KR101395976B1 - 분리막 모듈 및 분리막 모듈의 운전 방법 - Google Patents

분리막 모듈 및 분리막 모듈의 운전 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101395976B1
KR101395976B1 KR1020120060802A KR20120060802A KR101395976B1 KR 101395976 B1 KR101395976 B1 KR 101395976B1 KR 1020120060802 A KR1020120060802 A KR 1020120060802A KR 20120060802 A KR20120060802 A KR 20120060802A KR 101395976 B1 KR101395976 B1 KR 101395976B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
panel
separation membrane
nozzles
membrane module
frame
Prior art date
Application number
KR1020120060802A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130060107A (ko
Inventor
박성률
이관수
이진원
조화영
Original Assignee
롯데케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롯데케미칼 주식회사 filed Critical 롯데케미칼 주식회사
Publication of KR20130060107A publication Critical patent/KR20130060107A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101395976B1 publication Critical patent/KR101395976B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/082—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
    • B01D63/0822—Plate-and-frame devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/003—Membrane bonding or sealing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/06—Flat membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/16—Flow or flux control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/02—Specific tightening or locking mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/02—Specific tightening or locking mechanisms
    • B01D2313/025—Specific membrane holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/12—Specific discharge elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 분리막 모듈 및 이의 운전방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 분리막 모듈은 처리수가 유입되는 다수의 타공이 각각 형성된 제1 패널과 제2 패널의 양단이 서로 결합되어 내부에 처리수가 이동하는 유로가 마련된 지지체; 상기 지지체의 제1 패널과 제2 패널 각각에 결합되는 분리막; 상기 지지체의 상하 또는 좌우에 각각 결합되며, 상기 처리수가 외부로 배출되도록 안내해주는 배출로가 마련된 프레임; 및 상기 처리수를 외부로 배출시키기 위해 상기 프레임과 결합되는 4개 이상의 노즐을 포함하고, 상기 프레임의 배출로는 상기 지지체의 유로와 연통되며, 상기 4개 이상의 노즐 중 적어도 1개의 노즐에서 배출되는 처리수의 배출방향은 나머지 노즐에서 배출되는 처리수의 배출방향과 다른 것을 특징으로 한다.

Description

분리막 모듈 및 분리막 모듈의 운전 방법{SEPARATION MEMBRANE MODULE AND METHOD OF OPERATING SEPARATION MEMBRANE MODULE}
본 발명은 수처리용 분리막 모듈 및 상기 분리막 모듈의 운전 방법에 관한 것이다.
급격한 인구증가와 도시화, 육식 등으로 인하여 물은 수량적으로 부족하게 되었고, 수질적으로는 부영양화 등으로 오염되었다. 이러한 오염된 물을 정화하는(수처리하는) 기술로는 표준 활성 슬러지법, 막 여과법 또는 막 분리 활성 슬러지법 등을 들 수 있다. 표준 활성 슬러지법은 미생물을 이용하여 물의 유기물 및 현탁물을 제거하고, 공정의 전·후에 추가적인 설비를 통해 물을 정화하는 기술이다. 분리막을 이용한 막 여과법은 미국의 식수 중 크립토스 포리디움 및 지아르디아 등의 식중독을 야기하는 병원성 미생물을 걸러내기 위해 등장한 것으로, 막의 기공을 이용하여 안정적으로 물을 정화하는 기술이다.
한편, 막 분리 활성 슬러지법은 미생물을 이용한 표준 활성 슬러지법과 막 여과법을 결합한 형태로서, 분리막의 공극을 이용하여 고액 분리를 용이하게 할 수 있고, 미생물을 이용하여 유기물 및 현탁물을 제거할 수 있으며, 전·후단에 설비가 추가됨으로써 고도의 수처리를 할 수 있다. 이러한 막 분리 활성 슬러지법은 분리막의 가격이 저렴해짐에 따라 일본, 미국 및 한국을 중심으로 전세계에 적용되고 있지만, 고액 분리를 담당하는 분리막의 오염으로 인하여 전력비 및 유지관리 비용이 증대되는 문제점이 있다.
