각 삽입 고정되는 제1장공과 제2장공이 중공사막 군 상ㆍ하단면의 형상 및 크기와 동일하게 형성되어 여과 대상수의 오염물질이 점착될 수 있는 공간을 최소화하고, 제1지지체의 하단 외주면 및 제2지지체의 상단 외주면이 중공사막 군의 표면에 수직인 축과 경사를 이루어 오염물질의 점착 가능 영역에서의 여과 대상수 유속을 빠르게 하며, 오염물질의 점착 가능 영역을 최대한 메워 제거함으로써, 오염물질의 점착을 차단할 수 있다.
그러므로, 오염물질의 점착에 의해 장비의 여과 효율이 감소하는 것을 방지할 수 있으므로, 장비의 시간당 생산량 및 수명을 제고하고, 유지 보수 주기를 감축할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈은, 중공사막 군(100), 제1지지체(200) 및 제2지지체(300)를 포함한다.
상기 중공사막 군(100)은 상단이 개방되어 중공부 내의 여과수가 상단으로 토출될 수 있도록 구비된 복수의 중공사막(110)으로 이루어진다. 이러한 복수의 중공사막(110)가 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 평행하게 상ㆍ하로 배열됨으로써 중공사막 군(100)을 형성한다.
이러한 중공사막 군(100)은 여과 공정이 수행될 때, 여과 대상수 내에 위치되는데, 여과 대상수는 상술한 중공사막(110)의 중공부로 이동되고 상단으로 토출되는 중공사막 군(100) 통과 과정을 거치면서 여과된다.
상기 제1지지체(200)는 중공사막 군(100)의 상단부를 지지하고, 내부에는 중공사막(110)들의 상단으로 토출되는 여과수가 일시적으로 수용되는 제1공간부(210)가 내부에 형성된다. 이를 위해, 상기 제1공간부(210)는 하측으로 제1장공(211)을 갖는데, 중공사막 군(100)의 상단부가 제1장공(211)에 위치된 상태로, 제1공간부(210)의 하부가 접착제 등과 같은 고정부재(AD)로 충진된다.
이때, 상기 중공사막(110)의 상단이 고정부재(AD)의 상측으로 돌출되어 제1공간부(210) 내에 위치되는 형태로, 중공사막 군(100)이 제1지지체(200)에 고정된다.
그리고, 상기 제1지지체(200)의 일단 상측에는, 중공사막 군(100)을 통과하여 여과 토출된 제1공간부(210)의 여과수가 배출되도록 펌프(221)와 연결된 제1배출구(220)가 형성된다.
한편, 상기 제1공간부(210)의 천장은, 도 4에 도시된 바와 같이, 그 단면 상부의 형상이 상측으로 볼록한 반원 또는 반타원으로 구비된다. 따라서, 여과 작업 시작 시에 중공사막 군(100)을 이루는 각각의 중공사막(110)으로부터 토출된 기 포(B)는, 도 4를 기준으로 제1공간부(210)의 천장 중심부로 모이게 된다.
그리고, 상기 제1공간부(210)의 천장은, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1배출구(220)가 형성된 제1지지체(200)의 상기 일단에서 타단 방향으로 갈수록 그 높이가 낮아지도록 중력 방향에 수직인 축(H)에 대하여 기울어지도록 구비된다.
그러므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 중공사막 군(100)을 이루는 각각의 중공사막(110)으로부터 토출된 기포(B)는 부력에 의해 상승되는 힘에 의해 제1공간부(210)의 천장을 따라 제1배출구(220) 측으로 이동된다.
이렇게 이동된 기포(B)들은 여과 작업 시작 시에 제1배출구(220)에 연결된 별도의 기포제거기(222)에 의해 흡입 배출된다.
이와 같이, 상기 제1공간부(210) 천장의 형상 및 기울기로 인해, 기포(B)가 제1공간부(210) 내에 잔존하지 않고 신속하게 모두 배출 제거될 수 있으므로, 여과 공정 중에 잔존한 기체가 펌프(221)나 배관 내로 유입되어 발생하는 수격현상으로 인해 펌프(221) 등이 파손 또는 오작동하는 것이 방지된다.
