KR101221330B1 - 침지형 중공사막 여과모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명의 침지형 중공사막 모듈은 중공사막 모듈 내부의 압력분포를 균일하게 할 수 있도록 침지형 중공사막 모듈의 형태를 최적화하여 중공사막을 효율적으로 사용함으로써 안정적인 투과수량 유지와 함께 막오염 최소화가 가능하게 하여 중공사막의 교체주기를 늘릴 수 있는 침지형 중공사막 여과모듈에 관한 것이다.

본 발명의 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 배출되게 제1지지체의 외부에 중공과 양측면이 뚫린 분배배관이 연결된 제1배출구가 구비된 제1지지체; 및상기 중공사막 군의 하단부를 지지하는 제2지지체;를 포함하되, 상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대해 경사를 이루는 것을 특징으로 한다.

침지형, 중공사막 군, 여과, 균등, 압력분포

Description

침지형 중공사막 여과모듈 { Submerged hollow fiber membrane filtering module }

본 발명은 침지형 중공사막 여과모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침지형 중공사막 모듈은 중공사막 모듈 내부의 압력분포를 균일하게 할 수 있도록 침지형 중공사막 모듈의 형태를 최적화하여 중공사막을 효율적으로 사용함으로써 안정적인 투과수량 유지와 함께 막오염을 최소화가 가능하게 하여 중공사막의 교체주기를 늘릴 수 있는 침지형 중공사막 여과모듈에 관한 것이다.

침지형 중공사막 여과모듈은 폐수, 오수, 정수, 제약, 반도체 처리 등 수처리 분야에서 사용된다. 중공사막을 이용한 수처리 분야는 최근들어 기술의 진보와 함께 가격의 하락을 통해 정수, 오수, 폐수 뿐 아니라 제약, 반도체제조 분야 등 수처리 전반에서 그 수요가 증가하고 있다.

케이스형 중공사막 여과모듈의 경우 단위면적당 많은 투과수를 생산할 수 있지만 높은 운전압력과 오염물질의 원활한 제거가 불가능하여 막오염에 취약한 문제점이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 케이스가 없이 반응조에 직접 침지시켜 투 과수를 생산하는 침지형 중공사막 여과모듈이 고안되었으나, 이 경우에도 시간의 차이는 있지만 여과가 진행됨에 따라 여전히 막오염에 의한 운전압 상승 및 투과수량 감소의 문제가 발생할 수 있다.

종래의 침지형 중공사막 여과모듈의 상부에 형성된 단일집수형태의 침지형 중공사막 여과모듈의 경우 상부에 형성된 배출구 주변의 중공사막의 경우 큰 압력이 미치게 되어 중공사막에 많은 여과가 이루어지게 되고 막오염이 크게 증가되지만 배출구로부터 멀리 떨어진 양끝부분의 중공사막은 낮은 여과 압력으로 인해 중공사막이 효율적으로 운영되지 못하게 되었다.

또한, 종래의 침지형 중공사막 여과모듈의 상부와 하부에 배출구가 각각 2개 연결되어 총 4개의 배출구가 설치되어 있는 경우, 배출구가 침지형 중공사막 여과모듈의 양끝에 위치해 중심부의 압력은 배출구에 비해 낮아지게 되어 압력분포가 불균일하게 되어 중공사막의 효과적 사용이 이루어지지 않고 배출구의 증가로 인해 침지형 중공사막 여과모듈제작비용 및 유지비용 증가로 인해 효율이 감소하게 되었다.

침지형 중공사막 모듈의 안정적인 투과수량 유지를 위해서는 산기를 통해 유체의 흐름을 발생시켜 막표면에 퇴적되는 오염물질을 최소화시켜 막오염을 저감시켜야 한다. 그러나 이를 위해서는 많은 양의 산기를 필요로 하기 때문에 운영 및 소요전력비의 증가를 가져오게 된다.