따라서, 분리막의 오염을 저감시키고 내구성을 높이는 다양한 기술이 제안되었으며, 그 예로는 한국등록특허 10-0637733호, 일본공개특허 2011-120971호 및 미국등록특허 7780833호 등을 들 수 있다.
그러나, 한국등록특허 10-0637733호에 개시된 평막 모듈은 정화된 물이 배출되는 유출수 라인이 한쪽 방향으로 마련되어 있기 때문에 유출수 라인쪽으로 압력이 집중되어 분리막과 모듈의 접착력이 저하되며, 유출수 라인과 인접한 분리막쪽으로 오염이 집중되는 문제점이 있다. 또한, 일본공개특허 2011-120971호에 개시된 침지형막 카트리지는 난류 형성을 위한 돌기로 인해 분리막의 오염을 저감시킬 수는 있지만, 장시간 사용할 경우 돌기가 무뎌져 돌기로 인한 효과가 떨어지는 문제점이 있다. 또, 미국등록특허 7780833호에 개시된 분리막 모듈은 굴곡 또는 요철을 가지는 지지체에 분리막을 결합하여 분리막을 투과하는 유량을 높였지만, 굴곡 또는 요철을 가지는 지지체는 분리막의 흡입력(압력)으로 인해 그 형상이 일그러지거나 파손되는 문제점이 있다.
이에 따라, 분리막의 오염을 저감시키고 내구성을 높일 수 있는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 분리막의 오염을 저감시키고 내구성을 높일 수 있는 분리막 모듈 및 상기 분리막 모듈을 효율적으로 운전시킬 수 있는 분리막 모듈의 운전방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 처리수가 유입되는 다수의 타공이 각각 형성된 제1 패널과 제2 패널의 양단이 서로 결합되어 내부에 처리수가 이동하는 유로가 마련된 지지체; 상기 지지체의 제1 패널과 제2 패널 각각에 결합되는 분리막; 상기 지지체의 상하 또는 좌우에 각각 결합되며, 상기 처리수가 외부로 배출되도록 안내해주는 배출로가 마련된 프레임; 및 상기 처리수를 외부로 배출시키기 위해 상기 프레임과 결합되는 4개 이상의 노즐을 포함하고, 상기 프레임의 배출로는 상기 지지체의 유로와 연통되며, 상기 4개 이상의 노즐 중 적어도 1개의 노즐에서 배출되는 처리수의 배출방향은 나머지 노즐에서 배출되는 처리수의 배출방향과 다른 것을 특징으로 하는 분리막 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 프레임에는 상기 노즐의 개폐를 제어하는 개폐수단이 더 마련될 수 있다.
또한, 상기 지지체에는 상기 제1 패널과 제2 패널이 서로 유착되지 않도록 제1 패널과 제2 패널의 이격 거리를 유지하는 다수개의 고정핀이 더 결합될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 4개 이상의 노즐 중 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 2개 이상의 노즐을 선택적으로 개방하는 단계를 포함하는 분리막 모듈의 운전방법을 제공한다.
상기 분리막 모듈의 운전방법은, a) 상기 4개 이상의 노즐 중 1개 이상의 노즐을 폐쇄하되 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 2개 이상의 노즐은 개방하는 단계; b) 상기 a) 단계를 거친 분리막 모듈에 오염수를 통과시키는 단계; c) 상기 b) 단계를 거친 분리막 모듈을 휴지시키는 단계; d) 상기 a) 단계에서 개방되었던 노즐을 폐쇄하고, 폐쇄되었던 노즐을 개방하는 단계; 및 e) 상기 d) 단계를 거친 분리막 모듈에 오염수를 다시 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 분리막 모듈은 처리수의 배출방향이 다방향을 가지도록 4개 이상의 노즐이 프레임에 결합되어 있기 때문에 분리막의 국부적인 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 처리수가 다방향으로 배출되어 분리막 모듈의 내부압력 및 처리수의 배출압력이 분산되기 때문에 분리막 모듈의 내구성을 높일 수 있다.
