KR101321670B1 - 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하폐수 처리조에 설치하되, 고집적이 가능하도록 공기를 배출하는 산기관과 흡입펌프를 이용하여 하폐수로부터 여과된 처리수가 이동하는 통로를 분리막 모듈프레임과 일체로 설치하고, 분리막의 오염을 최소화하면서 하폐수를 효율적으로 처리할 수 있도록 상기 산기관을 통해서 공급되는 공기를 미세 공기방울로 배출하는 다수의 산기공이 분리막 모듈의 하부 중앙 프레임에 설치된 산기관의 좌우측에 형성되며, 각각의 분리막 모듈요소에서 처리수를 회수하기 위하여 분리막 모듈요소의 상부 및 하부 헤드의 중앙에 통로가 형성되며, 분리막 모듈프레임에 설치된 흡입구가 커플링 또는 밀폐형 연결호스로 체결되어 조립이 용이하고, 다수의 모듈요소를 분리막 모듈프레임에 체결하여 하나의 분리막 모듈을 조립 제작하여 하폐수 처리조에 설치하도록 구성된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈에 관한 것이다.

Description

고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈{A Membrane Module with an Air Pipe and Suction Pipe Frame Capable of High Integration}

본 발명은 공기를 공급하는 산기관과 흡입펌프를 이용하여 하폐수로부터 여과된 처리수가 이동하는 통로(배관)를 분리막 모듈 프레임으로 일체화시켜 설치하고, 분리막은 상부와 하부에 위치한 분리막 모듈요소의 헤드에 고정되며, 분리막을 통해서 집수된 처리수는 하나의 처리수 통로를 통해서 외부로 흡입 배출할 수 있도록 분리막 모듈요소를 설계 제작하며, 다수의 분리막 모듈요소를 분리막 모듈 프레임에 일정간격으로 배열 체결하여 쉽게 오염되지 않도록 분리막 모듈을 제작하고, 중공사와 중공사사이에 슬러지가 과도하게 밀집되는 것을 방지하기 위하여 모듈 요소의 모듈헤드의 두께를 얇게 제작하며, 분리막사이에 미세 공기방울을 배출할 수 있도록 분리막 모듈의 하부 중앙 프레임에 분리막 모듈요소와 수직되게 설치된 산기관의 좌우측에 다수의 산기공이 형성되며, 각각의 분리막 모듈요소의 처리수 통로는 호스로 연결 제작된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈에 관한 것이다.

종래의 하폐수 처리조에 설치되어 수처리에 사용된 분리막 모듈은 침지식과 가압식이 대표적이다. 침지식은 중공사막과 평막이 널리 사용되고 있으며, 가압식은 내압방식이 사용되고 있다.

종래의 수처리 모듈은 분리막, 모듈프레임, 산기관 등이 별도로 형성되어 있어 설치하기가 어렵고, 설치면적이 많이 필요한 단점이 있으며, 유지보수를 하는데 많은 인력이 소요되는 단점이 있고, 과다하게 많은 분리막이 밀집되어 있어 슬러지가 내부에서 부패되어 분리막의 수명이 급격히 저감되는 단점과 산기관에서 분사되는 공기가 측면으로 분산되어서 공기방울에 의한 분리막의 세정효과가 저감되는 문제점이 있다.

본 발명과 관련된 또 다른 종래기술은 분리막을 이용하여 처리수를 회수하여 재활용하는 기술이 적용되었으나, 유기 슬러지 및 세포사이에서 자연발생적으로 생성되는 중합체에 의하여 중공사막이 쉽게 오염되어 물의 회수효율이 크게 떨어지고 잦은 분리막의 교체 및 교체에 따른 작업 중단에 의하여 재료비, 인건비 및 생산성이 크게 저하되는 문제점과 분리막 모듈을 효율적으로 구성하지 못하여 집적도가 낮아서 설치공간이 많이 차지하는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제는 분리막의 집적도를 높이면서 분리막의 오염을 최소화할 수 있도록 분리막을 상하로 가지런하게 설치하고, 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 이루는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구성함에 있어서 처리수 이동통로 및 산기관을 프레임으로 구성하므로 재료비 및 부피를 최소화하여 단위 면적당 집적도를 높이는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 분리막 모듈을 구성함에 있어서 분리막 모듈요소의 상부 및 하부에 집수부와 분리막 삽입부가 형성된 분리막 상부 및 하부 헤드가 위치하도록 구성하며, 상부 및 하부 헤드의 중앙에는 하나의 처리수 통로가 각각 돌출되게 형성되고 분리막 모듈 프레임에 형성된 하나의 처리수 흡입구는 커플링 또는 밀폐형 연결호스 등으로 간단하게 체결할 수 있도록 구성하여 조립 제작 및 유지보수가 용이하도록 하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 분리막 모듈요소의 모듈헤드의 두께를 얇게 제작하여 중공사와 중공사 사이에 슬러지가 과도하게 밀집되는 것을 방지하고 슬러지가 내부에서 부패되는 현상을 방지하여 중공사막의 수명을 증대시키고, 특히 분리막 모듈요소의 헤드의 가장자리보다 중간부분의 두께를 얇게 제작하여 공기통로를 형성시켜 산기공을 통과한 공기가 모듈요소들 사이의 하부에서 상부로 방해없이 자연스럽게 상승할 수 있도록 하여 공기방울에 의한 분리막의 세정효과를 극대화시키는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 분리막 모듈요소의 헤드와 수직되게 하부의 중앙 프레임에 길게 설치되는 하나의 산기관의 좌측과 우측에 다수의 산기공을 형성하고, 산기공을 통해서 미세공기 방울을 생성시키므로 다수의 산기관의 설치에 따른 비용을 절감할 수 있고, 분리막 모듈 프레임의 앞뒤좌우측 벽에는 판넬을 설치하여 산기관에서 발생한 미세공기방울을 분리막 측으로 유도하여 효율적으로 막오염을 방지하는데 있다.