여기서, 상기 제1공간부(210)의 천장이 중력 방향에 수직인 축(H)에 대하여 기울어진 기울기각(θ)은 5°~ 30°로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 기울기각(θ)이 5°미만으로 구비되는 경우에는 기포(B)를 상측으로 안내하는 기울기가 낮아 기포(B)가 제1공간부(210)의 천장을 따라 상승하려는 힘보다 기포(B)와 제1공간부(210)의 천장 간의 마찰력이 더 커지므로, 기포(B)들이 원활히 제1배출구(220) 측으로 상승하지 못하기 때문이다.
이와 반대로, 상기 기울기각(θ)이 30°를 초과하는 경우에는 제1지지 체(200)의 크기가 과도하게 증대되어 장비 제작에 많은 비용이 소모되고, 장비의 설치에 많은 공간이 필요하게 되므로 비효율적이므로, 상기 기울기각(θ)은 5°~ 30°로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1실시예에 있어서, 상기 제1공간부(210)의 천장은 상측으로 볼록한 반원 또는 반타원으로 구비되었으나, 그 단면 상부의 형상은 상측으로 볼록한 형상이면 족하고, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상측으로의 돌출부를 포함하는 삼각형의 형상으로 구비될 수도 있다.
상기 제2지지체(300)는 중공사막 군(100)의 하단부가 삽입되도록 상측으로 제2장공(311)을 갖는 제2공간부(310)가 내부에 형성된다. 상기 제2지지체(300)는 제2장공(311)에 중공사막 군(100)의 하단부가 삽입된 상태에서 제2공간부(310)에 접착제 등과 같은 고정부재(AD)가 충진됨으로써, 중공사막 군(100)의 하단부를 지지한다.
한편, 상기 여과 대상수는 제1장공(211) 및 제2장공(311)에 구비되는 고정부재(AD)의 표면과의 마찰력에 의해, 고정부재(AD) 표면 상에서 유속이 현저히 느려지고, 이에 따라 여과 대상수에 포함된 오염물질이 고정부재(AD) 표면 상에 빠르게 점착될 수 있다.
여기서, 전술된 제1공간부(210)의 하측으로 형성된 제1장공(211) 및 제2공간부(310)의 상측으로 형성된 제2장공(311)은, 중공사막 군(100)의 상ㆍ하단면의 형상 및 크기와 동일하게 형성되는데, 이 경우에 고정부재(AD) 표면과 여과 대상수의 접촉 면적이 최소화됨으로써, 오염물질이 점착될 수 있는 공간을 최소화하여 오염 물질의 점착 가능성을 현저히 저감한다.
그리고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1장공(211)을 감싸는 제1지지체(200)의 하단 외주면(230) 및 상기 제2장공(311)을 감싸는 제2지지체(300)의 상단 외주면(320)은 중공사막 군(100)의 표면에 수직인 축(S)에 대해 경사지게 구비된다.
상기 제1지지체(200)의 하단 외주면(230)과 제2지지체(300)의 상단 외주면(320)이 경사지지 않고 중공사막 군(100)의 표면과 직각으로 구비된 경우에는, 제1지지체(200) 및 제2지지체(300)와 중공사막 군(100)의 연결부분에서 마찰력에 의해 여과 대상수의 유속이 현저히 낮아지고, 이에 따라 여과 대상수에 포함된 오염물질이 제1지지체(200) 및 제2지지체(300)와 중공사막 군(100)의 연결부분에 빠르게 점착되어 침지형 중공사막 여과모듈의 여과 성능이 저하된다.
그러나, 본 발명의 제1실시예의 경우, 제1지지체(200)의 하단 외주면(230)과 제2지지체(300)의 상단 외주면(320)이 경사지게 형성됨으로써, 여과 대상수가 제1지지체(200) 및 제2지지체(300)와 중공사막 군(100)의 연결부분에서 단면적 감소로 인해 빠른 유속을 가지게 되어 오염물질의 점착을 저지한다.
