KR101902641B1 - 막 여과 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 막 여과 시스템에 관한 것으로, 처리조와 상기 처리조에 배치되고, 분리막이 장착되는 막지지프레임과 상기 막지지프레임의 하단에 배치되고, 처리조의 하부에 축적되는 슬러지를 부양시키도록 제공되는 베인부재와 상기 막지지프레임과 연결되고, 상기 막지지프레임을 왕복시키는 왕복수단과 상기 처리조에 배치되고 상기 왕복수단과 연계되며, 상기 막지지프레임의 이동방향을 안내하는 활주수단 및 상기 막지지프레임 또는 상기 베인부재와 상기 처리조간의 간격을 측정하는 간격측정유닛을 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면 분리막을 왕복운동시켜 분리막에 부착되는 이물질을 에너지 사용을 절감하면서 효과적으로 제거함은 물론, 설비 내부의 충격방지를 위해 이격거리를 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

막 여과 시스템{MEMBRANE FILTRATION SYSTEM}

본 발명은 막 여과 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리막을 왕복운동시켜 분리막에 부착되는 이물질을 에너지 사용을 절감하면서 효과적으로 제거함은 물론, 설비 내부의 충격방지를 위해 이격거리를 조절할 수 있는 막 여과 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 분리막 기술은 고분자 재료의 물질 선택 투과 성질을 이용한 분리기술의 하나로, 막 분리 공정은 증류기술과는 달리 상변화가 없으므로 에너지를 절약할 수 있고 공정이 간단하므로 장치가 차지하는 공간이 적은 장점이 있다. 분리막은 역삼투압막(reverse osmosis membrane)을 중심으로 개발되었고, 한외여과막 (ultrafiltration), 정밀여과막 (microfiltration), 나노여과막 (nanofiltration) 등으로 광범위하게 적용되고 있다.

막 여과 시스템 중의 하나인 막 생물 반응기(Membrane Bio Reactors; MBR)는 기존 생물학적 처리공정의 최종 처리단계로 사용되는 침전조를 대신하여 분리막을 이용하는 공정이다.

반응기 내의 미생물 농도를 높게 유지하여 유기물, 질소성분 등의 처리효율을 높이고, 또한 분리막에 의해 부유물질, 미생물 등이 제거됨으로써 고/액 분리 (solid/liquid separation)의 효율을 높이고 기존 생물학적 처리공정의 문제점을 해결할 수 있는 많은 장점을 가지고 있다.

막 생물 반응기는 기존의 재래식 활성슬러지 공정보다 소요부지 면적이 적고 시스템의 처리 효율성이 좋은 것으로 나타나며, 또한 인구증가와 도시화로 인한 물 수요의 증가 및 엄격해지는 수질규제에 대응하기 위해 지속적으로 증가될 것으로 전망하고 있다.

통상적으로 침지형 막 생물 반응조는 기존의 2차 생물학적 처리시설 후속 공정으로 이용되는 막 결합형 처리시스템과는 달리 분리막 모듈을 2차 생물반응조 내에 직접 침지시켜 고액 분리를 가능하게 한 반응조를 말하는데, 이것은 단순한 고액 분리의 역할을 수행함과 동시에 수질을 고도처리의 수준으로 상승시킬 수 있는 이중 효과를 얻을 수 있도록 고안되었다.

한편, 대부분의 막 생물 반응조(MBR) 공정에서 분리막 모듈을 생물반응조 내에 침지시킬 때 처리용량에 해당하는 분리막 모듈을 별도의 프레임에 설치 고정하여 제공하며, 이에 따라 분리막에 의한 여과는 분리막 모듈의 형태에 따라 상부집수 또는 양단집수의 과정을 거쳐 여과 배관을 통해 처리수를 배출하게 된다.

그러나 여과 과정에서 부유물질 등이 막의 표면에 부착되어 물의 흐름을 막는 문제가 발생하게 되며, 막의 오염이 발생함에 따라 막 생물 반응기의 여과능력은 점차 저하되고 막관통압은 증가하게 되며, 일단 오염된 막은 세척이 어렵다는 문제점이 있었다.

종래 분리막을 이용한 하폐수 처리기술은 유럽이나 일본을 중심으로 일찍부터 다양한 형태의 응용방법들에 대한 연구가 진행되어 왔지만, 90년대 초반까지는 분리막 비용과 에너지 비용 등 고비용의 문제와 막 폐색의 문제 등으로 인하여 현실적인 응용기술로 발전하지 못하고 학문적 연구의 영역이나 특수한 경우에 한정되어 적용되어 왔다.

