KR101252194B1 - Hollow fiber composite membrane for water treatment and manufacturing method thereof - Google Patents

Hollow fiber composite membrane for water treatment and manufacturing method thereof Download PDF

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KR101252194B1 KR1020120112473A KR20120112473A KR101252194B1 KR 101252194 B1 KR101252194 B1 KR 101252194B1 KR 1020120112473 A KR1020120112473 A KR 1020120112473A KR 20120112473 A KR20120112473 A KR 20120112473A KR 101252194 B1 KR101252194 B1 KR 101252194B1
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고병현
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Abstract

PURPOSE: A composite hollow fiber membrane for water treatment and a manufacturing method thereof are provided to filter minute particles including natural organism, nitrate nitrogen, heavy metal or pathogen having certain ionic properties through a cationic or anionic polyelectrolyte material coated on the surface of the hollow fiber, and easily and economically coat the polyelectrolyte material on the surface of the hollow fiber. CONSTITUTION: A composite hollow fiber membrane for water treatment includes a hollow fiber membrane(20) and polyelectrolyte material. The hollow fiber has a pore of which the inner diameter is 0.5 to 0.8mm, and the outer diameter is 10 to 50mm. The polyelectrolyte material is coated on the surface of the hollow fiber membrane at a thickness of 1 to 20 micrometers. The polyelectrolyte material is formed with PDMA-ECH-EDA(poly(dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine). The molecular weight of the PDMA-ECH-EDA is 75,000 to 250,000 Da. A manufacturing method of the composite hollow fiber membrane includes: a step of manufacturing the hollow fiber membrane; a coating step of maintaining the temperature of a polyelectrolyte material solution in which one polyelectrolyte material of PAA(poly acrylic acid) or PDMA-ECH-EDA into 20 to 30>=, and immersing the hollow fiber membrane in the polyelectrolyte material solution for 20 to 28 hours; and a step of drying the coated hollow fiber membrane for 20 to 28 hours at a temperature of 20 to 30>=. [Reference numerals] (AA,BB) Hollow;

Description

수처리용 복합 중공사막 및 이의 제조방법{Hollow fiber composite membrane for water treatment and manufacturing method thereof}Hollow fiber composite membrane for water treatment and manufacturing method

본 발명은 슬러지 또는 협잡물을 포함하는 유체가 담겨진 유체조에 직접 침적하여 슬러지 또는 협잡물 등의 고형물과 유체를 분리하는 침지형 수처리용 복합 중공사막 모듈 또는 가압형 수처리용 복합 중공사막 모듈의 중공사막에 관한 것으로서, 보다 상세하면, 슬러지 또는 협잡물을 포함하는 유체에서 고형물을 걸러내고 유체만을 흡입하는 중공사막과, 상기 중공사막의 표면에 일정의 두께를 가지며 코팅되는 고분자 전해질 물질을 포함하여 구성되는 수처리용 복합 중공사막에 관한 것이고, 상기 중공사막을 제조하기 위한 중공사막의 제조방법에 관한 분야이다.
The present invention relates to a hollow fiber membrane of an immersion-type composite hollow fiber membrane module for immersion type water treatment or a composite hollow fiber membrane module for pressurized water treatment by directly depositing in a fluid tank containing fluid containing sludge or contaminants to separate fluid and solids such as sludge or contaminants. In more detail, the hollow fiber membrane for filtering solids from the fluid containing sludge or contaminants and sucking only the fluid, and the composite hollow for water treatment comprising a polymer electrolyte material coated with a predetermined thickness on the surface of the hollow fiber membrane The present invention relates to a desert, and to a method for producing a hollow fiber membrane for producing the hollow fiber membrane.

최근의 분리막을 이용한 수처리 여과 모듈 공정에서 해결되어야 할 가장 큰 문제는 분리막 오염에 따른 투과율의 감소 또는 유체에 포함된 일정의 이온성을 갖는 자연산 유기물, 질산성 질소, 중금속 또는 병원균을 포함한 미세 입자들의 미여과에 따른 여과능력이다. The biggest problem to be solved in the recent water treatment filtration module process using the membrane is the reduction of permeability due to the membrane contamination or the fine particles of natural organic matter, nitrate nitrogen, heavy metals or pathogens with a certain ionic nature contained in the fluid Filtration capacity due to no filtration.

또한 상기와 같은 분리막 오염 문제를 해결하기 위해 여러 가지 형태의 분리막 모듈이 개발되었고, 거시적으로 십자흐름 방식이나 데드엔드 방식 등 여러 가지 수처리 여과 모듈이 개발되었다.In addition, various types of membrane modules have been developed to solve the membrane contamination problem as described above, and various water treatment filtration modules such as a cross flow method or a dead end method have been developed.

구체적으로, 침지형 수처리용 중공사막 모듈을 이용하는 방법은 수처리용 중공사막 모듈을 처리하고자 하는 유체조에 직접 침지시키고, 중공사 분리막(중공사막)에 진공을 가하여 유체가 중공사막 내부로 투과하게 하여 분리하는 것이다. 이 방법은 분리막 모듈의 제조원가를 낮출 수 있고 기존의 분리공정에 필요한 유체의 순환을 위한 설비가 필요 없어 시설비나 운전비의 절감을 가져올 수 있는 장점이 있다.Specifically, the method using the immersion-type hollow fiber membrane module for water treatment is to immerse the hollow fiber membrane module for water treatment directly in the fluid tank to be treated, and to apply the vacuum to the hollow fiber membrane (hollow fiber membrane) to separate the fluid through the hollow fiber membrane. will be. This method can reduce the manufacturing cost of the membrane module, there is an advantage that can reduce the facility cost or operating cost because no equipment for the circulation of the fluid required for the existing separation process.

상기와 연관하여, 최근의 대표적인 침지형 수처리용 중공사막 모듈은 중공사막의 중공이 형성된 멤브레인의 양 끝단을 에폭시 등의 접착제를 이용하여 두 개의 모듈헤드에 각각 고정시키고, 두 개의 모듈헤드에서 슬러지 또는 협잡물이 제거된 유체를 집수할 수 있도록 구성되었다. 하지만 상기 종래기술은 하부에서 상부로 이동하는 공기방울에 의하여 슬러지 또는 협잡물이 상부 모듈헤드에 인접된 중공사막에 집중적으로 부착되는 문제점이 발생하였다.In connection with the above, the recent representative immersion type hollow fiber membrane module for water treatment is fixed to the two module heads respectively by using an adhesive such as epoxy to both ends of the hollow fiber membrane of the hollow fiber membrane, sludge or contaminants in the two module heads It was configured to collect the removed fluid. However, the prior art has a problem that the sludge or contaminants are concentrated on the hollow fiber membrane adjacent to the upper module head by the air bubbles moving from the bottom to the top.

또 다른 형태의 침지형 수처리용 중공사막 모듈은 하나의 중공사막을 U자형으로 접어 양 끝단을 하나의 모듈헤드에 고정시킨 형태로 구성되었다. 하지만 상기 종래기술은 U자형 중공사막 사이에 조대 협잡물(예, 머리카락, 나뭇잎, 섬유, 비닐류 등) 또는 침적된 슬러지 다량이 접착되는 문제가 발생하였고, 오염방지를 위해 하부에서 분사되는 공기방울의 부력에 의해 중공사막을 접착하고 있는 모듈헤드 상부에 집중적으로 협잡물이 쌓이는 문제점이 있었다.Another type of immersion type hollow fiber membrane module for water treatment was configured by folding one hollow fiber membrane into a U shape and fixing both ends to one module head. However, the prior art has a problem that a large amount of coarse contaminants (eg, hair, leaves, fibers, vinyl, etc.) or deposited sludge is bonded between the U-shaped hollow fiber membrane, buoyancy of air bubbles sprayed from the bottom to prevent contamination There was a problem in that the condensate accumulates intensively on the module head to which the hollow fiber membrane is bonded.