중공사막 여과모듈 운전시 중공사막 여과모듈의 배출구와 근접할수록 중공사막에 미치는 압력은 크고 배출구와 멀어질수록 중공사막에 미치는 압력은 감소하게 된다. 하지만 과거의 중공사막 여과 모듈의 경우 중공사막 여과모듈의 직경이 30cm 이하의 작은 모듈이었기 때문에 배출구의 압력과 중공사막 여과모듈 내부의 압력이 거의 균일하게 유지되었다. 하지만 수처리 시장의 증대와 중공사막 여과모듈의 수요 증가로 인해 중공사막 여과모듈의 크기 역시 함께 증가되는 추세에 있다.

이로인해 침지형 중공사막 여과모듈의 직경이 증가함에 따라 배출구로부터 멀리 떨어질수록 중공사막에 미치는 압력은 감소하게 되어 배출구와의 거리에 따라 중공사막에 미치는 압력이 상이하여 중공사막에 미치는 피로도가 달라지게 되었다. 따라서 배출구와 가까운 중공사막의 경우 많은 여과가 이루어져 배출구와 멀리 떨어진 중공사막보다 빨리 막오염이 발생하게 되어 여과압력 상승하게 되어 빈번한 역세척 및 화학세정을 필요로 하게 되어 중공사막의 물리적 화학적 피로도는 증가되어 중공사막의 수명이 감소하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 침지형 중공사막 여과모듈의 형태를 최적화하여 침지형 중공사막 여과모듈 운전시 중공사막에 미치는 압력분포를 균등하게 분포시켜 중공사막의 효율적 이용을 통해 침지형 중공사막 여과모듈의 성능 개선 및 역세 및 화학세정 주기를 향상시키는 침지형 중공사막 여과모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서, 본 발명의 침지형 중공사막 여과모듈은 상단이 개방된 중공부가 내부에 형성되어 상기 중공부내의 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 배출되게 제1지지체의 외부에 중공과 양측면이 뚫린 분배배관이 연결된 제1배출구가 구비된 제1지지체; 및상기 중공사막 군의 하단부를 지지하는 제2지지체;를 포함하되, 상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대해 경사를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 침지형 중공사막 여과모듈의 다른 실시형태는 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 배출되게 제1지지체의 외부에 중공과 분배배관이 일부부만 연결된 제1배출구가 구비된 제1지지체; 및 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하고, 상기 중공사막 군의 하단이 위치되는 제2공간부가 내부에 형성되며, 상기 제2공간부로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되게 제2지지체의 외부에 중공과 분배배관이 일부부만 연결된 제2배출구가 구비된 제2지지체;를 포함하되, 상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대해 경사를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대한 경사각이 5° ~ 80°로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은, 평면 형상 또는 원통면 형상으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

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 지지하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 제1지지체는 상기 제1공간부 하측으로 상기 중공사막 군 의 상단부가 삽입되도록 제1장공이 형성되고, 상기 제1공간부의 하부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군의 상단부를 지지하고, 상기 제2지지체는 상기 제2공간부 상측으로 중공사막 군의 하단부가 삽입되도록 제2장공이 형성되고, 상기 제2공간부의 상부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하게 구성할 수도 있다.

상기 제1ㆍ제2장공은, 상기 중공사막 군의 상ㆍ하단면의 형상 및 크기와 동일한 형상 및 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 분배배관은 상기 분배배관의 아랫면에 하나이상의 중공이 더 형성될 수도 있다.

상기 분배배관의 아랫면에 형성된 중공의 위치 선택의 범위는 D/2n에서 D/(2n-1)의 범위사이에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 제1지지체와 제2지지체의 길이를 30cm이상 형성할 수도 있다.

상기 제1지지체의 제1배출구와 상기 제2지지체의 제2배출구의 단면은 반원 또는 타원형인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 침지형 중공사막 모듈은 중공사막 모듈 내부의 압력분포를 균일하게 할 수 있도록 침지형 중공사막 모듈의 형태를 최적화하여 중공사막을 효율적으로 사용함으로써 안정적인 투과수량 유지와 함께 막오염을 최소화가 가능하게 하여 중공사막의 교체주기를 늘릴 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 침지형 중공사막 여과모듈에 비해 절반의 배출구를 사용하게 되어 낮은 부품비용과 설치비용을 사용하게 되어 소요비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 침지형 중공사막 여과모듈은 여과모듈내부의 압력분포를 균등화할 수 있도록 여과모듈의 크기에 따라 집수구를 분배시켜 여과모듈내부의 압력을 분배시킬 수 있는 구조를 가지는 침지형 중공사 여과모듈이다.

