KR101479904B1 - 통수능력이 향상된 분리막 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분리막 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분리막 모듈의 상단부에 이물질이 끼는 클로깅(Clogging) 현상을 방지하고, 분리막 모듈의 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러징(Sludging) 현상을 방지하는 동시에 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 충분히 넓히고 분리막 엘리먼트 사이로 공급되는 공기량을 높여서 분리막의 폐색을 방지하여 여과효율을 향상시킨 통수능력이 향상된 분리막 모듈에 관한 것이다.

Description

통수능력이 향상된 분리막 모듈{Membrane moule having improved discharge capacity}

본 발명은 분리막 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분리막 모듈의 상단부에 이물질이 끼는 클로깅(Clogging)을 방지하고, 분리막 모듈의 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러징(Sludging)을 방지하며, 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 넓혀서 분리막 엘리먼트 사이로 공급되는 기액 혼합 상향류를 원활하게 하여 분리막의 폐색을 방지함으로써 여과효율을 향상시킬 수 있는 통수능력이 향상된 분리막 모듈에 관한 것이다.

유입 원수의 성상이 다양해지고 유해물질이 증가함에 따라 하·폐수 처리에 적합한 공정으로서 MBR(Membrane Bio-Reactor) 공정이 부각되고 있다. MBR 공정은 하·폐수의 처리를 위한 생물학적 반응조에 분리막을 사용하는 것으로, 기존 활성슬러지에 비해 병원성 미생물이 없는 우수한 처리수질을 얻을 수 있고 침전, 여과 및 소독 등 후처리시설이 필요 없게 되어 에너지 사용량 및 운전비용이 적게 소용되는 장점이 있다.

이러한 MBR 공정 또는 막분리 생물반응조 공정은 순환식(Side-Stream Type) MBR과 침지식(Submerged Type) MBR로 구분되는데, 일반적으로 침지식 MBR 공정이 많이 사용되고 있다.

침지식 MBR은 평막(FS: Flat sheet)이나 중공사막(HF: Hollow Fiber)으로 이루어진 분리막을 생물반응조 내에 침지하는 것으로서, 다수 개의 분리막 엘리먼트와, 이를 고정하고 지지하는 모듈프레임 그리고 상기 모듈프레임의 하단부에 설치되어 공기를 공급하는 산기장치로 구성된다.

침지식 MBR은 분리막 모듈을 생물반응조 내부에 직접 침지하는 것이므로 순환펌프의 사용이 불필요하고 산기관을 통해서 공급되는 공기방울이 산소를 공급함과 아울러 상향류를 일으켜 분리막 표면에 전단응력을 가하여 분리막의 오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 13 및 도 14에는 종래 기술에 따른 분리막 모듈의 일 예를 보여주는 것이다. 도시된 바와 같이, 종래의 분리막 모듈(100)은, 다수 개의 분리막 엘리먼트(120)와, 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트(120)를 일정한 간격으로 고정하여 지지하는 모듈프레임(110)과, 상기 모듈프레임(110)의 하부에 설치되어 외부로부터 공급되는 공기를 분리막 엘리먼트(120) 사이로 공급하는 산기장치(150)로 이루어진다.

상기 모듈프레임(110)의 상부에는 다수 개의 분리막 엘리먼트(120)를 통과하면서 이물질이 걸러진 여과수를 수집하기 위한 집수관(172)과, 상기 집수관(172)을 통해서 수집된 여과수를 외부로 배출하기 위한 배출관(173)이 구비된다. 그리고 상기 배출관(173)에는 여과수를 외부로 배출하는 도시되지 않은 흡인펌프가 연결된다.

그리고, 상기 모듈프레임(10)의 내부에는 다수 개의 분리막 엘리먼트(120)의 상단과 하단을 지지 고정하기 위한 상부지지대(141)과 하부지지대(142)가 설치된다. 상기 상부지지대(141)과 하부지지대(142)의 하면과 상면에는 상기 분리막 엘리먼터(120)의 상단과 하단이 삽입되는 삽입홈(145)이 동일한 간격으로 형성된다.

따라서 상기 상부지지대(141)와 하부지지대(142)의 삽입홈(145)에 다수 개의 분리막 엘리먼트(120)를 끼워넣으면 다수 개의 분리막 엘리먼트(120)가 일정한 간격으로 떨어져 설치되게 된다.

그리고, 상기 모듈프레임(10)의 각 측면에는 분리막 엘리먼트(120)를 보호하고 기액 혼합 상향류를 안내하여 분리막 표면에 전단응력을 가하여 분리막의 오염을 방지할 수 있도록 플레이트(130)가 설치된다.

따라서 흡인펌프가 작동되면, 분리막 모듈(100)의 분리막 엘리먼트(120) 내부로 하·폐수의 혼합액이 통과될 때 혼합액에 포함된 이물질이 걸러지고, 이물질이 걸러진 여과수는 분리막 엘리먼트(120)의 내부로 유입된다. 그리고 분리막 엘리먼트(120) 내부로 유입되는 처리수는 집수관(172)과 배출관(173)을 통해서 외부로 배출된다.

반면에 분리막을 통과하지 못한 슬러지와 이물질은 분리막 엘리먼트(120)의 외부에 남게 되고 상향류와 함께 분리막 모듈(100)의 상부로 배출되게 된다. 그러나 이러한 여과공정을 지속하면 분리막의 표면과 분리막 엘리먼트(120) 사이에 슬러지와 오염물질이 쌓이는 문제가 있었다.

이를 방지하기 위해서, 분리막 엘리먼트(120)의 하부에 설치된 산기장치(150)를 작동시켜 공기세정을 실시하고 있다. 공기세정은 모듈프레임(110)의 하단에 설치된 산기장치(150)에 의해 방출되는 기포를 분리막 엘리먼트(120) 사이로 공급하여 공기방울이 분리막 표면을 따라 상부로 이동하여 분리막 표면에 전단력을 발생시켜 분리막 표면에 쌓인 오염물질이 탈리되어 막오염을 방지하도록 하는 것이다.

이러한 공기세정 효과를 극대화하기 위해서 종래의 분리막 모듈(100)에서는 다수 개의 분리막 엘리먼트(120)의 간격을 일정하게 떨어뜨려 설치하고, 모듈프레임(110)의 외부에 플레이트(130)를 설치하여 외부와 차단하여 기액 혼합 상향류가 원활하게 흐를 수 있도록 하여 분리막 표면이나 막간에 오염물질이 부착되는 것을 방지하였다.

