KR101332684B1 - 공기 배출장치를 구비하는 멤브레인 수처리 장치 - Google Patents

Abstract

침지형 분리막 모듈을 구비하는 멤브레인 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤더 파이프에 누적되는 공기 배출장치를 구비함으로써 공기 누적으로 인한 성능 저하를 방지하는 멤브레인 수처리 장치에 관하여 개시한다.
본 발명은 처리대상수를 저장하는 분리막조; 상기 분리막조에 침지되는 분리막; 상기 처리대상수에 공기를 발생시키는 송풍수단; 상기 분리막부에서 처리된 처리수를 이송하는 헤더 파이프; 및 상기 헤더 파이프의 처리수를 압송하는 처리수 펌프;를 포함하며, 상기 헤더 파이프에 공기를 배출하는 공기 배출장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 수처리 장치를 제공한다.

Description

공기 배출장치를 구비하는 멤브레인 수처리 장치{MEMBRANE WATER TREATMENT DEVICE HAVING AIR EJECTOR}

본 발명은 침지형 분리막 모듈을 구비하는 멤브레인 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤더 파이프에 공기 누적으로 인한 성능 저하를 방지하는 공기 배출장치를 구비한 멤브레인 수처리 장치에 관한 것이다.

가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법에 비하여 분리막을 이용한 분리 방법은 많은 장점이 있다. 그 중 하나는 분리막의 세공 크기에 따라 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있으므로 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 점이다. 또한, 분리막을 이용하면 가열 등의 조작이 필요 없기 때문에, 가열 등에 의해 영향을 받을 수 있는 미생물 등을 사용하는 분리 공정에 널리 이용될 수 있는 장점이 있다.

전통적으로 분리막 모듈은 무균수, 음용수, 초순수 제조 등 정밀 여과 분야에 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 하/폐수처리, 정화조에서의 고액분리, 산업폐수에서의 부유 물질(SS : Suspended Solid) 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과, 및 수영장 물의 여과 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.

이러한 분리막 모듈의 하나로는, 처리하고자 하는 유체의 수조에 분리막 모듈을 직접 침지시키고 분리막 내부에 음압(negative pressure)을 가하여 유체만을 선택적으로 분리막 내부로 투과시킴으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 분리하는 침지형 분리막 모듈이 있다. 이러한 침지형 분리막 모듈은 여러개의 모듈이 프레임 구조에 결합된 형태로 주로 이용된다. 침지형 분리막 모듈은 모듈의 제조 원가를 낮출 수 있고, 유체의 순환을 위한 설비가 필요 없어 시설비나 운전비의 절감을 가져올 수 있는 장점이 있다.

관련 선행기술로는 대한민국 공개특허 10-2005-0098483호 (공개일자 2005년 10월 12일) '침지형 분리막 모듈'이 있다.

본 발명의 목적은 분리막을 이용하는 멤브레인 수처리 장치에 있어서, 헤더 파이프에 누적되는 공기를 배출하는 공기 배출 장치를 구비함으로써 공기 발생에 의한 효율 저하를 방지함에 있다.

본 발명은 처리대상수를 저장하는 분리막조; 상기 분리막조에 침지되는 분리막 모듈부; 상기 처리대상수에 공기를 발생시키는 송풍수단; 상기 분리막 모듈부에서 처리된 처리수를 이송하는 헤더 파이프; 및 상기 헤더 파이프의 처리수를 압송하는 처리수 펌프;를 포함하며, 상기 헤더 파이프에 공기를 배출하는 공기 배출장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 수처리 장치를 제공한다.

상기 공기 배출장치는, 상기 헤더 파이프 상부에 형성되는 공기 포집공간과, 상기 공기 포집공간에 연결되어 상기 공기 포집공간에 포집된 공기를 배출하는 이젝터를 포함한다.

상기 공기 포집공간에 센서 및 시간제어 장치를 구비하여, 상기 센서 및 시간제어 장치에서 감지되는 신호에 따라 상기 이젝터의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 이젝터는 상기 송풍수단에서 공급되는 공기 또는 컴프레셔에 의하여 동작하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 공기 포집공간은 상기 헤더파이프가 하향 절곡되는 부분의 상부에 위치할 수 있으며, 이 경우 상기 공기 포집공간의 내부에 처리수의 유속을 저감하는 베플 또는 타공형 정류판을 구비할 수 있다.

