KR101474195B1 - 섬유관 필터 및 하이브리드 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 섬유관 필터(Cloth Filter) 및 섬유관 필터와 중공사막 필터(Hollow Fiber Membrane Filter)를 조합한 하이브리드 필터(Hybrid Filter)에 관한 것으로, 섬유관 내부를 통과하는 유체의 흐름에 의해 유동하면서 섬유관 내벽의 오염을 저지하는 세정스페이서(洗淨 Spacer)를 섬유관 내부에 설치하여 유체가 섬유관에서 여과되면서 섬유관 내벽에 부착되는 이물질이 세정스페이서의 작용으로 탈리되도록 하고, 중심관의 내부에 섬유관을 배치하고 중심관과 하우징 사이에 다수의 중공사막을 배치하여, 공급되는 유체가 제1차로 상기 섬유관에 의하여 여과된 후 중공사막의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되도록 하여, 여과효율과 역세효율이 좋고 섬유관 및 중공사막의 오염이 적으며 섬유관 및 중공사막 필터의 수명이 연장되고 전처리장치가 필요 없는 효과가 있다.
Description
본 발명은 섬유관 필터(Cloth Filter) 및 하이브리드 필터(Hybrid Filter)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중심부에 유체의 흐름에 의하여 유동하면서 섬유관의 오염을 저지하는 세정스페이서(洗淨 Spacer)를 구비한 섬유관 필터 및 섬유관 필터와 중공사막 필터(Hollow Fiber Membrane Filter)를 조합한 하이브리드 필터에 관한 것이다.
유입되는 유체로부터 비교적 큰 입자의 이물질을 걸러내는데 사용되는 섬유관 필터는 섬유관이 쉽게 오염되어 오래 사용할 수 없고 세정 및 교환을 위하여 장치의 운전을 자주 중단하여야 하는 단점이 있다. 한편, 중공사막 필터는 유입되는 유체 속의 입자의 크기에 따르는 제한을 받는다.
즉, 중공사막 필터는 대부분 유입되는 유체 속의 입자의 크기가 0.3mm 이하이어야 하고, 이보다 입자가 작더라도 입자의 수가 많지 않아야 한다. 중공사막에 접촉하는 유체 속의 입자의 크기가 크거나 입자의 수가 많은 경우에는 중공사막을 손상시키고 오염시켜 수명이 감소되고 처리수의 수질이 악화된다.
따라서, 중공사막 필터를 사용하는 경우에는 유입되는 유체 속의 입자의 크기가 0.3mm 이하가 되도록 하고 유입되는 입자의 수가 많지 않도록 하기 위하여 전처리를 한다. 이러한 전처리를 위하여 응집침전여과공정을 거치거나 별도의 스크린 필터를 설치한다.
특히, MBR(Membrane Bio Reactor)의 경우에는 다량의 슬러지가 포함되어 있어 막의 오염을 줄이기 위하여 스크린 필터 후단을 반응조의 유체 속에 넣고 하부에서 공기를 공급하여 막이 유동되도록 하여 막의 오염을 저감시킨다.
위와 같은 이유로 중공사막 필터는 설치비용과 운전비용이 많이 소요되고, 빈번한 역세공정의 수행으로 폐수의 발생량이 증가하며, 회복 할 수 없는 막의 오염으로 막의 수명이 단축된다.
또한, 종래의 섬유관 또는 중공사막 필터는 외부에서 내부로 여과시키는 방식이어서 섬유관 또는 중공사막의 외주면에 달라붙는 이물질을 제거하기 위하여 압축공기를 분사하여 섬유관 또는 중공사막을 심하게 유동시켜서 섬유관 또는 중공사막의 외주면에 달라붙어 있는 이물질을 탈리시킨다.
이러한 탈리방법은 섬유관 또는 중공사막의 손상을 야기하고, 섬유관 또는 중공사막 다발이 서로 접착되어 있는 상부와 하부 부근은 압축공기를 분사하여도 유동되지 아니하여 이 부분에 끼인 이물질은 제거되지 못하고 지속적으로 축적된다. 또, 종래의 섬유관 또는 중공사막 여과장치는 압축공기를 이용하여 중공사막의 외주면에 부착된 이물질을 탈리하므로 앞에서 설명한 전처리를 위한 장치에 더하여 공기압축장치 등도 설치하여야 하므로 구조가 복잡하게 된다.