그리고, 오염물질이 점착되기 쉬운 제1지지체(200) 및 제2지지체(300)와 중공사막 군(100)의 연결부분이, 경사를 갖는 제1지지체(200)의 하단 외주면(230) 및 제2지지체(300)의 상단 외주면(320)에 의해 메워짐으로써, 오염물질의 점착을 차단한다.
여기서, 상기 제1지지체(200)의 하단 외주면(230) 및 제2지지체(300)의 상단 외주면(320)의 중공사막 군(100)의 표면에 수직인 축(S)에 대한 경사각(α)은 5°~ 80°로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 경사각(α)이 5°미만으로 구비되는 경우에는 오염물질의 점착 차단 기능이 과소하고, 80°를 초과하도록 구비되는 경우에는 여과 대상수가 통과될 수 있는 단면적이 현저히 감소되어 여과 대상수 유동을 위한 가압력이 증대되어 장비 구동비용이 과도하게 증가하기 때문이다.
본 발명의 제1실시예에 있어서, 상기 제1지지체(200)의 하단 외주면(230) 및 제2지지체(300)의 상단 외주면(320)은 그 단면이 직선 형태인 평면 형상으로 구비되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1지지체(도 7a 및 도 7b에서는 미도시)의 하단 외주면 단면 또는 제2지지체(300', 300'')의 상단 외주면(320', 320'') 단면이 호 형태인 볼록 또는 오목한 원통면 형상으로 구비될 수도 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 동작 및 사용상태를 구체적으로 설명한다.
먼저, 중공사막 군(100)을 여과 대상수 속에 위치시키고, 제1배출구(220)와 연결된 펌프(221)를 작동시키면, 압력 차이로 인해 여과 대상수가 중공사막 군(100)을 이루는 복수의 중공사막(110) 내부의 중공부로 이동되고, 중공사막(110)의 상단으로 토출되어 제1지지체(200) 내부에 형성된 제1공간부(210)로 이동된다.
이때, 우선적으로 상기 중공부 내의 공기가 토출되면서 제1지지체(200) 내부 에 기포(B) 형태로 존재하게 되는데, 이러한 기포(B)는 중력방향에 수직인 축에 대하여 기울어지게 형성되고 그 단면 상부의 형상이 상측으로 볼록하게 구비된 제1공간부(210)의 천장에 의해 안내되면서 부력에 의해 제1배출구(220) 측으로 상승된다.
다음, 제1배출구(220)에 연결된 별도의 기포제거기(222)에 의해 이렇게 이동된 기포(B)를 제1배출구(220)를 통해 흡입 제거한다. 이러한 여과 작업 초기 구동이 이루어지면, 펌프(221)를 활발히 작동시키고, 이에 따라 여과 대상수가 중공사막 군(100)을 통과하여 제1공간부(210)로 연속적으로 이동되며 제1배출구(220)를 통해 배출되면서 여과 작업이 이루어지게 된다.
이렇게 연속적으로 여과 작업이 이루어질 때, 여과 대상수는 중공사막 군(100)에 수직으로 통과되는데, 이때 제1지지체(200)의 하단 외주면(230)과 제2지지체(300)의 상단 외주면(320)은 중공사막 군(100)의 표면에 수직인 축(S), 즉 여과 대상수의 통과 방향에 대하여 기울어지게 형성되어 있으므로, 여과 대상수가 중공사막 군(100)과 제1ㆍ제2지지체(200, 300)의 연결부분을 통과할 때, 그 유속이 증가되고, 여과 대상수에 포함된 오염물질이 점착 가능한 영역이 메워 제거됨으로써 오염물질의 점착이 방지된다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈은, 제1실시예와 비교하여, 중공사막 군(100')을 이 루는 중공사막(110') 내부의 중공부가 상ㆍ하단이 모두 개방된 점, 제1지지체(200')에서의 제1배출구(220')의 위치, 및 제2지지체(300')의 구성이 상이하고, 이 외의 구성 및 특징은 제1실시예와 유사하다. 따라서, 이하 이러한 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
상기 중공사막 군(100')을 이루는 중공사막(110')은 그 내부의 중공부가 중공사막(110')의 상ㆍ하단으로 모두 개방되어, 중공부 내의 여과수가 상ㆍ하단측으로 모두 토출될 수 있도록 구비된다.