본 발명의 과제 해결 수단은 하폐수 처리조에 설치되어 하수를 정화 회수하여 재활용하고, 슬러지를 농축시켜 효율적으로 처리할 수 있도록 설계 제작하기 위하여 고집적이 가능하도록 공기를 배출하는 산기관과 흡입펌프를 이용하여 하폐수로부터 회수된 처리수가 이동하는 이동통로(배관)를 프레임으로 형성하여 각각 설치하고, 분리막은 상부와 하부에 위치한 분리막 헤드에 고정되며, 분리막을 통해서 집수된 처리수는 하나의 처리수 흡입구를 통해서 외부로 배출되도록 분리막 모듈요소를 설계 제작하며, 다수의 분리막 모듈요소를 분리막 모듈 프레임에 일정간격으로 배열 체결하여 쉽게 오염되지 않도록 분리막 모듈을 제작하고, 수처리 작업이 수행되는 동안 분리막의 오염을 최소화하면서 하폐수를 효율적으로 처리할 수 있도록 모듈 프레임에 설치된 산기관을 통해서 공기를 공급하여 분리막사이에 미세 공기방울을 배출할 수 있도록 분리막 모듈의 하부 중앙 프레임에 분리막 모듈요소(Membrane module element)와 수직되게 설치된 산기관의 좌우측에 다수의 산기공이 형성되며, 각각의 분리막 모듈요소의 헤드 중앙에 돌출되게 설치된 처리수 통로를 형성시키고, 분리막 모듈 프레임에 돌출되게 설치된 처리수 흡입구는 커플링 또는 밀폐형 연결호스 등으로 체결되고, 조립 제작이 종료된 분리막 모듈은 하폐수 처리조 하부에 고정 설치된 모듈 프레임 가이드레일에 삽입 고정되어 하폐수를 처리할 수 있도록 설계 제작된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구성함에 있어서 처리수 흡입펌프의 흡입력에 의하여 회수되는 처리수가 이동하는 통로인 처리수 이동통로(배관) 및 분리막의 오염을 방지하여 내구성을 높이기 위하여 공기를 공급하기 위한 산기관을 분리막 모듈을 형성하는 프레임으로 구성하므로 분리막 모듈을 제작하는데 소요되는 재료비 및 부피를 최소화하여 단위면적당 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 분리막 모듈을 구성함에 있어서 상부 및 하부에 집수부와 분리막 삽입부가 형성된 분리막 상부 및 하부 헤드가 위치하고, 외부에 설치된 처리수 흡입펌프가 작동할 때 처리수를 흡입하기 위하여 상부 및 하부 헤드의 중앙에는 처리수 흡입구가 각각 돌출되게 형성되며, 분리막 모듈 프레임헤드의 중앙에 돌출되게 형성된 처리수 흡입구에는 상기 분리막 상부 및 하부 의 위치에 맞추어서 돌출된 처리수 흡입구가 형성되고, 각각의 돌출된 처리수 흡입구는 커플링 또는 다양한 밀폐형 연결호스 등으로 간단하게 서로 체결할 수 있도록 구성되며, 분리막 상부 및 하부 헤드는 프레임에 설치된 사각형 바에 밀착 위치시키고 사각형 바의 상하좌우의 가장자리에 기역자형 앵글로 밀착시켜 고정하므로 조립 제작 및 유지보수가 용이하도록 설계 제작된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구현하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 중공사와 중공사사이에 슬러지가 과도하게 밀집되는 것을 방지하고, 슬러지가 분리막 내부에서 부패되는 현상을 방지하여 분리막의 수명을 증대시킬 수 있도록 모듈요소의 상부 및 하부헤드의 두께를 얇게 제작하는데 있으며, 바람직하게는 5㎝ 이하로 제작하는 것이 효과적이다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 산기공을 통과한 미세한 공기방울이 모듈요소들사이를 하부에서 상부로 방해없이 자연스럽게 상승할 수 있도록 구성하여 공기방울에 의한 분리막의 세정효과를 극대화시키기 위하여 모듈요소의 상부 및 하부헤드의 가장자리보다 중간부분의 두께를 얇게 제작하여 중앙에 공기의 이동통로를 형성시키고, 바람직하게는 1㎝ 이상의 간격을 확보하는 것이 효과적이다.