본 발명은 위와 같은 섬유관 필터의 단점을 해결하기 위하여, 운전 중 섬유관의 오염이 저지되는 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또, 본 발명은 위와 같은 중공사막 필터의 단점을 해결하기 위하여, 전처리를 위한 응집침전여과 공정이나 스크린 필터 및 공기압축장치 등 이물질 탈리장치를 설치하지 아니하고도 중공사막을 보호할 수 있고 여과효율과 세정효율을 증대시킬 수 있는 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 섬유관 내부를 통과하는 유체의 흐름에 의해 유동하면서 섬유관 내벽의 오염을 저지하는 세정스페이서를 섬유관 내부에 설치하여, 유체가 섬유관에서 여과되면서 섬유관 내벽에 부착되는 이물질이 세정스페이서의 작용으로 탈리되도록 한다.
또, 본 발명은 중심관의 내부에 섬유관을 배치하고 중심관과 하우징 사이에 다수의 소섬유관 또는 중공사막을 배치하여, 공급되는 유체가 제1차로 상기 섬유관에 의하여 여과된 후 소섬유관 또는 중공사막의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되도록 한다.
위와 같이, 본 발명은 유체가 섬유관에서 여과되면서 섬유관 내벽에 부착되는 이물질이 세정스페이서의 작용으로 탈리되므로, 여과효율이 좋고 섬유관의 오염이 저지되어 섬유관 필터의 수명이 연장되고 섬유관의 세정 및 교환을 위하여 장치의 운전을 자주 중단할 필요가 없어 전체 시스템을 안정적이고 경제적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명은 공급되는 유체가 중심관의 내부에 배치한 섬유관에서 제1차로 여과되어 소섬유관 또는 중공사막을 손상시키는 큰 입자의 오염물과 소섬유관 또는 중공사막을 오염시키는 다량의 입자성 오염물이 여과된 후 중심관과 하우징 사이에 배치한 다수의 소섬유관 또는 중공사막의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되므로, 소섬유관 또는 중공사막의 오염이 줄고 손상이 예방되어 소섬유관 또는 중공사막의 수명이 연장되고 전처리용 스크린 필터가 필요 없는 효과가 있다.
또, 본 발명은 유체를 외부에서 내부로 여과시키는 종래의 방식과는 달리, 유체를 소섬유관 또는 중공사막의 내부에서 외부로 여과시키는 방식이어서 소섬유관 또는 중공사막의 내주면에 이물질이 쌓이기 때문에 일정시간 운전 후 간단히 물로 씻어 내면 내주면에 부착된 이물질이 쉽게 제거되므로 여과효율과 역세효율이 높고, 소량의 역세수만으로 역세가 가능하여 폐수 발생이 적으며 역세방법도 간단한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 섬유관이 많이 오염된 경우 수동으로 이물질을 간단히 탈리시킬 수 있고, 섬유관이 심히 오염되거나 세정스페이서가 손상된 경우 간단히 교체할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 2는 본 발명 섬유관 필터 실시예의 종단면도와 횡단면이고,
도 3 및 4는 본 발명의 하부커넥터와 하부커넥터 고정핀의 상세도이며,
도 5는 본 발명의 세정스페이서 횡단면도이다,
도 6 및 7은 본 발명 이중섬유관 필터 실시예의 종단면도와 횡단면이고,
도 8 및 9는 본 발명 하이브리드 필터 실시예의 종단면도와 횡단면이며,
도 10은 본 발명 하이브리드 필터 실시예의 유체 흐름도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 하부커넥터와 하부커넥터 고정핀의 상세도이며,
도 5는 본 발명의 세정스페이서 횡단면도이다,
도 6 및 7은 본 발명 이중섬유관 필터 실시예의 종단면도와 횡단면이고,
도 8 및 9는 본 발명 하이브리드 필터 실시예의 종단면도와 횡단면이며,
도 10은 본 발명 하이브리드 필터 실시예의 유체 흐름도이다.
이하 본 발명을 실시예의 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
본 발명의 섬유관 필터는, 하우징(10) 내부에 섬유관(27)을 배치하고, 상기 섬유관(27)의 상부와 하부를 상부커넥터(17)와 하부커넥터(25)에 각각 연결시키며, 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)를 각각 상기 하우징(10)의 상부와 하부에 각각 삽입시키고, 상기 섬유관(27) 내부에 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 세정스페이서(20)를 배치하며, 상부조인트(13)와 하부조인트(14)를 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)에 각각 삽입하고, 상부캡(11)과 하부캡(12)을 상부와 하부에서 각각 씌운 다음 커플링(19)으로 상기 하우징(10)에 각각 체결시킨 구성으로, 공급되는 유체가 상기 섬유관(27)에 의하여 여과되어 배출되며, 유체가 상기 섬유관(27)에서 여과되면서 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질이 상기 세정스페이서(20)의 작용으로 탈리된다.