또, 본 발명에 따른 분리막 모듈의 운전방법은 4개 이상의 노즐을 선택적으로 개방 및 폐쇄하여 운전하기 때문에 분리막 모듈의 수명을 향상시키면서 오염수를 효율적으로 처리할 수 있다.
도1은 본 발명의 분리막 모듈을 나타낸 분해사시도이다.
도2는 본 발명의 분리막 모듈을 나타낸 사시도이다.
도3은 도2의 분리막 모듈을 X-X 방향으로 잘라 정면에서 바라본 단면도이다.
도4 및 도5는 본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 지지체를 설명하기 위한 참고도이다.
도6 내지 도8은 본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 노즐을 설명하기 위한 참고도이다.
도9 및 도10은 본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 개폐수단을 설명하기 위한 참고도이다.
도11은 본 발명의 비교예에 적용된 분리막 모듈을 설명하기 위한 참고도이다.
도12는 본 발명의 실험예에 따른 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 발명을 설명한다.
1. 분리막 모듈
본 발명에 따른 분리막 모듈은 분리막을 통과하여 정화된 처리수가 다방향으로 배출될 수 있도록 4개 이상의 노즐이 마련된 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명의 분리막 모듈을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 분리막 모듈은 지지체(10), 분리막(20), 프레임(30) 및 노즐(40)을 포함한다.
본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 지지체(10)는 분리막(20)이 그 형상을 유지할 수 있도록 지지하는 역할을 하며, 처리수가 이동할 수 있는 유로(14)를 제공한다. 이러한 지지체(10)는 처리수가 유입되는 다수의 타공(13)이 각각 형성된 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 양단이 서로 결합되어 내부에 처리수가 이동하는 유로(14)가 마련되어 있다. 구체적으로, 제1 패널(11)과 제2 패널(12)은 일정 거리(바람직하게는 0.1~10mm)를 두고 이격된 상태로, 제1 패널(11)의 양단(e1 및 e3)과 제2 패널(12)의 양단(e2 및 e4)이 서로 결합되어 내부에는 처리수가 이동할 수 있는 공간인 유로(14)가 생기게 되는 것이다(도 3 참조).
상기 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 양단을 결합시키는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 양단을 결합시키기 위한 별도의 결합수단(미도시)을 사용하거나, 제1 패널(11)과 제2 패널(12)을 'ㄷ'자 형태로 마련하여 당업계에 공지된 접착제로 접착시키는 방법 등을 들 수 있다. 여기서, 제1 패널(11)과 제2 패널(12)이 결합되는 양단은 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 좌우 또는 상하 어느 한쪽이며, 결합되지 않은 양단에는 프레임(30)이 각각 결합되어 처리수가 배출될 수 있도록 하는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 상기 지지체(10)의 제1 패널(11) 및 제2 패널(12) 각각에 다수의 타공(13)을 형성시키는 방법은 당업계에 공지된 방법이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 형성되는 타공(13)의 형상도 특별히 한정되지 않으나, 도1에 도시된 바와 같이 사각형인 것이 바람직하다. 타공(13)의 형상이 사각형일 경우 처리수의 이동경로가 직선화되어 처리수가 외부로 배출되기 위해 이동하는 경로에서 받는 저항을 최소화할 수 있기 때문이다. 또, 지지체(10)에서 타공(13)이 차지하는 공극비율(Void fraction)은 지지체(10) 면적을 100%라 할 때, 75~99%인 것이 바람직하며, 90~98%인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 지지체(10)에는 제1 패널(11)과 제2 패널(12)이 압력에 의해 서로 유착되지 않도록 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 이격 거리를 유지하는 다수개의 고정핀(50)이 더 결합될 수 있다. 즉, 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 이격 거리만큼의 길이(제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 두께 포함)를 가지는 다수개의 고정핀(50)을 제1 패널(11)과 제2 패널(12)에 결합시키는 것이다. 제1 패널(11)과 제2 패널(12) 각각에 결합된 분리막(20)을 통해 오염수가 통과될 경우 지지체(10)에는 오염수 유입에 따른 압력이 가해져 제1 패널(11)과 제2 패널(12)이 유착될 수 있다. 따라서, 본 발명은 이를 방지하기 위해 고정핀(50)을 더 결합시키는 것으로, 이로 인해 지지체(10) 내부의 유로(14)를 보다 안정적으로 유지시킬 수 있다.