본 발명의 또 다른 과제 해결 수단은 분리막의 오염을 줄이기 위하여 분리막 모듈의 하부의 중앙 프레임에 분리막 모듈요소의 헤드와 수직되게 길게 설치되는 하나의 산기관의 좌측과 우측에 다수의 산기공을 형성하고, 형성된 산기공으로 미세공기 방울을 발생시키므로 별도로 다수의 산기관을 설치함에 따른 설치 및 제작비용을 줄이고, 산기관에서 발생한 미세공기방울이 분리막 모듈 프레임 밖으로 유출되는 것을 방지하여 분리막 오염을 줄이기 위하여 분리막 모듈 프레임에 판넬을 설치하여 효율적으로 막오염을 방지할 수 있도록 설계 제작된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구현하는데 있다.

본 발명은 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구현하여 분리막을 상하로 가지런하게 설치하여 분리막의 집적도를 높이면서 분리막의 오염을 최소화할 수 있는 작용효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 구성함에 있어서 처리수 이동통로 및 산기관을 분리막모듈 프레임으로 구성하므로 재료비 및 부피를 최대한 줄이면서 단위 면적당 집적도를 높이는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 분리막 모듈을 구성함에 있어서 분리막 모듈요소의 상부 및 하부에는 집수부와 분리막 삽입부가 형성된 분리막 상부 및 하부 헤드가 위치하며, 상부 및 하부 헤드의 중앙에는 하나의 처리수 흡입구가 각각 돌출되게 형성되어 분리막 모듈 프레임에 형성된 처리수 흡입구와 커플링 또는 밀폐형 연결호스로 간단하게 체결할 수 있도록 구성되어 조립 제작 및 유지보수가 용이하도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 분리막 모듈요소의 헤드와 수직되게 하부의 중앙 프레임에 길게 설치되는 하나의 산기관의 좌측과 우측에 다수의 산기공을 형성하고, 산기공을 통해서 미세공기 방울을 생성시키므로 다수의 산기관의 설치에 따른 비용을 절감할 수 있고, 분리막 모듈 프레임의 벽에는 판넬을 설치하여 산기관에서 발생한 미세공기방울을 분리막 측으로 유도하여 효율적으로 막오염을 방지하여 분리막의 내구성을 증가시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 모듈요소의 상부 및 하부헤드의 두께를 얇게 제작하므로 중공사와 중공사사이에 슬러지가 과도하게 밀집되는 것을 방지하고 슬러지가 내부에서 부패하는 현상을 방지하여 분리막의 수명을 증대시키고, 특히 모듈요소의 상부 및 하부헤드의 가장자리보다 중간부분의 두께를 얇게 제작하여 공기통로를 형성시켜 산기공을 통과한 공기가 모듈요소들 사이로 하부에서 상부로 방해없이 자연스럽게 상승할 수 있도록 하여 공기방울에 의한 분리막의 세정효과를 극대화시키는데 있다.

도1 : 본 발명에 따른 분리막 모듈요소를 도시한 도면
도2 : 도1에서 제작된 분리막 모듈요소를 처리수흡입관과 산기관으로 이루어진 분리막 모듈 프레임과 체결하여 조립 제작한 하나의 분리막 모듈을 형상
도 3 : 도 2의 분리막 모듈보다 처리 용량이 크도록 제작된 분리막 모듈 형상
도 4 : 도3에 따라 제작된 분리막 모듈을 분리막 모듈 프레임 가이드레일에 삽입하고 하폐수 처리조 외부에 설치된 흡입펌프와 에어주입펌프와 호스로 체결되는 형상
<도면부호의 간단한 설명>
11; 분리막 모듈요소 12; 상부 헤드(분리막 모듈요소)
13, 14; 다용도 체결구(상부) 15, 16; 처리수 통로(상, 하)
17, 18; 다용도 체결구(하부) 19; 하부 헤드(분리막 모듈요소)
20; 분리막(중공사막) 21; 분리막 삽입부
22; 집수부 29, 30; 처리수 통로
31; 공기 주입구 32; 처리수 흡입구
33; 연결호스 34; 모듈 프레임
35; 판넬 36~39; 기역자형 앵글
40~43; 볼트(기역자형 앵글 고정용) 44~47; 사각형 바
48; 체결고리
51; 공기 주입구 52, 53; 처리수 흡입구
54; 연결호스 55; 모듈 프레임
56; 판넬 57; 체결고리
61; 프레임 가이드레일 62; 공기주입호스
63; 처리수 흡입호스 64; 공기주입헤드
65; 처리수 흡입헤드 66; 흡입펌프(처리수)
67; 산기관 68; 산기공
69; 처리수 흡입구 70; 판넬
71; 공기주입구 72; 처리수 흡입구
80; 공기방울통로

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다. 본 발명은 하폐수 처리조에 설치되어 하수를 정화하여 배출하거나, 정화된 물을 회수하여 재활용하고, 슬러지를 농축시켜 효율적으로 처리할 수 있도록 설계 제작하기 위하여 고집적이 가능하도록 공기를 배출하는 산기관과 흡입펌프를 이용하여 하폐수로부터 처리수가 이동하는 이동통로(배관)를 분리막 모듈 프레임으로 형성하여 각각 설치한다.