그러나 1990년대 초반부터 활성슬러지 반응조에 분리막을 침지시키고 폭기 과정에서 발생하는 공기방울에 의한 상향수류를 분리막의 폐색을 억제하는 효과적인 수단으로 활용하는 형태의 침지형, 활성슬러지 결합형 등의 분리막 활용방안이 제시되면서 그동안 분리막 기술의 현장 적용상의 가장 큰 장애요인이었던 막 폐색 문제가 상당부분 완화되었다.

이와 같이 종래에는 막의 폐색을 세정하기 위해 공기 정련 방식을 사용하였으며, 공기 정련 방식 중의 하나로 상기와 같이 분리막의 외벽에 공기를 상향수류로 분사하여 막의 손상을 최소화하면서 막에 부착된 슬러지들을 제거하는 방식을 사용하였다.

하지만, 이러한 공기 정련 방식은 분리막의 전범위에 걸쳐 이뤄져야 하므로 에너지 소모가 상당히 크다는 문제가 있다.

미국특허 등록번호 : US 8287733 B1

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 분리막을 왕복운동시켜 분리막에 부착되는 이물질을 에너지 사용을 절감하면서 효과적으로 제거함은 물론, 설비 내부의 충격방지를 위해 이격거리를 조절할 수 있는 막 여과 시스템을 제공하는데에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 막 여과 시스템에 관한 것으로, 처리조와 상기 처리조에 배치되고, 분리막이 장착되는 막지지프레임과 상기 막지지프레임의 하단에 배치되고, 처리조의 하부에 축적되는 슬러지를 부양시키도록 제공되는 베인부재와 상기 막지지프레임과 연결되고, 상기 막지지프레임을 왕복시키는 왕복수단과 상기 처리조에 배치되고 상기 왕복수단과 연계되며, 상기 막지지프레임의 이동방향을 안내하는 활주수단 및 상기 막지지프레임 또는 상기 베인부재와 상기 처리조간의 간격을 측정하는 간격측정유닛을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 간격측정유닛은 상기 막지지프레임과 상기 처리조 내벽간의 간격을 측정하는 제1 간격측정센서 및 상기 베인부재와 상기 처리조 바닥간의 간격을 측정하는 제2 간격측정센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 처리조와 상기 처리조에 배치되고, 분리막이 장착되는 막지지프레임과 처리조의 하부에 축적되는 슬러지를 부양시키도록, 상기 막지지프레임의 하단에 신축 가능하게 배치되는 슬러지 부양수단과 상기 막지지프레임과 연결되고, 상기 막지지프레임을 왕복시키는 왕복수단과 상기 처리조에 배치되고 상기 왕복수단과 연계되며, 상기 막지지프레임의 이동방향을 안내하는 활주수단 및 상기 막지지프레임 또는 상기 슬러지 부양수단과 상기 처리조간의 간격을 조절하는 간격조절수단을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 간격조절수단은, 상기 막지지프레임과 상기 처리조 내벽간의 간격을 조절하는 제1 간격조절부 및 상기 슬러지 부양수단과 상기 처리조 바닥간의 간격을 조절하는 제2 간격조절부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 왕복수단은 상기 막지지프레임과 연동되는 왕복프레임을 구비하되, 상기 제1 간격조절부는, 상기 왕복프레임의 상단에 배치되는 조절실린더 및 상기 조절실린더의 로드에 연결되고 상기 막지지프레임을 지지하며, 상기 왕복프레임의 폭 방향으로 이동 가능하게 배치되는 이동유닛을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 이동유닛은, 상기 왕복프레임의 폭 방향으로 배치되는 이동레일 및 상기 이동레일을 따라 이동하도록, 구름바퀴를 구비하는 이동블록을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 간격조절부는, 상기 막지지프레임의 측면에 배치되는 제1 근접센서와 상기 제1 근접센서로부터 송출된 신호로 상기 막지지프레임과 상기 처리조 내벽간의 간격을 계산하는 제1 간격산출부와 상기 제1 간격산출부의 산출값을 유압구동값으로 변환하는 제1 유압량산출부 및 상기 제1 유압량산출부의 유압구동값에 따라 상기 조절실린더를 구동하는 제1 구동부를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 슬러지 부양수단은, 상기 막지지프레임의 하단에 배치되는 제1 베인몸체와 상기 제1 베인몸체의 하단에 연결되는 제2 베인몸체와 상기 제2 베인몸체의 하단에 연결되는 제3 베인몸체와 상기 막지지프레임의 왕복운동간에 슬러지가 부양되도록, 상기 제3 베인몸체의 하단에 일정각도를 이루며 연결되는 부양날개 및 상기 제1 베인몸체와 상기 제2 베인몸체간에 연동되며 배치되고, 상기 제2 베인몸체를 승강시키는 승강유닛을 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 승강유닛은, 상기 제1 베인몸체에 배치되는 유압실린더 및 상기 제2 베인몸체에 배치되고 상기 유압실린더의 로드에 연결되는 승강로드를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 간격조절부는 상기 부양날개에 배치되는 제2 근접센서와 상기 제2 근접센서로부터 송출된 신호로부터 상기 부양날개와 상기 처리조 바닥간의 간격을 계산하는 제2 간격산출부와 상기 제2 간격산출부의 산출값을 유압구동값으로 변환하는 제2 유압량산출부 및 상기 제2 유압량산출부의 유압구동값에 따라 상기 유압실린더를 구동하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 막지지프레임의 왕복운동간에 처리조의 측벽에 접촉 또는 일정간격 이하 근접시 막지지프레임의 폭방향 위치를 변경하여 처리조의 내벽과 막지지프레임간의 충격을 방지할 수 있다.