이에 따라, 제1지지체(200')와 유사하게 중공사막 군(100')의 하단부가 제2장공(311)으로 삽입되면, 제2지지체(300') 내부에 형성된 제2공간부(310')의 상부에만 고정부재(AD)가 충진되어 중공사막 군(100')의 하단부를 지지하되, 그 하단은 상부를 제외하고 비어있는 제2공간부(310') 내에 위치된다.
그리고, 상기 제2지지체(300')에는 펌프(331)와 연결되는 제2배출구(330)가 구비된다. 따라서, 상기 펌프(331)의 작동에 따라 중공부 내의 여과수가 중공사막 군(100')의 개방된 하단으로 토출되면서 제2공간부(310')를 거쳐 제2배출구(330)로 배출된다. 즉, 중공부 내의 여과수는 중공사막 군(100')의 개방된 상ㆍ하단으로 모두 토출되면서 제1ㆍ제2배출구(220', 330)를 통해 배출되어, 여과 작업이 신속하게 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 있어서, 제2배출구(330)는 제2지지체(300')의 하측에 구비되었으나, 이에 한정되지 않고 좌ㆍ우측이나 전ㆍ후면측에 자유롭게 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제1지지체(200')에 있어서, 제1배출구(220')는 제1지지체(200')의 일단이 아닌 중심부에 구비된다. 이에 따라 제1공간부(210')의 천장은 제1배출구(220')가 구비된 제1지지체(200')의 중심부에서 양단 방향으로 낮아지는 기울기를 갖는다. 즉, 제1배출구(220')를 기준으로 좌ㆍ우측의 천장은 중력 방향에 수직인 축(H)에 대하여 기울어지도록 구비된다.
여기서, 상기 제1공간부(210')의 좌ㆍ우측의 천장이 중력 방향에 수직인 축(H)에 대하여 기울어진 기울기각(β1, β2)들은 제1실시예의 기울기각(θ)과 같이 5°~ 30°로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1배출구(220')가 제1지지체(200')의 중심에 구비되는 경우 상기 기울기각(β1, β2)들은 서로 동일하게 되지만, 이에 한정되지 않고 제1배출구(220')의 위치는 제1지지체(200')의 상측 어디에 구비되어도 무방하므로, 상기 기울기각(β1, β2)들은 상이할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 동작 및 사용상태를 구체적으로 설명한다.
먼저, 중공사막 군(100')을 여과 대상수 속에 위치시키고, 제1배출구(220')와 연결된 펌프(221)를 우선적으로 작동시키면, 압력 차이로 인해 여과 대상수가 중공사막 군(100')을 이루는 복수의 중공사막(110') 내부의 중공부로 이동되고, 중공사막(110)의 상단으로 토출되어 제1지지체(200') 내부에 형성된 제1공간부(210')로 이동된다.
이때, 우선적으로 상기 중공부 내의 공기가 토출되면서 제1지지체(200') 내 부에 기포(B) 형태로 존재하게 되는데, 도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 기포(B)는 중력방향에 수직인 축에 대하여 기울어지게 형성되고 그 단면 상부의 형상이 상측으로 볼록하게 구비된 제1공간부(210')의 천장에 의해 안내되면서 부력에 의해 제1배출구(220') 측으로 상승된다.
다음, 제1배출구(220')에 연결된 별도의 기포제거기(222)에 의해 이렇게 이동된 기포(B)를 제1배출구(220')를 통해 흡입 제거한다. 이러한 여과 작업 초기 구동이 이루어지면, 제1배출구(220')에 연결된 펌프(221)와 제2배출구(330)에 연결된 펌프(331)를 활발히 작동시키고, 이에 따라 여과 대상수가 중공사막 군(100)을 통과하여 제1ㆍ제2공간부(210', 310')로 연속적으로 이동되며 제1ㆍ제2배출구(220', 330)를 통해 배출되면서 신속하게 여과 작업이 이루어지게 된다.