상기 분리막은 상부와 하부에 위치한 분리막 헤드에 고정되며, 분리막을 통해서 집수된 처리수는 상부 및 하부 헤드 중앙에 설치된 하나의 처리수 통로를 통해서 외부로 배출되도록 분리막 모듈요소가 설계 제작된다.

상기 모듈요소의 상부 및 하부헤드는 두께를 얇게 제작하되 바람직하게는 5㎝ 이하로 제작하여 중공사와 중공사사이에 슬러지가 과도하게 밀집되는 것을 방지하고 슬러지가 분리막 내부에서 부패하는 현상을 방지하여 분리막의 수명을 증대시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 모듈요소의 상부 및 하부헤드는 가장자리보다 중간부분의 두께를 얇게 제작하여 미세한 공기방울통로를 형성시키되, 바람직하게는 헤드와 헤드사이의 공기방울의 이동통로를 1㎝ 이상 확보하는 것이 산기공을 통과한 공기가 모듈요소들 사이의 하부에서 상부로 방해없이 자연스럽게 상승할 수 있도록 구성하여 공기방울에 의한 분리막의 세정효과를 극대화시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기와 같이 제작된 다수의 분리막 모듈요소는 분리막 모듈 프레임의 상부 및 하부에 설치된 사각형 바 또는 안내 바에 밀착 배열되어 분리막사이가 일정간격을 유지하므로 쉽게 오염되지 않도록 분리막 모듈이 제작되고, 수처리 작업이 수행되는 동안 분리막의 오염을 최소화하면서 하폐수를 효율적으로 처리할 수 있도록 분리막 모듈 프레임에 설치된 산기관을 통해서 공급하여 분리막사이에 미세 공기방울을 배출할 수 있도록 분리막 모듈의 하부 중앙 프레임에 분리막 모듈요소와 수직되게 설치된 산기관의 좌우측에 다수의 산기공이 형성되어 있다.

각각의 분리막 모듈요소의 헤드 중앙에 돌출되게 설치된 처리수 통로를 형성시키고, 분리막 모듈 프레임에 돌출되게 설치된 처리수 흡입구는 커플링 또는 누수가 없는 다양한 종류의 밀폐형 연결호스 등으로 연결 체결되고, 조립 제작이 종료된 분리막 모듈은 하폐수 처리조 내부에 고정 설치된 모듈 프레임 가이드레일에 삽입 고정되어 하폐수를 처리할 수 있도록 설계 제작되어 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 이루는데 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

본 발명의 이해를 용이하게 하는 도면을 살펴본다. 도 1은 본 발명에 따른 분리막 모듈요소(module element)를 도시한 것이고, 도 2는 도 1에서 제작된 분리막 모듈요소를 처리수 흡입구와 산기관으로 이루어진 분리막 모듈 프레임과 체결하여 조립 제작한 하나의 분리막 모듈을 형상을 나타낸 것이다. 도 3은 도 2의 분리막 모듈보다 처리 용량이 큰 분리막 모듈 프레임과 분리막 모듈요소를 체결하여 조립 제작한 또 다른 분리막 모듈을 형상을 나타낸 것이며, 도4는 도3에 따라 제작된 분리막 모듈을 분리막 모듈 프레임 가이드레일에 삽입 설치하고 하폐수 처리조 외부에 설치된 흡입펌프와 에어주입펌프를 호스로 체결되는 형상을 도시한 것이다. 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴본다.

<실시 예>

본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다. 본 발명은 하폐수 처리조에 설치되어 하수를 정화하여 배출하고, 회수하여 재활용하고, 슬러지를 농축시켜 효율적으로 처리할 수 있도록 설계 제작하기 위하여 고집적이 가능하도록 공기를 배출하는 산기관(67)과 흡입펌프(66)를 이용하여 처리수로부터 회수된 여과된 처리수가 이동하는 통로(배관)를 프레임으로 사용되도록 설계 제작하고, 분리막(20)은 상부와 하부에 위치한 분리막 삽입부에 고정되어 분리막(20)을 이용하여 흡입한 여과된 처리수를 상부 및 하부 헤드에 설치된 하나의 여과된 처리수 통로(15, 16)를 통해서 외부로 배출되도록 도 1에서와 같이 분리막 모듈요소가 설계 제작되어 있다.