또한, 막지지프레임의 왕복운동간에 처리조의 바닥과 부양날개간의 접촉 또는 일정간격 이하 근접시 부양날개의 상하위치를 변경함으로써, 부양날개와 처리조의 바닥간의 충격을 방지할 수 있다.

이는 궁극적으로 막 여과 시스템의 설비 운용 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명인 막 여과 시스템의 실시예를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 발명에서 왕복수단의 구조를 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시된 발명에서 링크로드를 나타낸 도면.
도 4는 도 2에 도시된 발명에서 로터를 나타낸 도면.
도 5는 도 1에 도시된 발명에서 활주수단의 제1 실시예를 나타낸 측면도
도 6은 도 5에 도시된 발명의 정단면도.
도 7a 및 도 7b는 도 1에 도시된 발명에서 활주수단의 제2 실시예를 나타낸 도면.
도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시된 발명에서 활주수단의 제3 실시예를 나타낸 도면.
도 9a 및 도 9b는 도 1에 도시된 발명에서 활주수단의 제4 실시예를 나타낸 도면.
도 10는 본 발명인 베인부재를 나타낸 측면도.
도 11은 도 10에 도시된 발명의 작동상태도.
도 12는 본 발명인 슬러지 부양수단을 나타낸 측면도.
도 13는 도 12에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단의 측단면도.
도 14은 도 12에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단의 후면도.
도 15은 도 12에 도시된 발명의 작동상태도.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 간격측정유닛의 실시예를 나타낸 도면.
도 17은 본 발명의 간격조절수단의 실시예를 나타낸 상면도.
도 18는 도 17에 도시된 발명에서 제1 간격조절부의 부분측면도.
도 19는 도 17에 도시된 발명에서 제2 간격조절부를 나타낸 측면도.
도 20은 도 19에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단과 제2 간격조절부의 연동을 나타낸 측단면도.
도 21은 도 20에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단과 제2 간격조절부의 연동을 나타낸 후면도.
도 22는 도 1에 도시된 발명에서 분리막 모듈의 구조를 나타낸 도면.
도 23은 도 1에 도시된 발명에서 막지지프레임의 제1 실시예를 나타낸 도면.
도 24는 막지지프레임의 제2 실시예를 나타낸 도면.
도 25는 본 발명의 늘어짐 정도(looseness)를 계산하는 방법을 나타낸 도면.
도 26은 제1 실시예에 따른 길이조절부를 확대하여 나타낸 도면.
도 27은 제2 실시예에 따른 길이조절부를 확대하여 나타낸 도면.
도 28은 도 1에 도시된 발명에서 여과수배출부의 제1 실시예를 나타낸 도면.
도 29는 여과수배출부의 제2 실시예를 나타낸 도면.
도 30은 제1 실시예에 따른 막지지프레임의 배치구조를 도시한 도면.
도 31은 제2 실시예에 따른 막지지프레임의 배치구조를 도시한 도면.
도 32는 제3 실시예에 따른 막지지프레임의 배치구조를 도시한 도면.
도 33은 제4 실시예에 따른 막지지프레임의 배치구조를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 막 여과 시스템에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 33을 참조하여 설명하도록 한다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