본 발명의 이중섬유관 필터는, 하우징(10) 내부의 중심부에 중심관(15)을 배치하고, 상기 중심관(15)의 내부에 섬유관(27)을 배치하며, 상기 섬유관(27)의 상부와 하부를 상부커넥터(17)와 하부커넥터(25)에 각각 연결시키며, 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)를 각각 상기 중심관(15)의 상부와 하부에 각각 삽입시키고, 상기 섬유관(27) 내부에 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 세정스페이서(20)를 배치하며, 상기 하우징(10)과 상기 중심관(15) 사이에 다수의 소섬유관(28)을 배치하고, 상기 다수의 소섬유관(28)의 상단부와 하단부를 각각 접착제로 서로 접착시키며, 상기 상단부와 하단부가 각각 서로 접착된 상기 다수의 소섬유관(28)의 상단부와 하단부를 상기 하우징(10)과 상기 중심관(15)의 상단부와 하단부에 각각 접착시키고, 상부조인트(13)와 하부조인트(14)를 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)에 각각 삽입하고, 상부캡(11)과 하부캡(12)을 상부와 하부에서 각각 씌운 다음 커플링(19)으로 상기 하우징(10)에 각각 체결시킨 구성으로, 공급되는 유체가 제1차로 상기 섬유관(27)에 의하여 여과된 후 상기 소섬유관(28)의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되며, 유체가 상기 섬유관(27)에서 여과되면서 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질이 상기 세정스페이서(20)의 작용으로 탈리된다.
본 발명의 하이브리드 필터는, 하우징(10) 내부의 중심부에 중심관(15)을 배치하고, 상기 중심관(15)의 내부에 섬유관(27)을 배치하며, 상기 섬유관(27)의 상부와 하부를 상부커넥터(17)와 하부커넥터(25)에 각각 연결시키며, 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)를 각각 상기 중심관(15)의 상부와 하부에 각각 삽입시키고, 상기 섬유관(27) 내부에 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 세정스페이서(20)를 배치하며, 상기 하우징(10)과 상기 중심관(15) 사이에 다수의 중공사막(16)을 배치하고, 상기 다수의 중공사막(16)의 상단부와 하단부를 각각 접착제로 서로 접착시키며, 상기 상단부와 하단부가 각각 서로 접착된 상기 다수의 중공사막(16)의 상단부와 하단부를 상기 하우징(10)과 상기 중심관(15)의 상단부와 하단부에 각각 접착시키고, 상부조인트(13)와 하부조인트(14)를 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)에 각각 삽입하고, 상부캡(11)과 하부캡(12)을 상부와 하부에서 각각 씌운 다음 커플링(19)으로 상기 하우징(10)에 각각 체결시킨 구성으로, 공급되는 유체가 제1차로 상기 섬유관(27)에 의하여 여과된 후 상기 중공사막(16)의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되며, 유체가 상기 섬유관(27)에서 여과되면서 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질이 상기 세정스페이서(20)의 작용으로 탈리된다.
섬유관(27)은 그 단면의 직경이 10-150mm 인 원형의 섬유관이 바람직하고, 소섬유관(28)은 섬유관(27)보다 그 단면의 직경이 작은 원형의 섬유관이 바람직하다. 섬유관(27) 및 소섬유관(28)의 소재에 특별한 제한은 없으나 나일론, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같은 재질의 섬유사로 직조된 천이 바람직하고, 소섬유관(28)은 섬유관(27)보다 조밀하게 직조된 천이 바람직하다.
섬유관(27)의 상부는 상부커넥터(17)와 하부는 하부커넥터(25)와 접착 등의 방법으로 연결하여 힘을 가하더라도 상부커넥터(17) 또는 하부커넥터(25)와 분리되지 않도록 한다. 상부커넥터(17)는 하우징(10) 또는 중심관(15)의 상부에 삽입하며, 상부커넥터(17)와 하우징(10) 또는 중심관(15) 사이를 오링(18)으로 씰링하여 섬유관(27)에서 여과되어 나온 유체가 상부로 누출되지 않도록 한다.
또, 상부커넥터(17)와 상부조인트(13) 사이, 상부캡(11)과 상부조인트(13) 사이, 하부커넥터(25)와 하부조인트(14) 사이 및 하부캡(12)과 하부조인트(14) 사이도 오링(18)으로 씰링하는 것이 바람직하다.
섬유관(27)의 하단에 연결되는 하부커넥터(25)는 원주 상에 고정핀홈(251)과 배출홈(252)이 형성되어 있고 하우징(10) 또는 중심관(15)의 내부로 삽입되며 고정핀(26)을 고정핀홈(251)에 삽입시켜서 하우징(10) 또는 중심관 (15)내부로 더 이상 들어가지 않도록 고정한다.