상기 협잡물은 모듈헤드에 에폭시 등의 접착제로 부착된 중공사막의 장력을 키워 중공사막의 끊어짐(단사)이 발생되거나, 중공사막의 분리 기능을 완전히 상실되거나, 미처리 유체 내에서 중공사막의 움직임이 저하되어 공기세정에 의한 오염방지 효과가 급격히 저하되는 문제점이 있다.The contaminants increase the tension of the hollow fiber membrane attached to the module head with an adhesive such as epoxy, causing breakage (single yarn) of the hollow fiber membrane, completely losing the separation function of the hollow fiber membrane, or deteriorating the movement of the hollow fiber membrane in the untreated fluid. There is a problem that the pollution prevention effect by the air cleaning is sharply lowered.

아울러 가압형 수처리용 중공사막 모듈은 도 2와 같이, 중공사막 모듈의 하우징(30) 내부에 중공사막이 내재되고, 하우징(30)의 일측에 구비되는 인입구(31)를 통하여 유체를 가압하여 하우징(30)의 내부로 투입하고, 가압된 유체는 하우징(30)의 타측에 구비된 배출구(32)를 통하여 슬러지 또는 협잡물 등의 고형물이 여과된 상태로 배출되도록 구성되었다.
In addition, the hollow fiber membrane module for pressurized water treatment has a hollow fiber membrane embedded in the housing 30 of the hollow fiber membrane module, and pressurizes a fluid through an inlet 31 provided at one side of the housing 30 to press down the housing. Injected into the inside of the 30, the pressurized fluid is configured to discharge the solids such as sludge or contaminants in a filtered state through the outlet 32 provided on the other side of the housing (30).

또한 국내등록특허 제10-0732436호는 수처리용 막 필터에 관한 것으로서, 투과액 출구가 달린 투과액 집수실을 구비한 헤드 부재 및 투과액 집수실 쪽으로 개방된 단부에 의해 헤드 부재 내에 집어 넣어지고 그 타단부에서 폐쇄된 모세관 막으로 이루어진 하나 이상의 섬유 다발을 포함하는 수처리용 막 필터를 제시하였으나, 분리막에 해당하는 모세관 막에 대한 슬러지 또는 협잡물의 침적 문제를 해결하지 못하였고, 유체 내에 포함된 슬러지 또는 협잡물 이외의 이온성을 갖는 자연산 유기물, 질산성 질소, 중금속 및 병원균 등을 포함한 미세 입자를 제거하기에는 어려운 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
In addition, Korean Patent No. 10-0732436 relates to a membrane filter for water treatment, which is inserted into the head member by a head member having a permeate collection chamber with a permeate outlet and an end opened toward the permeate collection chamber. A membrane filter for water treatment comprising at least one fiber bundle consisting of a closed capillary membrane at the other end has been proposed, but it has not solved the problem of depositing sludge or contaminants on the capillary membrane corresponding to the separator, and the sludge contained in the fluid or It is difficult to remove fine particles including natural organic matter, nitrate nitrogen, heavy metals, pathogens, etc. having ionicity other than contaminants, and the situation requires continuous research and development to solve them.

본 발명은 수처리용 중공사막 및 제조방법의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 중공사막은 단순히 슬러지 또는 협잡물보다 작은 크기를 갖는 중공사막의 미세한 구멍을 통하여, 중공사막의 외부에 위치된 유체에서 슬러지 또는 협잡물을 분리해내고, 유체만을 중공사막의 중공 내부로 유입받을 수 있도록 구성되어, 일반적으로 슬러지 또는 협잡물보다 작은 크기를 갖는 자연산 유기물, 질산성 질소, 중금속 또는 병원균을 포함한 미세 입자들은 걸러내지 못하는 문제가 발생하였고,The present invention has been made to improve the problems according to the prior art of the water treatment hollow fiber membrane and the manufacturing method, the conventional hollow fiber membrane is simply outside the hollow fiber membrane through the fine holes of the hollow fiber membrane having a size smaller than the sludge or contaminants It is designed to separate sludge or contaminants from the positioned fluid and to allow only fluid to flow into the hollow interior of the hollow fiber membranes, so that microorganisms, such as natural organic matter, nitrate nitrogen, heavy metals or pathogens, generally have a smaller size than sludge or contaminants. The particles could not be filtered out,

상기 자연산 유기물, 질산성 질소, 중금속 또는 병원균을 포함한 미세 입자들의 침적에 의하여, 중공사막의 미세한 여과 구멍이 쉽게 막혀 중공사막의 세정주기가 짧아지는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
Due to the deposition of the fine particles including the natural organic matter, nitrate nitrogen, heavy metals or pathogens, the fine filtration hole of the hollow fiber membrane is easily clogged, so that the cleaning cycle of the hollow fiber membrane is shortened, thereby providing a solution for this. It is for the purpose.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,The present invention is to realize the desired object as described above,

0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 중공사막과; 상기 중공사막의 표면에 1~20㎛의 두께로 코팅되는 고분자 전해질 물질;을 포함하여 구성되고, 상기 고분자 전해질 물질은 PAA(poly acrylic acid) 또는 PDMA-ECH-EDA(poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) 중, 어느 하나의 것으로 구성되는 수처리용 복합 중공사막을 제시하고;A hollow fiber membrane having an inner diameter of 0.5 to 0.8 mm, an outer diameter of 1.8 to 2.0 mm, and a pore of 10 to 50 nm; And a polymer electrolyte material coated on the surface of the hollow fiber membrane with a thickness of 1 to 20 μm. The polymer electrolyte material may include poly acrylic acid (PAA) or PDMA-ECH-EDA (poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin). a composite hollow fiber membrane for water treatment composed of any one of -co-ethylenediamine);

0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 중공사막을 제조하는 중공사막 준비단계와; PAA(poly acrylic acid) 또는 PDMA-ECH-EDA(poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) 중, 어느 하나의 고분자 전해질 물질이 일정의 농도로 용해된 고분자 전해질 물질용액을 20~30℃의 온도를 유지시키고, 상기 중공사막 준비공정으로 준비된 중공사막을 고분자 전해질 물질용액에 20~28시간 동안 침지시키는 코팅단계와; 상기 코팅단계처리된 중공사막을 20~30℃의 온도로 20~28시간 동안 건조시키는 건조단계;를 포함하여 구성되는 수처리용 복합 중공사막 제조방법을 제시한다.
A hollow fiber membrane preparation step of manufacturing a hollow fiber membrane having an inner diameter of 0.5 to 0.8 mm, an outer diameter of 1.8 to 2.0 mm, and a pore of 10 to 50 nm; The polymer electrolyte material solution in which any one of the polyelectrolyte materials is dissolved at a predetermined concentration, either polyacrylic acid (PAA) or PDMA-ECH-EDA (poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) Maintaining a temperature and immersing the hollow fiber membrane prepared by the hollow fiber membrane preparation process in a polymer electrolyte material solution for 20 to 28 hours; and the hollow fiber membrane treated with the coating step at a temperature of 20 to 30 ° C. for 20 to 28 hours. It proposes a method for producing a composite hollow fiber membrane for water treatment comprising a; drying step to dry during.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 수처리용 복합 중공사막은 중공사막의 표면에 코팅된 양이온성 또는 음이온성 고분자 전해질 물질을 통하여, 일정의 이온성을 갖는 자연산 유기물, 질산성 질소, 중금속 또는 병원균을 포함한 미세 입자들을 전기적인 인력으로 중공사막의 표면에 결합되어 걸러지게 하는 효과를 발휘하거나, 전기적인 반발력으로 중공사막에 근접되지 못하게 하게 하여, 걸러지게 하거나 중공사막의 미세한 여과 구멍이 막히지 않도록 하는 효과를 얻을 수 있고,The composite hollow fiber membrane for water treatment according to the present invention as described above includes a natural organic substance having a certain ionic nature, nitrate nitrogen, heavy metal or pathogens through a cationic or anionic polymer electrolyte material coated on the surface of the hollow fiber membrane. It has the effect of binding the fine particles to the surface of the hollow fiber membrane by the electric attraction force, or by being close to the hollow fiber membrane by the electric repulsive force, so as to filter out or block the fine filtration hole of the hollow fiber membrane. You can get it,