우선, 도 1을 참고하면 본 발명인 막 여과 시스템(100)의 실시예에서는 기본적으로 처리조(300), 막지지프레임(600), 분리막 모듈(700), 왕복수단(200), 슬러지부양부(400), 활주수단(500) 및 여과수배출부를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 추가적으로 실시예에 따라 길이조절부(740), 간격측정유닛(810), 간격조절수단(860) 및 제어부(1000) 등의 구성을 더 구비할 수 있다.

본 발명은 막 여과 시스템을 구성하는 다양한 종류의 장치에 적용될 수 있으나, 본 발명에서는 그 중 특히 막 생물 반응기에 한정하여 설명하도록 한다.

상기 처리조(300)는 탱크 형태로 제공될 수 있으며, 폐수(또는 하수)가 유입되는 유입구(310)와 처리된 폐수(또는 하수)가 배출되는 유출구(320)가 구비될 수 있다.

이때, 상기 유입구(310)는 유입수가 상기 처리조(300)의 상측으로 유동될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 처리조(300)의 입구에서 상측으로 유동되는 흐름이 발생하여 유입수가 처리조(300)의 하측에서 정체되는 것을 방지할 수 있고 보다 효과적으로 여과가 일어날 수 있게 된다. 상기 유입구(310)는 상기 처리조(300)의 일면 상측에 형성될 수도 있고, 또는 하측에 형성하는 것이 설계가 더 용이할 때에는 하측에서 상측으로 구부러진 배관으로 형성될 수도 있다.

상기 막지지프레임(600)은 상기 처리조(300)의 내부에 배치되고, 멤브레인(membrane) 형태의 분리막 모듈(700)이 장착되는 부분이다. 후술할 바와 같이, 상기 막지지프레임(600)에는 왕복수단(200)이 연결되며, 왕복수단(200)에 의해 상기 막지지프레임(600)이 분리막 모듈(700)과 함께 일체로 왕복운동하게 된다.

상기 왕복수단(200)은 상기 막지지프레임(600)과 연결되고, 상기 막지지프레임(600)을 왕복시키도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 왕복수단(200)은 왕복프레임(250)과 구동부(205)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 왕복프레임(250)은 상기 막지지프레임(600)과 연결되며, 상기 막지지프레임(600)을 지지하는 부분일 수 있다. 또한, 상기 구동부(205)는 상기 처리조(300)에 배치되고 상기 왕복프레임(250)의 일측에 연결되며, 상기 왕복프레임(250)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 이러한 상기 구동부(205)는 모터(210), 제1 풀리(211), 제2 풀리(213), 로터(230) 및 링크로드(220)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 모터(210)는 상기 처리조(300)의 상단 일측에 배치될 수 있다. 상기 모터(210)의 샤프트에는 상기 제1 풀리(211)가 결합되며, 상기 제2 풀리(213)는 상기 제1 풀리(211)와 동력전달벨트(212)로 연결되어 함께 회전하도록 배치될 수 있다.

여기서 상기 로터(230)는 상기 제2 풀리(213)의 회전축에 연결되어 회전하게 되며, 상기 링크로드(220)는 상기 로터(230)와 왕복프레임(250)간에 연결되고, 회전운동을 왕복운동으로 전환하도록 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기 로터(230)에는 상기 링크로드(220)와 연결되는 복수의 연결구(233)가 가공될 수 있다. 이러한 상기 복수의 연결구(233)는 상기 로터(230)의 중심에서 서로 다른 간격을 두고 배치될 수 있다.

도 4를 참고하면, 상기 로터(230)의 중심에서 서로 다른 간격(반경)으로 5개의 연결구(233)가 가공된 것을 볼 수 있다. 다만 반드시 이에 한정될 것은 아니며, 로터(230)의 크기에 따라 다양한 개수 및 간격으로 배치될 수 있다. 사용자는 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 조절하고자 할 때, 상기 링크로드(220)를 연결하는 부위를 달리하면 된다.

예를 들어 사용자가 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 작게 하고 싶다면, 상기 로터(230)의 중심에서 상대적으로 간격이 좁은 연결구(233a)에 상기 링크로드(220)를 연결하면 된다. 이 경우 상기 로터(230)의 회전에 따른 상기 연결구(233a)의 회전 반경이 작으므로, 상기 링크로드(220)의 왕복 거리도 짧아지고, 이는 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 감소시키게 된다.