그러나 종래 기술에 따른 분리막 모듈(100)은 기액 혼합 상향류와 함께 올라오는 각종 이물질이 분리막 모듈(100)의 상단부에서 걸려서 막 오염을 가속시키는 문제가 있었다. 이것을 클로깅(Clogging) 현상이라고 한다.

즉, 막분리 생물반응조 내에는 유기 오염물질을 비롯한 활성슬러지뿐만 아니라 머리카락, 섬유상 물질, 종이조각 등의 다양한 혼합물이 혼입되어 있는데, 이러한 혼합 고형물들은 기액 혼합 상향류에 편승하여 분리막 모듈(110)의 상부로 올라오는데 분리막 모듈(110)의 상부에서 상향류의 유속이 떨어짐에 따라 원활하게 배출되지 못하고 분리막 모듈(110)의 상단부에 쌓이게 된다.

이러한 클로깅 현상은 분리막 파울링을 가속시키고 플럭스를 감소하게 하여 여과효율을 떨어뜨린다. 예를 들어, 머리카락이나 섬유상 물질에 의해 중공사막끼리 얽히게 되어 여과성능이 저하되거나 기액 혼합 상승류가 분리막에 균등하게 미치지 않게 되어 분리막 폐색을 더욱 가중시킬 수 있다.

따라서 이러한 현상이 발생하면 분리막을 인양하여 사람의 손으로 분리막 사이에 낀 고형물질을 제거하여야 하고 심각한 경우에는 분리막을 교체하여야 하는 경우가 발생하기도 한다.

또한 종래 기술에 따른 분리막 모듈(100)은 모듈프레임(110) 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러징(Sludging) 현상이 발생한다. 즉, 모듈프레임(110)의 하부로부터 혼합액이 원활하게 유입되지 않거나 상향류의 흐름이 불균등하게 일어날 경우 모듈프레임(110)의 하단부에 슬러지가 쌓이게 된다. 이러한 슬러징 현상이 일어나면 기액 혼합 상향류의 유입 및 순환이 더욱 나빠지고 분리막의 폐색을 기중시키게 된다.

또한, 종래 기술에 따른 분리막 모듈(100)은 분리막 엘리먼트(120) 사이의 간극이 좁아서 분리막 엘리먼트(120) 사이에 이물질이 걸리는 경우가 많다. 즉, 분리막 엘리먼트(120) 사이의 간격을 좁게 하면 분리막의 투영면적이 작아져서 생물반응조의 용량을 작게 할 수 있는 등의 장점이 있으나, 분리막 엘리먼트(120) 사이의 간격이 좁으면 상술한 클로깅과 슬러징을 유발하여 분리막의 폐색을 가중시키게 된다.

또한, 종래 기술에 따른 분리막 모듈(110)은 공기세정을 위해서 공기를 산기관으로 공급하는데 많은 에너지가 소요되므로 송풍기의 용량이 커지거나 분리막 엘리먼트(120) 사이로 충분한 양의 공기를 주입할 수 없는 문제가 있었다. 그 이유 중의 하나는 평행하게 설치된 다수 개의 산기관(153)으로 공기를 균등하게 공급하기 위해서 수압에 의한 압력손실과 노즐공에 의한 마찰손실을 이용하기 때문이다.

이와 같이, 종래 기술에 따른 분리막 모듈(100)은 전반적으로 기액 혼합 상향류의 흐름이 원활하지 않아 이물질을 완전히 제거할 수 없기 때문에 일정 시간이 경과하면 모듈 프레임(110)의 상단부와 하단부에 이물질이 걸려서 쌓이게 되고 분리막의 표면에 이물질이 달라붙게 되어 처리수량이 줄고 막 오염이 가중되는 문제가 있었다.

이에 따라 기액 혼합 상향류의 통수능력을 향상시켜서 클로깅(Clogging)과 슬러징(Sludging)을 방지하고 막 오염을 방지하여 여과효율을 향상시킬 수 있는 새로운 형태의 분리막 모듈이 요청되고 있다.

(0001) 특허공개번호 10-2010-22976호 막 여과 유닛 (공개일:2010.03.03) (0002) 특허등록번호 20-373515호 산기관 폐색방지가 가능한 분리막유니트장치 (등록일:2005.01.07)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 분리막 모듈의 상단부에 고형물이 걸려 쌓이는 클로깅(Clogging)을 방지하고, 분리막 모듈의 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러깅(Sludging)을 방지하며 기액 혼합 상향류가 원활하게 흐를 수 있도록 하여 스크러빙 효과를 높여서 분리막 표면의 농도분극현상을 줄일 수 있는 통수능력이 향상된 분리막 모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 모듈프레임 내부에 설치되는 분리막 엘리먼트의 간격을 최대한으로 넓혀서 막간 폐색을 줄이면서도 분리막의 투영면적을 최소화할 수 있는 통수능력이 향상된 분리막 모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 수압에 의한 압력손실을 최대한 배제하여 송풍기에서 소비되는 에너지를 절감하여 더 많은 양의 공기를 공급할 수 있는 동시에 공급관과 산기관 사이에 소정의 연결관을 더 설치하여 평행하게 설치된 다수 개의 산기관으로 공기를 균등하게 공급할 수 있는 통수능력이 향상된 분리막 모듈을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 통수능력이 향상된 분리막 모듈은,

다수 개의 분리막 엘리먼트가 일정한 간격으로 떨어지도록 고정하는 모듈프레임과,

상기 모듈프레임의 각 측면에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트를 보호하는 플레이트와,

상기 모듈프레임의 상단에 구비되어 상기 분리막 엘리먼트에서 여과된 여과수를 외부로 배출하는 여과수배출부를 포함하는 분리막 모듈에 있어서,

상기 모듈프레임의 상단부를 개방하도록 형성되어 기액 혼합 상향류가 외부로 배출될 수 있도록 하는 상부개구부와;

상기 모듈프레임의 하단부에 개방하도록 형성되어 외부로부터 혼합액이 유입되도록 하는 일정한 크기의 하부개구부와;

상기 모듈프레임의 내부에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 좁은 곳과 넓은 곳이 교호적으로 반복되도록 하는 간격유지부와;

상기 모듈프레임의 하단부에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트 사이로 공기방울을 공급하는 산기장치;를 포함하여,

상기 분리막 엘리먼트 사이로 흐르는 기액 혼합 상향류의 흐름을 원활하게 하여 클로깅과 슬러징을 방지하고 막 오염을 방지하여 여과효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 플레이트는 상기 모듈프레임의 중간 부분에만 설치된다.

