KR101744234B1 - 중공사막 모듈 - Google Patents

Abstract

중공사막이 고정된 헤더 내부에서 오염물질이 쌓이고 중공사막이 오염되는 것을 최소화할 수 있도록, 원수가 수용되는 물통에 결합되는 헤더와, 상기 헤더 내부에 일단이 결합되고 끝단은 자유단을 이루며 수두에 의해 원수를 여과하는 중공사막, 상기 헤더에 설치되고 물통 내부로 연장되며 내부에 상기 중공사막이 배치되는 하우징을 포함하고, 상기 헤더는 물통 내부로 주입되는 원수를 하우징 내의 중공사막에 충돌시켜 중공사막을 흔들어 세척하고 물통 내에 채우는 구조이고, 상기 헤더는 외주면을 따라 원수가 유통되는 적어도 하나 이상의 배출구가 배열 형성된 구조의 중공사막 모듈을 제공한다.

Description

중공사막 모듈{HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE}

본 발명은 중공사막 모듈에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 원수 주입으로 막 세척이 가능한 중공사막 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 분리막 기술은 고분자 재료의 물질 선택투과 성질을 이용한 분리기술의 하나로, 그 형태에 따라 평막, 관상막, 중공사막으로 구분된다.

분리막을 이용한 막여과 공정은 기존 수처리 공정에 비해 부지면적을 적게 차지하고, 막의 공칭 공경보다 큰 물질을 완전히 제거할 수 있어 안전을 요하는 정수처리 시설에 사용된다. 또한, 분리막 기술은 소규모 모듈화가 가능하여 소규모 수처리에도 적용할 수 있는 장점이 있다.

분리막은 사용하기에 편리하도록 모듈(module)화하여 용도에 따라 선택된다. 이중에서 중공사막은 직경이 0.2~2mm이며 중앙이 비어있는 실관 형태의 중공사를 이용한 것이다. 중공사막은 단위부피당 막면적비가 다른 형식의 분리막에 비하여 크다. 이에, 중공사막은 높은 생산성을 가지고 있다. 또한 중공사막은 직경이 작으므로 자체적으로 형태를 유지할 수 있어서 별도의 지지체가 필요 없다는 장점으로 인해 많이 사용된다.

그러나, 분리막 모듈은 높은 압력차를 필요로 하므로 분리막의 오염이 가속화되는 문제가 있으며, 부유물질에 의한 막 오염을 줄이기 위해 에너지 소모가 많은 펌프와 블로워가 필요한 단점이 있다. 이와 같이 종래의 분리막 모듈을 이용한 수처리 장치는 고에너지, 고비용이 소요되는 구조로, 전력이 부족한 지역이나 저개발국가의 경우 유지관리에 어려움이 있어 사용이 쉽지 않은 실정이다.

이러한 문제 해결을 위해, 물통의 수두압을 이용하여 여과하는 무동력 수처리 기술이 개발되고 있다. 그러나, 상기 구조는 막모듈에 부착되는 오염물질을 제대로 세척하지 못한다. 이에, 여과가 지속되는 동안 물의 생산량이 계속 줄어드는 단점이 있다.

이에, 본 출원인은 기 출원하여 등록된 한국등록특허 제10-01442779호(발명의 명칭 : 중공사막 모듈)를 통해 원수를 주입할 때 발생하는 운동에너지를 이용하여 중공사막을 세척함으로써, 장시간 세척없이 무동력으로 운전 가능한 효과를 모듈을 제안하였다.

그러나, 상기 모듈의 헤더 부분에서 중공사막의 움직임이 제한되어 오염물질이 상대적으로 더 축적되는 현상이 발생되었다.

상기 헤더 부분의 중공사막에 축적된 오염물질은 중공사막을 따라 성장하여 오염을 더욱 가속화시키게 된다. 이에, 중공사막의 오염이 심화되면서 결국 모듈의 성능이 저하되는 문제가 발생된다.

또한, 중공사막 오염으로 감소된 모듈 성능을 회복하기 위해, 수조로부터 모듈을 분리하여 세척하는 분리 세척이 주기적으로 진행되나, 종래 구조의 경우 헤더의 중공사막 연결부위는 폐쇄되어 있어서, 세척수의 흐름이 정체되므로 헤더 부분에서는 오염물의 제거가 용이하지 않다. 결국, 종래 구조의 모듈은 분리 세척으로도 감소된 모듈의 성능을 회복하는 데 한계가 있음이 확인되었다.

중공사막이 고정된 헤더 내부에서 오염물질이 쌓이고 중공사막이 오염되는 것을 최소화할 수 있도록 된 중공사막 모듈을 제공한다.

또한, 중공사막 모듈의 분리 세척 시, 헤더 내부에 축적되는 오염물을 보다 용이하게 배출시킬 수 있도록 된 중공사막 모듈을 제공한다.

본 실시예의 중공사막 모듈은, 원수가 수용되는 물통에 결합되는 헤더와, 상기 헤더 내부에 일단이 결합되고 끝단은 자유단을 이루며 수두에 의해 원수를 여과하는 중공사막, 상기 헤더에 설치되고 물통 내부로 연장되며 내부에 상기 중공사막이 배치되는 하우징을 포함하고, 상기 헤더는 물통 내부로 주입되는 원수를 하우징 내의 중공사막에 충돌시켜 중공사막을 흔들어 세척하고 물통 내에 채우는 구조이고, 상기 헤더는 외주면을 따라 원수가 유통되는 적어도 하나 이상의 배출구가 배열 형성된 구조일 수 있다.

상기 중공사막 모듈은, 상기 헤더에 설치되고 상기 중공사막과 연결되어 처리수가 모이는 콜렉터, 상기 콜렉터에 연결되어 처리수가 배출되는 처리수관, 상기 헤더에 설치되어 원수를 공급하는 공급관, 상기 공급관에 연결되고 하우징 내부로 연장되어 원수가 배출되는 투입관, 상기 투입관을 통해 배출되는 원수를 중공사막에 충돌시키기 위한 원수분산부를 포함할 수 있다.

상기 헤더는 물통과의 결합을 위한 체결부를 더 포함할 수 있다.

상기 원수분산부는 투입관 선단에 설치되어 원수의 흐름을 막는 차단부재와, 상기 투입관의 선단부 외주면에 중공사막을 향해 형성되어 원수를 중공사막으로 배출되는 복수개의 출구를 포함할 수 있다.

상기 투입관은 헤더 중앙에 설치되어 하우징의 중앙에 배치되고, 상기 중공사막은 상기 투입관을 중심으로 투입관과 하우징 내주면 사이에 배치될 수 있다.

상기 차단부재는 중앙에 원수가 배출되는 홀이 형성될 수 있다.

상기 차단부재는 외측으로 돌출된 원뿔형태로 이루어질 수 있다.

상기 배출구는 헤더의 축방향을 따라 길게 연장되고 폭은 좁은 슬릿 형태로 이루어질 수 있다.

상기 배출구는 마주하는 양 측면이 경사져 형성되어, 헤더 내면에서 외면으로 갈수록 폭이 좁아지는 구조일 수 있다.

상기 배출구는 헤더 내에 중공사막을 지지하는 고정부와 상기 차단부재 사이 영역에 형성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 장치에 의하면, 원수 유입 에너지를 이용하여 중공사막을 유동시켜 막오염을 최소화함으로써, 장기간 세척없이 사용이 가능하다.

또한, 중공사막의 움직임이 둔한 헤더 내부에서 중공사막이 오염되는 것을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 헤더 내부에 쌓이는 오염물질을 보다 용이하게 배출 처리할 수 있어, 헤더 내에 오염물질이 적층되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 중공사막 모듈 분리 세척시 배출구가 세척수의 이동 통로가 되어 중공사막과 헤더의 고정부위 및 원수분산부 주위의 축적된 오염을 보다 깨끗이 세척할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 중공사막 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 중공사막 모듈을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 중공사막 모듈로 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 중공사막 모듈로 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 중공사막 모듈의 생산성 감소를 종래와 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 실시예에 따른 중공사막 모듈을 분리세척하였을 때 세척 효과를 종래와 비교하여 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 본 실시예는 수처리가 이루어지는 분리막이 중공사막인 구조를 예로서 설명한다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 압력차이에 의해 원수를 여과하는 분리막이면 모두 적용가능하다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 중공사막 모듈을 도시하고 있으며, 도 3은 중공사막 모듈의 단면을 도시하고 있다.

본 실시예에서 상기 중공사막 모듈(10)은 원수가 수용되는 물통(20)에 결합되는 헤더(40)와, 상기 헤더(40)에 설치되고 물통(20) 내부로 연장되는 하우징(42), 상기 헤더(40)에 설치되고 하우징(42) 내부로 연장되어 압력차에 의한 수처리가 이루어지는 중공사막(44)을 포함한다.

상기 중공사막 모듈은 상기 헤더(40)에 설치되고 상기 중공사막(44)과 연결되어 처리수가 모이는 콜렉터(46), 상기 콜렉터(46)에 연결되어 처리수가 배출되는 처리수관(48), 상기 헤더(40)에 설치되어 원수를 공급하는 공급관(50), 상기 공급관(50)에 연결되고 하우징(42) 내부로 연장되어 원수가 배출되는 투입관(52), 상기 투입관(52)을 통해 배출되는 원수를 중공사막(44)에 충돌시키기 위한 원수분산부(60)를 포함한다.

이에, 본 실시예의 중공사막 모듈은 원수분산부를 통해 주입되는 원수의 운동에너지를 이용하여 원수를 중공사막에 충돌시킴으로써, 중공사막을 흔들어 세척한다. 따라서, 중공사막 세척을 위한 별도의 동력원을 사용하지 않고 원수 공급을 통해 중공사막의 막오염을 최소화할 수 있게 된다.

상기 헤더(40)는 물통(20)에 중공사막 모듈(10)을 착탈가능하게 장착할 수 있도록 물통(20)과의 결합을 위한 체결부(30)를 구비한다. 상기 체결부(30)는 예를 들어, 물통에 형성된 체결구에 끼워져 결합될 수 있다. 본 실시예에서 상기 체결부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 헤더 외주면에 수나사가 형성된 구조로 되어 있다. 이에 대응하여 상기 모듈이 끼워지는 물통(20) 측면의 체결구에는 상기 체결부의 수나사와 체결되도록 암나사가 형성될 수 있다. 이에, 헤더(40)는 물통에 나사결합 방식으로 결합될 수 있다. 상기 헤더(40)을 물통(20)에 결합시키게 되면 헤더(40)가 물통(20) 측면에 밀착되면서 설치되고, 헤더(40)의 내측 선단 및 헤더에 설치된 하우징(42)은 물통(20) 내부로 삽입된다.

상기 하우징(42)은 일단이 헤더(40) 선단에 결합되며, 타단은 개방된 원통형태를 이룬다. 상기 하우징(42)은 원통 형태에 한정되지 않으며 사각통이나 다각 단면 형태 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 상기 하우징(42)은 중공사막(44)을 감싸 보호하고, 원수분산부(60)를 통해 나온 원수의 운동에너지를 중공사막(44) 전체에 전달하는 역할을 하게 된다.

상기 콜렉터(46)는 헤더(40) 내부에 설치된다. 콜렉터(46)의 중앙을 관통하여 원수가 배출되는 투입관(52)이 설치된다. 상기 투입관(52)은 콜렉터(46)에서 하우징(42) 내부로 소정 길이 연장된다.

상기 콜렉터(46)에 이웃하여 헤더(40) 내부에 중공사막을 고정하는 고정부(47)가 위치한다. 고정부(47)는 중공사막(44)의 일단을 지지하며, 하우징(42) 내부와 콜렉터(46) 사이를 차단한다. 헤더(40) 내부에는 외측에서부터 콜렉터(46)와 중공사막을 고정하는 고정부(47)가 연속적으로 배치된다.

상기 헤더(40)의 외측면에는 공급관(50)이 설치된다. 공급관(50)은 콜렉터 중앙에 설치된 상기 투입관(52)에 연결된다. 공급관(50)과 연통된 투입관(52)이 콜렉터와 고정부의 중앙을 관통하여 내부로 연장된다. 이에, 공급관(50)을 통해 공급되는 원수는 투입관(52) 선단을 통해 하우징 내부로 배출된다.

이에, 본 실시예에서 원수는 하우징(42)을 거쳐 물통(20) 내부로 공급된다. 따라서 원수 공급 과정에서 하우징을 거쳐 공급되는 원수의 유입 에너지를 상기 하우징 내부에 놓여져 있는 중공사막에 가할 수 있게 된다.

상기 중공사막(44)은 고정부(47)에 일단이 결합되어, 내부통로(45)가 콜렉터(46)와 연통된다. 상기 중공사막(44)은 고정부(47)에 결합되어 헤더 중앙에 설치된 투입관(52)과 헤더 내주면 사이의 공간에 배치되고 하우징을 따라 연장된다. 따라서, 중공사막 모듈(10)은 투입관(52)이 중공사막(44)의 중심부에 배치되어 원수를 공급하는 구조를 이룬다. 이와 같이, 원수가 중공사막의 중심부로 공급되므로, 원수분산부를 통해 원수를 중공사막 전체에 고르게 분산 투입할 수 있게 된다.

상기 중공사막(44)은 일단이 고정부(47)에 지지되어 콜렉터(46)에 연통되고 하우징(42)을 따라 연장되며, 타단은 구속되지 않아 자유롭게 유동가능한 자유단을 이룬다. 이에, 적은 운동에너지에도 중공사막(44)이 잘 흔들릴 수 있어 원수에 의한 세척 효과를 극대화할 수 있게 된다.

상기 처리수관(48)은 헤더(40) 외측면에 설치되며 헤더(40) 내부의 콜렉터(46)에 연통된다. 중공사막(44)에 의해 콜렉터(46)에 모인 처리수는 처리수관(48)을 통해 중공사막 모듈(10) 밖으로 배출된다. 상기 처리수관(48)은 별도의 호스 등을 설치하여 아래로 길게 연장시킬 수 있다. 아래로 연장된 호스는 사이폰 원리에 의한 흡입압을 중공사막(44)에 가하게 된다. 이에, 중공사막(44)의 유효투과압력을 증가시켜 수처리 능력을 높일 수 있게 된다.

상기 원수분산부(60)는 투입관(52)을 통해 헤더(40) 중앙으로 공급되는 원수를 중공사막(44)에 충돌시킬 수 있도록, 하우징(42) 내주면쪽으로 유도한다.

이를 위해, 본 실시예의 원수분산부(60)는 투입관(52) 선단에 설치되어 원수의 진행을 차단하는 차단부재(62)와, 투입관(52) 선단부 외주면을 따라 간격을 두고 형성되어 원수를 배출하는 복수개의 출구(66)를 포함한다. 상기 출구와 출구 사이는 출구를 형성하며 차단부재(62)를 지지하는 지지부재(64)를 이룬다.

이에, 투입관(52)으로 유입된 원수는 차단부재(62)에 의해 막혀 하우징(42) 중앙으로 바로 나가지 못하고 차단부재(62)와 투입관(52) 선단 사이에 형성된 출구(66)를 통해 방사방향으로 분출된다. 따라서, 투입관(52) 외주부를 따라 배치된 중공사막(44)으로 원수가 분출되어, 원수의 흐름에 의한 물리적 에너지가 중공사막(44)에 가해짐에 따라 중공사막(44)은 하우징(42) 내에서 흔들리게 된다. 이와 같이, 원수 공급시 발생되는 운동에너지를 활용하여 별도의 동력원없이 중공사막(44)을 유동시킴으로써 오염물질을 제거할 수 있게 된다.

상기 출구(66)는 투입관(52)의 원주방향을 따라 고르게 형성된다. 상기 출구(66)의 형태와 개수 및 형성 간격은 다양하게 변형가능하며 특별히 한정되지 않는다. 이에, 출구(66)로부터 분출되는 원수는 하우징(42) 내주면 전면으로 고르게 분출된다. 본 실시예에서 상기 차단부재(62)는 평판 구조일 수 있으며, 외측으로 돌출된 원뿔형태를 이룰 수 있다. 또한, 상기 차단부재(62)의 중심에는 원수의 일부를 배출할 수 있도록 홀이 더 형성될 수 있다.

본 실시예에의 중공사막 모듈은 투입관 선단의 출구(66)를 통해 분출된 원수로 중공사막을 유동시킴과 더불어, 헤더 내에서 원수 흐름을 형성하여 헤더 내부에서 오염물질이 쌓이는 것을 방지하는 구조로 되어 있다.

이를 위해, 본 실시예의 중공사막 모듈은 상기 헤더(40)의 외주면을 따라 배열 형성되어 원수가 유통되는 적어도 하나 이상의 배출구(70)를 더 포함한다. 상기 배출구(70)는 헤더(40) 내외로 유통되는 원수의 흐름을 형성한다. 즉, 투입관(52)을 통해 배출되어 원수분산부(60)에 의해 중공사막(44)에 충돌된 원수 중 일부는 하우징이 아닌 헤더 내에서 배출구(70)를 통해 밖으로 배출된다. 또는, 하우징을 통해 물통 내부로 흐르는 원수의 흐름에 의해 물통내의 원수가 헤더 밖에서 배출구를 통해 헤더 내부로 유입될 수 있다.

이와 같이 배출구(70)를 통해 유통되는 원수에 의해 헤더 내부에는 원수의 흐름이 형성된다. 상기 헤더는 중공사막의 일단이 고정부에 의해 고정되어 있는 부분으로, 헤더의 내부에서는 중공사막의 움직임이 거의 일어나지 않는다. 이에, 원수분산부를 통해 원수가 중공사막에 충돌되어 중공사막을 흔들더라도 헤더의 내부 즉, 중공사막의 고정부에서는 중공사막이 거의 흔들리지 않아 오염물질이 축적된다. 본 실시예의 경우, 상기와 같이 배출구에 의해 헤더 내부에 원수의 흐름이 형성됨으로써, 상기 원수의 흐름에 의해 헤더(40) 내부에 오염물질이 쌓이는 것을 방지하고 중공사막의 세척력을 높일 수 있게 된다.

상기 헤더(40)에 형성되는 배출구(70)는 헤더(40)에 관통형성된 구멍으로, 헤더(40)의 축방향을 따라 길게 연장되고 폭은 상대적으로 좁은 사각의 슬릿 형태로 이루어진다. 여기서, 축방향은 도 2에서 y축 방향을 의미하며, 폭은 x축 방향에 대한 길이를 의미한다.

상기 배출구(70)는 헤더(40)의 외주면을 따라 간격을 두고 촘촘히 배열 형성될 수 있다. 상기 배출구(70)의 크기나 형성 개수는 원수의 배출량에 따라 적절히 선택될 수 있다. 헤더(40)의 외주면 전체를 따라 배출구(70)가 촘촘하게 배치되어 있어서, 헤더(40) 전면에 걸쳐 원수가 배출구(70)를 통해 헤더(40) 내부로 유통된다. 헤더(40) 전체에서 오염물질을 고르게 처리할 수 있도록, 헤더의 외주면을 따라 배출구(70)의 간격이 적절히 선택될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시에에서, 상기 배출구(70)는 헤더(40) 내에 중공사막(44)을 지지하는 고정부(47)와 원수분산부의 차단부재(62) 사이 영역에 형성된다. 즉 배출구(70)는 헤더(40)의 고정부(47)와 차단부재(62) 사이 영역에서 축방향을 따라 길게 연장형성된다. 배출구(70)의 일측 선단은 고정부에 근접한 위치까지 연장되고 타측 선단은 대략 차단부재 전까지 연장된다.

이와 같이 배출구(70)가 고정부와 차단부재 사이에 충분히 길게 형성되어 있어서, 원수분산부의 출구(66)를 통해 중공사막(44)으로 배출된 원수는 중공사막에 충돌된 후 일부가 배출구(70)를 통해 빠져나갈 수 있게 된다.

따라서, 원수가 배출구(70)를 통해 배출되면서 그 흐름에 의해 종래 헤더(40) 내부에서 쌓이던 오염물질이나 헤더(40) 내부에 위치한 중공사막(44) 표면의 오염물질을 제거할 수 있게 된다.

도 4는 상기 배출구(70)의 단면 구조를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예의 배출구(70)는 폭을 이루는 마주하는 양 측면이 헤더(40)의 두께 방향으로 경사져 형성되어, 헤더(40) 내면에서 외면으로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 배출구(70)는 헤더(40)의 중심에서 방사방향을 따라 내측에서 외측으로 갈수록 그 폭이 점차적으로 작아지게 형성된다. 배출구(70)는 헤더(40)의 내측에서 구멍의 폭이 가장 크며, 헤더(40) 외측에서 구멍의 폭이 가장 작다. 따라서, 원수가 헤더(40) 내부에서 외부로 흐르면서 헤더(40) 내부에 쌓인 오염물질은 원수와 함께 배출구(70)를 통해 보다 용이하게 배출될 수 있다. 반면에 헤더(40) 외부에 있는 오염물질은 배출구(70)의 좁은 폭으로 인해 헤더(40) 내부로 유입되기 어렵다. 이에, 물통 속의 오염물질이 헤더(40) 내부로 유입되는 것을 최대한 억제하여 헤더(40)의 오염을 최소화할 수 있게 된다.

도 5는 본 실시예에 따른 중공사막 모듈의 생산성 비를 종래와 비교하여 나타낸 그래프이다.

도 5의 그래프에서 x축은 중공사막 모듈의 사용 회수를 나타내고 y축은 생산성비를 나타낸다. 생산성 비란 중공사막 모듈에 대한 최초 생산량을 기준으로 추후 생산성이 감소한 비율을 의미한다. 중공사막 모듈의 생산성 즉, 생산수량은 중공사막 모듈의 오염이 가장 적은 최초 사용시 가장 크고 점차적으로 사용 회수가 늘어날수록 중공사막이 오염되면서 감소된다.

본 실험에서는 카울링 입자(파우더)를 200ppm의 농도로 함유한 원수를 이용하여 중공사막 모듈의 반복 사용회수에 따른 생산성비를 측정하였다.

도 5에서 비교예는 종래 구조의 중공사막 모듈로, 헤더에 배출구가 형성되지 않아 원수가 중공사막에 충돌된 후 하우징을 통해서만 배출되는 중공사막 모듈에 대한 생산성 비를 나타내고 있다. 비교예의 경우 배출구의 형성 구조를 제외하고 다른 구조는 실시예와 동일하다.

그리고, 실시예는 언급한 바와 같이 헤더에 배출구가 형성되어 원수 중 일부가 중공사막에 충돌된 후 배출구를 통해 배출되는 본 실시예에 따른 중공사막 모듈에 대한 생산성 비를 나타내고 있다.

도 5에 나타난 바와 같이, 비교예의 경우 중공사막 모듈의 사용회수가 늘어날수록 생산성 비가 점차적으로 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 이에 반해, 실시예의 경우 헤더 내부에서 쌓이는 오염물질을 보다 확실하게 제거할 수 있게 되어, 중공사막 모듈의 사용 회수가 늘어나더라도 생산성비는 거의 초기값을 그대로 유지함을 알 수 있다.

도 6은 중공사막 모듈을 분리 세척했을 때 세척 효과를 종래와 비교하여 나타낸 그래프이다.

본 실험은 중공사막의 오염도를 최대한 높이기 위해, 실제 일반 하수를 원수로 하여 중공사막 모듈을 반복 사용한 후 모듈의 오염도를 실시예와 비교예가 같도로 한 뒤 분리 세척 실험을 실시하였다.

도 6에서 비교예는 도 5의 비교예와 동일하게 헤더에 배출구가 형성되지 않은 종래의 중공사막 모듈의 분리 세척시 회복되는 생산성 회복률을 나타내고 있다. 그리고 실시예는 도 5의 실시예와 동일하게 헤더에 배출구가 형성된 중공사막 모듈의 분리 세척 시 회복되는 생산성 회복률을 나타내고 있다.

중공사막 모듈의 분리 세척은 비교예와 실시예 모두 중공사막 모듈을 33회(cycle) 사용한 후 실시하였다.

도 6에 나타난 바와 같이, 중공사막 분리 세척한 결과 비교예의 경우 분리 세척을 하더라도 본래 생산성의 70% 밖에 회복되지 않음을 확인할 수 있다.

이에 반해, 실시예의 경우 중공사막 모듈 분리 세척시 헤더의 배출구를 통해 오염물질의 배출이 보다 확실히 이루어지면서, 분리세척후 본래 생산성의 95%까지 회복됨을 알 수 있다.

이와 같이, 본 실시예의 중공사막 모듈은 헤더에 대한 오염물질 제거 구조를 통해, 종래와 비교하여 오염물질 제거 효율을 높일 수 있고, 생산성을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 중공사막 모듈 20 : 물통
30 : 체결부 40 : 헤더
42 : 하우징 44 : 중공사막
45 : 내부통로 46 : 콜렉터
47 : 고정부 48 : 처리수관
50 : 공급관 52 : 투입관
60 : 원수분산부 62 : 차단부재
64 : 지지부재 66 : 출구
70 : 배출구

Claims (11)

1. 원수가 수용되는 물통에 결합되는 헤더와, 상기 헤더 내부에 일단이 결합되고 끝단은 자유단을 이루며 수두에 의해 원수를 여과하는 중공사막, 상기 헤더에 설치되고 물통 내부로 연장되며 내부에 상기 중공사막이 배치되는 하우징을 포함하고, 상기 헤더는 물통 내부로 주입되는 원수를 하우징 내의 중공사막에 충돌시켜 중공사막을 흔들어 세척하고 물통 내에 채우는 구조이고, 상기 헤더는 외주면을 따라 원수가 유통되는 적어도 하나 이상의 배출구가 배열 형성된 구조이고,
   상기 배출구는 헤더의 축방향을 따라 길게 연장되고 폭은 좁은 슬릿 형태로 이루어진 중공사막 모듈.
2. 원수가 수용되는 물통에 결합되는 헤더와, 상기 헤더 내부에 일단이 결합되고 끝단은 자유단을 이루며 수두에 의해 원수를 여과하는 중공사막, 상기 헤더에 설치되고 물통 내부로 연장되며 내부에 상기 중공사막이 배치되는 하우징을 포함하고, 상기 헤더는 물통 내부로 주입되는 원수를 하우징 내의 중공사막에 충돌시켜 중공사막을 흔들어 세척하고 물통 내에 채우는 구조이고, 상기 헤더는 외주면을 따라 원수가 유통되는 적어도 하나 이상의 배출구가 배열 형성된 구조이고,
   상기 배출구는 마주하는 양 측면이 경사져 형성되어, 헤더 내면에서 외면으로 갈수록 폭이 좁아지는 구조의 중공사막 모듈.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 배출구는 헤더의 축방향을 따라 길게 연장되고 폭은 좁은 슬릿 형태로 이루어진 중공사막 모듈.
4. 삭제
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 중공사막 모듈은, 상기 헤더에 설치되고 상기 중공사막과 연결되어 처리수가 모이는 콜렉터, 상기 콜렉터에 연결되어 처리수가 배출되는 처리수관, 상기 헤더에 설치되어 원수를 공급하는 공급관, 상기 공급관에 연결되고 하우징 내부로 연장되어 원수가 배출되는 투입관, 상기 투입관을 통해 배출되는 원수를 중공사막에 충돌시키기 위한 원수분산부를 포함하는 중공사막 모듈.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 원수분산부는 투입관 선단에 설치되어 원수의 흐름을 막는 차단부재와, 상기 투입관의 선단부 외주면에 중공사막을 향해 형성되어 원수를 중공사막으로 배출되는 복수개의 출구를 포함하는 중공사막 모듈.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 투입관은 헤더 중앙에 설치되어 하우징의 중앙에 배치되고, 상기 중공사막은 상기 투입관을 중심으로 투입관과 하우징 내주면 사이에 배치되는 중공사막 모듈.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 차단부재는 중앙에 원수가 배출되는 홀이 형성된 구조의 중공사막 모듈.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 차단부재는 외측으로 돌출된 원뿔형태로 이루는 중공사막 모듈.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 헤더는 물통과의 결합을 위한 체결부를 더 포함하는 중공사막 모듈.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 배출구는 헤더 내에 중공사막을 지지하는 고정부와 상기 차단부재 사이 영역에 형성된 중공사막 모듈.

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