반대로 사용자가 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 크게 하고 싶다면, 상기 로터(230)의 중심에서 상대적으로 간격이 큰 연결구(233b)에 상기 링크로드(220)를 연결하면 된다. 이 경우 상기 로터(230)의 회전에 따른 상기 연결구(233b)의 회전 반경이 크므로, 상기 링크로드(220)의 왕복 거리도 길어지고, 이는 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 증가시키게 된다.

여기서 상기 링크로드(220)는 링크몸체(221), 제1 링크홀(223) 및 제2 링크홀(225)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 링크몸체(221)는 긴 바 형태로 제공될 수 있으며, 상기 제1 링크홀(223)은 상기 링크몸체(221)의 일측에 배치되고 상기 로터(230)의 연결구(233)에 결합되는 부분일 수 있고, 상기 제2 링크홀(225)은 상기 링크몸체(221)의 타측에 배치되고 상기 왕복프레임(250)에 결합되는 부분일 수 있다.

이때 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 링크홀(223)은 상기 링크몸체(221)의 길이방향을 따라 등간격으로 복수 개로 가공될 수 있다. 도 3를 참고하면, 상기 링크몸체(221)의 길이방향을 따라 4개의 제1 링크홀(223)이 가공된 것을 볼 수 있다. 다만 반드시 이에 한정될 것은 아니며, 링크몸체(221)의 크기에 따라 다양한 개수로도 형성될 수 있다. 사용자는 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 조절하고자 할 때, 상기 로터(230)와 연결되는 상기 제1 링크홀(223)의 부위를 달리하면 된다.

예를 들어 사용자가 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 작게 하고 싶다면, 상기 링크로드(220)에서 상기 제2 링크홀(225)에 상대적으로 가까운 제1 링크홀(223a)에 로터(230)의 연결구(233)를 체결하면 된다. 이 경우 상기 로터(230)의 회전에 따른 상기 링크로드(220)의 왕복 거리가 짧아지므로, 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리도 감소하게 된다.

반대로 사용자가 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 크게 하고 싶다면, 상기 링크로드(220)에서 상기 제2 링크홀(225)에 상대적으로 먼 제1 링크홀(223b)에 로터(230)의 연결구(233)를 체결하면 된다. 이 경우 상기 로터(230)의 회전에 따른 상기 링크로드(220)의 왕복 거리가 길어지므로, 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리도 증가하게 된다.

이때 사용자가 상기 로터(230)의 최외곽 연결구(233b)와 상기 제1 링크홀(223b)를 연결하면, 로터(230)의 회전에 따란 링크로드(220)의 왕복거리는 최대가 되므로, 왕복프레임(250)의 왕복거리를 최대화할 수 있다.

물론 사용자가 상기 로터(230)의 중심에서 가장 가까운 연결구(233a)와 상기 제1 링크홀(223a)를 연결하면, 로터(230)의 회전에 따란 링크로드(220)의 왕복거리는 최소가 되므로, 왕복프레임(250)의 왕복거리를 최소화할 수 있다.

이러한 왕복운동을 통해 분리막을 슬러지 여과 중에도 계속적으로 유동되도록 함으로써, 관성에 의해 슬러지가 떨어져 나가도록 하여 분리막의 세정을 진행할 수 있다. 이는 궁극적으로 막의 폐색을 방지하여 시스템의 효율을 유지할 수 있도록 한다.

또한, 상기와 같이 왕복프레임(250)의 왕복거리를 조절할 수 있으므로, 막간차압(TMP) 측정을 통한 분리막 모듈(700)의 오염 정도에 따라 왕복거리(진폭)를 효율적으로 조정할 수 있으며, 에너지를 보다 절약할 수 있다. 이는, 아래의 제어방법에서 자세히 설명하도록 한다.

다음으로, 상기 활주수단(500)은 상기 처리조(300)에 배치되고 상기 왕복수단(200)과 연계되며, 상기 막지지프레임(600)의 이동방향을 안내하도록 제공될 수 있다. 이러한 활주수단(500)은 본 발명의 실시예에서는 4가지 형태로 제시될 수 있다. 이하 각 실시예별로 살펴보도록 한다.