다수의 소섬유관(28)은 하우징(10)과 중심관(15)의 사이에서 중심관(15)을 둘러싸며 상단부와 하단부가 서로 접착되고 서로 접착된 상단부와 하단부가 하우징(10)과 중심관(15)의 상단부 및 하단부와 각각 서로 접착되어 일체화되고 그 내부로 유체가 통과한다.
세정스페이서(20)는 중앙심(21)을 중심으로 하여 세정사(23)가 방사형으로 형성되어 있고, 상부에는 세정스페이서(20)가 회전할 수 있도록 임펠러(22)가 부착되며, 하부에는 세정스페이서(20)가 상하로 유동할 수 있도록 무게추(24)가 부착된 것으로, 그 상태로 섬유관(27)의 내부에 섬유관의 길이 방향으로 삽입되며, 중앙심(21)을 중심으로 하여 방사형으로 형성되어 있는 세정사(23)가 섬유관(27)의 내벽에 닿을 뿐 다른 구성과 더 이상의 직접적인 결합 없이 섬유관(27)의 내부에 머물어 있게 된다.
이러한 세정스페이서(20)는 섬유관(27) 하부에서 공급되어 상부로 이동하는 유체의 흐름에 의해서 유동하고 회전하며, 이 작용으로 섬유관(27) 내벽의 이물질에 의한 오염이 저지된다.
즉, 유입구(30)을 통하여 공급되는 유체가 세정스페이서(20)를 상부로 밀어 올리는 반면, 세정스페이서(20) 하단의 무게추(24)는 부상하는 세정스페이서(20)를 하부로 끌어내리는 역할을 하여 세정스페이서(20)가 유동되도록 한다. 또한 세정스페이서(20) 상부의 임펠러(22)는 유체의 흐름에 의하여 회전력을 발생시키므로 세정스페이서(20)가 회전하게 된다.
이와 같은 세정스페이서(20)의 상하유동 및 회전으로 세정스페이서(20)의 세정사(17)가 섬유관(27) 내벽에 접촉한 상태로 상하유동을 반복하면서 회전하여 유체가 섬유관(27) 내부에서 외부로 여과되는 과정에서 섬유관(27) 내벽에 부착하려는 이물질의 부착을 저지하여 섬유관(27)이 오염되는 것을 방지한다. 이러한 세정스페이서(20)의 세정사(17)는 플라스틱 재질의 실로 형성하며, 그 형상에 제한을 받지 아니한다
상기 중공사막(16)은 하우징(10)과 중심관(15)의 사이에서 중심관(15)을 둘러싸며 상단부와 하단부가 서로 접착되고 서로 접착된 상단부와 하단부가 하우징(10)과 중심관(15)의 상단부 및 하단부와 각각 서로 접착되어 일체화되고 그 내부로 유체가 통과한다.
상기 중공사막(16)의 소재는 특별히 한정되지 않으나, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜텐), 폴리불화비닐리덴, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리테트라플루오르에틸렌 등을 사용할 수 있으며, 그 직경은 0.2-2 mm가 바람직하다.
상기 하우징(10)과 중심관(15)의 재질로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 공중합체(ABS), 폴리염화비닐 등이 사용될 수 있다. 상기 접착제로는 에폭시수지, 우레탄수지, 에폭시아크릴레이트수지, 실리콘 수지 등이 사용될 수 있으며, 접착방법으로는 원심접착법이나 정치(靜置)접착법 등의 공지의 방법을 사용한다.
상기 유입구(30), 순환수출구(31), 농축수출구(32), 처리수출구(33) 및 배수구(34)에는 각각 개폐장치를 설치하여 필요에 따라 열거나 닫을 수 있도록 한다.
다음에 본 발명의 섬유관 필터의 작용에 대하여 설명한다.
유입구(30)로 유입되는 유체는 세정스페이서(20)가 내장된 섬유관(27)의 내부를 지나면서 섬유관(27) 자체에 형성되어 있는 수 많은 작은 구멍을 통하여 섬유관(27)의 내부에서 외부로 여과되고, 여과되지 않은 유체는 계속 전진하여 순환수출구(31)를 통하여 배출되어 유입수탱크(미도시)로 순환된다. 위와 같이, 섬유관(27)의 내부에서 외부로 여과되어 이물질이 제거된 처리수는 하우징(10)과 섬유관(27) 사이의 공간에 모인 후, 하부커넥터(25) 외주의 배출홈(252)을 통하여 하부로 흘러 내려서 하부캡(12)의 내부로 이동되고, 이어서 처리수출구(33)로 배출된다.