상기 고정핀(50)을 프레임(10)에 결합시키는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)에 고정핀(50)을 박아 넣는 방법으로 결합시킬 수 있다. 이러한 고정핀(50)의 사용개수는 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 크기 및 타공(13)이 차지하는 면적을 고려하여 결정될 수 있으며, 구체적으로는 6~500개가 사용될 수 있다.
한편, 지지체(10)를 구성하는 제1 패널(11)과 제2 패널(12)의 재질은 당업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 고정핀(50)은 상기 패널들과 같은 재질이거나 다른 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 분리막(20)은 지지체(10)의 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)의 외측면에 각각에 결합되며, 미세한 기공을 가지고 있어 오염수에 포함된 고체상의 오염물질을 분리하는 역할을 수행한다. 이러한 분리막(20)은 고체와 액체를 선택적으로 분리할 수 있는 재질이라면 특별히 한정되지 않으나, 폴리에스터설폰(polyethersulfone), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride) 등의 고분자 물질을 사용할 수 있다. 한편, 분리막(20)을 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)에 각각 결합시키는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 폴리우레탄 또는 에폭시 접착제를 이용하여 접착시키는 방법을 들 수 있다.
본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 프레임(30)은 지지체(10)의 상하 또는 좌우에 각각 결합되며, 처리수가 외부로 배출되도록 안내해주는 배출로(31)가 마련되어 있다. 구체적으로, 프레임(30)은 지지체(10)의 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)의 양단이 결합되지 않는 곳에 결합되는 것으로, 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)의 좌우 양단이 서로 결합될 경우 프레임(30)은 지지체(10)의 상하(제1 패널(11) 및 제2 패널(12)의 상하)에 각각 결합되며, 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)의 상하 양단이 서로 결합될 경우 프레임(30)은 지지체(10)의 좌우(제1 패널(11) 및 제2 패널(12)의 좌우)에 각각 결합된다. 이외에 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)에 고정핀(50)이 결합되어 두 패널간의 이격 거리가 유지될 경우 두 패널의 양단이 결합되지 않고 두 패널의 테두리에 프레임(30)이 모두 결합될 수도 있다. 즉, 4개의 프레임(30)이 제1 패널(11) 및 제2 패널(12)의 좌우 및 상하에 각각 결합되는 것이다.
이러한 프레임(30)은 내부가 비어있는 관형태이며, 그 내부가 지지체(10)의 유로(14)와 연통될 수 있도록 지지체(10)와 분리막(20)이 결합된 두께만큼 일부가 뚫려있는 구조를 가진다(도1 참조). 이와 같은 구조의 프레임(30)은 그 내부가 지지체(10)의 유로(14)와 연통되도록 결합됨에 따라 지지체(10)의 유로(14)를 통해 이동한 처리수가 외부로 배출될 수 있도록 안내해주는 배출로(31) 역할을 수행한다. 이러한 프레임(30)으로 사용 가능한 재질은 당업계에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 상기 지지체(10)를 구성하는 패널들과 같은 재질이거나 다른 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 프레임(30)은 처리수의 이동 및 배출이 원활히 이루어질 수 있도록 지지체(10)의 상하에 결합되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 프레임(30)은 지지체(10)의 상단에 결합되는 제1 프레임(30a) 및 지지체(10)의 하단에 결합되는 제2 프레임(30b)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 프레임(30a) 및 제2 프레임(30b) 각각의 양단에는 노즐(40)이 연결되는 것이다. 여기서, 제1 프레임(30a) 및 제2 프레임(30b)을 지지체(10)에 결합시키는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 당업계에 공지된 접착제를 이용하여 제1 프레임(30a) 및 제2 프레임(30b) 각각을 지지체(10)에 끼워 넣고 접착시키는 방법을 들 수 있다.