[제1 실시예]

도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 발명에서 활주수단(500)의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 상기 활주수단(500)의 제1 실시예는 가이드레일(511) 및 구름부재(515)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가이드레일(511)은 상기 처리조(300)의 길이방향을 따라 양측에 한 쌍으로 볼트체결 또는 용접접합되어 배치될 수 있으며, 단면이 사각형상으로 가공될 수 있다.

상기 구름부재(515)는 상기 왕복프레임(250)의 하단에 배치되고, 상기 가이드레일(511)의 상단에 안착될 수 있다. 이러한 상기 구름부재(515)는 휠블록(513) 및 구름휠(514)을 포함할 수 있며, 상기 휠블록(513)은 상기 왕복프레임(250)의 하단에 볼트(513a)체결 또는 용접접합되어 연결될 수 있으며, 상기 구름휠(514)의 회전축(514b)이 상기 휠블록(513)의 관통홀(513a)에 끼워지면서, 상기 휠블록(513)에 회전 가능하게 장착될 수 있다.

여기서 상기 구름휠(514)은 중앙휠부(514a) 및 서포트휠부(514c)를 포함하여 구성될 수 있다. 중앙휠부(514a)는 상기 가이드레일(511)에 안착되며, 상기 왕복프레임(250)의 하중을 지지하는 부분이다. 상기 서포트휠부(514c)는 상기 왕복프레임(250)이 이동간에 이탈하지 않도록, 상기 가이드레일(511)의 측면까지 신장된 부분이다. 이로써 왕복운동간에 상기 구름휠(514)은 상기 가이드레일(511)로부터 이탈하지 않아 비교적 안정적인 기동이 가능하게 된다.

상기 가이드레일(511)의 양단부에는 상기 구름휠(514)의 이탈을 방지하기 위해 스토퍼(512)가 배치될 수 있다.

[제2 실시예]

도 7a 및 도 7b는 도 1에 도시된 발명에서 활주수단(500)의 제2 실시예를 나타낸 도면이다.

도 7a 및 도 7b를 참고하면, 상기 활주수단(500)의 제2 실시예는 가이드레일(521) 및 구름부재(525)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가이드레일(521)은 상기 처리조(300)의 길이방향을 따라 양측에 한 쌍으로 볼트체결 또는 용접접합되어 배치될 수 있으며, 외측에서 내측으로 갈수록 테이퍼진 형상으로 제공될 수 있다.

상기 구름부재(525)는 상기 왕복프레임(250)의 하단 양측에 각각 배치되되, 휠지지체(523) 및 테어퍼휠(524)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 휠지지체(523)는 상기 왕복프레임(250)의 하단에 볼트(523a)체결 또는 용접접합되어 연결될 수 있다. 상기 테이퍼휠(524)의 회전축(524a)은 상기 휠지지체(523)의 관통홀(523a)에 끼워지며 회전 가능하게 연결되고, 중앙측에서 외측으로 갈수록 테이퍼진 형태로 제공될 수 있다.

상기 가이드레일(521)의 테이퍼진 형상과 상기 구름부재(525)의 테이퍼진 형상은 서로 대응되므로, 상기 구름부재(525)는 상기 가이드레일(521)의 상단에 안정적으로 안착되어 상기 왕복프레임(250)의 기동을 원활하게 한다. 이때 상기 가이드레일(521)의 양단부에는 상기 테이퍼휠(524)의 이탈을 방지하기 위해 스토퍼(522)가 배치될 수 있다.

[제3 실시예]

도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시된 발명에서 활주수단(500)의 제3 실시예를 나타낸 도면이다.

도 8a 및 도 8b를 참고하면, 상기 활주수단(500)의 제3 실시예는 리니어가이드(531), 볼베어링(534) 및 이동빔(533)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 리니어가이드(531)는 상기 처리조(30))의 길이방향을 따라 양측에 한 쌍으로 볼트체결 또는 용접접합되어 배치될 수 있다. 이때 상기 리니어가이드(531)상에서 상기 이동빔(533)이 안착되는 부위에는 이동이 원활하도록 볼베어링(534)이 배치될 수 있다.

상기 이동빔(533)은 상기 왕복프레임(250)의 하단에 볼트(533a)체결 또는 용접접합되며 연결되고, 상기 리니어가이드(531)에 안착될 수 있다. 상기 구동부(205)에 의해 상기 왕복프레임(250)이 왕복운동을 하게 되면, 상기 이동빔(533)이 상기 리니어가이드(531)상을 이동하게 되는데, 이때 상기 이동빔(533)은 상기 리니어가이드(531)의 내측홈(531a)에 안착된 상태로 이동하므로, 외부로 이탈하지 않고, 안정적인 기동이 가능하게 된다.