상기 본 발명에 따라 제작된 다수의 분리막 모듈요소는 하나의 분리막 모듈을 형성하기 위한 프레임(34)에 설치된 여과된 처리수 흡입구(도2의 32)와 분리막 모듈요소의 상부 및 하부에 설치된 여과된 처리수 통로(도1의 15, 16)와 커플링 또는 누수가 없는 다양한 밀폐형 연결호스(33)로 서로 견고하게 체결 연결되어 외부에 설치된 처리수 흡입펌프(66)에 의하여 처리수를 중공사막을 통해서 흡입할 수 있도록 구성되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분리막 모듈요소(11)를 도시한 것이며, 분리막은 고분자계통의 중공사막을 이용하여 제작되고, 중공사막을 일렬로 배열하여 일정한 틀(지그)에 삽입시키며, 에폭시 또는 우레탄으로 본딩 경화시킨 후 틀(지그)을 제거하고 절단한 후, 에폭시 또는 우레탄으로 고정된 중공사막을 분리막 모듈요소(11)에 넣고 처리수가 분리막 모듈요소(11) 내부로 유입되지 않도록 에폭시 또는 우레탄으로 본딩 경화하여 제작한다.

다수의 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드를 분리막 모듈프레임(34)의 상하부에 설치된 사각형 바(44내지 47)에 밀착 고정시켜 설치하고, 모듈 프레임의 상부 및 하부에 설치된 사각형 바의 좌우 측 가장자리에 기역자형 앵글(36내지 39)로 모듈요소의 상부 및 하부 헤드를 밀착시켜 볼트(40내지 43)로 고정하여 분리막 모듈을 완성시킬 경우에 분리막사이의 간격이 자연스럽게 일정하게 유지될 수 있으므로 산기관(68)에서 발생하는 미세공기방울에 의하여 분리막(20)의 오염을 방지할 수 있고 집적도를 높일 수 있는 고집적도를 가진 고효율 분리막 모듈을 이룰 수 있다.

도 1의 (d)는 본 발명에 의한 모듈요소의 측면을 도시한 것으로써, 두께를 얇게 제작하되 바람직하게는 5㎝ 이하로 제작하여 중공사막와 중공사막사이에 슬러지가 과도하게 밀집되는 것을 방지하고, 슬러지가 분리막 내부에서 부패하는 현상을 방지하여 분리막의 수명을 증대시킬 수 있도록 구성되어 있다

도 1의 (e)는 상기 분리막 모듈요소의 상부 및 하부 헤드는 가장자리보다 중간부분의 두께를 얇게 형성시켜 헤드와 헤드사이에 공간을 형성시켜 공기이동통로(80)를 만들고, 산기공을 통과한 미세공기방울이 모듈요소들 사이의 하부에서 상부로 헤드의 방해없이 상승하면서 분리막을 세정할 수 있도록 제작하되, 바람직하게는 헤드와 헤드사이의 간격을 1㎝ 이상 확보하여 산기공을 통해서 배출되는 미세한 공기방울이 모듈요소들 사이로 하부에서 상부로 모듈요소의 상부 및 하부헤드의 방해없이 자연스럽게 상승할 수 있도록 하여 공기방울에 의한 분리막의 세정효과를 극대화시킬 수 있도록 구성되어 있다.

도 1의 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부헤드의 가장자리에는 다용도 체결구(13, 14, 17, 18)가 형성되어 있으며, 이는 분리막 모듈요소(11)를 프레임에 견고하게 고정 설치하거나 작업자들이 편리하게 취급할 수 있도록 하는 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다.

상기 처리조 외부에 위치한 흡입펌프(66)와 분리막 모듈프레임(34)에 위치한 여과된 처리수 흡입구(72)의 체결은 여과된 처리수 흡입호스(63, hose)에 의하여 연결된다.

앞서 기술한 바와 같이 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드(12, 19) 각각의 중앙에 하나씩 돌출되게 설치된 여과된 처리수 통로(15, 16)와, 분리막(20)에서 흡입한 여과된 처리수가 이동하도록 설계 제작된 모듈 프레임(34)에 돌출되게 설치된 여과된 처리수 흡입구(32)와 커플링 또는 밀폐형 연결호스(33) 등으로 서로 체결 연결되어 외부의 하폐수가 처리수 내부로 유입되지 않도록 구성되어 있다.

도 2와 도 3에서와 같이 상기 모듈 프레임에 돌출되게 설치된 처리수 흡입구의 위치는 분리막 모듈요소(11)를 모듈 프레임(34)에 고정 설치하였을 경우에 상기 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드(12, 19) 각각의 중앙에 하나씩 돌출되게 설치된 여과된 처리수 통로(15, 16)와 연결호스(33)로 서로 체결이 가능하도록 하여 제작비용을 절감하고 조립을 용이하도록 설계 제작되어 있다.

분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드 각각의 양측 가장자리는 분리막 모듈요소(11)를 모듈 프레임(34)에 견고하게 상하로 고정할 수 있도록 모듈 프레임(34)의 상하좌우에 설치된 사각형 바(44내지 47)에 체결할 수 있도록 분리막이 설치되어 있다.