본 발명에 의한 수처리용 복합 중공사막 제조방법은 중공사막의 표면에 양이온성 또는 음이온성 고분자 전해질 물질을 용이하고, 경제적으로 코팅시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
The composite hollow fiber membrane manufacturing method for water treatment according to the present invention can obtain the effect of easily and economically coating a cationic or anionic polymer electrolyte material on the surface of the hollow fiber membrane.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 침지형 수처리용 복합 중공사막이 장착된 모듈헤드를 나타내는 부분사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 가압형 수처리용 복합 중공사막이 장착된 모듈헤드를 나타내는 부분사시도.
도 3의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수처리용 복합 중공사막을 나타내는 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수처리용 복합 중공사막을 나타내는 단면도(PDMA-ECH-EDA로 중공사막을 코팅한 경우).
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수처리용 복합 중공사막을 나타내는 단면도(PAA로 중공사막을 코팅한 경우).
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 수처리용 복합 중공사막과 종래기술에 의한 수처리용 중공사막을 이용한 시험결과를 나타내는 그래프.1 is a partial perspective view showing a module head equipped with a composite hollow fiber membrane for immersion type water treatment according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a partial perspective view showing a module head equipped with a composite hollow fiber membrane for pressurized water treatment according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 (a) to (b) is a partial cross-sectional view showing a composite hollow fiber membrane for water treatment according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a composite hollow fiber membrane for water treatment according to a preferred embodiment of the present invention (when the hollow fiber membrane is coated with PDMA-ECH-EDA).
5 is a cross-sectional view showing a composite hollow fiber membrane for water treatment according to a preferred embodiment of the present invention (when the hollow fiber membrane is coated with PAA).
6 is a graph showing test results using a composite hollow fiber membrane for water treatment according to a preferred embodiment of the present invention and a hollow fiber membrane for water treatment according to the prior art.

본 발명은 슬러지 또는 협잡물을 포함하는 유체가 담겨진 유체조에 직접 침적하여 슬러지 또는 협잡물 등의 고형물과 유체를 분리하는 침지형 수처리용 복합 중공사막 모듈 또는 가압형 수처리용 복합 중공사막 모듈의 중공사막 및 중공사막의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a hollow fiber membrane and hollow fiber membrane of an immersion-type composite hollow fiber membrane module for immersion type water treatment or a composite hollow fiber membrane module for pressurized water treatment, which directly deposits in a fluid tank containing fluid containing sludge or contaminants to separate fluids from sludge or contaminants. It relates to a manufacturing method of.

이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 6을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6 illustrating embodiments of the present invention.

[[ 수처리용For water treatment 복합 중공사막] Composite hollow fiber membrane]

본 발명에 의한 수처리용 복합 중공사막은 0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 중공사막(20)과; 상기 중공사막(20)의 표면에 1~20㎛의 두께로 코팅되는 고분자 전해질 물질;을 포함하여 구성되고, 상기 고분자 전해질 물질은 PAA(poly acrylic acid) 또는 PDMA-ECH-EDA(poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) 중, 어느 하나의 것으로 구성된다.The composite hollow fiber membrane for water treatment according to the present invention includes a hollow fiber membrane 20 having an inner diameter of 0.5 to 0.8 mm, an outer diameter of 1.8 to 2.0 mm, and a pore of 10 to 50 nm; And a polymer electrolyte material coated on the surface of the hollow fiber membrane 20 to a thickness of 1 to 20 μm. The polymer electrolyte material may include poly acrylic acid (PAA) or PDMA-ECH-EDA (poly (dimethylamine-). co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine).

구체적으로, 중공사막(20)은 0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 구성으로서, 타측 말단은 폐쇄되고, 일측 말단은 열린 상태를 갖는 구성으로서, 일반적인 정밀여과급(MF, Micro filtration) 또는 한외여과급(UF, Ultra filtration)의 중공사막(20)이 이용된다. 이때, 중공사막(20)의 내경에 해당하는 내부에는 유체가 흐를 수 있는 중공이 길이방향으로 구비되고, 일측에서 타측까지의 길이는 당업자의 판단에 따라 적절하게 설정가능하다.Specifically, the hollow fiber membrane 20 is a configuration having an inner diameter of 0.5 ~ 0.8mm, an outer diameter of 1.8 ~ 2.0mm and pores of 10 ~ 50nm, the other end is closed, one end is an open state, A general microfiltration (MF, Micro filtration) or ultrafiltration (UF, Ultra filtration) hollow fiber membrane 20 is used. At this time, a hollow through which the fluid can flow is provided in the longitudinal direction inside the hollow fiber membrane 20, and the length from one side to the other side can be appropriately set according to the judgment of those skilled in the art.

또한 본 발명에 의한 중공사막(20)이 도 1과 같이 침지형의 것으로 구성되는 경우에는, 중공사막(20)의 일측은 중공으로 흡입된 유체를 중공사막(20)의 밖으로 내보낼 수 있도록 열린 상태를 갖고, 도 1과 같이, 일반적인 모듈헤드(10)와 클램핑(체결)되며, 타측은 접착제, 열처리 또는 기타 고분자를 이용하여 폐쇄되는 마감처리가 된다. 이때, 마감된 부분은 압력, 온도, 또는 물리적으로 안정해야 한다.In addition, when the hollow fiber membrane 20 according to the present invention is configured to be immersed as shown in Fig. 1, one side of the hollow fiber membrane 20 is in an open state so that the fluid sucked into the hollow can be discharged out of the hollow fiber membrane 20. 1, it is clamped (fastened) with a general module head 10, and the other side is closed by using an adhesive, heat treatment, or other polymer. At this point, the finished part must be pressure, temperature, or physically stable.

상기와 연관하여, 본 발명에 의한 중공사막(20)이 도 2와 같이 가압형으로 구성되는 경우에는, 중공사막(20)은 중공사막 모듈의 하우징(30) 내부에 복수 개의 주름을 형성하는 형태로 구비되어 유체에 대한 여과면적을 넓게 확보할 수 있도록 구성되고, 하우징(30)의 인입구(31)에서 배출구(32) 방향으로 일정의 길이를 형성하며 구성된다.In connection with the above, when the hollow fiber membrane 20 according to the present invention is configured to be pressurized as shown in Figure 2, the hollow fiber membrane 20 forms a plurality of wrinkles in the housing 30 of the hollow fiber membrane module It is provided to be configured to ensure a wide filtration area for the fluid, it is configured to form a predetermined length in the inlet port 31 in the inlet 31 of the housing 30.

이하, 본 발명에 의한 중공사막(20)은 침지형 수처리 중공사막 모듈 또는 가압형 수처리 중공사막 모듈에 구성되는 중공사막(20) 모두로 이용가능하고, 이하, 침지형 수처리 중공사막 모듈에 이용되는 중공사막(20)을 중심으로 설명하겠다.
Hereinafter, the hollow fiber membrane 20 according to the present invention can be used as both the hollow fiber membrane 20 constituted in the immersion water treatment hollow fiber membrane module or the pressurized water treatment hollow fiber membrane module, hereinafter, the hollow fiber membrane used in the immersion water treatment hollow fiber membrane module I will explain with reference to (20).