그리고 상기 리니어가이드(531)의 양단부에는 상기 이동빔(533)의 길이방향 초과이탈을 방지하기 위해 스토퍼(532)가 배치될 수 있다.

[제4 실시예]

도 9a 및 도 9b는 도 1에 도시된 발명에서 활주수단(500)의 제4 실시예를 나타낸 도면이다.

도 9a 및 도 9b를 참고하면, 상기 활주수단(500)의 제4 실시예는 가이드레일(551), 휠블록(561), 구름휠(571) 및 서포트유닛(580)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 가이드레일(551)은 상기 처리조(300)의 상단에 길이방향을 따라 양측에 한 쌍으로 볼트체결(554) 또는 용접접합되어 배치될 수 있다. 이러한 상기 가이드레일(551)은 H 빔 형상으로 가공될 수 있으며, 상기 가이드레일(551)의 상단 엣지부는 하방향으로 신장된 제1 돌출부(552)가 직선형으로 상기 가이드레일(551)을 따라 구성될 수 있다.

상기 휠블록(561)은 상기 왕복프레임(250)의 하단에 볼트(562)체결 또는 용접접합되어 결합될 수 있으며, 상기 구름휠(571)은 상기 휠블록(561)에 회전 가능하게 장착될 수 있다.

구체적으로 상기 구름휠(571)의 회전축(573)을 상기 휠블록(561)의 관통홀(566)에 끼우고, 휠캡(574)을 볼트(575)체결하여 상기 휠블록(561)에 회전되게 연결할 수 있다. 이때 상기 구름휠(571)의 회전이 원활하도록 상기 휠블록(561)상에 베어링(565)를 배치되고, 축커버(563)을 볼트(564)체결하여 고정할 수 있다.

상기 구름휠(571)은 원판형으로 구현될 수 있는데, 외주면에는 원주방향을 따라 상기 구름휠(571)의 중심측으로 돌출된 제2 돌출부(572)가 형성될 수 있다.

여기서 상기 서포트유닛(580)은 상기 구름휠(571)이 상기 가이드레일(551)에서 이탈되지 않도록, 상기 구름휠(571)과 상기 가이드레일(551)간에 연동되며 배치될 수 있다. 이러한 상기 서포트유닛(580)은 제1 바디부(581), 제2 바디부(583), 제1 서포트휠(582) 및 제2 서포트휠(584)을 포함하여 구성될 수 있다.

우선 상기 제1 바디부(581)는 상기 가이드레일(551)의 직선형 제1 돌출부(552)에 끼워지는 부분일 수 있다. 상기 제1 바디부(581)의 내측에는 상기 제1 서포트휠(582)이 배치되고, 상기 제1 서포트휠(582)은 상기 제1 돌출부(552)를 따라 구르며 직선운동을 하게 된다.

이때 상기 제1 서포트휠(582)은 회전휠(582a)이 휠몸체(582b)에 장착되고, 이러한 휠몸체(582b)가 상기 제1 바디부(581)의 내측에 볼트(582c)체결되어 고정될 수 있다.

다음 상기 제2 바디부(583)는 상기 구름휠(571)의 제2 돌출부(572)에 끼워지는 부분일 수 있다. 상기 제2 바디부(583)의 내측에는 상기 제2 서포트휠(584)이 배치되고, 상기 제2 서포트휠(584)은 상기 구름휠(571)의 회전에 따라 상기 제2 돌출부(572)상을 구르게 된다.

이때 상기 제2 서포트휠(584)은 회전휠(584a)이 휠몸체(584b)에 장착되고, 이러한 휠몸체(584b)가 상기 제2 바디부(583)의 내측에 볼트(584c)체결되어 고정될 수 있다.

이러한 상기 제1 바디부(581)와 상기 제2 바디부(583)는 볼트(586)체결되어 서로 연결될 수 있다. 이 경우 상기 제1 바디부(581)와 상기 제2 바디부(583)가 각각 상기 제1 돌출부(552) 및 상기 제2 돌출부(572)를 밀접하도록 지지하므로, 상기 구름휠(571)이 상기 가이드레일(551)상에 밀착되어 이탈되지 않으며 이동할 수 있게 된다.