한편, 유체가 섬유관(27)을 통과하면 유체의 압력과 세정스페이서(20) 상부의 임펠러(22)의 작용에 의하여 세정스페이서(20)가 부상함과 동시에 회전한다. 위로 부상하는 세정스페이서(20)는 유체의 부상력이 적어지는 시점에서 하부의 무게추(24)에 의해 하강한다.
이렇게 세정스페이서(20)는 유체가 섬유관(27)을 통과하면 섬유관(27) 내벽을 접촉한 상태로 상하유동을 반복하면서 회전하여 유체가 여과되면서 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 역할을 한다. 탈리된 이물질은 통과하는 유체와 함께 순환수출구(31)를 통하여 유입수탱크로 배출된다.
다음에 본 발명의 이중섬유관 필터의 작용에 대하여 설명한다.
유입구(30)로 유입되는 유체는 세정스페이서(20)가 내장된 섬유관(27)의 내부를 지나면서 섬유관(27) 자체에 형성되어 있는 수 많은 작은 구멍을 통하여 섬유관(27)의 내부에서 외부로 제1차로 여과되고, 여과되지 않은 유체는 계속 전진하여 순환수출구(31)를 통하여 배출되어 유입수탱크로 순환된다. 이렇게 제1차로 여과되어 이물질이 제거된 유체는 중심관(15)과 섬유관(27) 사이의 공간에 모인 후, 하부커넥터(25)의 배출홈(252)을 통하여 하부캡(12)의 내부로 이동되고, 이어서 소섬유관(28)의 하부에서 상부로 소섬유관(28)의 내부를 통과하면서 소섬유관(28)의 수많은 작은 구멍을 통하여 소섬유관(28)의 내부에서 외부로 제2차로 여과되면서 섬유관(27)에서 여과되지 아니한 미세입자들이 제거된다. 이렇게 제1차 및 제2차 처리된 유체는 하우징(10), 중심관(15) 및 소섬유관(28) 사이의 공간에 모인 후 처리수출구(33)로 배출된다.
섬유관(27)에서 1차로 여과된 유체에 입자성분이 많은 경우, 즉 소섬유관(28)으로 유입되는 유체에 입자 성분이 많은 경우에는 교차흐름(Cross Flow) 방식과 같이 농축수출구(32)를 일부 열어 일정량이 유입수탱크로 순환 되도록 하고, 소섬유관(28)으로 유입되는 유체에 입자성분이 적은 경우에는 전량여과(Direct Flow) 방식과 같이 농축수출구(32)를 닫고 운전한다. 배수구(34)는 닫고 운전한다.
한편, 유체가 섬유관(27)을 통과하면 유체의 압력과 세정스페이서(20) 상부의 임펠러(22)의 작용에 의하여 세정스페이서(20)가 부상됨과 동시에 회전한다. 위로 부상하는 세정스페이서(20)는 유체의 부상력이 적어지는 시점에서 하부의 무게추(24)에 의해 하강한다.
이렇게 세정스페이서(20)는 유체가 섬유관(27)을 통과하면 섬유관(27) 내벽을 접촉한 상태로 상하유동을 반복하면서 회전하여 유체가 여과되면서 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 역할을 한다. 탈리된 이물질은 통과하는 유체와 함께 순환수출구(31)를 통하여 유입수탱크로 배출된다.
다음에 본 발명의 하이브리드 필터의 작용에 대하여 설명한다.
유입구(30)로 유입되는 유체는 세정스페이서(20)가 내장된 섬유관(27)의 내부를 지나면서 섬유관(27) 자체에 형성되어 있는 수 많은 작은 구멍을 통하여 섬유관(27)의 내부에서 외부로 제1차로 여과되고, 여과되지 않은 유체는 계속 전진하여 순환수출구(31)를 통하여 배출되어 유입수탱크로 순환된다. 이렇게 제1차로 처리된 유체는 중심관(15)과 섬유관(27) 사이의 공간에 모인 후, 하부커넥터(25)의 배출홈(252)을 통하여 하부캡(12)의 내부로 이동되어 중공사막(16)의 하부에서 상부로 중공사막(16)의 내부를 통과하면서 중공사막(16)의 수많은 미세 구멍을 통하여 중공사막(16)의 내부에서 외부로 제2차로 여과되면서 섬유관(27)에서 여과되지 아니한 미세입자들이 제거된다. 이렇게 제1차 및 제2차 처리된 유체는 하우징(10), 중심관(15) 및 중공사막(16) 사이의 공간에 모인 후 처리수출구(33)로 배출된다.