본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 노즐(40)은 상기 프레임(30)에 결합되어 처리수를 외부로 배출시키는 출구 역할을 수행한다. 이러한 노즐(40)은 프레임(30)에 4개 이상 결합되는데, 처리수가 다방향으로 배출될 수 있도록 4개 이상의 노즐(40) 중 적어도 1개의 노즐(40)에서 배출되는 처리수의 배출방향은 나머지 노즐(40)에서 배출되는 처리수의 배출방향과 다르도록 결합된다.
구체적으로, 도6에 도시된 바와 같이 제1 프레임(30a) 및 제2 프레임(30b) 각각의 양단에 제1 내지 제4의 노즐(41, 42, 43, 44)이 결합될 경우 제1 노즐(41)은 A 방향으로 처리수를 배출시키며, 나머지 제2 노즐(42), 제3 노즐(43) 및 제4 노즐(44)은 B 방향으로 처리수를 배출시키도록 결합되는 것이다. 이외에도 도7에 도시된 바와 같이 두 쌍의 노즐이 서로 반대방향으로 처리수를 배출할 수 있도록 제1 노즐(41)과 제3 노즐(43)은 C 방향으로, 나머지 제2 노즐(42)과 제4 노즐(44)은 D 방향으로 처리수를 배출시키도록 결합될 수 있다.
상기 프레임(30)에 결합되는 노즐(40)의 개수는 4개 이상이면 특별히 한정되지 않으나, 4~8개인 것이 바람직하며, 노즐(40)이 8개일 경우에는 도8에 도시된 바와 같이 제1 프레임(30a) 및 제2 프레임(30b) 각각의 양단에 2개씩 결합되는 구조를 예로 들 수 있다. 이와 같이 8개의 노즐(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)이 결합될 경우 처리수의 배출방향(E, F, G, H)은 더 다양해질 수 있으며, 처리수의 배출도 원활히 이루어질 수 있는데, 분리막 모듈의 제조과정, 비용 및 효율을 고려할 때, 4개의 노즐(41, 42, 43, 44)이 제1 프레임(30a) 및 제2 프레임(30b)의 양단에 결합된 도7의 분리막 모듈이 가장 바람직하다.
한편, 본 발명의 분리막 모듈에 포함되는 프레임(30)에는 노즐(40)의 개폐를 제어하는 개폐수단(60)이 더 마련될 수 있다. 이러한 개폐수단(60)은 4개 이상의 노즐(40)을 선택적으로 개방 및 폐쇄하기 위한 것으로, 노즐(40) 각각의 개폐를 개별적으로 제어할 수 있도록 도9에 도시된 바와 같이 노즐(41, 42, 43, 44)의 개수와 대응되도록 마련되거나, 도10에 도시된 바와 같이 2개 이상의 노즐(41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48)의 개폐를 한번에 제어할 수 있도록 마련될 수도 있다. 이러한 개폐수단(60)은 노즐(40)의 개폐를 제어할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 구체적인 예로 밸브를 들 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 분리막 모듈의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 오염수의 처리유량에 따라 가로는 100~300mm, 세로는 500~2000mm로 조절될 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 분리막 모듈은 4개 이상의 노즐(40) 중 적어도 1개의(또는 2개 이상의) 노즐이 나머지 노즐(40)과 처리수의 배출방향이 다르도록 결합되어 처리수가 다방향으로 배출될 수 있기 때문에 분리막(20)의 국부적인 오염이 최소화되고 분리막 모듈에 작용하는 수압(내부압력 및 배출압력)이 분산되기 때문에 분리막 모듈의 내구성을 향상시킬 수 있다.
2. 분리막 모듈의 운전방법
본 발명은 상기에서 설명한 분리막 모듈을 이용하여 오염수를 처리하기 위해 분리막 모듈을 운전하는 방법을 제공한다. 이때, 본 발명에 따른 분리막 모듈의 운전방법은 오염수를 정화하는 방법으로 해석될 수도 있다.