아울러 고분자 전해질 물질은 상기 중공사막(20)의 표면에 1~20㎛의 두께로 코팅되는 구성으로서, 입자의 크기가 비교적 큰 슬러지 또는 협잡물과 입자의 크기가 비교적 작고 일정의 이온성을 갖는 자연산 유기물, 질산성 질소, 중금속 또는 병원균을 포함한 미세 입자들을 포함하는 유체가 담겨진 유체조에서 유체만을 여과하여 중공사막(20)의 중공으로 흡입시키기 위한 구성이다.In addition, the polymer electrolyte material is coated on the surface of the hollow fiber membrane 20 with a thickness of 1 ~ 20㎛, sludge or contaminants having a relatively large particle size and a natural organic material having a relatively small ionic particle size In the fluid tank containing the fluid containing the fine particles, including nitrate nitrogen, heavy metals or pathogens, only the fluid is filtered and sucked into the hollow of the hollow fiber membrane (20).

즉, 일반적인 정밀여과급(MF, Micro filtration) 또는 한외여과급(UF, Ultra filtration)의 중공사막(20)은 여과 구멍(21)의 크기가 유체 내에 포함된 이온성을 갖는 미세한 입자들의 크기보다 크기 때문에 입자의 크기가 비교적 큰 슬러지 또는 협잡물과 같은 물질들만을 여과할 수 있고, 중공사막(20)을 통하여 여과하지 못한 이온성을 갖는 미세한 입자들은 중공사막(20)을 이용한 여과 공정 이후에 처리되는 역삼투압처리장치를 이용한 처리공정에서 처리되는 실정이었다.That is, the hollow fiber membrane 20 of general microfiltration (MF) or ultrafiltration (UF) has a size larger than that of the fine particles having ionicity contained in the fluid. Due to its size, only particles such as sludge or contaminants having a relatively large particle size can be filtered, and fine particles having ionicity not filtered through the hollow fiber membrane 20 are treated after the filtration process using the hollow fiber membrane 20. It was a situation that is treated in the treatment process using a reverse osmosis treatment apparatus.

하지만 본 발명에 의한 고분자 전해질 물질은 도 3의 (a) 또는 (b)와 같이, 중공사막(20)의 표면에 코팅되어 일정의 이온성을 발휘하게 되어, 이온성을 갖는 유체에 포함된 미세한 입자들을 중공사막(20)에서 멀리 떨어지게 밀어내거나, 흡착하여 미세한 입자들이 중공사막(20)의 여과 구멍(21)을 통하여 중공으로 흡입되는 것을 방지할 수 있는 효과를 발휘한다.However, the polymer electrolyte material according to the present invention is coated on the surface of the hollow fiber membrane 20, as shown in (a) or (b) of FIG. 3 to exhibit a certain ionicity, the fine contained in the ionic fluid The particles can be pushed away from the hollow fiber membrane 20 or adsorbed to prevent the fine particles from being sucked into the hollow through the filtration hole 21 of the hollow fiber membrane 20.

구체적으로, 중공사막(20)의 표면에 음이온성을 갖는 고분자 전해질 물질이 코팅된 경우에는, 유체 내에 포함된 음이온성의 미세한 입자들을 정전기적 반발력을 중공사막(20)의 반대방향으로 밀어내어 음이온성 미세한 입자들이 중공사막(20)의 여과 구멍(21)을 통과하지 못하게 하게 하고, 양이온성의 미세한 입자들은 정전기적 인력으로 중공사막(20)의 표면에 붙게 하여 양이온성 미세한 입자들이 중공사막(20)의 여과 구멍(21)을 통과하지 못하게 하는 효과를 실현한다.Specifically, when the polymer electrolyte material having an anion is coated on the surface of the hollow fiber membrane 20, the anionic fine particles contained in the fluid are pushed out in an opposite direction to the hollow fiber membrane 20 by electrostatic repulsive force. The fine particles are not allowed to pass through the filtration hole 21 of the hollow fiber membrane 20, and the cationic fine particles are adhered to the surface of the hollow fiber membrane 20 by electrostatic attraction so that the cationic fine particles are hollow fiber membrane 20. The effect of preventing the filtration hole 21 from passing through is realized.

중공사막(20)의 표면에 양이온성을 갖는 고분자 전해질 물질이 코팅된 경우에는, 상기와 반대의 작용이 발휘되어, 양이온성의 미세한 입자들은 정전기적 반발력에 의하여 중공사막(20)의 반대방향으로 밀려나가고, 음이온성 미세한 입자들은 정전기적 인력에 의하여 중공사막(20)의 표면에 붙어 있도록 하여, 이온성의 미세한 입자들이 중공사막(20)의 여과 구멍(21)을 통과하지 못하도록 하는 효과를 실현할 수 있다.When the surface of the hollow fiber membrane 20 is coated with a cationic polymer electrolyte material, the opposite action is exerted, and the cationic fine particles are pushed in the opposite direction of the hollow fiber membrane 20 by electrostatic repulsive force. The anionic fine particles may be attached to the surface of the hollow fiber membrane 20 by electrostatic attraction, thereby preventing the ionic fine particles from passing through the filtration hole 21 of the hollow fiber membrane 20. .

이때, 당업자는 유체조 내에 수용된 유체 내의 이온성을 갖는 자연산 유기물, 질산성 질소, 중금속 또는 병원균 등을 포함한 미세 입자들이 양이온성을 더욱 크게 갖는다고 판단되면, 음이온성을 갖는 고분자 전해질 물질이 코팅된 중공사막(20)을 이용하여, 양이온성 미세 입자들이 직접 고분자 전해질 물질에 흡착되어 우수한 양이온성 미세 입자들의 제거능력을 실현할 수도 있고; 양이온성을 갖는 고분자 전해질 물질이 코팅된 중공사막(20)을 이용하여, 입자의 양이 많은 양이온성 미세 입자들을 중공사막(20)으로부터 정전기적 반발력으로 떨어뜨리고, 입자의 양이 양이온성 미세 입자들보다 적은 음이온성 미세 입자들을 중공사막(20)의 표면에 흡착되도록 유도하여, 중공사막(20)에 대한 미세 입자들의 흡착으로 인한 잦은 세정주기가 짧아지는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
At this time, if one of ordinary skill in the art determines that the fine particles including ionic organic matter, nitrate nitrogen, heavy metal or pathogen having ionicity in the fluid contained in the fluid tank have more cationicity, the polymer electrolyte material having an anion is coated. By using the hollow fiber membrane 20, the cationic fine particles may be adsorbed directly to the polymer electrolyte material to realize excellent removal of the cationic fine particles; By using the hollow fiber membrane 20 coated with a cationic polymer electrolyte material, a large amount of cationic fine particles are dropped from the hollow fiber membrane 20 with electrostatic repulsive force, and the amount of the particles is cationic fine particles. By inducing less than the anionic fine particles to the surface of the hollow fiber membrane 20, it is possible to prevent the frequent cleaning cycle due to the adsorption of the fine particles to the hollow fiber membrane 20 can be shortened. .

또한 고분자 전해질 물질은 중공사막(20)의 표면에 견고하게 코팅되고, 일정의 이온성을 지속적으로 발휘할 수 있는 물질이면 어떠한 것을 이용하여도 무방하나, 본 발명에 있어서는 PAA(poly acrylic acid) 또는 PDMA-ECH-EDA(poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) 중, 어느 하나의 것을 이용하는 것이 바람직하다.In addition, the polymer electrolyte material may be used as long as it is a material that is firmly coated on the surface of the hollow fiber membrane 20 and is capable of continuously exerting a constant ionicity, but in the present invention, PAA (poly acrylic acid) or PDMA It is preferable to use any one of -ECH-EDA (poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine).

즉, 상기 PAA는 음이온성을 갖는 고분자 전해질 물질로서, 평균분자량이 15,000~250,000 Da인 것을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 이때, PAA는 고분자 아크릴 산으로서 중공사막(20)의 표면에 대한 코팅력이 우수한 효과를 가지고 있다.That is, the PAA is an anionic polymer electrolyte material, it is more preferable to use an average molecular weight of 15,000 ~ 250,000 Da. At this time, PAA is a polymer acrylic acid has an excellent coating power on the surface of the hollow fiber membrane (20).