섬유관(27)에서 1차로 여과된 유체에 입자성분이 많은 경우, 즉 중공사막(16)으로 유입되는 유체에 입자 성분이 많은 경우에는 교차흐름(Cross Flow) 방식과 같이 농축수출구(32)를 일부 열어 일정량이 유입수탱크로 순환되도록 하고, 중공사막(16)으로 유입되는 유체에 입자성분이 적은 경우에는 전량여과(Direct Flow) 방식과 같이 농축수출구(32)를 닫고 운전한다. 배수구(34)는 닫고 운전한다.
한편, 유체가 섬유관(27)을 통과하면 유체의 압력과 세정스페이서(20) 상부의 임펠러(22)의 작용에 의하여 세정스페이서(20)가 부상됨과 동시에 회전한다. 위로 부상하는 세정스페이서(20)는 유체의 부상력이 적어지는 시점에서 하부의 무게추(24)에 의해 하강한다.
이렇게 세정스페이서(20)는 유체가 섬유관(27)을 통과하면 섬유관(27) 내벽을 접촉한 상태로 상하유동을 반복하면서 회전하여 유체가 여과되면서 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 역할을 한다. 탈리된 이물질은 통과하는 유체와 함께 순환수출구(31)를 통하여 유입수탱크로 배출된다.
다음에 본 발명의 필터의 세정 및 역세에 대하여 설명한다.
섬유관(27)이 많이 오염되면 순환수출구(31)의 배관연결부를 열고 수동으로 세정스페이서(20)를 상하로 유동 혹은 회전시키면서 섬유막에 부착된 이물질을 탈리시킬 수 있으며, 회복될 수 없을 정도로 오염되었거나 손상되면 하부커넥터(25)의 고정핀(26)을 풀고 섬유관(27)을 다른 것으로 교체한다.
세정스페이서(20)도 세정사(23)가 손상 되거나, 세정스페이서(20)가 손상되거나 오염되어 세정스페이서의 역할을 하지 못하는 경우 이를 새로운 것으로 교체한다.
소섬유관(28) 또는 중공사막(16)이 오염된 경우 처리수출구(33)를 통하여 깨끗한 처리수를 역으로 유입시켜 소섬유관(28) 또는 중공사막(16) 외부에서 내부로 통과시켜서 소섬유관(28) 또는 중공사막(16) 내부의 오염물질을 탈리시킨다. 이때 역세수는 배수구(34)를 통하여 배출하거나, 버리는 폐수를 줄이기 위하여 농축수출구(32)를 통하여 유입수탱크로 보낸다.
위와 같이, 본 발명은 유체가 섬유관에서 여과되면서 섬유관 내벽에 부착되는 이물질이 세정스페이서의 작용으로 탈리되므로, 여과효율이 좋고 섬유관의 오염이 저지되어 섬유관 필터의 수명이 연장되고 섬유관의 세정 및 교환을 위하여 장치의 운전을 자주 중단할 필요가 없어 전체 시스템을 안정적이고 경제적으로 운용할 수 있다.
또, 본 발명은 공급되는 유체가 중심관의 내부에 배치한 섬유관에서 제1차로 여과되어 소섬유관 또는 중공사막을 손상시키는 큰 입자의 오염물과 소섬유관 또는 중공사막을 오염시키는 다량의 입자성 오염물이 여과된 후 중심관과 하우징 사이에 배치한 다수의 소섬유관 또는 중공사막의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되므로, 소섬유관 또는 중공사막의 오염이 줄고 손상이 예방되어 소섬유관 또는 중공사막의 수명이 연장되고 전처리용 스크린 필터가 필요 없다.
또, 본 발명은 유체를 외부에서 내부로 여과시키는 종래의 방식과는 달리, 유체를 소섬유관 또는 중공사막의 내부에서 외부로 여과시키는 방식이어서 소섬유관 또는 중공사막의 내주면에 이물질이 쌓이기 때문에 일정시간 운전 후 간단히 물로 씻어 내면 내주면에 부착된 이물질이 쉽게 제거되므로 여과효율과 역세효율이 높고, 소량의 역세수만으로 역세가 가능하여 폐수 발생이 적으며 역세방법도 간단하다.
또한, 본 발명은 섬유관이 많이 오염된 경우 수동으로 이물질을 간단히 탈리시킬 수 있고, 섬유관이 심히 오염되거나 세정스페이서가 손상된 경우 간단히 교체할 수 있다.
이상에서 실시예를 토대로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능하다. 따라서 위의 기재 내용에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지 아니한다.