본 발명에 따른 분리막 모듈의 운전방법은 상기에서 설명한 분리막 모듈에 있어서, 4개 이상의 노즐 중 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 2개 이상의 노즐을 선택적으로 개방하는 단계를 포함한다.
즉, 도9에 도시된 분리막 모듈을 기준으로 할 때, 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 제1 노즐(41)과 제2 노즐(42), 제1 노즐(41)과 제4 노즐(44), 제2 노즐(42)과 제3 노즐(43) 또는 제2 노즐(42)과 제4 노즐(44) 중 어느 한 경우에 해당하는 2개의 노즐을 개방하는 것이다. 이때, 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 노즐을 선택적으로 개방한 후 나머지 노즐은 폐쇄시켜 분리막 모듈을 운전시키거나 노즐을 모두 개방하여 분리막 모듈을 운전시킬 수도 있다. (노즐을 모두 개방할 경우에는 노즐의 개폐를 조절하는 개폐수단이 프레임에 마련되어 있지 않아도 무방함).
이러한 본 발명에 따른 분리막 모듈의 운전방법을 노즐인 4개인 도9의 분리막 모듈을 기준으로 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 2개의 노즐은 개방하고, 나머지 2개의 노즐은 폐쇄한다. 예를 들어, 제1 노즐(41)과 제2 노즐(42)은 개방하고 제3 노즐(43)과 제4 노즐(44)은 폐쇄한다. 이후 분리막 모듈에 오염수를 일정시간 통과시키면 분리막(20)을 통과하여 정화된 처리수는 지지체(10)의 유로(14) 및 제1 프레임(30a)의 배출로(31)를 따라 이동하여 제1 노즐(41)과 제2 노즐(42)로 배출된다. 이후 분리막 모듈을 일정시간 휴지시키고, 개방되었던 노즐은 폐쇄하고 폐쇄되었던 노즐은 개방한 후 오염수를 통과시킨다. 즉, 제1 노즐(41)과 제2 노즐(42)은 폐쇄하고 제3 노즐(43)과 제4 노즐(44)은 개방하여 오염수를 통과시키는 것으로, 분리막(20)을 통과하여 정화된 처리수는 지지체(10)의 유로(14) 및 제2 프레임(30b)의 배출로(31)를 따라 이동하여 제3 노즐(43)과 제4 노즐(44)로 배출된다.
이외에도 대각선 방향인 제1 노즐(41)과 제4 노즐(44)을 개방하고 제2 노즐(42)과 제3 노즐(43)을 폐쇄하여 분리막 모듈을 운전시킨 후 제1 노즐(41)과 제4 노즐(44)을 폐쇄하고 제2 노즐(42)과 제3 노즐(43)을 개방하여 운전시키거나 제1 내지 제4 노즐(41, 42, 43, 44)을 모두 개방하여 분리막 모듈의 운전 및 휴지를 반복할 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 분리막 모듈에 마련된 4개 이상의 노즐을 선택적으로 개방 및 폐쇄하여 분리막 모듈을 운전시키기 때문에 분리막의 국부적인 오염을 최소화할 수 있고, 분리막 모듈의 수명을 확보하면서 효율적으로 오염수를 처리할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
도9에 도시된 구조로, 가로×세로의 크기가 300×600mm이며, 타공이 차지하는 면적비율이 약 80%인 지지체에 Chlorinated PVC(poly vinyl chloride) 분리막이 결합된 분리막 모듈을 준비하였다.
[ 비교예 ]
도11에 도시된 바와 같이 노즐(N1)이 하나인 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 조건으로 분리막 모듈을 준비하였다.
[ 실험예 ] 분리막 모듈의 투과유량 측정
오염수가 채워진 용기에 실시예 및 비교예의 분리막 모듈을 투입하고, 하기와 같은 조건으로 노즐을 개방한 후 감압시스템(각각의 노즐에 관의 한쪽을 연결하고, 관의 다른쪽은 별도의 감압용기에 연결한 후 감압용기를 0.1bar로 감압시킴)을 적용하여 투과유량을 측정하였다.