본 발명의 제2실시예에 있어서, 제1ㆍ제2배출구(220', 330)에 각각 별도로 펌프(221, 331)가 구비되었으나, 이에 한정되지 않고 하나의 펌프로 여과 작업이 수행되도록 구현될 수도 있다. 또한, 제2배출구(330) 측에도 기포제거기가 구비되어, 여과 작업 시작 시에 제1배출구(220')뿐만 아니라 제2배출구(330)를 통해서도 기포 제거 작업이 이루어질 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 침지형 중공사막 여과모듈을 이용하면, 여과 작업 시작 시에 제1공간부(210, 210') 내에 발생되는 다량의 기포(B)를 제1배출구(220, 220') 측으로 신속하게 포집하여 모두 배출할 수 있으므로 기포(B) 유입에 따른 펌프(221, 331) 등의 손상 및 오작동을 방지할 수 있고, 제1지지체(200, 200') 및 제2지지체(300, 300')와 중공사막 군(100, 100')의 연결부분에 오염물질 이 점착되는 것을 차단하여 여과 효율을 상승시킬 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 종래의 침지형 중공사막 여과모듈을 측면에서 바라본 단면도,
도 2는 종래의 침지형 중공사막 여과모듈을 정면에서 바라본 단면도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 사시도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 도 3에 도시한 A-A 단면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 도 3에 도시한 B-B 단면도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈에 있어서, 여과 작업 시작 시에 기포가 제1배출구로 용이하게 배출되는 상태를 도시한 단면도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈에 있어서, 제2지지체의 상단 외주면에 대한 다른 실시예들을 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈을 도시한 단면도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈에 있어서, 여과 작업 시작 시에 기포가 제1배출구로 용이하게 배출되는 상태를 도시한 단면도이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100, 100' : 중공사막 군 110, 110' : 중공사막
200, 200' : 제1지지체 210, 210' : 제1공간부
211 : 제1장공 220, 220' : 제1배출구
221, 331 : 펌프 222 : 기포제거기
230 : 제1지지체의 하단 외주면
300, 300-1, 300-2, 300' : 제2지지체
310, 310' : 제2공간부 311 : 제2장공
320, 320-1, 320-2 : 제2지지체의 상단 외주면
330 : 제2배출구
S : 중공사막 군의 표면에 수직인 축
H : 중력방향에 수직인 축 AD : 고정부재
B : 기포

Claims (10)

  1. 상단이 개방된 중공부가 내부에 형성되어 상기 중공부 내의 여과수가 상단으로 토출되는 복수의 중공사막(110)으로 이루어진 중공사막 군(100);
    상기 중공사막 군(100)의 상단부를 지지하고, 상기 중공사막 군(100)의 상단이 위치되는 제1공간부(210)가 내부에 형성되며, 상기 제1공간부(210)로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되는 제1배출구(220)가 상측에 구비된 제1지지체(200); 및
    상기 중공사막 군(100)의 하단부를 지지하는 제2지지체(300);를 포함하되,
    상기 제1공간부(210)는,
    내부에 잔존하는 기포를 상기 제1배출구(220)로 배출되도록 하기 위하여 그 천장이 상기 제1배출구(220)에서 주변부의 방향으로 점차 낮아지도록 중력방향에 수직인 축에 대하여 기울기를 가지며, 상기 천장의 단면 형상이 상측으로 볼록한 형상으로 구비되되, 상기 천장의 단면 상부의 형상이 상측으로 볼록한 반원 또는 반타원으로 구비되며,
    상기 제1지지체(200)는 경사진 하단 외주면(230)를 구비하고, 상기 제2지지체(300)는 경사진 상단 외주면(320)를 구비하는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 여과모듈.