또한, 본 발명의 상세한 설명과 특허등록청구범위에 기재된 도면부호는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 참고로 부기한 것으로, 본 발명은 도면상의 형태로 한정되지 아니한다.
본 발명의 필터는 부유물이 많은 하수 및 폐수, 녹조나 적조로 오염된 물과 같이 부유물이 많은 유체의 여과가 필요한 다양한 산업분야와 중공사막과 미생물을 이용하여 유기물을 처리하는 MBR 시스템에서 사용될 수 있다.
10: 하우징 11: 상부캡(Cap)
12: 하부캡 13: 상부조인트
14: 하부조인트 15: 중심관
16: 중공사막 17: 상부커넥터
18: 오링 19: 커플링
20: 세정스페이서 21: 중앙심
22: 임펠러 23: 세정사
24: 무게추 25: 하부커넥터
251: 고정핀홈 252: 배출홈
26: 고정핀 27: 섬유관
28: 소섬유관 30: 유입구
31: 순환수출구 32: 농축수출구
33: 처리수출구 34: 배수구
12: 하부캡 13: 상부조인트
14: 하부조인트 15: 중심관
16: 중공사막 17: 상부커넥터
18: 오링 19: 커플링
20: 세정스페이서 21: 중앙심
22: 임펠러 23: 세정사
24: 무게추 25: 하부커넥터
251: 고정핀홈 252: 배출홈
26: 고정핀 27: 섬유관
28: 소섬유관 30: 유입구
31: 순환수출구 32: 농축수출구
33: 처리수출구 34: 배수구
Claims (20)
- 섬유관 필터에 있어서,
하우징(10) 내부에 섬유관(27)을 배치하고,
상기 섬유관(27)의 상부와 하부를 상부커넥터(17)와 하부커넥터(25)에 각각 연결시키며,
상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)를 각각 상기 하우징(10)의 상부와 하부에 각각 삽입시키고,
상기 섬유관(27) 내부에 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 세정스페이서(20)를 배치하며,
상부조인트(13)와 하부조인트(14)를 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)에 각각 삽입하고,
상부캡(11)과 하부캡(12)을 상부와 하부에서 각각 씌운 다음 커플링(19)으로 상기 하우징(10)에 각각 체결시키며,
상기 세정스페이서(20)가 중앙심(21), 상기 중앙심(21)을 중심으로 하여 방사형으로 형성되어 있는 세정사(23), 상기 중앙심(21)의 상부에 부착되어 있는 임펠러(22) 및 상기 중앙심(21)의 하부에 부착되는 무게추(24)로 구성되고,
공급되는 유체가 상기 섬유관(27)에 의하여 여과되어 배출되며,
유체가 상기 섬유관(27)에서 여과되면서 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질이 상기 세정스페이서(20)의 작용으로 탈리되는 것을 특징으로 하는 섬유관 필터.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하부커넥터(25)에 유체가 통과할 수 있도록 배출홈(252)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유관 필터.
- 제1항에 있어서,
상기 하부커넥터(25)가 상기 하우징(10) 내부로 들어가는 것을 방지하기 위한 고정핀(26)을 삽입할 수 있는 고정핀홈(251)이 상기 하부커넥터(25)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 섬유관 필터.
- 섬유관 필터에 있어서,
하우징(10) 내부의 중심부에 중심관(15)을 배치하고,
상기 중심관(15)의 내부에 섬유관(27)을 배치하며,
상기 섬유관(27)의 상부와 하부를 상부커넥터(17)와 하부커넥터(25)에 각각 연결시키며,
상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)를 각각 상기 중심관(15)의 상부와 하부에 각각 삽입시키고,
상기 섬유관(27) 내부에 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 세정스페이서(20)를 배치하며,
상기 하우징(10)과 상기 중심관(15) 사이에 다수의 소섬유관(28)을 배치하고,
상기 다수의 소섬유관(28)의 상단부와 하단부를 각각 접착제로 서로 접착시키며,
상기 상단부와 하단부가 각각 서로 접착된 상기 다수의 소섬유관(28)의 상단부와 하단부를 상기 하우징(10)과 상기 중심관(15)의 상단부와 하단부에 각각 접착시키고,
상부조인트(13)와 하부조인트(14)를 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)에 각각 삽입하고,
상부캡(11)과 하부캡(12)을 상부와 하부에서 각각 씌운 다음 커플링(19)으로 상기 하우징(10)에 각각 체결시키며,
상기 세정스페이서(20)가 중앙심(21), 상기 중앙심(21)을 중심으로 하여 방사형으로 형성되어 있는 세정사(23), 상기 중앙심(21)의 상부에 부착되어 있는 임펠러(22) 및 상기 중앙심(21)의 하부에 부착되는 무게추(24)로 구성되고,
공급되는 유체가 제1차로 상기 섬유관(27)에 의하여 여과된 후 상기 소섬유관(28)의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되며,
유체가 상기 섬유관(27)에서 여과되면서 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질이 상기 세정스페이서(20)의 작용으로 탈리되는 것을 특징으로 하는 이중섬유관 필터.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제7항에 있어서,
상기 하부커넥터(25)에 유체가 통과할 수 있도록 배출홈(252)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중섬유관 필터.