실험1. 상기 실시예에 따른 분리막 모듈에서 상부 노즐(41, 42) 2개를 개방, 하부 노즐(43, 44) 2개를 폐쇄함
실험2. 상기 실시예에 따른 분리막 모듈에서 상부 노즐(41, 42) 2개를 폐쇄, 하부 노즐(43, 44) 2개를 개방함
실험3. 상기 실시예에 따른 분리막 모듈에서 대각선 노즐(41, 44) 2개를 개방, 나머지 대각선 노즐(42, 43) 2개를 폐쇄함
실험4. 상기 실시예에 따른 분리막 모듈의 모든 노즐(41,42,43,44)을 개방함
실험5. 상기 비교예에 따른 분리막 모듈의 노즐(N1)을 개방함
도12는 실험1 내지 5에 따른 투과유량 측정 결과를 나타낸 것으로, 본 발명의 분리막 모듈에 해당되는 실험1 내지 4가 실험5에 비해 단위시간당 투과유량 감소율이 적은 것을 알 수 있다. 이러한 점은 본 발명의 분리막 모듈을 사용할 경우 분리막의 오염도가 저감됨을 뒷받침하는 것이다.
10 : 지지체
20 : 분리막
30 : 프레임
40 : 노즐
50 : 고정핀
60 : 개폐수단

Claims (10)

  1. 처리수가 유입되는 다수의 타공이 각각 형성된 제1 패널과 제2 패널의 양단이 서로 결합되어 내부에 처리수가 이동하는 유로가 마련된 지지체;
    상기 지지체의 제1 패널과 제2 패널 각각에 결합되는 분리막;
    상기 지지체의 상하 또는 좌우에 각각 결합되며, 상기 처리수가 외부로 배출되도록 안내해주는 배출로가 마련된 프레임; 및
    상기 처리수를 외부로 배출시키기 위해 상기 프레임과 결합되는 4개 이상의 노즐을 포함하고,
    상기 프레임의 배출로는 상기 지지체의 유로와 연통되며,
    상기 4개 이상의 노즐 중 적어도 1개의 노즐에서 배출되는 처리수의 배출방향은 나머지 노즐에서 배출되는 처리수의 배출방향과 다르며,
    상기 프레임에는 상기 노즐의 개폐를 제어하는 개폐수단이 마련된 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 지지체의 상단에 결합되는 제1 프레임; 및
    상기 지지체의 하단에 결합되는 제2 프레임을 포함하고,
    상기 제1 프레임 및 상기 제2 프레임 각각의 양단에는 상기 노즐이 연결된 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐은 4~8개인 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타공의 형상은 사각형인 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지체에는 상기 제1 패널과 제2 패널이 서로 유착되지 않도록 제1 패널과 제2 패널의 이격 거리를 유지하는 다수개의 고정핀이 더 결합된 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지체에 결합되는 상기 고정핀의 개수는 6~500개인 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
  8. 분리막 모듈의 운전방법에 있어서,
    상기 분리막 모듈은 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제7항의 분리막 모듈 중 어느 하나이며,
    상기 4개 이상의 노즐 중 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 2개 이상의 노즐을 선택적으로 개방하는 단계를 포함하는 분리막 모듈의 운전방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 4개 이상의 노즐을 모두 개방하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 모듈의 운전방법.
  10. 제8항에 있어서,
    a) 상기 4개 이상의 노즐 중 1개 이상의 노즐을 폐쇄하되 처리수의 배출방향이 서로 다른 방향을 향하는 2개 이상의 노즐은 개방하는 단계;
    b) 상기 a) 단계를 거친 분리막 모듈에 오염수를 통과시키는 단계;
    c) 상기 b) 단계를 거친 분리막 모듈을 휴지시키는 단계;
    d) 상기 a) 단계에서 개방되었던 노즐을 폐쇄하고, 폐쇄되었던 노즐을 개방하는 단계; 및
    e) 상기 d) 단계를 거친 분리막 모듈에 오염수를 다시 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막 모듈의 운전방법.