본 발명의 명세서에서 분리막은 여과된 처리수를 획득하기 위하여 고정 설치된 다수의 중공사막을 의미한다.

구체적으로, 모듈 프레임(34)의 상하좌우에 설치된 사각형 바(44내지 47)는 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드(12, 19)의 상하 길이에 맞추어서 모듈 프레임(34)의 상부 및 하부에 고정 설치되고, 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드를 사각형 바(44내지 47)에 걸리도록 하여 밀착 위치시키고, 다수의 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드가 이동하지 않도록 견고하게 고정하기 위하여 밀착된 모듈요소의 상부 및 하부헤드의 가장자리에 기역자형 앵글(36내지 39)로 밀착한 후 볼트(40내지 43)로 견고하게 고정하여 분리막(20)이 안정되게 사각형 바에 고정되도록 구성되어 있다.

상기 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드(12, 19)를 모듈 프레임(34)에 체결하는 구성은 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드를 모듈 프레임(34)의 상부 및 하부에 설치된 사각형 바(44내지 47)에 필요한 수만큼 밀착 위치시키고, 기역자형 앵글(36내지 39)을 각각의 가장자리에 위치한 모듈요소의 헤드에 밀착시킨 후 볼트(40내지 43)로 사각형 바(44내지 47)에 견고하게 고정하거나 각각의 분리막 모듈요소의 상부 및 하부 헤드를 볼트로 고정하는 등 다양한 체결구조로 고정할 수 있다.

상기 구성은 도2 및 도3에서 모듈 프레임(34)의 일측면에서의 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드(12, 19)를 모듈 프레임(34)에 체결하는 구성을 설명한 것이며, 도 3에서와 같이 맞은 편(2개의 모듈 프레임으로 구성할 경우)에서도 동일한 구성으로 제작을 이룰 수 있다.

상기 분리막 모듈요소(11)의 상부 및 하부 헤드(12, 19)가 밀착되는 면은 평면 또는 암수 삽입 체결되는 구조로 제작되어 밀착 시에 마찰력을 높일 수 있도록 구성되고, 조립 시에 분리막사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있도록 설계 제작하는 것이 바람직하다.

상기 분리막 모듈요소(11)를 모듈 프레임(34)에 설치된 사각형 바(44내지 47)에 밀착 위치시켜 가장자리에 기역자형 앵글(36내지 39)을 밀착 위치시키고(도2와 도3 참조), 볼트로 분리막 모듈 프레임의 사각형 바에 고정할 경우에 분리막 모듈요소의 분리막과 분리막사이는 자연스럽게 일정간격으로 고정 설치되므로 분리막 모듈 프레임(34) 하부의 산기관(67)에서 공기를 공급하여 미세 공기방울을 발생할 경우에 분리막사이로 공기방울이 상승하면서 분리막의 오염을 최대한 효율적으로 방지할 수 있으므로 분리막 오염을 최소화하여 분리막의 내구성을 증가시키고 효율적으로 수처리를 이룰 수 있도록 구성되어 있다.

다음은 본 발명에 따른 산기관에 대하여 살펴본다. 도 4에서와 같이 분리막의 오염을 최대한 방지하기 위하여 분리막 모듈 하부의 중앙프레임에 분리막 모듈요소와 수직되게 길게 설치되는 하나의 산기관(67)의 좌측과 우측에 일정간격으로 다수의 산기공(68)을 형성하고, 외부에서 공기주입펌프와 연결된 공기주입호스(62)를 통해서 산기관으로 공기를 주입할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 공기주입호스(62)는 산기관과 연결 체결되며, 처리수가 유입되지 않도록 체결 연결되어 있다.

상기 하부모듈 프레임의 좌측 및 우측에 형성된 산기공(68)을 통해서 발생한 미세공기 방울을 산기관(67)의 좌측 및 우측에 설치된 분리막사이로 골고루 발생시키므로 별도로 다수의 산기관(67)을 설치할 경우와 대비하여 재료비 및 제작단가를 줄일 수 있다.

분리막 모듈요소의 헤드와 수직으로 만나는 분리막 모듈 프레임의 앞뒤좌우측 벽에는 판넬(70)을 설치하여 산기관(67)에서 발생한 미세공기방울들이 분리막 모듈 프레임 밖으로 유출되는 것을 방지하여 미세공기방울들이 분리막 모듈요소사이를 통과하면서 상승하도록 유도하여 효율적으로 분리막 오염을 방지하여 분리막의 내구성을 크게 증가시킬 수 있도록 구성되어 있다.

도 4를 통해서 알 수 있듯이, 분리막 모듈 프레임의 상부 일측에는 하폐수처리조의 하폐수에 포함된 물을 흡입 정화하여 처리수로 만들기 위하여 외부에 설치된 흡입펌프(66)와 체결되어 있는 처리수 흡입호스(63)를 연결하기 위한 처리수흡입구(69)가 하나 형성되어 있다.