  2. 상ㆍ하단이 개방된 중공부가 내부에 형성되어 상기 중공부 내의 여과수가 상ㆍ하단으로 토출되는 복수의 중공사막(110')으로 이루어진 중공사막 군(100');
    상기 중공사막 군(100')의 상단부를 지지하고, 상기 중공사막 군(100')의 상단이 위치되는 제1공간부(210')가 내부에 형성되며, 상기 제1공간부(210')로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되는 제1배출구(220')가 상측에 구비된 제1지지체(200'); 및
    상기 중공사막 군(100')의 하단부를 지지하고, 상기 중공사막 군(100')의 하단이 위치되는 제2공간부(310')가 내부에 형성되며, 상기 제2공간부(310')로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되는 제2배출구(330)가 구비된 제2지지체(300');를 포함하되,
    상기 제1공간부(210')는,
    내부에 잔존하는 기포를 상기 제1배출구(220')로 배출되도록 하기 위하여 그 천장이 상기 제1배출구(220')에서 주변부의 방향으로 점차 낮아지도록 중력방향에 수직인 축에 대하여 기울기를 가지며, 상기 천장의 단면 형상이 상측으로 볼록한 형상으로 구비되되, 상기 천장의 단면 상부의 형상이 상측으로 볼록한 반원 또는 반타원으로 구비되며,
    상기 제1지지체(200')는 경사진 하단 외주면(230)를 구비하고, 상기 제2지지체는 경사진 상단 외주면(320)를 구비하는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 여과모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1공간부(210, 210')는,
    상기 천장이 중력방향에 수직인 축에 대한 기울기각이 5°~ 30°로 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1지지체(200)는,
    상기 제1공간부(210) 하측으로 상기 중공사막 군(100)의 상단부가 삽입되도록 제1장공(211)이 형성되고, 상기 제1공간부(210)의 하부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군(100)의 상단부를 지지하고,
    상기 제2지지체(300)는,
    상기 중공사막 군(100)의 하단부가 삽입되도록 상측으로 제2장공(311)을 갖는 제2공간부(310)가 내부에 형성되고, 상기 제2공간부(310)에 상기 고정부재가 충진되어 삽입된 상기 중공사막 군(100)의 하단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1지지체(200')는,
    상기 제1공간부(210') 하측으로 상기 중공사막 군(100')의 상단부가 삽입되도록 제1장공(211)이 형성되고, 상기 제1공간부(210')의 하부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군(100')의 상단부를 지지하고,
    상기 제2지지체(300')는,
    상기 제2공간부(310') 상측으로 중공사막 군(100')의 하단부가 삽입되도록 제2장공(311)이 형성되고, 상기 제2공간부(310')의 상부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군(100')의 하단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1ㆍ제2장공(211)은,
    상기 중공사막 군(100,100')의 상ㆍ하단면의 형상 및 크기와 동일한 형상 및 크기로 형성되고,
    상기 제1지지체(200, 200')의 하단 외주면(230) 및 상기 제2지지체(300, 300')의 상단 외주면(320)은,
    상기 중공사막 군(100, 100')의 표면에 수직인 축에 대해 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1지지체(200, 200')의 하단 외주면(230) 및 상기 제2지지체(300, 300')의 상단 외주면(320)은,
    상기 중공사막 군(100, 100')의 표면에 수직인 축에 대한 경사각이 5° ~ 80°로 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1지지체(200, 200')의 하단 외주면(230) 및 상기 제2지지체(300, 300')의 상단 외주면(320)은,
    평면 형상 또는 원통면 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000070680A (ja) * 1998-08-27 2000-03-07 Toray Ind Inc 中空糸モジュール
JP2002035553A (ja) * 2000-07-25 2002-02-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd 中空糸膜モジュール、その製造方法および中空糸膜モジュールユニット
KR20050056293A (ko) * 2003-12-10 2005-06-16 주식회사 코오롱 침지형 중공사막 모듈
KR20080016740A (ko) * 2005-06-14 2008-02-21 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 수처리 장치 및 수처리 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000070680A (ja) * 1998-08-27 2000-03-07 Toray Ind Inc 中空糸モジュール
JP2002035553A (ja) * 2000-07-25 2002-02-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd 中空糸膜モジュール、その製造方法および中空糸膜モジュールユニット
KR20050056293A (ko) * 2003-12-10 2005-06-16 주식회사 코오롱 침지형 중공사막 모듈
KR20080016740A (ko) * 2005-06-14 2008-02-21 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 수처리 장치 및 수처리 방법

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