도 1은 본 발명에 의해 제작된 침지형 중공사막 여과모듈의 제 1 실시예를 나타내는 개략 사시도이다. 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 도 2에 도시한 A-A 단면도, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈에 있어서, 제2지지체의 상단 외주면에 대한 다른 실시예들을 도시한 단면도, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 개략 사시도이다. 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 단면도이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 3b를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 구성, 작용효과 및 사용상태를 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)의 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 평행하게 상ㆍ하로 배열됨으로써 중공사막 군(100)을 형성한다.

이러한 중공사막 군(100)은 여과 공정이 수행될 때, 여과 대상수내에 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 중앙의 상측에는, 중공사막 군(100)을 통과하여 여과 토출된 제1공간부(210)의 여과수가 배출되도록 펌프(221)와 연결된 제1배출구(220)가 형성된다. 상기 제1배출구(220)는 상기 제1지지체의 외부로 연통된 중공(223)을 가지고 있고, 양 말단의 2군데서 제1공간부(210)로 연통되는 중공(223)을 가지는 분배배관(224)과 "T"자 형태로 연결되어 있어, 상기 제1배출구(220)에 작용하는 압력이 상기 분배배관(224)을 따라 압력이 분산되게 된다. 이를 통해 침지형 중공사막 여과모듈의 내부의 압력이 분산되어 중공사막(110)에 미치는 압력이 균등하게 분포되는 구조를 가진다.

상기 분배배관(224)에는 측면에서 형성된 중공(223)이외에 아랫면으로 중공(223)을 형성할 수도 있다. 아랫면에 형성된 중공 개수는 침지형 중공사막 여과모듈(10)의 크기에 따라 1개 이상이 가능하다. 이때 아랫면에 위치한 중공의 개수를 n, 지지체(200)의 길이를 D라고 했을 때 아랫면에 위치한 중공은 상기 지지체(200)의 양끝의 위치로부터 상대거리를 D/2n ~ D/(2n-1)사이에 선택하여 선택된 거리만큼 균일하게 배치한다. 즉 지지체(200)의 길이가 100cm이고 중공의 갯수가 2개일때는 25cm에서 약 33.3cm사이에서 임의의 거리 25cm를 선택해서 양끝으로부터 설치한다. 다음으로 지지체(200)의 길이가 100cm이고 중공의 갯수가 4개일 때는 12.5cm에서 약 14.3cm사이에서 임의의 거리 13cm를 선택해서 양끝으로부터 설치하고 다시 중공으로부터 13cm를 선택한다. 여기에서 분배배관(224)의 길이는 상황에 따라 유동적으로 늘리거나 줄일 수 있다. 만약에 홀수 개수일 경우에는 상기의 과정을 따라가고 하나 남은 마지막 중공(223)을 상기 분배배관(224)의 중앙에 형성한다. 이상의 범위를 벗어나게 되면 침지형 중공사막 여과모듈 내부 압력 균등화 기능을 효과적으로 구현하기 어렵게 된다.

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, 전술한 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 오염물질의 점착 가능성을 현저히 저감한다.

그리고, 도 2 및 도 3에 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 여과 대상수의 유속이 마찰력에 의해 현저히 낮아지고, 이에 따라 여과 대상수에 포함된 오염물질이 제1지지체(200) 및 제2지지체(300)와 중공사막 군(100)의 연결부분에 빠 르게 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 바람직한 실시예에 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 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1지지체(도 3a 및 도 3b 에서는 미도시)의 하단 외주면 단면 또는 제2지지체(300-1, 300-2)의 상단 외주면(320-1, 320-2) 단면이 호 형태인 볼록 또는 오목한 형상으로 구비될 수도 있다.

본 발명에 따른 침지형 중공사막 여과모듈에 있어서, 여과 작업이 이루어질 때에 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 영역을 메워 제거됨으로써 오염물질의 점착이 방지된다.

