KR101695765B1 - 중공사막모듈세척시스템 - Google Patents

중공사막모듈세척시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템은 오염된 원수를 처리하여 처리수로 걸러내는 수개의 중공사를 포함하는 필터모듈, 상기 중공사 표면의 막오염물질을 제거하기 위해 상기 중공사의 표면을 마찰시키는 세척부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
필터, 중공사

Description

중공사막모듈세척시스템{HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE CLEANING SYSTEM}
본 발명은 중공사막모듈의 세척시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공사막모듈을 물리적인 세척부재를 사용하여 주기적으로 세척할 수 있도록 한 중공사막모듈세척시스템에 관한 것이다.
정수 및 하수, 오폐수의 처리 분야에 사용되는 중공사막은 표면에 미세한 공 극을 가지고 있으며, 이러한 공극의 크기보다 큰 물속에 포함된 오염물질은 중공사막을 통과하지 못하고 걸러진 물을 통과시키는 수처리 공정에 사용되어 왔다.
이러한 중공사막을 이용한 중공사막모듈은 일정한 처리수질 확보가 가능하고 관리가 용이하며 화학물질을 사용하지 않고도 수처리가 가능해 친환경 공정에 사용될 수 있다는 장점이 있다.
중공사막모듈은 오염된 물을 흡인하거나 펌프로 가압하여 중공사막모듈을 통과시킴으로써 오염물질이 걸러지도록 하는 것인데 이 때 오염 물질들이 막 표면이나 공극 내에 축적되어 유효 막표면적을 저감시키고, 이로 인해 처리수의 수량이 줄어드는 문제를 야기시킨다.
미국특허 제 5248424 호에서는 이러한 막오염현상을 방지하기 위해 중공사막모듈의 하부에 산기장치를 설치하여 물 속에 잠겨있는 이 산기장치에서 공기방울을 발생시킴으로써 이 공기방울이 중공사의 표면을 때려 오염물질이 중공사로부터 떨어져 나가도록 한 중공사막모듈장치가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래기술에 의한 중공사막모듈은 공기방울을 지속적으로 발생시키기 위해 펌프를 돌려야 하기 때문에 그에 투입되는 에너지의 양이 매우 크다는 문제점이 있다.
또한, 종래기술에 의한 중공사막모듈은 막의 오염된 부위를 공기방울이 정하게 때리는 것이 아니고, 여러 공기방울이 불규칙적인 운동을 통해 공급되므로 막의 부위에 따라 제거되는 오염물질의 양이 다를 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 적은 에너지로 막오염현상을 해소하면서도 막의 부위에 관계없이 균일하게 막오염현상을 해소할 수 있도록 한 중공사막모듈세척시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템은, 오염된 원수를 처리하여 처리수로 걸러내는 수개의 중공사를 포함하는 필터모듈, 상기 중공사 표면의 막오염물질을 제거하기 위해 상기 중공사의 표면을 마찰시키는 세척부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템의 상기 중공사 및 상기 세척부재는 폴리비닐디플로라이드 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템의 상기 세척부재는 상기 중공사의 길이방향을 따라 상기 중공사와 마찰하는 와이어인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템은 상기 세척부재의 와이어는 상기 수개의 중공사를 따라 상기 수개의 중공사들의 앞뒤면과 교대로 접하도록 꼬여진 한쌍으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템은 상기 세척부재를 상기 중공사의 길이방향을 따라 이동하도록 하는 가동부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템은 상기 필터모듈에는 수개의 중공사가 병렬로 배열되며, 상기 수개의 중공사의 양단이 각각 고정되는 한쌍의 고정부, 상기 한쌍의 고정부를 연결하는 한쌍의 지지대, 상기 지지대에 설치되어 상기 세척부재를 상기 중공사의 길이방향을 따라 이동시키는 가동부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템은 상기 가동부재를 이동시키기 위한 이송나사 기구로서, 상기 가동부재와 함께 움직이는 이송부재, 상기 이송부재와 이송나사 결합되는 이송축, 상기 이송축을 회전운동시키는 구동부를 더 포함하여 상기 이송축의 회전운동을 상기 이송부재의 직선운동으로 바꾸어 상기 가동부재를 상기 이송부재와 함께 직선운동시킴으로써 상기 세척부재가 상기 중공사의 길이방향을 따라 운동하도록 구동하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템에 의하면, 중공사를 세척부재를 사용하여 물리적으로 마찰시켜 세척할 수 있도록 함으로써 적은 에너지를 사용하여 중공사막모듈을 균일하게 세척할 수 있는 효과가 발생한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 중공사막모듈세척시스 템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템을 포함한 정수장치의 구성을 보인 개략도이다. 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템을 포함한 정수장치는 오염된 원수를 공급받아 처리하여 정화된 처리수를 배출하는 것으로, 오염된 원수를 공급받기 위한 원수공급관(10)을 포함한다. 원수공급관(10)에서 공급되는 물은 처리조(44)로 들어간다.
처리조(44)의 내부에는 필터모듈(20)이 설치된다. 필터모듈(20)은 다수개가 나란하게 병렬로 배치된다. 필터모듈(20)은 여러개의 중공사(27, 도2)를 사용한 중공사막모듈이다. 필터모듈(20)은 처리조(44)의 저면에 설치되는 마운팅부(40)에 탑재된다.
이 처리조(44)에서 필터모듈(20)에 의해 처리된 처리수는 펌프(15)가 설치된 흡인관(13)을 통해 외부로 배출되고 배출된 처리수는 처리수저장조(17)에 저장된다.
도 2는 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템의 필터모듈(20)을 보인 사시도이다. 도 1에는 도 2에서 사시도로 표현된 필터모듈(20)이 측면부만 보이도록 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템의 필터모듈(20)은 상하부에 각각 고정부(25, 26)를 포함한다. 고정부(25, 26)는 내부가 중공되고 단면이 사각형인 바의 형상을 갖는다. 상측고정부(25)와 하측고정부(26)의 사이에는 각각의 고정부(25, 26)의 길이 방향을 따라 수개의 중공사(27)가 배열된 다. 중공사(27)의 재질은 폴리비닐디플로라이드(Polyvinyl difluoride, PVDF)이다. 각각의 중공사(27)의 상단과 하단은 각각 상측고정부(25)와 하측고정부(26)에 연결된다. 상측고정부(25)의 중공된 내부는 중공사(27) 내부의 중공과 연결되어 중공사(27)를 통과한 물이 상측고정부(25)의 내부로 이동할 수 있게 된다. 또한 상측고정부(25)는 흡인관(13)과 연결되는데 따라서 흡인관(13)의 펌프(15)를 구동하면 중공사(27)를 통과한 처리수가 처리수저장조(17)로 배출된다.
수개의 중공사(27)의 외곽으로, 즉 상측고정부(25) 및 하측고정부(26)의 양단부에는 각각 상측고정부(25)와 하측고정부(26)를 연결하는 지지대(22)가 설치된다. 지지대(22)는 강도가 비교적 약한 중공사(27)들이 휘어지거나 눕지 않도록 상측단이 상측고정부(25)의 하부에 하측단이 하측고정부(25)의 상부에 각각 고정된다. 지지대(22)는 단면이 원형으로 형성된다. 지지대(22)와 고정부(25, 26)는 필터모듈(20)의 프레임(21)을 이룬다.
도 3은 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템의 필터모듈(20)을 보인 단면도로서, 도 2의 A­A선을 따른 것이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 지지대(22)의 표면에는 가동부재(29)가 설치된다. 가동부재(29)는 내부에 지지대(22)의 형상과 같은 빈 공간이 형성되어 지지대(22)에 설치되며, 지지대(22)의 길이방향을 따라 도 2에 도시한 상태에서 상하로 이동할 수 있게 설치된다.
가동부재(29)는 각각의 지지대(22)에 2개씩 설치된다. 따라서 2개의 지지대(22)에 4개의 가동부재(29)가 설치되는 것이다. 4개의 가동부재(29) 중 두개는 상측고정부(25) 측에 설치되고, 나머지 두개는 하측고정부(26) 측에 설치된다. 상측고정부(25) 측에 설치되는 쌍을 이루는 가동부재(29)의 사이에는 하나의 세척부재(28)가 설치되고 하측고정부(26) 측에 설치되는 쌍을 이루는 가동부재(29)의 사이에는 다른 하나의 세척부재(24)가 설치된다.
세척부재(28)는 중공사(27)와 같은 재질의 폴리비닐디플로라이드의 재질이며, 두개가 한쌍인 와이어 형태로 형성된다. 세척부재(28)는 상기한 와이어의 가닥이 중공사(27) 각각의 앞쪽과 뒤쪽을 번갈아가며 접촉하도록 연속된 S자 형태로 꼬여있으며, 하나의 중공사(27)를 기준으로 봤을 때 앞쪽면은 하나의 와이어에 뒤쪽면은 다른 하나의 와이어에 접하게 된다.
세척부재(28)의 일단은 하나의 가동부재(29)에 고정되고, 타단은 그 가동부재(29)의 반대편 지지대(22)에 설치된 가동부재(29)에 고정된다. 따라서, 상측고정부(25) 측에 설치된 두개의 가동부재(29)는 각각 세척부재(28)를 이루는 두개의 와이어에 의해 연결되고, 하측고정부(26) 측에 설치된 두개의 가동부재(29)는 각각 세척부재(24)를 이루는 나머지 두개의 와이어에 의해 연결된다.
따라서, 가동부재(29)가 지지대(22)를 따라 상하로 이동하게 되면 그에 따라 세척부재(24, 28)가 상하로 이동하게 된다. 이때, 상기한 바와 같이 중공사(27) 각각의 표면에 세척부재(24, 28)가 접하게 설치되므로 세척부재(24, 28)와 중공사(27)의 표면이 마찰을 일으키게 된다. 따라서, 세척부재(24, 28)를 이루는 와이어의 장력은 너무 강하면 중공사(27)가 파손될 수 있는 위험이 따르고, 장력이 너무 약하면 중공사(27)와 밀착되지 않게 되므로 적절히 길이를 조절하여 사용한다.
이렇게 세척부재(28)가 중공사(27)의 표면에 접한 상태에서 상측고정부(25) 측의 양 가동부재(29)를 동시에 하측으로 이동시키면 그와 연결된 세척부재(28)가 중공사(27)의 표면에 밀착된 상태에서 중공사(27)의 표면과 마찰을 일으키면서 이동하게 된다. 그에 따라 중공사(27)의 표면에 축적된 막오염물질이 세척부재(28)에 의해 중공사(27)로부터 이탈되는 것이다. 또한, 하측고정부(26) 측의 양 가동부재(29)도 동시에 상측으로 이동시키면 그와 연결된 세척부재(24)에 의해 중공사(27)가 세척된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 필터모듈(20)이 복수로 병렬배치된 처리조(44) 내에는 가동부재(29)를 상하이동시킬 수 있도록 이송바(36)가 설치된다. 이송바(36)는 바형상으로 형성되어 그 바를 따라 배치된 필터모듈(20) 각각의 가동부재(29)에 고정되며 처리조(44) 내에서 수평하게 설치된다. 따라서 이송바(36)가 상하로 이동하면 여러 개의 가동부재(29)가 한꺼번에 상하로 이동한다.
이송바(36)를 상하운동시키기 위해 처리조(44)의 일측에는 이송부재(37, 38)와 이송축(33)이 설치된다.
이송축(33)은 모터등의 구동부(31)에 의해 회전될 수 있도록 설치되며, 처리조(44)의 벽에 고정된 베어링(35)에 의해 지지된다. 이송축(33)은 단면이 원형이며, 그 표면에는 나사산이 형성된다. 이송축(33)은 처리조(44) 내에서 수직으로 배치된다. 이송축(33)에는 이송바(36)의 끝부분에 고정되며 이송바(36)와 일체로 형성되는 이송부재(37, 38)가 설치된다.
이송부재(37, 38)는 내부가 중공된 원통형으로 형성된다. 이송부재(37, 38) 의 중공된 내부에는 나사산이 형성되어 이송축(33) 표면의 나사산과 결합된다. 이송부재(37, 38)는 이송축(33)의 상측에 하나(37) 그리고 이송축(33)의 하측에 하나(38), 이렇게 두개가 하나의 이송축(33)에 설치되는데 이송축(33) 및 이송부재(37, 38)의 나사산이 베어링(35)을 중심으로 상측과 하측의 방향이 반대가 되도록 형성된다. 이송부재(37, 38)는 이송바(36)와 일체로 형성되어 이송부재(37, 38)가 상하운동하면 이송바(36)도 그에 따라 상하운동한다.
따라서 이송축(33)이 구동부(31)에 의해 회전운동하면 이송부재(37, 38)가 나사의 방향에 따라 상승 또는 하강하고 이송부재(37, 38)와 일체로 형성된 이송바(36) 및 이송바(36)에 고정된 여러 개의 가동부재(29)가 함께 상하 운동을 하고 그에 따라 세척부재(24, 28)도 상하운동을 한다.
이때, 이송축(33)의 나사산이 상부와 하부가 반대되는 방향으로 형성되므로 구동부(31)에 의해 이송축(33)이 회전될 때, 한쪽 방향으로 회전할 때는 상측의 이송부재(37)가 하측으로 하측의 이송부재(38)가 상측으로 즉 베어링(35) 방향을 향해 모이게 되고, 다른 쪽 방향으로 회전할 때는 베어링(35) 부근에서 상측의 이송부재(37)는 상측으로 이동하고 하측의 이송부재(38)는 하측으로 이동하여 각각 필터모듈(20)의 상단부 및 하단부 부근으로 이동하게 된다.
따라서 구동부(31)에 의해 회전하는 이송축(33)의 회전방향을 주기적으로 바꿔주어 가동부재(29)를 상하운동시키면 세척부재(28, 24)가 중공사(27)의 길이방향을 따라 전 영역을 세척할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템을 포함한 정수장치의 구성을 보인 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템의 필터모듈을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 중공사막모듈세척시스템의 필터모듈을 보인 단면도로서, 도 2의 A­A선을 따른 것이다.

Claims (7)

  1. 오염된 원수를 처리하여 처리수로 걸러내는 수개의 중공사를 포함하는 필터모듈;
    상기 중공사 표면의 막오염물질을 제거하기 위해 상기 중공사의 표면을 마찰시키는 세척부재;를 포함하고,
    상기 세척부재는 상기 중공사의 길이방향을 따라 상기 중공사와 마찰하는 와이어이고, 상기 와이어는 상기 수개의 중공사를 따라 상기 수개의 중공사들의 앞뒤면과 교대로 접하도록 꼬여진 한쌍으로 이루어지는 중공사막모듈세척시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공사 및 상기 세척부재는 폴리비닐디플로라이드 재질인 것을 특징으로 하는 중공사막모듈세척시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척부재를 상기 중공사의 길이방향을 따라 이동하도록 하는 가동부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막모듈세척시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터모듈에는 수개의 중공사가 병렬로 배열되며,
    상기 수개의 중공사의 양단이 각각 고정되는 한쌍의 고정부;
    상기 한쌍의 고정부를 연결하는 한쌍의 지지대;
    상기 지지대에 설치되어 상기 세척부재를 상기 중공사의 길이방향을 따라 이동시키는 가동부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막모듈세척시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가동부재를 이동시키기 위한 이송나사 기구로서,
    상기 가동부재와 함께 움직이는 이송부재;
    상기 이송부재와 이송나사 결합되는 이송축;
    상기 이송축을 회전운동시키는 구동부;를 더 포함하여 상기 이송축의 회전운동을 상기 이송부재의 직선운동으로 바꾸어 상기 가동부재를 상기 이송부재와 함께 직선운동시킴으로써 상기 세척부재가 상기 중공사의 길이방향을 따라 운동하도록 구동하는 것을 특징으로 하는 중공사막모듈세척시스템.
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