또한 PAA의 평균분자량이 15,000 Da 미만이면 PAA의 분자량이 지나치게 가벼워 중공사막(20)에 대한 코팅력이 다소 미흡해지는 문제가 발생하고, 250,000 Da를 초과하면 중공사막(20)에 대한 코팅력은 우수해지나, 중공사막(20)의 표면에 PAA를 코팅하기 위한 작업의 공정이 어려워지는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 평균분자량을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.In addition, when the average molecular weight of PAA is less than 15,000 Da, the molecular weight of PAA is too light, so that the coating power on the hollow fiber membrane 20 is somewhat insufficient. When the average molecular weight of PAA exceeds 250,000 Da, the coating strength on the hollow fiber membrane 20 is excellent. Termination or the problem that the process of the operation | work for coating PAA on the surface of the hollow fiber membrane 20 becomes difficult arises, It is preferable to use what has an average molecular weight in the said range.

상기와 연관하여, 본 발명의 PAA는 일정의 점도 확보를 위하여, sodium salt solution에 용해된 것을 이용할 수도 있다.
In connection with the above, the PAA of the present invention may be dissolved in a sodium salt solution in order to ensure a constant viscosity.

아울러 상기 PDMA-ECH-EDA는 양이온성을 갖는 고분자 전해질 물질로서, 평균분자량이 75,000~250,000 Da인 것을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 이때, PDMA-ECH-EDA는 중공사막(20)의 표면에 대한 코팅력이 우수한 효과를 가지고 있다.In addition, the PDMA-ECH-EDA is a cationic polymer electrolyte material, it is more preferable to use an average molecular weight of 75,000 ~ 250,000 Da. At this time, PDMA-ECH-EDA has an excellent coating power on the surface of the hollow fiber membrane (20).

또한 PDMA-ECH-EDA의 분자량이 75,000 Da미만이면 PDMA-ECH-EDA의 분자량이 지나치게 가벼워 중공사막(20)에 대한 코팅력이 다소 미흡해지는 문제가 발생하고, 250,000 Da를 초과하면 중공사막(20)에 대한 코팅력은 우수해지나, 중공사막(20)의 표면에 PDMA-ECH-EDA를 코팅하기 위한 작업의 공정이 어려워지는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 평균분자량을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
In addition, if the molecular weight of the PDMA-ECH-EDA is less than 75,000 Da, the molecular weight of the PDMA-ECH-EDA is too light, the coating power to the hollow fiber membrane 20 is slightly insufficient, and if the molecular weight of the PDMA-ECH-EDA exceeds 250,000 Da, the hollow fiber membrane (20 ), The coating power is excellent, but the process of the operation for coating the PDMA-ECH-EDA on the surface of the hollow fiber membrane 20 becomes difficult, it is preferable to use those having an average molecular weight within the above range. .

아울러 중공사막(20)에 코팅되는 고분자 전해질 물질의 코팅두께는 1~20㎛를 갖는 것이 바람직한데, 이때, 고분자 전해질 물질의 코팅두께가 1㎛ 미만이면 코팅두께가 지나치게 얇아 고분자 전해질 물질에 의한 이온성에 의한 정전기적 반발력 또는 인력의 정도가 미흡해질 수 있는 문제가 발생하고, 코팅두께가 20㎛를 초과하면, 코팅두께가 지나치게 두꺼워 고분자 전해질 물질이 중공사막(20)의 표면에서 쉽게 박리될 수 있는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 코팅두께로 중공사막(20)의 표면에 코팅되는 것이 바람직하다.
In addition, the coating thickness of the polymer electrolyte material coated on the hollow fiber membrane 20 preferably has a thickness of 1 to 20 μm. In this case, when the coating thickness of the polymer electrolyte material is less than 1 μm, the coating thickness is too thin, so that ions due to the polymer electrolyte material The problem that the electrostatic repulsion force or the degree of attraction due to the castle may be insufficient, and if the coating thickness exceeds 20㎛, the coating thickness is too thick so that the polymer electrolyte material can be easily peeled off the surface of the hollow fiber membrane 20 Since a problem occurs, it is preferable to coat the surface of the hollow fiber membrane 20 with a coating thickness within the above range.

[[ 수처리용For water treatment 복합 중공사막의 제조방법] Manufacturing Method of Composite Hollow Fiber Membrane]

본 발명에 의한 수처리용 복합 중공사막의 제조방법은 0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 중공사막(20)을 제조하는 중공사막 준비단계와; 고분자 전해질 물질이 일정의 농도로 용해된 고분자 전해질 물질용액을 20~30℃의 온도를 유지시키고, 상기 중공사막 준비단계로 준비된 중공사막(20)을 고분자 전해질 물질용액에 20~28시간 동안 침지시키는 코팅단계와; 상기 코팅단계처리된 중공사막(20)을 20~30℃의 온도로 20~28시간 동안 건조시키는 건조단계와; 초순수를 이용하여 상기 건조단계 처리된 중공사막(20)이 초순수의 pH와 동일해질 때까지 세척하는 세척단계;를 포함하여 구성된다.The method for producing a composite hollow fiber membrane for water treatment according to the present invention includes a hollow fiber membrane preparation step of manufacturing a hollow fiber membrane 20 having an inner diameter of 0.5 to 0.8 mm, an outer diameter of 1.8 to 2.0 mm, and a pore of 10 to 50 nm; The polymer electrolyte material solution in which the polymer electrolyte material is dissolved at a predetermined concentration is maintained at a temperature of 20 to 30 ° C., and the hollow fiber membrane 20 prepared by the hollow fiber membrane preparation step is immersed in the polymer electrolyte material solution for 20 to 28 hours. A coating step; A drying step of drying the hollow fiber membrane 20 subjected to the coating step at a temperature of 20 to 30 ° C. for 20 to 28 hours; And a washing step of washing the hollow fiber membrane 20 treated with the drying step using ultrapure water until it becomes equal to the pH of the ultrapure water.

구체적으로, 중공사막 준비단계는 0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 중공사막(20)을 제조하는 처리과정으로서, 일반적인 재질을 갖는 정밀여과급(MF, Micro filtration) 또는 한외여과급(UF, Ultra filtration)의 중공사막(20)을 준비하는 과정이다.Specifically, the hollow fiber membrane preparation step is a process for producing a hollow fiber membrane 20 having an inner diameter of 0.5 ~ 0.8mm, an outer diameter of 1.8 ~ 2.0mm and pores of 10 ~ 50nm, precision filtration class having a general material ( It is a process of preparing the hollow fiber membrane 20 of MF, Micro filtration) or ultrafiltration (UF, Ultra filtration).

이때, 본 발명에 의한 중공사막(20)은 하기의 코팅단계 시에 고분자 전해질 물질용액에 중공사막(20)의 중공 및 표면에 모두 침지되어, 중공사막(20)의 내부면 및 외부면(표면)이 모두 코팅되어도 무방하나, 중공사막(20)의 중공이 고분자 전해질 물질로 코팅되면 중공의 내경이 지나치게 좁아질 수 있는 문제가 발생하므로, 표면만이 코팅되도록 준비되는 것이 바람직하다.At this time, the hollow fiber membrane 20 according to the present invention is immersed in both the hollow and the surface of the hollow fiber membrane 20 in the polymer electrolyte material solution in the following coating step, the inner surface and the outer surface (surface of the hollow fiber membrane 20 ) May be coated, but if the hollow of the hollow fiber membrane 20 is coated with a polymer electrolyte material, the problem may occur that the inner diameter of the hollow is too narrow, so that only the surface is preferably prepared.