KR1020120060802A 2011-11-29 2012-06-07 분리막 모듈 및 분리막 모듈의 운전 방법 KR101395976B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110126348 2011-11-29
KR1020110126348 2011-11-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130060107A KR20130060107A (ko) 2013-06-07
KR101395976B1 true KR101395976B1 (ko) 2014-05-16

Family

ID=48858789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120060802A KR101395976B1 (ko) 2011-11-29 2012-06-07 분리막 모듈 및 분리막 모듈의 운전 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101395976B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394872B1 (ko) * 2014-03-06 2014-05-13 (주)엠비티 여과용 평막 카트리지 및 이를 이용한 수처리용 평막 모듈
KR102602664B1 (ko) * 2016-09-29 2023-11-15 주식회사 아모그린텍 수처리용 평판형 필터 및 이를 포함하는 평판형 필터모듈
KR102602668B1 (ko) * 2016-10-14 2023-11-15 주식회사 아모그린텍 수처리용 평판형 필터 및 이를 포함하는 평판형 필터모듈
US20210355011A1 (en) * 2018-10-23 2021-11-18 Bl Technologies, Inc. Mabr media for supporting aob and annamox bacteria and process for deammonification of wastewater

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030040001A (ko) * 2002-05-09 2003-05-22 주식회사 환경시설관리공사 침지형 평막 모듈
KR200379549Y1 (ko) 2004-12-31 2005-03-18 주식회사 효성 침지형 평막 모듈
KR100637733B1 (ko) 2004-09-10 2006-10-25 주식회사 엔비시스템 수처리용 평막모듈 및 이의 제조방법
KR100705546B1 (ko) * 2006-05-25 2007-04-09 코오롱건설주식회사 침지형 중공사막 분리막 모듈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030040001A (ko) * 2002-05-09 2003-05-22 주식회사 환경시설관리공사 침지형 평막 모듈
KR100637733B1 (ko) 2004-09-10 2006-10-25 주식회사 엔비시스템 수처리용 평막모듈 및 이의 제조방법
KR200379549Y1 (ko) 2004-12-31 2005-03-18 주식회사 효성 침지형 평막 모듈
KR100705546B1 (ko) * 2006-05-25 2007-04-09 코오롱건설주식회사 침지형 중공사막 분리막 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130060107A (ko) 2013-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101395976B1 (ko) 분리막 모듈 및 분리막 모듈의 운전 방법
US9422176B2 (en) Systems and techniques for electrodialysis
US20090218299A1 (en) Inverted aerated immersed screen, screen assembly and operating process
EP2926887B1 (en) Separation membrane module
US10967309B2 (en) Water purifying system and backwash module control method thereof
WO2001000307A2 (en) Self cleaning filter
KR20140114149A (ko) 중앙 배플과 이를 포함하는 가압식 중공사 분리막 모듈 및 이의 세정방법
US10335740B2 (en) Submerged-type filtration apparatus
WO2012060689A1 (en) Water filtration apparatus with automatic backwash
JP6191464B2 (ja) 除濁膜モジュールの運転方法
US11083998B2 (en) Compact high-throughput device for water treatment
KR20140101346A (ko) 침지식 스크린 및 작동 방법
JP2014014736A (ja) 膜モジュール及び膜モジュールの製造方法並びに膜ユニット
KR101481870B1 (ko) 여과 시스템 및 방법
JP5874866B1 (ja) 除濁膜モジュールの運転方法
KR101645182B1 (ko) 정수기
KR200379549Y1 (ko) 침지형 평막 모듈
KR101614077B1 (ko) 적층식 여과판을 이용한 여과 시스템
KR101009470B1 (ko) 중공사막 수처리 장치
KR200434458Y1 (ko) 역삼투압을 이용한 농축수 재활용 처리시스템
KR20140049866A (ko) 수처리설비 및 수처리방법
KR101777236B1 (ko) 순환식 미생물 제거 정수기
KR20220086020A (ko) 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법
KR101467253B1 (ko) 고정식 와류유도층이 구비된 분리막 여과기
US20220323909A1 (en) Systems and methods for treatment of elevated organic content streams

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee