KR101430766B1 - 침지형 중공사막 분리막 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침지형 중공사막 분리막 모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 침지형 중공사막 분리막 모듈은 복수의 중공사막과, 상기 복수의 중공사막의 상단부를 고정지지하는 상부 헤드부와, 상기 중공사막의 하단부를 고정지지하는 하부 헤드부와, 상기 상부 헤드부와 상기 하부 헤드부를 일정 간격으로 고정지지하는 프레임부를 포함하는 침지형 중공사막 분리막 모듈에 있어서, 상기 복수의 중공사막은 상기 상부 헤드부와 상기 하부 헤드부 사이에 코일 형태의 코일부가 형성된 중공사막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

중공사막, 분리막, 코일.

Description

침지형 중공사막 분리막 모듈{Immersed module of hollow fibers-membrane}

본 발명은 침지형 중공사막 분리막 모듈에 관한 것이다.

최근 정수 처리에 대한 요구 수준의 강화로 인하여 정수 처리 공정에 중공사막을 포함하는 침지형 중공사막 분리막 모듈이 이용되고 있다.

침지형 중공사막 분리막 모듈을 이용한 정수 처리 공정은 중공사막을 다발지어 형성한 침지형 중공사막 분리막 모듈을 처리하고자 하는 유체의 수조에 직접 침지시키고, 중공사막에 진공을 가하여 유체가 중공사 내부로 투과하게 하여 고액을 분리하는 방식으로서, 가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법에 비하여, 중공사막 분리막의 세공 크기에 따라 원하는 일정한 수질의 처리수를 안정적으로 얻을 수 있음으로써 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 등 많은 장점이 있다.

이러한 장점으로 인해 최근에는 침지형 중공사막 분리막 모듈을 이용한 정수 처리 공정은 오ㆍ폐수의 처리, 산업 폐수의 처리, 음용수의 처리, 그리고 제약 및 산업 분야에서의 분리 공정 등에 널리 이용되어 그 활용 범위가 점차 확대되는 추 세에 있다.

그러나, 이러한 침지형 중공사막 분리막 모듈에 사용되는 중공사막은 주로 PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌) PS(폴리술폰), PVDF(폴리플루오르화비닐리덴) 등의 고분자 재료를 이용한 합성 섬유를 이용함으로 인하여, 장기간 사용시 중공사막의 수축현상이 발생하고, 도 1의 사진과 같이, 복수의 중공사막을 지지하는 상부 헤드부가 중공사막의 길이 방향의 수축력을 견디지 못하여 프레임으로부터 이탈하는 현상이 발생하는 등의 문제점이 있는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 2의 사진과 같이, 중공사막의 장기간 사용시 수축되는 정도의 길이만큼 미리 여분(slack)을 주어 제작한 침지형 중공사막 분리막 모듈도 제안되었으나, 이 경우에는 미리 여분(slack)을 준 길이만큼 중공사막의 쳐짐 현상이 발생하기 때문에, 모듈의 설치 및 이동시 중공사막이 손상될 우려가 있고, 또, 중공사막의 손상을 방지하기 위하여 설치 및 이동시 특별히 주의하여야 하는 등 불편이 따르는 문제점이 있는 것이다. 또한, 이러한 중공사막의 쳐짐 현상 때문에 여분을 줄 수 있는 길이에 한계가 있게 된다.

본 발명은 장기간 사용에 의한 중공사막의 수축 현상이 발생하더라도 복수의 중공사막을 지지하는 상부 및 하부 헤드부가 프레임으로부터 이탈하지 않는 침지형 중공사막 분리막 모듈을 제공하려는 것이다.

또, 본 발명은 중공사막의 장기간 사용시 수축되는 정도 이상의 길이만큼 여분(slack)을 주더라도 중공사막의 쳐짐 현상이 발생하지 않아, 설치 및 이동 등의 취급이 편리한 침지형 중공사막 분리막 모듈을 제공하려는 것이다.

본 발명의 일구현예에 따른 침지형 중공사막 분리막 모듈은 복수의 중공사막과, 복수의 중공사막의 상단부를 고정지지하는 상부 헤드부와, 복수의 중공사막의 하단부를 고정지지하는 하부 헤드부와, 상부 헤드부와 하부 헤드부를 일정 간격으로 고정지지하는 프레임부를 포함하는 침지형 중공사막 분리막 모듈에 있어서, 복수의 중공사막은 상부 헤드부와 하부 헤드부 사이에 코일 형태의 코일부가 형성된 중공사막을 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 복수의 중공사막은 상부 헤드부와 하부 헤드부 사이에 코일 형태의 코일부가 형성된 중공사막을 포함함으로써, 침지형 중공사막 분리막 모듈을 장기간 사용할 때, 중공사막이 길이방향으로 수축하는 경우 상부 헤드부와 하부 헤드부에 수축력이 작용하지 않을 정도로 충분한 중공사막의 여분의 길이를 제공할 수 있는 것 이다.

또한, 중공사막이 길이방향으로 수축하는 경우 상부 헤드부와 하부 헤드부에 수축력이 작용하지 않을 정도로 충분한 여분의 길이의 중공사막이 코일 형태로 형성되어 있으므로, 중공사막의 쳐짐 현상이 발생하지 않도록 할 수 있는 것이다.

본 발명인 침지형 중공사막 분리막 모듈은 중공사막의 코일부가 상부 헤드부와 하부 헤드부 간의 수직 길이의 5% 이상의 길이로 형성된 것이 바람직하다.

통상의 침지형 중공사막 분리막 모듈을 약 5년간 사용할 경우 설치된 중공사막 길이의 약 2% 정도가 수축하게 되므로, 상부 헤드부와 하부 헤드부 간의 수직 길이의 5% 이상의 길이를 코일부로 형성함으로써, 침지형 중공사막 분리막 모듈을 10년 이상 장기간 사용하더라도 중공사막의 수축력이 상부 및 하부 헤드부에 작용되지 않을 만큼의 충분한 여분 길이의 중공사막을 제공할 수 있는 것이다.

또, 본 발명인 침지형 중공사막 분리막 모듈은 중공사막의 코일부가 상부 헤드부와 하부 헤드부간의 수직 길이의 5 ~ 10%의 길이로 형성되도록 함으로써, 중공사막에 형성된 코일부를 제외한 나머지 부분은 직선의 섬유 형태를 유지하도록 하여, 정수처리 공정에서 흡인 또는 가압 여과시 중공사막에 지나친 흡인 또는 가압 압력이 걸리는 것을 방지할 수 있는 것이 바람직하다.

또, 복수의 중공사막은 상부 헤드부와 하부 헤드부 간의 수직 길이의 5 ~ 10% 길이의 코일부가 형성된 중공사막을 포함하고, 복수의 중공사막을 이루는 각각의 중공사막에 형성된 코일부의 위치는 상부 헤드부와 하부 헤드부 사이에 각각 불규칙하게 위치되도록 형성됨으로써, 각각의 중공사막의 일부 위치에 형성된 코일부가 서로 비슷한 위치에 존재함으로써 복수의 중공사막 다발의 코일부 형성 위치가 부풀러지는 현상을 억제할 수도 있다.

본 발명은 장기간 사용에 의한 중공사막의 수축 현상이 발생하더라도 복수의 중공사막을 지지하는 상부 및 하부 헤드부가 프레임으로부터 이탈하지 않는 침지형 중공사막 분리막 모듈을 제공하였다.

또, 본 발명은 중공사막의 장기간 사용시 수축되는 정도 이상의 길이만큼 여분(slack)을 주더라도 중공사막의 쳐짐 현상이 발생하지 않아, 설치 및 이동 등의 취급이 편리한 침지형 중공사막 분리막 모듈을 제공하였다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 형태에 대하여 상세히 설명한다.

일단, 본 발명을 실시하기 위한 침지형 중공사막 분리막 모듈은, 도 3 내지 5와 같이, 복수의 중공사막과, 상기 복수의 중공사막의 상단부를 고정지지하는 상부 헤드부(111)와, 상기 중공사막의 하단부를 고정지지하는 하부 헤드부(112)와, 상기 상부 헤드부와 상기 하부 헤드부를 일정 간격으로 고정지지하는 프레임부(113)를 포함한다.

여기에서, 상부 헤드부(111) 및 하부 헤드부(112)는 복수의 중공사막을 다발 형태로 결합되어 고정지지하는 역할을 하면서, 통상의 침지형 중공사막 분리막 모듈과 같이, 여과수가 저장되는 집수공간과, 이 여과수가 배출되는 여과수 배출구 등을 포함하고, 기타 세정공기 공급구 등의 부가 장치가 추가적으로 설치될 수도 있다.

우선, 본 발명의 실시예 1로서 침지형 중공사막 분리막 모듈(100)은, 도 3과 같이, 복수의 중공사막(120)은 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112) 사이에 코일 형태(121-1)의 코일부(121)가 전체적으로 형성된 중공사막(120)을 포함한다.