즉, 본 발명은 중공사막(20)의 중공(내부)으로 하기의 코팅단계 시에 코팅되는 고분자 전해질 물질용액이 유입되는 것을 방지하여, 중공사막(20)의 외부면인 표면만이 코팅될 수 있도록 중공사막(20)의 양쪽 말단을 접착제, 열처리 또는 기타 고분자를 이용하여 폐쇄하는 마감처리를 하는 것이 바람직하다.
That is, the present invention prevents the polymer electrolyte material solution coated during the following coating step from being hollow (inside) of the hollow fiber membrane 20, so that only the surface that is the outer surface of the hollow fiber membrane 20 may be coated. In order to close both ends of the hollow fiber membrane 20 using an adhesive, heat treatment or other polymer, it is preferable to perform a finishing treatment.

아울러 코팅단계는 고분자 전해질 물질이 일정의 농도로 용해된 고분자 전해질 물질용액을 20~30℃의 온도를 유지시키고, 상기 중공사막 준비단계로 준비된 중공사막(20)을 고분자 전해질 물질용액에 20~28시간 동안 침지시켜, 중공사막(20)의 표면에 고분자 전해질 물질을 코팅시키는 과정이다.In the coating step, the polymer electrolyte material solution in which the polymer electrolyte material is dissolved at a predetermined concentration is maintained at a temperature of 20 to 30 ° C., and the hollow fiber membrane 20 prepared in the hollow fiber membrane preparation step is 20 to 28 in the polymer electrolyte material solution. Immersion for a time, it is a process of coating a polymer electrolyte material on the surface of the hollow fiber membrane (20).

이때, 코팅단계에서 이용되는 고분자 전해질 물질의 종류에 따라 당업자는 고분자 전해질 물질용액의 농도 또는 용매를 다양하게 적용가능하지만, 고분자 전해질 물질이 PAA 또는 PDMA-ECH-EDA로 구성되는 경우에는, 고분자 전해질 물질용액의 용매로는 물을 이용하는 것이 바람직하고, 고분자 전해질 물질이 PAA인 경우에는 0.05~1.0mM의 농도를 갖고, 고분자 전해질 물질이 PDMA-ECH-EDA인 경우에는 0.05~1.0mM의 농도를 갖도록 고분자 전해질 물질용액을 구성하는 것이 바람직하다.At this time, according to the type of the polymer electrolyte material used in the coating step, those skilled in the art can variously apply the concentration or solvent of the polymer electrolyte material solution, but if the polymer electrolyte material is composed of PAA or PDMA-ECH-EDA, the polymer electrolyte It is preferable to use water as the solvent of the material solution, and when the polymer electrolyte material is PAA, the concentration is 0.05 to 1.0 mM, and when the polymer electrolyte material is PDMA-ECH-EDA, the concentration is 0.05 to 1.0 mM. It is preferable to constitute a polymer electrolyte material solution.

구체적으로, 고분자 전해질 물질용액에 포함된 PAA의 농도가 0.05mM 미만이면 PAA의 농도가 지나치게 낮아 PAA가 중공사막(20)의 표면에 바람직한 두께를 가지며 코팅될 수 없는 문제가 발생하고, 1.0mM을 초과한 농도를 가지면 농도가 지나치게 높아 PAA가 중공사막(20)의 표면에 지나치게 두껍게 코팅되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내의 농도를 유지하는 것이 바람직하다.Specifically, when the concentration of PAA contained in the polymer electrolyte material solution is less than 0.05mM, the concentration of PAA is too low so that the PAA has a desired thickness on the surface of the hollow fiber membrane 20 and cannot be coated. If the concentration is excessively high, a problem may occur in that the PAA is coated too thickly on the surface of the hollow fiber membrane 20, so it is preferable to maintain the concentration within the above range.

또한 고분자 전해질 물질용액에 포함된 PDMA-ECH-EDA의 농도 역시, 0.05mM 미만이면, PDMA-ECH-EDA의 농도가 지나치게 낮아 PDMA-ECH-EDA가 중공사막(20)의 표면에 바람직한 두께를 가지며 코팅될 수 없는 문제가 발생하고, 1.0mM을 초과한 농도를 가지면 농도가 지나치게 높아 PDMA-ECH-EDA가 중공사막(20)의 표면에 지나치게 두껍게 코팅되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내의 농도를 유지하는 것이 바람직하다.In addition, when the concentration of PDMA-ECH-EDA contained in the polymer electrolyte material solution is also less than 0.05 mM, the concentration of PDMA-ECH-EDA is too low so that the PDMA-ECH-EDA has a desirable thickness on the surface of the hollow fiber membrane 20. If a problem occurs that cannot be coated, and a concentration of more than 1.0 mM occurs, the concentration may be too high, which may cause a problem that PDMA-ECH-EDA is coated too thickly on the surface of the hollow fiber membrane 20. It is desirable to maintain.

상기와 연관하여, 코팅단계 시의 고분자 전해질 물질용액의 온도가 20℃ 미만이면, PAA 또는 PDMA-ECH-EDA의 활성화 정도가 미흡하여, 코팅단계 처리시간이 28시간을 초과하여 지나치게 길어지는 문제가 발생하고, 30℃를 초과하면, PAA 또는 PDMA-ECH-EDA의 활성화 정도는 우수해지나, PAA 또는 PDMA-ECH-EDA의 분자구조가 변형될 수 있는 문제가 발생하므로, 코팅단계의 처리온도는 20~30℃의 범위 내를 유지하는 것이 바람직하고, 상기 온도 범위 내에서의 바람직한 고분자 전해질 물질용액에 대한 중공사막(20)의 침지시간은 20~28시간을 갖는다.In connection with the above, if the temperature of the polymer electrolyte material solution during the coating step is less than 20 ℃, the degree of activation of PAA or PDMA-ECH-EDA is insufficient, the coating step treatment time is excessively longer than 28 hours When the temperature exceeds 30 ° C., the degree of activation of PAA or PDMA-ECH-EDA becomes excellent, but the problem may occur that the molecular structure of PAA or PDMA-ECH-EDA may be modified. It is preferable to maintain in the range of 20-30 degreeC, and the immersion time of the hollow fiber membrane 20 with respect to the preferable polymer electrolyte material solution in the said temperature range has 20 to 28 hours.

이때, 중공사막(20)의 표면에 코팅되는 고분자 전해질 물질용액은 도 3과 같이, 중공사막(20)의 표면뿐만 아니라 중공사막(20)의 여과 구멍(21)에 해당하는 부분까지 흘러들어가 여과 구멍(21)의 표면도 고분자 전해질 물질로 코팅시킨다.
At this time, the polymer electrolyte material solution coated on the surface of the hollow fiber membrane 20 flows to the portion corresponding to the filtration hole 21 of the hollow fiber membrane 20 as well as the surface of the hollow fiber membrane 20 and filtered. The surface of the hole 21 is also coated with a polymer electrolyte material.

아울러 건조단계는 상기 코팅단계처리된 중공사막(20)을 20~30℃의 온도로 20~28시간 동안 건조시키는 처리과정으로서, 중공사막(20)의 표면에 코팅된 고분자 전해질 물질을 안정적으로 고착시키기 위한 과정이다.In addition, the drying step is a process of drying the coated hollow fiber membrane 20 at a temperature of 20 to 30 ° C. for 20 to 28 hours, and stably fixing the polymer electrolyte material coated on the surface of the hollow fiber membrane 20. It is a process to make it.