이하, 도 4와 도 5를 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 이루는 중공사막(110') 내부의 중공부가 상ㆍ하단이 모두 개방된 점과 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, 상기 제1지지체(200)의 측면중앙 또는 상단부에, 중공사막 군(100)을 통과하여 여과 토출된 제1공간부(210)의 여과수가 배출되도록 펌프(221)와 연결된 제1배출구(220)가 형성된다. 상기 제1배출구(220)는 상기 제1지지체(200)의 측면중앙 외부로 중공(223)이 연통되도록 형성되고, 분배배관(224)이 높이에서 약간의 차이를 둔 상태로 일자 형태로 제1배출구(220)와 연결되어 있다. 이 경우, 제1배출구의 중공의 반절이 상기 분배배관(224)의 중공과 연결되어 있고 상기 제1배출구의 중공 중 나머지 반절부분은 제1지지체의 제1공간부(집수공간)와 직접 연통되어 있다. 이 경우 분배배관(224)의 중공 중 제1배출구와 연통되지 않은 나머지 부분은 막혀 있거나 또는, 예를 들어, 상기 분배배관(224)이 제1지지체(200)의 내부 측면에 접하도록 위치하는 경우, 분배배관의 중공 중 상기 나머지 반절부분은 제1지지체(200)의 측면을 형성하게 된다. 이에 따라, 상기 제1배출구(220)에 작용하는 압력이 상기 분배배관(224)을 따라 압력이 분산되게 된다. 이를 통해 침지형 중공사막 여과모듈의 내부의 압력이 분산되어 중공사막(110)에 미치는 압력이 균등하게 분포되는 구조를 가진다.

바람직하게는 상기 분배배관(224,334)에는 측면에서 형성된 중공(223,333)이외에 아랫면으로 중공(223,333)을 형성할 수도 있다. 아랫면에 형성된 중공(223,333) 개수는 침지형 중공사막 여과모듈(10)의 크기에 따라 1개 이상이 가능하다. 이때 아랫면에 위치한 중공의 개수를 n, 지지체(200,300)의 길이를 D라고 했을때 아랫면에 위치한 중공은 지지체(200,300)의 중공(223,333)의 반대끝의 위치로부터 상대거리를 D/2n ~ D/(2n-1)사이에 선택하여 선택된 거리만큼 균일하게 배치한다. 즉 지지체(200,300)의 길이가 100cm이고 중공의 갯수가 2개일때는 25cm에서 약 33.3cm사이에서 임의의 거리 25cm를 선택해서 중공(223,333)의 반대끝으로부터 설치한다. 다음으로 지지체(200,300)의 길이가 100cm이고 중공의 갯수가 4개일 때는 12.5cm에서 약 14.3cm사이에서 임의의 거리 13cm를 선택해서 중공(223,333)의 반대끝으로부터 설치하고, 다시 중공으로부터 13cm를 선택한다. 여기에서 분배배관(224)의 길이는 상황에 따라 유동적으로 늘리거나 줄일 수 있다. 이상의 범위를 벗어나게 되면 침지형 중공사막 여과모듈 내부 압력 균등화 기능을 효과적으로 구현하기 어렵게 된다.

제2지지체(300')는 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. 상기 제2지지체(300')는 상기 제1지지체(200)와 대칭적으로 형성되어 있다. 여기에서도 중공(333)과 분배배관(334)이 높이 차이를 가지고 연결되어 있다.

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.

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.

또한, 본 발명의 제2실시예에 있어서, 제1배출구(220)는 제1지지체(200)의 상단부 및 측면중앙에 구비되고, 제2배출구(330)는 제2지지체(300')의 하단부 및 측면 중앙에 구비되었으나, 이에 한정되지 않고 자유롭게 구비될 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 침지형 중공사막 여과모듈을 이용하면, 제1지지체(200, 200') 및 제2지지체(300, 300')와 중공사막 군(100, 100')의 연결부분에 오염물질이 점착되는 것을 차단하여 여과 효율을 상승시킬 수 있다.

본 발명의 침지형 중공사막 여과모듈은 바람직하게는 상기 제1지지체와 제2지지체의 길이는 30cm이상인 것을 사용하는게 바람직하다. 30cm이상일때 이상적으로 압력분포가 균일하게 형성될 수 있다. 또한 상기 제1지지체의 제1배출구와 상기 제2지지체의 제2배출구의 단면은 반원 또는 타원형으로 형성할 수도 있다. 이렇게 함으로써 효율적으로 압력분포를 균일하게 형성할 수 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

종래의 침지형 중공사막 여과모듈에 비해 절반의 배출구를 사용하게 되어 낮은 부품비용과 설치비용을 사용하게 되어 소요비용을 절감할 수 있어 산업상 매우 유용하다.

도 1은 본 발명에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 제 1 실시예를 나타내는 개략 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A선의 단면도이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈에 있어서, 제2지지체의 상단 외주면에 대한 다른 실시예들을 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 개략 사시도이다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 중공사막 여과모듈의 단면도이다.

<도면의 주요부호에 관한 설명>

10 : 침지형 중공사막 여과모듈

100, 100' : 중공사막 군 110, 110' : 중공사막

200 : 제1지지체 210 : 제1공간부

211 : 제1장공 220 : 제1배출구

221, 331 : 펌프

223, 333 : 중공

224, 334 : 분배배관

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

AD : 고정부재

Claims (16)

1. 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 배출되게 외부에 중공과 양측면이 뚫린 분배배관이 연결된 제1배출구가 구비된 제1지지체; 및

   상기 중공사막 군의 하단부를 지지하는 제2지지체;를 포함하되,

   상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은,

   상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대해 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 여과모듈.
2. 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 배출되게 외부에 중공과 분배배관이 일부부만 연결된 제1배출구가 구비된 제1지지체; 및

   상기 중공사막 군의 하단부를 지지하고, 상기 중공사막 군의 하단이 위치되 는 제2공간부가 내부에 형성되며, 상기 제2공간부로 여과 토출된 상기 여과수가 배출되게 제2지지체의 외부에 중공과 분배배관이 일부부만 연결된 제2배출구가 구비된 제2지지체;를 포함하되,

   상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은,

   상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대해 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 여과모듈.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은,

   상기 중공사막 군의 표면에 수직인 축에 대한 경사각이 5° ~ 80°로 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제1지지체의 하단 외주면 및 상기 제2지지체의 상단 외주면은,

   평면 형상 또는 곡면 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제1지지체는,

   상기 제1공간부 하측으로 상기 중공사막 군의 상단부가 삽입되도록 제1장공 이 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 지지하는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈
6. 제 2항에 있어서,

   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 상측으로 중공사막 군의 하단부가 삽입되도록 제2장공이 형성되고, 상기 제2공간부의 상부에 고정부재가 충진되어 상기 중공사막 군의 하단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,

   상기 제1ㆍ제2장공은,

   상기 중공사막 군의 상ㆍ하단면의 형상 및 크기와 동일한 형상 및 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 침지형 중공사막 여과모듈.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1지지체, 제2지지체, 중공사막군으로 구성된 침지형 중공사막 여과모듈에 있어서,

    상기 제1지지체의 측면에는 중공사막 군을 통과하여 여과 토출된 여과수가 배출되도록 펌프와 연결된 제1배출구가 형성되고, 상기 제1배출구는 상기 제1지지체 내부의 분배배관과 높이에서 약간의 차이를 둔 상태로 일자 형태로 연결되어, 제1배출구의 중공 중 일부가 상기 분배배관의 중공 중 일부와 연결되고, 제1배출구의 중공 중 나머지 일부는 제1지지체가 형성하는 집수공간과 직접 연통되어 있고,

    상기 제2지지체의 측면에는 중공사막 군을 통과하여 여과 토출된 여과수가 배출되도록 펌프와 연결된 제2배출구가 형성되고, 상기 제2배출구는 상기 제2지지체 내부의 분배배관과 높이에서 약간의 차이를 둔 상태로 일자 형태로 연결되어, 제2배출구의 중공 중 일부가 상기 분배배관의 중공 중 일부와 연결되고, 제2배출구의 중공 중 나머지 일부는 제2지지체가 형성하는 집수공간과 직접 연통되어 있는 것을 특징으로 하는

    침지형 중공사막 여과모듈.
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