상기 상부개구부와 하부개구부는 200~300mm의 크기로 형성된다.

상기 분리막 엘리먼트 사이의 간격은 넓은 곳이 좁은 곳에 비해 2배로 넓게 형성된다.

상기 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 좁은 곳은 30mm이고 넓은 곳은 60mm이다.

상기 간격유지부는 상기 분리막 엘리먼트의 상단을 지지하는 상부지지대와 상기 분리막 엘리먼트의 하단을 지지하는 하부지지대로 이루어지고, 상기 상부지지대의 하면과 하부지지대의 상면에는 상기 분리막 엘리먼트를 삽입하여 고정하기 위한 다수 개의 삽입홈이 형성되되, 상기 삽입홈 사이의 간격은 좁은 곳과 넓은 곳이 교호적으로 반복하여 배치된다.

상기 여과수배출부는 상기 분리막 엘리먼트에 형성되고 여과수가 배출되는 배출구멍이 형성된 수집부와, 상기 모듈프레임의 상단에 설치되고 여과수가 유입되는 다수 개의 유입구멍이 형성된 집수관과, 상기 수집부의 배출구멍과 상기 집수관의 유입구멍을 연결하는 연결호스와, 상기 집수관의 일 측에 형성되고 흡입펌프와 연결되는 여과수 배출관을 포함하여 이루어진다.

상기 산기장치는 하면에 다수 개의 노즐 공이 형성된 다수 개의 산기관과, 상기 다수 개의 산기관과 연결되어 공기를 공급하는 공급관과, 상기 공급관으로 공기를 공급하기 위한 공기공급장치를 포함하여 이루어지되, 상기 산기관은 공급관의 상부에 위치하도록 설치되고, 상기 공급관과 산기관 사이에는 상기 공급관과 연결되는 하부는 지름이 좁고 상기 산기관과 연결되는 상부는 지름이 넓은 연결관이 더 설치된다.

상기 산기관의 양단에는 하부 방향으로 상기 공급관의 상부 높이까지 연장되는 슬러지 배출관이 설치된다.

상기 공급관의 단부에는 상부로 수직 하게 연장되고 제어밸브가 설치된 슬러지 세정관이 더 설치된다.

상기 모듈프레임에는 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 변경하기 위한 간격변경수단이 더 구비된다.

상기 간격변경수단은 상기 모듈프레임의 상단부에 회전가능하게 설치되고 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트의 상단을 지지하는 두 개의 상부회전축과;

상기 모듈프레임의 하단부에 회전가능하게 설치되고 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트의 하단을 지지하는 두 개의 하부회전축과;

상기 상부회전축과 하부회전축을 회전시킬 수 있도록 상기 상부회전축과 하부회전축의 일단에 설치된 구동수단;을 포함하여 이루어지되,

상기 하부회전축과 상부회전축의 외주 면에는 상기 분리막 엘리먼트의 상단과 하단이 삽입되는 일정 깊이의 나선 홈이 형성되고, 상기 나선 홈의 피치는 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복됨으로써, 상기 나선 홈에 삽입되는 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복되고, 상기 상부회전축과 하부회전축이 회전할 때 상기 분리막 엘리먼트가 상기 나선 홈을 따라 수평 이동하여 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 변하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동수단은 상기 상부회전축과 하부회전축의 일단에 설치된 피니언과, 상기 피니언과 맞물리도록 수직으로 설치된 래크와, 상기 래크를 상하로 이동시킬 수 있도록 설치된 에어 실린더를 포함하여 상기 래크를 상하로 왕복이동시키면 상기 상부회전축과 하부회전축이 회전하여 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 교호적으로 변하게 된다.

상기 상부회전축과 하부회전축에 형성된 나선 홈의 피치는 넓은 곳이 60mm, 좁은 곳이 30mm인 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명에 따르면, 모듈프레임의 상단부와 하단부에 200~300mm의 크기로 개방부를 형성하여, 분리막 모듈의 상단부에서는 기액 혼합 상승류의 배출을 유도하여 분리막 모듈의 상단부에 고형물이 걸려 쌓이는 클로깅을 방지하고, 분리막 모듈의 하단부에는 외부로부터 혼합액이 원활하게 유입되고 순환하도록 하여 분리막 모듈의 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러깅을 방지하는 동시에 중간 부분에는 플레이트를 설치하여 기액 혼합 상향류가 상부로 원활하게 흐를 수 있도록 하여 기액 혼합 상향류를 이용하여 분리막 표면의 전단력을 높여 스크러빙 효과를 향상시킬 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 좁은 곳과 넓을 곳이 교효적으로 반복되도록 함으로써 막간 폐색을 방지하고 투영면적을 최소화할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 필요에 따라서 또는 주기적으로 변경하여 좁은 분리막 엘리먼트 사이에 걸려 있는 이물질을 제거함으로써 막간 폐색을 방지하고 상향류의 흐름을 원활하게 하여 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공급관 위에 산기관을 위치시켜 수압에 의한 압력손실을 제거하여 에너지 효율을 높이는 동시에 공급관과 산기관 사이에 연결관을 설치하여 공기의 흐름에 마찰손실을 주어 다수 개의 산기관으로 공기가 균등하게 공급할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 산기관 내부에 쌓인 이물질과 슬러지를 배출하거나 세정하기 위한 슬러지 배출관과 슬러지 세정관을 더 설치하여 상기 분리막 엘리먼트 사이로 공급되는 공기량을 최대로 유지하여 스크러빙 효과를 높이고 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 통수능력이 향상된 분리막 모듈을 보여주는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 분리막 모듈의 모듈프레임을 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 분리막 엘리먼트를 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 산기장치를 보여주는 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 산기장치의 하면을 보여주는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 산기장치의 다른 실시 예를 보여주는 측면도,
도 7은 본 발명에 따른 분리막 모듈의 작용을 보여주는 개략적인 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 모듈프레임의 다른 실시 예를 보여주는 사시도,
도 9는 도 8에 도시된 간격변경수단을 보여주는 사시도,
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 간격변경수단의 작용을 보여주는 측면도와 정면도,
도 12는 본 발명에 따른 분리막 모듈의 다른 실시 예를 보여주는 사시도,
도 13 및 도 14는 종래 기술에 따른 분리막 모듈을 보여주는 사시도와 분해사시도이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 통수능력이 향상된 분리막 모듈의 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 통수능력이 향상된 분리막 모듈의 바람직한 실시 예를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 분리막 모듈의 모듈프레임을 보여주는 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 통수능력이 향상된 분리막 모듈(이하 '분리막 모듈'이라 함)(1)는, 모듈프레임(10) 내부에 일정한 간격으로 다수 개의 분리막 엘리먼트(20)를 설치하고, 상기 모듈프레임(10)의 각 측면에는 분리막 엘리먼트(20)를 보호하기 위한 플레이트(30)를 설치하여 이루어진다.

이때, 상기 모듈프레임(10)의 각 측면에 설치되는 상기 플레이트(30)의 상단과 하단에는 일정한 크기의 상부개구부(32)와 하부개구부(33)가 형성되고, 상기 플레이트(30)는 상기 모듈프레임(10)의 가운데 부분에만 설치된다.

상기 모듈프레임(10)의 상단부에 형성된 상부개구부(32)는, 기액 혼합액 상향류를 외부로 배출시키고 난류를 발생시켜서 상기 분리막 모듈(10)의 상단부에 고형물이 걸려 쌓이는 클로깅(Clogging)을 방지한다.

상기 모듈프레임(10)의 하단부에 형성된 하부개구부(33)는, 분리막 모듈(10)의 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러깅(Sludging) 방지한다. 즉, 상기 하부개구부(33)는 외부로부터 혼합액이 원활하게 유입되어 순환되도록 하여 기액 혼합액 상향류에 의한 스크러빙 효과를 높일 수 있도록 한다.

또한, 상기 모듈프레임(10)의 중간 부분에 설치된 플레이트(30)는, 기액 혼합액 상향류의 흐름이 방해받지 않도록 외부와 차단하여 기액 혼합 상향류를 이용하여 분리막 표면의 농도분극현상을 저감시켜 분리막의 여과효율을 향상시킨다.

여기서 기액 혼합 상향류는 공기방울과 이물질이 포함된 혼합액을 말하는 것으로 하부에서 발생하는 공기방울에 의해서 상부로 이동하는 혼합액을 말한다.

이와 같이, 본 발명은 하부에서 상부로 이동하는 혼합액의 흐름을 원활하게 하여 혼합액에 포함된 이물질이나 슬러지가 분리막 모듈(10)의 상단부 및 하단부에 쌓이는 것을 방지하는 것이다.

이어, 상기 모듈프레임(10)의 내부에는 다수 개의 분리막 엘리먼트(20)를 일정한 간격으로 고정하기 위한 간격유지부(40)가 더 설치된다. 상기 간격유지부(40)는 분리막 엘리먼트(20) 사이에 일정한 간격이 형성되도록 하여 기액 혼합 상향류의 흐름을 원활하게 한다.

상기 간격유지부(40)는 도 2에서 보는 바와 같이, 분리막 엘리먼트(20)의 상단을 지지하는 상부지지대(41)와 분리막 엘리먼트(20)의 하단을 지지하는 하부지지대(42)로 이루어진다. 그리고 상부지지대(41)의 하면과 하부지지대(42)의 상면에는 분리막 엘리먼트(20)를 삽입하기 위한 삽입홈(45)이 형성된다.

상기 삽입홈(45) 사이의 간격은 좁은 곳과 넓은 곳이 교호적으로 반복하도록 배치된다. 따라서 상기 삽입홈(45)에 삽입되는 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격도 도 3에서 보는 바와 같이, 좁은 곳(d)과 넓은 곳(D)이 교호적으로 반복되게 된다.

한편, 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격이 좁을수록 분리막의 투영면적이 작게 되어 설치부지의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있으나, 분리막 엘리먼트(20) 사이에 이물질이 걸리는 문제가 발생한다. 반면에 분리막 엘리먼트(20)의 사이의 간격이 넓으면 분리막 엘리먼트(20) 사이에 이물질이 걸리는 것은 막을 수 있지만 분리막의 투영면적이 커지는 문제가 있다.

이에 따라 본 발명은 상부지지대(41)와 하부지지대(42)에 형성된 삽입홈(45) 사이의 간격을 좁은 곳과 넓은 곳이 교호적으로 반복되게 배치함으로써 분리막의 투영면적을 최소화하면서 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 최대한으로 넓혀서 기액 혼합 상향류의 흐름을 원활하게 하여 분리막의 폐색을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

이어서, 상기 모듈프레임(10)의 하단부에는 분리막 엘리먼트(20) 사이로 공기를 공급하기 위한 산기장치(50)가 구비된다. 상기 산기장치(50)는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 하면에 다수 개의 노즐 공(52)이 형성되고 평행하게 설치되는 다수 개의 산기관(53)과, 상기 다수 개의 산기관(53)과 연결되어 공기를 공급하는 공급관(54)과, 상기 공급관(54)으로 공기를 공급하기 위한 도시되지 않은 공기공급장치를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 산기장치(50)는 도 4에서 보는 바와 같이, 다수 개의 산기관(53)이 공급관(54)의 상부에 위치하도록 설치되고 상기 공급관(54)과 산기관(53) 사이에 연결관(55)을 더 설치된다.

이와 같이, 본 발명은 공급관(54) 위에 산기관(53)을 설치함으로써 수압에 의한 압력손실을 줄여서 에너지 효율을 높이고, 상기 공급관(54)과 산기관(53) 사이에 하부는 지름이 좁고 상부는 지름이 넓은 연결관(55)을 더 설치함으로써 다수 개의 산기관(53)으로 흐르는 공기에 마찰손실을 주어 다수 개의 산기관(53)으로 공기가 균등하게 공급되도록 하는 것이다.

또한, 본 발명의 산기장치(50)는 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 공급관(54)이 말단 쪽으로 갈수록 상부로 경사지게 설치되어 공급관(54)의 말단으로 갈수록 수압에 의한 압력손실이 줄어들도록 함으로써 상기 공급관(54)에 연결된 다수 개의 산기관(53)으로 공기가 균등하게 공급되도록 할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 모듈프레임(10)은 수압에 의한 압력손실을 제거하여 송풍기의 에너지 효율을 높임으로써 더 많은 양의 공기를 분리막 엘리먼트(20) 사이로 공급하여 기액 혼합 상향류의 흐름을 원활하게 하여 분리막의 폐색을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 모듈프레임(10)은 도 2에서 보는 바와 같이, 다수 개의 수평지지대(12)와 수직지지대(13)로 이루어진 직육면체의 구조물로 이루어진다. 상기 모듈프레임(10)의 상부에는 다수 개의 분리막 엘리먼트(20)가 설치되고 하부에는 다수 개의 산기관(53)을 포함하는 산기장치(50)가 설치된다.

상기 분리막 엘리먼트(20)는 사각 판 형태의 분리막(21)으로서, 분리막(21)의 상단과 하단에는 수집부(23)가, 좌우 양단에는 지지부(24)가 각각 형성된다. 상기 수집부(23)와 지지부(24)는 분리막(21)을 지지하는 동시에 분리막(21)에서 분리된 여과수를 모아서 배출하는 역할을 한다.

상기 모듈프레임(10)의 상단부에는 다수 개의 분리막 엘리먼트(20)를 일정한 간격으로 고정하기 위한 간격유지부(40)가 설치된다. 도 2에서 보는 바와 같디, 상기 간격유지부(40)는 분리막 엘리먼트(20)의 상단을 지지하는 상부지지대(41)와 분리막 엘리먼트(20)의 하단을 지지하는 하부지지대(42)로 이루어지고, 상기 상부지지대(41)의 하면과 상기 하부지지대(42)의 상면에는 분리막 엘리먼트(20)를 삽입하여 고정하기 위한 다수 개의 삽입홈(45)이 일정한 간격으로 형성된다.

바람직하게, 상기 상부지지대(41)와 하부지지대(45)에 형성된 삽입홈(45) 사이의 간격은 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복된다. 예를 들어, 상기 삽입홈(45) 사이의 간격은 좁은 곳을 30mm로 하고, 넓은 곳을 60mm으로 할 수 있다. 이를 위해서, 상기 상부지지대(41)와 하부지지대(42)에 형성된 삽입홈(45) 사이의 간격도 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 배치된다.

따라서 상기 모듈프레임(10)에 설치되는 분리막 엘리먼트(20)의 사이의 간격도 도 3에서 보는 바와 같이, 넓은 곳(D)과 좁은 곳(d)이 교호적으로 반복하여 형성되게 된다. 이와 같이 본 발명의 분리막 모듈(1)은 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격을 충분히 넓혀서 기액 혼합 상향류와 함께 올라오는 머리카락, 섬유상 물질, 종이조각 등의 다양한 혼합물이 분리막 엘리먼트(20) 사이에 걸려서 막히는 것을 방지한다.

이어, 상기 모듈프레임(10)의 각 측면에는 분리막 엘리먼트(20)를 보호하기 위한 플레이트(30)가 설치되는데, 이때, 상기 플레이트(30)는 모듈프레임(30)의 가운데 부분만 설치되고, 그 상단부와 하단부에는 상부개구부(32)와 하부개구부(33)가 형성된다. 바람직하게, 상기 상부개구부(32)와 하부개구부(33)는 200~300mm의 크기로 형성될 수 있다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 모듈프레임(10)의 상단부에 형성된 상부개구부(32)는 기액 혼합 상향류의 흐름을 외부로 배출시켜서 상향류와 함께 올라오는 고형물이 분리막 모듈(10)의 상단부에 걸려서 쌓이는 클로깅(Clogging)을 방지한다.

그리고 상기 모듈프레임(10)의 하단부에 형성된 하부개구부(33)는 상기 하부개구부(10)를 통해서 외부로부터 혼합액이 원활하게 유입되도록 하여 분리막 모듈(10)의 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러깅(Sludging) 현상을 방지한다.

그리고 상기 모듈프레임(10)의 중간 부분에 설치된 플레이트(30)는 분리막 엘리먼트(20)를 보호하는 동시에 기액 혼합 상향류가 분리막 엘리먼트(20) 사이로 원활하게 흐를 수 있도록 유도하여 분리막 표면의 농도분극현상을 저감시켜 스크러빙 효과를 높인다.

이어서, 상기 모듈프레임(10)의 상부에는 여과수배출부(70)가 설치된다. 상기 여과수배출부(70)는 모듈프레임(10)의 상단에 설치되는 집수관(72)과, 상기 집수관(72)의 상면에 설치되는 여과수 배출관(73)으로 이루어진다.

그리고 상기 집수관(72)의 측면에 형성된 유입구멍(75)은 연결호스(76)를 통해 분리막 엘리먼트(20)의 수집부(23)의 측면에 형성된 배출구멍(27)과 연결된다.바람직하게 상기 연결호스(76)는 합성수지재로 이루어진 플렉시블관으로 이루어진다. 또한, 상기 여과수배출관(73)에는 도시되지 않은 흡입펌프가 연결된다.

이어서, 상기 모듈프레임(10)의 하단에는 산기장치(50)가 설치되는데, 본 발명에 따른 산기장치(50)는, 도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 다수 개의 파이프형 산기관(53)을 포함하여 이루어지는데, 상기 산기관(53)의 하면에는 공기방울을 방출하는 다수 개의 노즐 공(52)이 일정한 간격으로 형성된다.

그리고 평행하게 설치된 다수 개의 산기관(53)에 공기를 공급하기 위한 공급관(54)이 구비된다. 특히, 상기 산기관(53)과 연결되어 공기를 공급하는 공급관(54)의 하단부는 상기 산기관(53)의 하부에 위치하도록 설치된다.

종래의 산기장치에서는 공급관이 산기관의 상부에 설치되거나 적어도 산기관과 동일한 높이로 설치된다. 이는 수압에 의한 압력손실을 유도하여 공급관에서 다수 개의 산기관으로 공급되는 공기량을 균등하게 분배할 수 있도록 하는 것이다. 그러나 종래의 산기장치는 공급관과 산기관 사이에 수압에 의한 압력손실이 발생하므로 공기공급을 위한 에너지 손실이 커지거나 분리막 엘리먼트 사이로 공급되는 공기량이 적어지는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해서, 공기를 공급하는 공급관(54)을 산기관(53)의 하부에 설치하여 수압에 의한 압력손실을 제거하여 에너지 소비를 줄이고 더 많은 공기량을 공급할 수 있도록 하는 것이다. 즉, 공급관(54)에 가해지는 수압을 산기관(53)에 가해지는 수압보다 크게 함으로써 공급관(54)에서 산기관(53)으로 공기가 쉽게 공급되게 하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 공급관(54)과 산기관(53) 사이에 하단은 지름이 작고 상단은 지름이 커서 깔때기 형상으로 이루어진 연결관(55)을 더 설치하여 상기 공급관(54)과 산기관(53)과 사이에 일정한 마찰손실을 유도하여 상기 공급관(54)에서 다수 개의 산기관(53)으로 공급되는 공기를 균등하게 공급할 수 있도록 한다. 즉, 공급관(54)을 산기관(53)의 하부에 설치하여 수압에 의한 압력손실을 제거함으로써 공급관(54)에서 다수 개의 산기관(53)으로 공기가 불균등하게 공급되는 문제를 해결하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 산기관(53)의 양단에는 하부 방향으로 상기 공급관(54)의 상부 높이까지 연장되는 슬러지 배출관(56)을 더 설치한다. 상기 슬러지 배출관(56)은 산기관(56) 내부의 공기 및 슬러지를 배출하는 역할을 한다.

또한, 본 발명은, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 산기장치(50)에는 산기관(56) 내의 슬러지나 이물질을 제거하기 위한 슬러지 세정관(58)을 더 설치할 수 있다. 상기 슬러지 세정관(58)은 상기 공급관(54)의 선단에 연결되고 상부로 상기 모듈프레임(10)의 상단 높이까지 연장된다. 그리고 상기 슬러지 세정관(58)에는 도시되지 않은 제어밸브가 설치된다.

따라서 산기관(53)이나 공급관(54) 내부에 이물질이나 슬러지가 쌓여 막힐 때는 상기 공급관(54)을 통해 공기를 공급하면서 상기 슬러지 세정관(58)에 설치된 제어밸브를 개방하면, 상기 슬러지 세정관(58)에 발생하는 에어 리프팅 작용에 의해서 상기 산기관(53)이나 공급관(54)에 쌓여있던 이물질이나 슬러지가 슬러지 세정관(58)을 통해 외부로 배출되게 된다.

이어서, 상기 모듈프레임(10)의 상단부에는 다수 개의 분리막 엘리먼트(20)를 일정한 간격으로 고정하기 위한 간격유지부(40)가 설치된다. 상기 간격유지부(40)는 분리막 엘리먼트(20)의 상단을 지지하는 상부지지대(41)와 분리막 엘리먼트(20)의 하단을 지지하는 하부지지대(42)로 이루어지고, 상기 상부지지대(41)의 하면 및 하부지지대(42)의 상면에는 분리막 엘리먼트(20)를 삽입하여 고정하기 위한 다수 개의 삽입홈(45)이 일정한 간격으로 형성된다.

바람직하게, 상기 상부지지대(41)와 하부지지대(42)에 형성된 삽입홈(45) 사이의 간격은 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복하게 된다. 예를 들어, 상기 삽입홈(45) 사이의 간격이 좁은 곳을 30mm로 하고, 삽입홈(45) 사이의 간격이 넓은 곳은 60mm로 할 수 있다. 이를 위해서, 상기 상부지지대(41)와 하부지지대(42)에 형성된 삽입홈(45) 사이의 간격도 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복하여 형성된다.

이와 같이, 상기 삽입홈(45) 사이의 간격이 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복되면, 상기 모듈프레임(10) 내부에 설치되는 분리막 엘리먼트(20)의 사이의 간격도 넓은 곳(D)과 좁은 곳(d)이 교호적으로 반복하게 된다. 이에 따라 본 발명의 분리막 모듈(100)은 기액 혼합 상향류와 함께 올라오는 머리카락, 섬유상 물질, 종이조각 등의 다양한 혼합물이 분리막 엘리먼트(20) 사이에 걸리는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격을 좁은 곳(d)과 넓은 곳(D)이 교호적으로 반복되게 배치함으로써 분리막의 투영면적을 최소화하면서도 막간 폐색을 어느 정도 방지할 수 있다. 그러나 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격이 좁은 곳(d)은 곳에서는 여전히 이물질이 걸리는 문제가 발생할 수 있다.

이를 해결하기 위해서, 본 발명은 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격을 필요에 따라서 또는 주기적으로 변경시켜 주는 간격변경수단(60)을 더 포함할 수 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 분리막 모듈의 다른 실시 예를 보여주는 것이다. 특히, 다수 개의 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격을 변경시킬 수 있는 간격변경수단(60)이 더 구비되는 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 간격변경수단(60)은 상기 분리막 엘리먼트(20)에 회전가능하게 설치된 두 개의 상부회전축(61)과 두 개의 하부회전축(62)을 포함한다.

상기 두 개의 상부회전축(61)은 분리막 엘리먼트(20) 상단을 지지할 수 있도록 모듈프레임(10)의 상단에 수평으로 설치되고, 상기 두 개의 하부회전축(62)은 분리막 엘리먼트(20)의 하단을 지지할 수 있도록 모듈프레임(10)의 하단에 수평으로 설치된다.

그리고 상기 상부회전축(61)과 하부회전축(62)의 외주 면에는 상기 분리막 엘리먼트(20)를 삽입할 수 있도록 일정 깊이의 나선 홈(65)이 형성된다. 이때 상기 나선 홈(65)의 피치는 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복하도록 한다. 예를 들어, 나선 홈(65)의 피치는 넓은 곳은 60mm, 좁은 곳은 30mm일 수 있다. 따라서 상기 나선 홈(65)에 분리막 엘리먼트(20)를 삽입하면, 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격은 넓은 곳(D)과 좁은 곳(d)이 교호적으로 반복되게 된다.

이어, 상부회전축(61)과 하부회전축(62)의 일 단에는 상기 상부회전축(61)과 하부회전축(62)을 회전시키기 위한 구동수단(66)이 구비된다. 상기 구동수단(66)은 상기 상부회전축(61)과 하부회전축(62)의 일단에 설치된 피니언(67)과, 상기 피니언(68)과 맞물리도록 수직으로 설치된 래크(68) 및 상기 래크(68)를 상하로 왕복이동시키는 에어 실린더(69)를 포함하여 이루어진다. 여기서 상기 에어 실린더(69)는 회전운동을 수직왕복운동으로 변환하는 캠이 구비된 전동모터로 대체될 수도 있다.

따라서 상기 에어 실린더(69)를 작동시키면, 상기 래크(68)가 상하로 왕복이동하고, 상기 래크(68)이 상하로 이동하면, 상기 피니언(68)가 상기 두 개의 상부회전축(61)과 두 개의 하부회전축(62)을 회전시키게 된다. 이때, 마주보는 두 개의 상부회전축(61)과 하부회전축(62)은 서로 마주보는 두 개의 래크(68)와 연결되어 서로 반대방향으로 회전하게 된다. 그리고 상기 상부회전축(61)과 하부회전축(62)이 회전하게 되면 나선 홈(65)에 삽입되어 있는 다수 개의 분리막 엘리먼트(20)가 좌우 수평방향으로 이동하게 된다.

즉, 상기 상부회전축(61)과 하부회전축(62)의 나선 홈(65)에 삽입되어 있는 다수 개의 분리막 엘리먼트(20)가 상기 나선 홈(65)을 따라 수평방향으로 이동하게 되면, 상기 나선 홈(65)의 피치에 따라 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격이 변하게 된다. 예를 들어, 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격이 넓어지거나 좁아지게 된다.

이와 같이, 본 발명은 필요에 따라 또는 주기적으로 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격을 변경시킬 수 있으므로 분리막 엘리먼트(20) 사이에 이물질이 걸리는 것을 방지하거나 분리막 엘리먼트(20) 사이에 걸려 있는 이물질을 쉽게 제거할 수 있다. 예를 들어, 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격이 좁아서 이물질 등이 걸리면 상기 간격변경수단(60)을 작동시켜 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격을 넓힘으로써 이물질을 제거할 수 있게 된다.

이어, 도 12는 본 발명에 따른 통수능력이 향상된 분리막 모듈(1)의 또 다른 실시 예를 보여주는 것이다. 도시된 바와 같이, 본 실시 예는 하나의 모듈프레임(10) 내부에 다수 개의 상·하부 분리막 엘리먼트(20:20a,20b)를 상하로 일정 거리 떨어지도록 설치함으로써 통수능력을 더욱 좋게 한 것이다. 즉, 상기 모듈프레임(10)의 상단과 하단에 상부 분리막 엘리먼트(20a)와 하부 분리막 엘리먼트(20b)를 설치하여, 상기 모듈프레임(10)의 가운데에 중간개구부(35)가 형성되도록 한 것이다.

따라서 상기 산기장치(50)에 방사되는 공기방울은 상기 하부 분리막 엘리먼트(20b) 사이를 따라서 올라온 후 상기 중간개구부(35)를 통과하여 상부 분리막 엘리먼터(20a) 사이로 올라가게 된다. 이 과정에서 상기 중간개구부(35)를 통과하는 기액 혼합 상향류는 난류를 형성함으로써 분리막 사이의 이물질을 제거하는 세정효과가 향상될 수 있다. 또한, 분리막 엘리먼트(20)의 높이가 낮기 때문에 분리막 엘리먼트(20) 사이에 이물질이 걸리는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 모듈프레임(10)의 각 측면에는 상기 분리막 엘리먼트(20)를 보호하기 위한 플레이트(30)를 설치하되, 상기 플레이트(30)를 모듈프레임(10)의 가운데에 설치하여 상기 두 개의 분리막 엘리먼트(20:20a,20b) 사이에 형성된 중간개구부(35)를 폐쇄하여 기액 혼합 상향류가 외부로 배출되지 않도록 차단하고, 상기 플레이트(30)의 상단과 하단에는 각각 일정한 크기로 상부개구부(32)와 하부개구부(33)를 형성한다.

한편, 여과수배출부(70b)가 설치된 측면에는 두 개의 플레이트(30a)(30b)를 상기 모듈플레임(10)의 가운데 부분에 설치하여 상기 모듈플레이트(20)의 상단과 하단에 각각 일정한 크기의 상부개구부(32)와 하부개구부(33)를 형성하고, 중간개구부(35)는 폐쇄할 수 있도록 할 수 있다.

기타, 상기 모듈프레임(20)의 내부에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격이 좁은 곳과 넓은 곳이 교호적으로 반복되도록 하는 간격유지부(40)와, 상기 모듈프레임(20)의 하단부에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트(20:20a,20b) 사이로 공기방울을 공급하는 산기장치(50)는 전술한 실시 예와 동일한 구조로 이루어지므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

또한, 상기 분리막 엘리먼트(20) 사이의 간격을 필요에 따라서 또는 주기적으로 변경시켜 주는 간격변경수단(60)도 더 포함할 수 있으나 이러한 구성은 전술한 실시 예와 동일한 것으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 모듈프레임의 상단부와 하단부에 200~300mm의 크기로 개방부를 형성하여, 분리막 모듈의 상단부에서는 기액 혼합 상승류의 배출을 유도하여 분리막 모듈의 상단부에 고형물이 걸려 쌓이는 클로깅을 방지하고, 분리막 모듈의 하단부에는 외부로부터 혼합액이 원활하게 유입되고 순환하도록 하여 분리막 모듈의 하단부에 슬러지가 쌓이는 슬러깅을 방지하는 동시에 중간 부분에는 플레이트를 설치하여 기액 혼합 상향류가 상부로 원활하게 흐를 수 있도록 하여 기액 혼합 상향류를 이용하여 분리막 표면의 전단력을 높여 스크러빙 효과를 향상시킬 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 좁은 곳과 넓을 곳이 교효적으로 반복되도록 함으로써 막간 폐색을 방지하고 투영면적을 최소화할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 필요에 따라서 또는 주기적으로 변경하여 좁은 분리막 엘리먼트 사이에 걸려 있는 이물질을 제거함으로써 막간 폐색을 방지하고 상향류의 흐름을 원활하게 하여 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공급관 위에 산기관을 위치시켜 수압에 의한 압력손실을 제거하여 에너지 효율을 높이는 동시에 공급관과 산기관 사이에 연결관을 설치하여 공기의 흐름에 마찰손실을 주어 다수 개의 산기관으로 공기가 균등하게 공급할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 산기관 내부에 쌓인 이물질과 슬러지를 배출하거나 세정하기 위한 슬러지 배출관과 슬러지 세정관을 더 설치하여 상기 분리막 엘리먼트 사이로 공급되는 공기량을 최대로 유지하여 스크러빙 효과를 높이고 여과효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 분리막 모듈에 대해서 상세히 설명하였으나 이는 발명의 기술적 사상의 이해를 돕기 위한 것으로서 이러한 실시 예로 본 발명이 권리가 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.

1: 분리막 모듈 10: 모듈프레임
20: 분리막 엘리먼트 21: 분리막
23: 수집부 24: 지지부
27: 배출구멍 30: 플레이트
32: 상부개구부 33: 하부개구부
40: 간격유지부 41: 상부지지대
42: 하부지지대 45: 삽입홈
50: 산기장치 52: 노즐 공
53: 산기관 54: 공급관
55: 연결관 56: 슬러지 배출관
58: 슬러지 세정관 60: 간격변경수단
61: 상부회전축 62: 하부회전축
65: 나선 홈 66: 구동수단
67: 피니언 68: 래크
69: 에어 실린더 70: 여과수배출부
72: 집수관 73: 여과수 배출관
75: 유입구멍 76: 연결호스

Claims (19)

1. 다수 개의 분리막 엘리먼트가 일정한 간격으로 떨어지도록 고정하는 모듈프레임과,
   상기 모듈프레임의 각 측면에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트를 보호하는 플레이트와,
   상기 모듈프레임의 상단에 구비되어 상기 분리막 엘리먼트에서 여과된 여과수를 외부로 배출하는 여과수배출부를 포함하는 분리막 모듈에 있어서,
   상기 모듈프레임의 상단부를 개방하도록 형성되어 기액 혼합 상향류가 외부로 배출될 수 있도록 하는 상부개구부와;
   상기 모듈프레임의 하단부를 개방하도록 형성되어 외부로부터 혼합액이 유입되도록 하는 일정한 크기의 하부개구부와;
   상기 모듈프레임의 내부에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 좁은 곳과 넓은 곳이 교호적으로 반복되도록 하는 간격유지부와;
   상기 모듈프레임의 하단부에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트 사이로 공기방울을 공급하는 산기장치;를 포함하되,
   상기 산기장치는, 하면에 다수 개의 노즐 공이 형성된 다수 개의 산기관과, 상기 다수 개의 산기관과 연결되어 공기를 공급하는 공급관과, 상기 공급관으로 공기를 공급하기 위한 공기공급장치를 포함하여 이루어지되, 상기 산기관은 공급관의 상부에 위치하도록 설치되고, 상기 공급관과 산기관 사이에는 상기 공급관과 연결되는 하부는 지름이 좁고 상기 산기관과 연결되는 상부는 지름이 넓은 연결관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 플레이트는 상기 모듈프레임의 중간 부분에만 설치되는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항 있어서,
   상기 여과수배출부는 상기 분리막 엘리먼트에 형성되고 여과수가 배출되는 배출구멍이 형성된 수집부와, 상기 모듈프레임의 상단에 설치되고 여과수가 유입되는 다수 개의 유입구멍이 형성된 집수관과, 상기 수집부의 배출구멍과 상기 집수관의 유입구멍을 연결하는 연결호스와, 상기 집수관의 일 측에 형성되고 흡입펌프와 연결되는 여과수 배출관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
   
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9. 제1 항에 있어서,
   상기 산기관의 양단에는 하부 방향으로 상기 공급관의 상부 높이까지 연장되는 슬러지 배출관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
   
10. 제9 항에 있어서,
    상기 공급관의 단부에는 상부로 수직 하게 연장되고 제어밸브가 설치된 슬러지 세정관이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
    
11. 제1 항에 있어서,
    상기 모듈프레임에는 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트 사이의 간격을 변경하기 위한 간격변경수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈
    
12. 제11 항에 있어서,
    상기 간격변경수단은 상기 모듈프레임의 상단부에 회전가능하게 설치되고 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트의 상단을 지지하는 두 개의 상부회전축과;
    상기 모듈프레임의 하단부에 회전가능하게 설치되고 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트의 하단을 지지하는 두 개의 하부회전축과;
    상기 상부회전축과 하부회전축을 회전시킬 수 있도록 상기 상부회전축과 하부회전축의 일단에 설치된 구동수단;을 포함하여 이루어지되,
    상기 하부회전축과 상부회전축의 외주 면에는 상기 분리막 엘리먼트의 상단과 하단이 삽입되는 일정 깊이의 나선 홈이 형성되고, 상기 나선 홈의 피치는 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복되어, 상기 나선 홈에 삽입되는 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복되고, 상기 상부회전축과 하부회전축이 회전할 때 상기 분리막 엘리먼트가 상기 나선 홈을 따라 수평 이동하여 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 교호적으로 변하는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
    
13. 제12 항에 있어서,
    상기 구동수단은 상기 상부회전축과 하부회전축의 일단에 설치된 피니언과, 상기 피니언과 맞물리도록 수직으로 설치된 래크와, 상기 래크를 상하로 이동시킬 수 있도록 설치된 에어 실린더를 포함하여 상기 래크를 상하로 왕복이동시키면 상기 상부회전축과 하부회전축이 회전하여 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 교호적으로 변하는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
    
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15. 다수 개의 분리막 엘리먼트가 일정한 간격으로 떨어지도록 고정하는 모듈프레임과,
    상기 모듈프레임의 각 측면에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트를 보호하는 플레이트와,
    상기 모듈프레임의 상단에 구비되어 상기 분리막 엘리먼트에서 여과된 여과수를 외부로 배출하는 여과수배출부를 포함하는 분리막 모듈에 있어서,
    상기 모듈프레임의 상단부에 회전가능하게 설치되고 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트의 상단을 지지하는 두 개의 상부회전축과, 상기 모듈프레임의 하단부에 회전가능하게 설치되고 상기 다수 개의 분리막 엘리먼트의 하단을 지지하는 두 개의 하부회전축으로 이루어지며, 상기 상부회전축과 하부회전축을 회전시킬 수 있도록 상기 상부회전축과 하부회전축의 일단에 설치된 구동수단을 포함하되, 상기 하부회전축과 상부회전축의 외주 면에는 상기 분리막 엘리먼트의 상단과 하단이 삽입되는 일정 깊이의 나선 홈이 형성되고, 상기 나선 홈의 피치는 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복되어, 상기 나선 홈에 삽입되는 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 넓은 곳과 좁은 곳이 교호적으로 반복되고, 상기 상부회전축과 하부회전축이 회전할 때 상기 분리막 엘리먼트가 상기 나선 홈을 따라 수평 이동하여 분리막 엘리먼트 사이의 간격이 교호적으로 변하는 간격변경수단과;
    상기 모듈프레임의 하단부에 설치되어 상기 분리막 엘리먼트 사이로 공기방울을 공급하는 산기장치;를 포함하여,
    상기 분리막 엘리먼트 사이로 흐르는 기액 혼합 상향류의 흐름을 원활하게 하여 클로깅과 슬러징을 방지하고 막 오염을 방지하여 여과효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 통수능력이 향상된 분리막 모듈.
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