이때, 건조단계의 처리온도는 상기 코팅단계처리 시의 온도의 최대한 동일하게 적용시켜주는 것이 바람직하다. 즉, 건조단계 처리시의 온도가 30℃를 초과하면 온도가 지나치게 높아 중공사막(20)의 표면에 코팅된 고분자 전해질 물질이 건조되면서 갈라질 수 있는 문제가 발생하고, 20℃ 미만이면 건조시간이 지나치게 길어지는 문제가 발생하여 생산성이 저하되는 문제가 발생하므로, 20~30℃의 온도를 유지하는 것이 바람직하다. 상기와 연관하여, 상기 온도 범위 내의 건조단계 처리시에는 처리온도와 연관하여 20~28시간 동안의 건조단계 처리시간을 갖도록 구성된다.
At this time, it is preferable to apply the treatment temperature of the drying step to the same temperature as the coating step treatment. That is, if the temperature during the drying step exceeds 30 ℃, the temperature is too high, the polymer electrolyte material coated on the surface of the hollow fiber membrane 20 may dry and crack, and if less than 20 ℃ drying time is excessive Since the problem of lengthening arises and the problem of productivity falling occurs, it is preferable to maintain the temperature of 20-30 degreeC. In connection with the above, the drying step treatment within the temperature range is configured to have a drying step treatment time of 20 to 28 hours in association with the processing temperature.

본 발명은, 본 발명의 중공사막(20)이 상기 중공사막 준비단계에서 양쪽 말단이 폐쇄되도록 구성된 경우에는, 건조단계 이후, 중공사막(20)의 일단의 일정부분을 절단하여, 중공사막(20)의 일단이 열린 상태를 갖도록 구성하는 것이 바람직하다.
The present invention, when the hollow fiber membrane 20 of the present invention is configured to close both ends in the hollow fiber membrane preparation step, after the drying step, by cutting a predetermined portion of one end of the hollow fiber membrane 20, hollow fiber membrane 20 It is preferable to configure so that one end of) has an open state.

또한 본 발명은 건조단계 처리된 중공사막(20) 또는 건조단계 이후 일단이 절단되어 열린 상태를 갖는 중공사막(20)을 초순수를 이용하여 세척하는 세척단계 처리를 더 포함하도록 구성하여, 중공사막(20)의 표면에 코팅된 고분자 전해질 물질의 외부면에 미약하게 고착되어 있을 수 있는 고분자 전해질 물질 입자가 세척될 수 있도록 구성할 수 있다. In another aspect, the present invention is configured to further include a washing step treatment for washing the hollow fiber membrane 20 subjected to the drying step or the hollow fiber membrane 20 having an open state after the drying step using ultrapure water, the hollow fiber membrane ( 20) may be configured to wash the polymer electrolyte material particles that may be weakly adhered to the outer surface of the polymer electrolyte material coated on the surface of.

상기 세척단계는 초순수로서 고분자 전해질 물질의 외부면에 미약하게 고착된 고분자 전해질 물질 입자를 제거하여, 고분자 전해질 물질에 의한 이온성 발휘를 실현할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.The washing step may remove the polymer electrolyte material particles that are weakly fixed to the outer surface of the polymer electrolyte material as ultrapure water, thereby obtaining an effect of realizing ionic performance by the polymer electrolyte material.

이때, 세척단계의 처리방법은 본 발명에 의한 중공사막(20)을 도 3과 같이 모듈헤드(10)와 클랩핑시킨 후, 모듈헤드(10)에 초순수를 주입하여, 초순수가 중공사막(20)의 중공에서 외부 방향(유체조 방향)으로 역행되어 빠져나올 수 있도록 구성하는 것이 바람직하고, 모듈헤드(10)에 주입되는 초순수의 pH와 중공사막(20)의 미세한 여과 구멍(21)으로 역행되어 나온 초순수의 pH가 동일할 때까지 처리하는 것이 바람직하다. 즉, 모듈헤드(10)에 주입되는 초순수의 pH와 중공사막(20)의 여과 구멍(21)으로 역행되어 나온 초순수의 pH가 동일하다는 것은, 중공사막(20)의 표면에 코팅된 고분자 전해질 물질의 외부에 미약하게 고착된 고분자 전해질 물질의 입자가 완전히 제거되어, 고분자 전해질 물질 입자에 의한 초순수의 pH 변화가 없음을 의미한다.
At this time, the treatment method of the washing step is to clap the hollow fiber membrane 20 according to the present invention with the module head 10, as shown in Figure 3, by injecting ultrapure water into the module head 10, ultrapure water hollow fiber membrane 20 It is preferable to be configured so that it can return to the outside direction (fluid tank direction) from the hollow of the hollow, and back to the fine filtration hole 21 of the hollow fiber membrane 20 and the pH of the ultrapure water injected into the module head 10. It is preferable to process until the pH of the ultrapure water which has come out is the same. That is, the pH of the ultrapure water injected into the module head 10 and the pH of the ultrapure water returned to the filtration hole 21 of the hollow fiber membrane 20 are the same, and the polymer electrolyte material coated on the surface of the hollow fiber membrane 20 Particles of the polymer electrolyte material that is weakly fixed to the outside of the completely removed means that there is no pH change of the ultrapure water caused by the particles of the polymer electrolyte material.

다음은 본 발명에 의한 수처리용 복합 중공사막의 제조방법에 의하여 제조된 수처리용 복합 중공사막을 나타내는 실시예이다.
The following is an embodiment showing a composite hollow fiber membrane for water treatment manufactured by the method for producing a composite hollow fiber membrane for water treatment according to the present invention.

1. 0.7mm의 평균 내경, 1.9mm의 평균 외경 및 30nm의 기공을 갖는 복수 개의 중공사막을 준비하고, 양쪽 말단을 접착제를 발라 폐쇄처리한다.1. A plurality of hollow fiber membranes having an average inner diameter of 0.7 mm, an average outer diameter of 1.9 mm and pores of 30 nm are prepared, and both ends are closed by applying an adhesive.

2. 물과 혼합되어 0.7mM의 농도를 갖는 PDMA-ECH-EDA(Aldrich company) 용액 2ℓ를 준비하고, 준비된 PDMA-ECH-EDA 용액에 상기 1 단계의 중공사막을 침지시킨다. 이때, PDMA-ECH-EDA 용액은 25℃의 온도를 유지시키고, 침지 상태를 24시간 동안 유지시켜, 중공사막의 표면에 PDMA-ECH-EDA을 평균 두께 15㎛로 코팅시킨다.2. Prepare 2 L of PDMA-ECH-EDA (Aldrich company) solution having a concentration of 0.7 mM by mixing with water, and immerse the hollow fiber membrane of step 1 in the prepared PDMA-ECH-EDA solution. At this time, the PDMA-ECH-EDA solution is maintained at a temperature of 25 ℃, the immersion state is maintained for 24 hours, to coat the surface of the hollow fiber membrane PDMA-ECH-EDA with an average thickness of 15㎛.

3. 상기 2 단계 처리된 중공사막을 PDMA-ECH-EDA 용액에서 건져내어 25℃의 온도로 24시간 동안 건조시킨다.3. The hollow fiber membrane treated in step 2 is taken out of PDMA-ECH-EDA solution and dried at a temperature of 25 ° C. for 24 hours.

4. 상기 3 단계 처리되어 제조된 중공사막의 타단 일정 길이를 절단함으로써 접착제를 제거하여, 타단이 열린 상태를 갖도록 하고, 일반적인 모듈헤드에 복수 개의 중공사막 타단을 클램핑시킨다.
4. The adhesive is removed by cutting a predetermined length of the other end of the hollow fiber membrane prepared by the above three steps, so that the other end is in an open state, and the other end of the hollow fiber membrane is clamped to the general module head.

1. 0.7mm의 평균 내경, 1.9mm의 평균 외경 및 30nm의 기공을 갖는 복수 개의 중공사막을 준비하고, 양쪽 말단을 접착제를 발라 폐쇄처리한다.1. A plurality of hollow fiber membranes having an average inner diameter of 0.7 mm, an average outer diameter of 1.9 mm and pores of 30 nm are prepared, and both ends are closed by applying an adhesive.

2. 물과 혼합되어 0.7mM의 농도를 갖는 PAA(sodium salt solution, Aldrich company) 용액 2ℓ를 준비하고, 준비된 PAA 용액에 상기 1 단계의 중공사막을 침지시킨다. 이때, PAA 용액은 25℃의 온도를 유지시키고, 침지 상태를 24시간 동안 유지시켜, 중공사막의 표면에 PAA을 평균 두께 15㎛로 코팅시킨다.2. Prepare 2 L of sodium salt solution (PAD) solution having a concentration of 0.7 mM by mixing with water, and immerse the hollow fiber membrane of step 1 in the prepared PAA solution. At this time, the PAA solution is maintained at a temperature of 25 ℃, the immersion state is maintained for 24 hours, the PAA coating the surface of the hollow fiber membrane with an average thickness of 15㎛.

3. 상기 2 단계 처리된 중공사막을 PAA 용액에서 건져내어 25℃의 온도로 24시간 동안 건조시킨다.3. The hollow fiber membrane treated in step 2 is taken out of the PAA solution and dried at a temperature of 25 ° C. for 24 hours.

4. 상기 3 단계 처리되어 제조된 중공사막의 타단 일정 길이를 절단함으로써 접착제를 제거하여, 타단이 열린 상태를 갖도록 하고, 일반적인 모듈헤드에 복수 개의 중공사막 타단을 클램핑시킨다.
4. The adhesive is removed by cutting a predetermined length of the other end of the hollow fiber membrane prepared by the above three steps, so that the other end is in an open state, and the other end of the hollow fiber membrane is clamped to the general module head.

[비교예 1]Comparative Example 1

1. 상기 실시예 1의 1 단계 시에 이용된 고분자 전해질이 코팅되지 않은 중공사막의 일단에 접착제를 처리하여, 중공사막의 일단을 폐쇄시킨 후, 일반적인 모듈헤드에 복수 개의 중공사막 타단을 클램핑시킨다.
1. After treating the adhesive to one end of the hollow fiber membrane which is not coated with the polymer electrolyte used in step 1 of Example 1, one end of the hollow fiber membrane is closed, and the other end of the hollow fiber membrane is clamped to the general module head. .

[시험][exam]

상기 실시예 1 내지 2와 비교예 1에 의하여 제조된 중공사막이 각각 장착된 중공사막 모듈을 질산성 질소(NO3 --N)가 포함된 유체가 수용된 유체조에 각각 수용시킨 후, 중공사막 모듈에 의한 질산성 질소의 제거 정도를 각각 측정ㆍ계산한다.
Example 1-2 and Comparative Example 1, the nitrate nitrogen have the hollow fiber membrane are respectively mounted hollow fiber membrane module prepared by - after the fluid containing the (NO 3 -N), each receiving tank contained fluid, the hollow fiber membrane module The degree of removal of nitrate nitrogen by using is measured and calculated respectively.

[결과][result]

본 발명의 실시예 1 내지 2에 의한 중공사막은 도 5에 도시된 결과그래프와 같이, 운전압력에 따른 차이는 있으나, 고분자 전해질 물질이 중공사막의 표면에 미코팅된 일반적인 중공사막(비교예 1)에 비하여 질산성 질소의 제거율이 매우 우수한 것을 알 수 있고, 음이온성을 갖는 질산성 질소의 제거 효율은 음이온성을 갖는 고분자 전해질 물질이 코팅된 중공사막보다 양이온성을 갖는 고분자 전해질 물질이 코팅된 중공사막을 이용하는 것이 더욱 바람직함을 알 수 있다.
The hollow fiber membranes according to Examples 1 to 2 of the present invention, as shown in the result graph shown in Figure 5, there is a difference depending on the operating pressure, but the general hollow fiber membrane is a polymer electrolyte material uncoated on the surface of the hollow fiber membrane (Comparative Example 1 It can be seen that the removal rate of nitrate nitrogen is very good compared to), and the removal efficiency of nitrate nitrogen having anionicity is higher than that of the hollow fiber membrane coated with anionic polymer electrolyte material. It can be seen that it is more preferable to use a hollow fiber membrane.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
The above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to the above embodiment, the person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains through the above embodiments without departing from the gist of the present invention Can be implemented in a variety of changes.

10 : 모듈헤드
20 : 중공사막
21 : 여과 구멍
30 : 하우징
31 : 인입구
32 : 배출구10: module head
20: hollow fiber membrane
21: filtration hole
30: housing
31: entrance
32: outlet

Claims (6)

0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 중공사막(20)과;
상기 중공사막(20)의 표면에 1~20㎛의 두께로 코팅되는 고분자 전해질 물질;을 포함하여 구성되고,
상기 고분자 전해질 물질은,
PDMA-ECH-EDA(poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수처리용 복합 중공사막.
A hollow fiber membrane 20 having an inner diameter of 0.5 to 0.8 mm, an outer diameter of 1.8 to 2.0 mm, and a pore of 10 to 50 nm;
And a polymer electrolyte material coated on the surface of the hollow fiber membrane 20 to a thickness of 1 to 20 μm.
The polymer electrolyte material,
PDMA-ECH-EDA (poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) comprising a composite hollow fiber membrane for water treatment.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 PDMA-ECH-EDA는,
75,000~250,000 Da의 분자량을 갖는 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 수처리용 복합 중공사막.
The method of claim 1,
The PDMA-ECH-EDA,
Composite hollow fiber membranes for water treatment, characterized by using those having a molecular weight of 75,000 ~ 250,000 Da.
0.5~0.8mm의 내경, 1.8~2.0mm의 외경 및 10~50㎚의 기공을 갖는 중공사막(20)을 제조하는 중공사막 준비단계와;
PAA(poly acrylic acid) 또는 PDMA-ECH-EDA(poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) 중, 어느 하나의 고분자 전해질 물질이 일정의 농도로 용해된 고분자 전해질 물질용액을 20~30℃의 온도를 유지시키고, 상기 중공사막 준비단계로 준비된 중공사막(20)을 고분자 전해질 물질용액에 20~28시간 동안 침지시키는 코팅단계와;
상기 코팅단계처리된 중공사막(20)을 20~30℃의 온도로 20~28시간 동안 건조시키는 건조단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수처리용 복합 중공사막 제조방법.
A hollow fiber membrane preparation step of manufacturing a hollow fiber membrane 20 having an inner diameter of 0.5 to 0.8 mm, an outer diameter of 1.8 to 2.0 mm, and a pore of 10 to 50 nm;
The polymer electrolyte material solution in which any one of the polyelectrolyte materials is dissolved at a predetermined concentration, either polyacrylic acid (PAA) or PDMA-ECH-EDA (poly (dimethylamine-co-epishlorohydrin-co-ethylenediamine) Maintaining a temperature and immersing the hollow fiber membrane 20 prepared in the hollow fiber membrane preparation step in a polymer electrolyte material solution for 20 to 28 hours;
Method for producing a composite hollow fiber membrane for water treatment, comprising a; drying step of drying the coating step treated hollow fiber membrane (20) for 20 to 28 hours at a temperature of 20 ~ 30 ℃.
제4항에 있어서,
상기 고분자 전해질 물질은 PAA이고, 고분자 전해질 물질용액에서 0.05~1.0mM의 농도를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 수처리용 복합 중공사막 제조방법.
5. The method of claim 4,
The polymer electrolyte material is PAA, and the method of producing a composite hollow fiber membrane for water treatment, characterized in that the polymer electrolyte material solution is configured to have a concentration of 0.05 ~ 1.0mM.
제4항에 있어서,
상기 고분자 전해질 물질은 PDMA-ECH-EDA이고, 고분자 전해질 물질용액에서 0.05~1.0mM의 농도를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 수처리용 복합 중공사막 제조방법.
5. The method of claim 4,
The polymer electrolyte material is PDMA-ECH-EDA, and the method of producing a composite hollow fiber membrane for water treatment, characterized in that the polymer electrolyte material solution is configured to have a concentration of 0.05 ~ 1.0mM.
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