또한, 분리막 모듈 프레임의 상부 일측에는 산기관(67)을 통해서 외부에서 공기를 주입하기 위하여 공기주입펌프와 체결되는 공기주입호스(62)와 연결하기 위한 하나의 공기주입구(71)가 돌출되게 형성되어 있다.

도 2의 분리막 모듈보다 처리용량이 크게 설계 제작된 도 3의 분리막 모듈의 경우에는 도 1에 따라 제작된 분리막 모듈요소가 좌우측 모듈프레임에 고정 설치되고, 분리막 모듈 프레임의 상부 일측에는 하폐수처리장의 하폐수를 흡입하여 여과된 처리수로 만들기 위하여 외부에 설치된 흡입펌프와 체결되어 있는 처리수 흡입호스(도4의 63)를 연결하기 위한 처리수 흡입구(도3의 52, 53)가 좌우측 모듈 각각에 돌출되게 형성되어 있다.

또한, 분리막 모듈 프레임의 상부 일측에는 산기관을 통해서 외부에서 공기를 주입하기 위하여 공기주입펌프와 체결되어 있는 공기주입호스와 연결하기 위한 하나의 공기주입구(도3의 51)가 돌출되게 형성되어 있다.

도 4는 도 3에서 제작된 분리막 모듈을 하폐수처리장의 내부에 고정 설치한 프레임가이드레일(도 4의 61)에 삽입 고정된 형상이며, 이는 하루 처리용량을 고려하여 본 발명에 따라 제작된 다양한 용량의 분리막 모듈을 선택하고, 선택된 분리막 모듈의 크기 및 형상에 맞추어서 프레임가이드레일(도4의 61)을 설치하여 고정하면 된다.

도 2와 도 3의 분리막 모듈 프레임의 상부에는 분리막 모듈이 조립 완성되어 하폐수처리조로 투입될 때 용이하게 들어올려서 이동할 수 있도록 체인을 체결할 수 있는 체결고리(도 3의 57)와 체결고리(도 3의 57)에 체인을 설치할 수 있다.

본 발명은 도1내지 도4를 통해서 알 수 있듯이 공기 이동통로인 산기관과 처리수 이동통로를 분리막 모듈 프레임으로 구성하여 동일한 용량의 분리막 모듈보다 크기를 줄여서 설치공간을 최소화하여 집적도를 높여 단위시간당 처리효율을 향상시키고, 분리막사이의 간격을 일정하게 유지하고 분리막 모듈 프레임의 앞뒤좌우측에 판넬을 설치하여 하부의 산기관에 설치된 산기공을 통해서 미세공기방울을 생성시킬 경우에 효율적으로 중공사막의 오염을 방지하도록 구성하여 수처리 효율이 높고 내구성이 우수한 분리막 모듈을 이룰 수 있도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 분리막 모듈의 용량은 다양하게 제작할 수 있다. 구체적인 예로 도1의 제작방법에 의하여 다양한 크기의 분리막 모듈요소를 제작하고, 다양한 크기로 제작된 분리막 모듈요소의 가로 및 높이에 맞추어서 모듈프레임을 제작하되, 분리막 모듈요소의 수를 다양하게 체결할 수 있도록 분리막 모듈프레임을 제작하여 도2와 같은 형상으로 제작하거나 보다 용량을 크게 제작하기 위하여 도3에서와 같이 2개의 분리막 모듈을 동시에 설치할 수 있으며, 가로, 세로 및/또는 높이로 다수의 분리막 모듈을 동시에 설치할 수 있도록 분리막 모듈 프레임을 제작하여 다양한 용량의 분리막 모듈을 용이하게 조립 제작할 수 있다.

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본 발명은 하폐수 처리조에 설치되어 하수를 정화배출 또는 회수하여 재활용하고, 슬러지를 농축시켜 효율적으로 처리할 수 있도록 설계 제작하기 위하여 고집적이 가능하도록 공기를 배출하는 산기관과 흡입펌프를 이용하여 하폐수로부터 회수된 처리수가 이동하는 이동통로(배관)를 프레임으로 형성하여 각각 설치하고, 분리막은 상부와 하부에 위치한 분리막 헤드에 고정되며, 분리막을 통해서 집수된 처리수는 하나의 처리수 흡입구를 통해서 외부로 배출되도록 분리막 모듈요소를 설계 제작하며, 다수의 분리막 모듈요소를 분리막 모듈 프레임에 일정간격으로 배열 체결하여 쉽게 오염되지 않도록 분리막 모듈을 제작하고, 수처리 작업이 수행되는 동안 분리막의 오염을 최소화하면서 하폐수를 효율적으로 처리할 수 있도록 모듈 프레임에 설치된 산기관을 통해서 공급하여 분리막사이에 미세 공기방울을 배출할 수 있도록 분리막 모듈의 하부 중앙 프레임에 분리막 모듈요소와 수직되게 설치된 산기관의 좌우측에 다수의 산기공이 형성되며, 각각의 분리막 모듈요소의 헤드 중앙에 돌출되게 설치된 처리수 통로(15,16)가 형성되며, 분리막 모듈 프레임에 돌출되게 설치된 처리수 흡입구(32)는 커플링 또는 밀폐형 연결호스 등으로 체결되고, 조립 제작이 종료된 분리막 모듈은 하폐수 처리조 내부에 고정 설치된 모듈 프레임 가이드레일에 삽입 고정되어 하폐수를 처리할 수 있도록 설계 제작된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈을 제공할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (8)

1. 하폐수 처리조에 설치되는 분리막 모듈에 있어서,
   분리막의 오염을 줄이기 위하여 상부와 하부 헤드에 일렬로 배열 고정 설치된 분리막에서 집수한 처리수를 흡입하도록 상부 및 하부 헤드 각각에 분리막 모듈 프레임과 체결할 수 있도록 모듈 헤드 중앙에 하나의 돌출된 처리수 통로(15, 16)를 구비한 분리막 모듈요소;
   상기 분리막 모듈요소의 헤드의 중앙에 돌출되게 형성된 처리수 통로(15, 16)와 체결하기 위한 돌출된 처리수 흡입구(29, 30)를 구비하며, 분리막 모듈요소에서 회수한 처리수의 이동통로 및 산기관으로 이루어진 분리막 모듈 프레임;
   상기 분리막 모듈요소와 분리막 모듈 프레임에 설치된 돌출된 처리수 흡입구를 서로 견고하게 연결하기 위한 연결호스;
   분리막의 오염을 줄이기 위하여 분리막 모듈의 하부프레임에 분리막 모듈요소와 평행되게 설치된 다수의 산기공; 및
   분리막 모듈 프레임(34)의 상하좌우에 설치된 사각형 바가 설치되고, 상기 분리막 모듈요소의 상부 및 하부 헤드(12, 19)를 사각형 바에 체결하여 분리막을 일정간격으로 팽팽하게 유지하도록 구성된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.
2. 청구항 1에 있어서,
   분리막 모듈의 하부프레임에 형성된 산기공은 하나의 산기관에 발생하는 미세공기방울로 분리막 모듈의 오염을 줄일 수 있도록 분리막 모듈의 하부 중앙 프레임에 분리막 모듈요소와 평행되게 산기관을 설치하고,
   설치된 산기관의 좌우측에 형성된 다수의 산기공을 형성함을 특징으로 하는 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 분리막 모듈요소의 상부 및 하부 헤드는 가장자리보다 중간부분의 두께를 얇게 형성시켜 헤드와 헤드사이에 공간을 형성시켜 공기이동통로를 만들고, 산기공을 통과한 공기가 모듈요소들 사이의 하부에서 상부로 헤드의 방해없이 상승하면서 분리막을 세정할 수 있도록 제작된 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 산기관에서 발생한 미세공기방울이 분리막 모듈 프레임 밖으로 유출되는 것을 방지하여 분리막 오염을 줄이는데 사용되도록 분리막 모듈 프레임의 앞뒤좌우 측에 판넬을 더 설치한 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분리막 모듈 프레임은 분리막 모듈의 부피를 줄여 집적도를 높이고 구조를 간단히 하여 조립 제작을 용이하게 하기 위하여 분리막 오염을 방지하기 위하여 공기를 공급하는 산기관과 분리막 모듈요소에서 흡입한 처리수의 이동통로로 제작됨을 특징으로 하는 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.
6. 청구항 1내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분리막 모듈의 프레임의 상부 일측에는 조립 제작이 용이하고 제작비용을 절감하기 위하여 하폐수처리조의 외부에 설치된 흡입펌프와 처리수 호스로 연결되어 처리수를 흡입하기 위한 처리수 흡입구가 하나 이상 돌출되게 형성되고,
   상기 분리막 모듈의 프레임의 상부 일측에는 조립 제작이 용이하고 제작비용을 절감하기 위하여 하폐수처리조의 외부에 설치된 공기펌프와 공기호스로 연결되어 산기관으로 공기를 공급하기 위한 공기 주입구가 하나이상 돌출되게 형성됨을 특징으로 하는 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결호스는 체결이 용이하여 조립 제작이 쉽고 밀폐력이 우수한 커플링으로 이루어진 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.
8. 청구항 4에 있어서,
   상기 분리막 모듈요소를 상기 분리막 모듈 프레임에 체결 고정함에 있어서, 조립시간 및 제작비용을 줄이고, 조립 제작 후에 분리막의 간격을 일정하게 유지하면서 견고하게 고정하기 위하여 분리막 모듈 프레임의 상하좌우에 설치된 사각형 바를 설치하고, 설치된 사각형 바에 상기 분리막 모듈요소의 상부 및 하부 헤드의 좌우측 가장자리를 사각형 바에 밀착시키며,
   밀착된 다수의 분리막 모듈요소의 상부 및 하부 헤드의 가장자리에 기역자형 앵글을 밀착시켜 볼트로 고정함을 특징으로 하는 고집적이 가능한 산기관 일체형 수처리용 침지형 분리막 모듈.

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