- 제7항에 있어서,
상기 하부커넥터(25)가 상기 하우징(10) 내부로 들어가는 것을 방지하기 위한 고정핀(26)을 삽입할 수 있는 고정핀홈(251)이 상기 하부커넥터(25)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중섬유관 필터.
- 삭제
- 섬유관 필터와 중공사막 필터를 조합한 하이브리드 필터에 있어서,
하우징(10) 내부의 중심부에 중심관(15)을 배치하고,
상기 중심관(15)의 내부에 섬유관(27)을 배치하며,
상기 섬유관(27)의 상부와 하부를 상부커넥터(17)와 하부커넥터(25)에 각각 연결시키며,
상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)를 각각 상기 중심관(15)의 상부와 하부에 각각 삽입시키고,
상기 섬유관(27) 내부에 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질을 탈리시키는 세정스페이서(20)를 배치하며,
상기 하우징(10)과 상기 중심관(15) 사이에 다수의 중공사막(16)을 배치하고,
상기 다수의 중공사막(16)의 상단부와 하단부를 각각 접착제로 서로 접착시키며,
상기 상단부와 하단부가 각각 서로 접착된 상기 다수의 중공사막(16)의 상단부와 하단부를 상기 하우징(10)과 상기 중심관(15)의 상단부와 하단부에 각각 접착시키고,
상부조인트(13)와 하부조인트(14)를 상기 상부커넥터(17)와 상기 하부커넥터(25)에 각각 삽입하고,
상부캡(11)과 하부캡(12)을 상부와 하부에서 각각 씌운 다음 커플링(19)으로 상기 하우징(10)에 각각 체결시키며,
상기 세정스페이서(20)가 중앙심(21), 상기 중앙심(21)을 중심으로 하여 방사형으로 형성되어 있는 세정사(23), 상기 중앙심(21)의 상부에 부착되어 있는 임펠러(22) 및 상기 중앙심(21)의 하부에 부착되는 무게추(24)로 구성되고,
공급되는 유체가 제1차로 상기 섬유관(27)에 의하여 여과된 후 상기 중공사막(16)의 내부를 통과하면서 제2차로 여과되어 배출되며,
유체가 상기 섬유관(27)에서 여과되면서 상기 섬유관(27) 내벽에 부착되는 이물질이 상기 세정스페이서(20)의 작용으로 탈리되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 필터.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제14항에 있어서,
상기 하부커넥터(25)에 유체가 통과할 수 있도록 배출홈(252)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 필터.
- 제14항에 있어서,
상기 하부커넥터(25)가 상기 하우징(10) 내부로 들어가는 것을 방지하기 위한 고정핀(26)을 삽입할 수 있는 고정핀홈(251)이 상기 하부커넥터(25)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 필터.
- 삭제
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|---|---|---|---|
| KR20140034461A KR101474195B1 (ko) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | 섬유관 필터 및 하이브리드 필터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20140034461A KR101474195B1 (ko) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | 섬유관 필터 및 하이브리드 필터 |
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|---|---|
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| KR20140034461A KR101474195B1 (ko) | 2014-03-25 | 2014-03-25 | 섬유관 필터 및 하이브리드 필터 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101974612B1 (ko) * | 2017-12-08 | 2019-05-02 | 광주과학기술원 | In-out 방식에서 세정 효율이 높은 중공사막 모듈 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004064978A1 (en) | 2003-01-21 | 2004-08-05 | Sarah Elizabeth Chenery Lobban | A filter system |
| JP2006205127A (ja) | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Toyobo Co Ltd | 選択透過性膜モジュールの製造方法および選択透過性膜モジュール |
-
2014
- 2014-03-25 KR KR20140034461A patent/KR101474195B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2004064978A1 (en) | 2003-01-21 | 2004-08-05 | Sarah Elizabeth Chenery Lobban | A filter system |
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| KR101974612B1 (ko) * | 2017-12-08 | 2019-05-02 | 광주과학기술원 | In-out 방식에서 세정 효율이 높은 중공사막 모듈 |
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