이로써, 본 발명의 침지형 중공사막 분리막 모듈(100)을 장기간 사용할 때, 중공사막(120)이 길이방향으로 수축하는 경우 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112)에 중공사막(120)의 수축력이 작용하지 않을 정도로 충분한 중공사막(120) 의 여분의 길이를 코일의 형태(121-1)로써 제공하면서, 중공사막(120)의 쳐짐 현상이 발생하지 않도록 할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시예 2로서 침지형 중공사막 분리막 모듈(100)은, 도 4와 같이, 중공사막(130)의 코일부(131)의 길이(Hc)는 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112) 간의 수직 길이(Hm)의 5% 이상 또는 5 ~ 10%로 형성된다.

즉, 통상의 침지형 중공사막 분리막 모듈을 약 5년간 사용할 경우 설치된 중공사막 길이의 약 2% 정도가 수축하게 되므로, 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112) 간의 수직 길이(Hm)의 5% 이상으로 코일부(131, Hc)를 형성함으로써, 침지형 중공사막 분리막 모듈을 10년 이상 장기간 사용하더라도 중공사막(130)의 수축력이 상부 및 하부 헤드부에 작용되지 않을 만큼의 충분한 여분 길이의 중공사막(130)을 코일의 형태(131-1)로써 코일부(131)를 제공할 수 있고, 또, 본 발명인 침지형 중공사막 분리막 모듈(100)은 중공사막의 코일부(131)의 길이(Hc)가 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112) 간의 수직 길이(Hm)의 10% 이하로 형성되도록 함으로써, 중공사막에 형성된 코일부(131)를 제외한 나머지 부분은 직선의 섬유 형태를 유지하는 부분(132)이 되도록 하여, 정수처리 공정에서 흡인 또는 가압 여과 시 중공사막에 지나친 흡인 또는 가압 압력이 걸리는 것을 방지할 수 있는 것이 바람직하다.

이 때, 중공사막(130)의 코일부(131)는 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112) 사이의 중심 부분에 위치되도록 형성됨으로써, 상부 헤드부(111) 및 하부 헤드부(112)를 통하여 흡인 또는 가압 여과 시 흡인 또는 가압하는 압력이 중공사막(130)의 직선의 섬유 형태 부분(132)에 먼저 가해져서, 코일부(131)에 의한 압력 증가 현상을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

만약, 침지형 중공사막 분리막 모듈을 운전할 때, 흡인 또는 가압 여과시 흡인 또는 가압하는 압력을 상부 헤드부 또는 하부 헤드부 중 한쪽만을 통하여 가압하는 경우에는 상기 중공사막의 코일부를 압력을 가하는 반대의 헤드부 쪽으로 위치를 편중시켜 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 실시예 3으로서 침지형 중공사막 분리막 모듈(100)은, 도 5와 같이, 복수의 중공사막(140)은 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112) 간의 수직 길이(Hm)의 5 ~ 10% 길이(Hc)의 코일부(141)가 형성된 중공사막을 포함하고, 복수의 중공사막(140)을 이루는 각각의 중공사막에 형성된 코일부(141)의 위치는 상부 헤드부(111)와 하부 헤드부(112) 사이에 각각 불규칙하게 위치되도록 형성된다.

이로써, 각각의 중공사막(140)의 일부 위치에 형성된 코일부(141)가 서로 비슷한 위치에 존재함으로써 복수의 중공사막 다발의 코일부(141) 형성 위치가 부풀 러지는 현상을 억제할 수 있다.

도 1은 종래의 중공사막 모듈 일예의 사용 후 단부의 사진.

도 2는 종래의 중공사막 모듈 일예의 전체 사진.

도 3는 본 발명의 실시예 1에 따른 중공사막 모듈의 개념도.

도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 중공사막 모듈의 개념도.

도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 중공사막 모듈의 개념도.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 복수의 중공사막과, 상기 복수의 중공사막의 상단부를 고정지지하는 상부 헤드부와, 상기 복수의 중공사막의 하단부를 고정지지하는 하부 헤드부와, 상기 상부 헤드부와 상기 하부 헤드부를 일정 간격으로 고정지지하는 프레임부를 포함하는 침지형 중공사막 분리막 모듈에 있어서,

   상기 복수의 중공사막은 상기 상부 헤드부와 상기 하부 헤드부 간의 수직 길이의 5 ~ 10% 길이의 코일부가 형성된 중공사막을 포함하고, 상기 복수의 중공사막을 이루는 각각의 중공사막에 형성된 코일부의 위치는 상기 상부 헤드부와 상기 하부 헤드부 사이에 각각 불규칙하게 위치되도록 형성된 것을 특징으로 하는 침지형 중공사막 분리막 모듈.

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