추가적으로, 상기 공기 포집공간의 관찰하기 위한 사이트 글라스를 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 멤브레인 수처리 장치는 헤더 파이프에 누적되는 공기를 포집하고 배출함으로써, 공기 누적에 따른 처리 용량 저하를 방지할 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 본 발명에 따른 멤브레인 수처리 장치는 분리막부로 공기를 공급하는 송풍 장치 또는 컴프레셔를 이용하여 공기 배출장치를 작동시킴으로써 추가설비를 최소화할 수 있는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 공기 배출 장치를 나타낸 구성도,
도 3은 발명의 제2실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 공기 배출 장치를 나타낸 구성도,
도 4는 발명의 제3실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 공기 배출 장치를 나타낸 구성도임.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 공기 배출장치를 구비하는 멤브레인 수처리 장치에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치(100)는, 처리대상수를 저장하는 분리막조(110)와, 상기 분리막조(110)에 침지되는 분리막(120)과, 상기 처리수대상에 공기를 발생시키는 송풍수단(130)과, 상기 분리막(120)에서 처리된 처리수를 이송하는 헤더 파이프(140)와, 상기 헤더 파이프(140)의 처리수를 압송하는 처리수 펌프(150)와, 상기 헤더 파이프(140)에 공기를 배출하는 공기 배출장치(160)을 구비한다.

처리대상수는 분리막조(110)에 저장되어 있다가, 분리막(120)을 통과하며 처리된 후, 헤더 파이프(140) 통해 배출된다. 이 때 처리수의 이송 압력은 펌프(150)에 의하여 발생하게 된다. 펌프(150)는 진공 펌프 등을 사용할 수 있다.

그런데, 분리막조(110)에는 수처리를 위한 공기가 송풍수단(130)에 의해 공급되는데, 이러한 미세공기가 처리수와 함께 헤더 파이프(140)를 통과하게 된다.

이 때, 헤더 파이프(140) 내부에 공기가 누적되면, 펌프(150)의 효율이 저하되고 이로인해 처리 용량이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 헤더 파이프(140)에 공기 배출장치(160)를 구비하여 헤더 파이프(140) 내부에 누적되는 공기를 배출함으로써 펌프의 성능 저하를 방지하기 위한 것이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 공기 배출 장치를 나타낸 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 멤브레인 수처리 장치의 공기 배출 장치는 이젝터(164)를 이용하여 공기를 외부로 배출하는 구성을 가진다.

이젝터(164)는 헤더 파이프(140)의 상부에서 연장 형성되는 공기 포집공간(162) 상단에 연결된다.

공기 포집공간(162)은 헤더 파이프(140)의 최상부에서 연장형성되어, 처리수에서 부상한 공기가 저장되는 공간을 제공한다.

이젝터(164)는 벤츄리 원리를 이용한 것으로, 공급되는 압축 공기에 의하여 하부의 기체를 빨아 올려 배출하도록 구성된다.

이젝터(164)에 공급되는 압축공기는 별도의 컴프레서를 사용할 수도 있지만, 분리막조(110)의 공기 배출장치(160)에 공기를 공급하는 송풍 수단(130)을 통해서 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

종래의 멤브레인 수처리 장치(100)에 사용되는 송풍 수단(130)을 이용하여 이젝터(164)를 동작시키면, 설비의 추가를 최소화할 수 있어 비용을 절감하는 효과를 가져온다.

이젝터(164)는 연속적으로 동작하는 것이 아니라, 일정의 휴지시간 후 일정의 동작시간을 가지는 형태로 동작하도록 설정할 수 있으며, 후술하는 실시예와 같이 센서를 구비하여 헤더 파이프(140) 내부를 감지하여 동작시간이 제어되도록 할 수도 있다.

도 3은 발명의 제2실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 공기 배출 장치를 나타낸 구성도이다.

본 실시예는 상기 공기 포집공간(162)에 센서(165a, 165b)를 구비하여, 상기 센서(165a, 165b)에서 헤더 파이프(140) 내부에서 감지되는 신호에 따라 상기 이젝터(164)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

수위가 하부 센서(165b)부근에 위치하는 것으로 감지되면, 이젝터(164)를 동작하여 누적된 공기를 배출하고, 수위가 상부 센서(165a) 부근에 위치하는 것으로 감지되면, 이젝터(164)의 동작을 멈추도록 하는 것이다.

이렇게, 센서(165a, 165b)를 이용하여 누적 공기를 배출하면 공기의 배출과 함께 처리수가 배출되는 것을 방지할 수 있으며, 불필요한 이젝터(164)의 동작을 최소화할 수 있다.

도시한 실시예의 경우 한 쌍의 센서를 감지하는 형태를 도시하였으나, 하부 센서(165b) 또는 상부 센서(165a) 중 한개만을 구비할 수도 있다.

하부 센서(165b)만을 구비하는 경우, 하부 센서(165b)의 신호에 의하여 이젝터(164)가 동작하되, 일정시간 동작후 멈추도록 설정하여 제어할 수 있고,

상부 센서(165a)만을 구비하는 경우, 일정시간 간격으로 이젝터(164)를 동작시키되 상부 센서(165a)에서 수위가 감지되면 동작이 멈추도록 설정하여 제어할 수 있다.

도 4는 발명의 제3실시예에 따른 멤브레인 수처리 장치의 공기 배출 장치를 나타낸 구성도이다.

본 실시예는 공기 포집공간(162)을 헤더 파이프(140)가 하향 절곡되는 부분의 상부에 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 실시예는 상기 공기 포집공간(162)의 내부에 처리수의 유속을 저감하는 베플(168) 또는 타공형 정류판(170)을 구비할 수 있다.

이러한 구성에서도 제2실시예와 동일하게 센서를 구비할 수 있다.

베플(168) 또는 타공형 정류판(170) 중 하나를 구비하거나 두 가지 모두를 구비할 수도 있다.

베플(168)은 처리수의 유속을 일시적으로 저감시켜, 처리수에 혼합된 기체가 공기 포집공간(162)으로 배출될 수 있도록 하는 역할을 수행한다.

타공형 정류판(170)은 공기 포집공간(162)에 구비되는 센서가 처리수 흐름에 의하여 방해를 최소함으로써, 센서 감지의 오류를 감소시키고 처리수와 공기의 분리효율을 증대 시키는 역할을 수행한다.

이젝터(164)는 앞선 실시예들과 동일하게 공기 포집공간(162)은 상부에 배치된다.

추가적으로 공기 포집공간(162)의 수위 및 상태를 육안으로 식별할 수 있도록 하는 사이트 글라스(169)를 구비할 수도 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 배출장치를 구비하는 멤브레인 수처리 장치는 헤더 파이프 내부에 누적되는 공기를 배출할 수 있는 구조를 제공함으로써, 공기 누적으로 인한 처리 성능 저하를 방지할 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 공기 배출 장치로 이젝터를 사용하되, 송풍수단에서 이젝터에 압축공기를 공급하도록 함으로써 설비를 최소할 수 있는 효과를 가져온다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

110 : 분리막조
120 : 분리막
130 : 송풍수단
140 : 헤더 파이프
150 : 펌프
160 : 공기 배출장치

Claims (7)

1. 처리대상수를 저장하는 분리막조;
   상기 분리막조에 침지되는 분리막;
   상기 처리대상수에 공기를 발생시키는 송풍수단;
   상기 분리막에서 처리된 처리수를 이송하는 헤더 파이프; 및
   상기 헤더 파이프의 처리수를 압송하는 처리수 펌프;를 포함하며,
   상기 헤더 파이프에 공기를 배출하는 공기 배출장치를 구비하되,
   상기 공기 배출장치는 상기 헤더 파이프 상부에 형성되는 공기 포집공간과, 상기 공기 포집공간에 연결되어 상기 공기 포집공간에 포집된 공기를 배출하는 이젝터를 포함하고,
   상기 공기 포집공간에 센서를 구비하여, 상기 센서에서 감지되는 신호에 따라 상기 이젝터의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 수처리 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 이젝터는
   상기 송풍수단에서 공급되는 압축공기 또는 컴프레셔에 의하여 동작하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 수처리 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 포집공간은
   상기 헤더파이프가 하향 절곡되는 부분의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 수처리 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 공기 포집공간의 내부에 처리수의 유속을 저감하는 베플 또는 센서 오류를 감소시키고 물과 공기의 분리효율을 증가시키는 타공형 정류판을 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 수처리 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 공기 포집공간을 관찰하기 위한 사이트 글라스를 구비하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 수처리 장치.

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