상기와 같은 실시예들을 바탕으로 본 발명의 활주수단(500)은 상기 왕복수단(200)에 의해 막지지프레임(600)이 선형운동을 할 때, 보다 안정적이고 부드러운 기동을 가능하게 하여, 에너지 절감 및 분리막 유동성 향상에 기여할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 슬러지부양부(400)에 대해 살펴보도록 한다. 본 발명은 공기 정련 방식을 사용하지 않아 공기 정련에 의한 슬러지 부양효과를 얻을 수 없기 때문에 별도의 슬러지부양부(400)를 포함함으로써 슬러지가 상기 처리조(300)의 내부에 정체, 축적되는 것을 방지하고 부양시킬 수 있도록 하며, 이에 따라 분리막 모듈을 통한 여과작용이 용이하게 이루어질 수 있다.

[제1 실시예]

제1 실시예에 따르면, 상기 슬러지부양부(400)는 베인부재(410)로 이루어질 수 있으며, 도 10 및 도 11을 참고하여 설명하도록 한다. 도 10는 본 발명인 베인부재를 나타낸 측면도이며, 도 11은 도 10에 도시된 발명의 작동상태도이다.

상기 베인부재(410)는 상기 막지지프레임(600)의 하단에 배치되고, 처리조(300)의 하부에 축적되는 슬러지를 부양시키도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 베인부재(410)는 베인몸체(411) 및 부양날개(413)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 베인몸체(411)는 상기 막지지프레임(600)의 하단에 배치될 수 있으며, 상기 막지지프레임(600)의 폭방향으로 복수개가 부착될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 도 10를 참고하면, 막지지프레임(600)의 하단에 3개가 장착된 것을 볼 수 있다. 다만 이러한 베인몸체(411)의 개수는 슬러지의 점성, 슬러지량 등에 따라 다른 개수로도 구현될 수 있다.

예를 들자면 슬러지의 점성이 높아 부양시키는데 강한 소용돌이가 필요한 경우, 슬러지량이 많이 축적되어 있어 다량의 부양을 필요로 하는 경우 사용자는 막지지프레임(600)의 하단에 부착되는 베인몸체(411)의 개수를 늘릴 수 있다. 베인몸체(411)의 개수가 늘어남에 따라 그에 결합되는 부양날개(413)의 개수 또한 대응하여 늘어나게 된다.

상기 부양날개(413)는 상기 막지지프레임(600)의 왕복운동간에 슬러지가 부양되도록, 상기 베인몸체(411)의 하단에 일정각도(θ)를 이루며 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 150도일 수 있으나, 반드시 이에 한정될 것은 아니고, 처리조(300) 바닥과의 거리, 슬러지층의 두께 등에 따라 다른 각도로도 설정될 수 있다.

도 11를 참고하면, 상기 막지지프레임(600)이 왕복운동을 하게 되면, 상기 부양날개(413)가 상기 막지지프레임(600)의 왕복운동 방향으로 이동하면서 처리조(300)의 하단에 축적된 슬러지에 소용돌이를 일으키게 된다.

그 결과 슬러지는 부양하게 되고, 다시 분리막(700)을 통해 여과가 이뤄지게 된다.

[제2 실시예]

한편, 제2 실시예에 따르면, 상기 슬러지부양부(400)는 슬러지 부양수단(420)으로 이루어질 수 있으며, 도 12 내지 도 15를 참고하여 설명하도록 한다. 도 12는 본 발명인 슬러지 부양수단을 나타낸 측면도이고, 도 13는 도 12에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단의 측단면도이며, 도 14은 도 12에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단의 후면도이고, 도 15은 도 12에 도시된 발명의 작동상태도이다.

상기 슬러지 부양수단(420)은 처리조(300)의 하부에 축적되는 슬러지를 부양시키도록, 상기 막지지프레임(600)의 하단에 신축 가능하게 배치될 수 있다. 이러한 상기 슬러지 부양수단(420)은 제1 베인몸체(421), 제2 베인몸체(441), 제3 베인몸체(470), 승강유닛(430), 부양날개(480), 탄성체(450) 및 완충패드(460)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 베인몸체(421)는 상기 막지지프레임(600)의 하단에 장착될 수 있다. 그리고 상기 제2 베인몸체(441)는 상기 제1 베인몸체(421)의 하단에 연결될 수 있다. 구체적으로 상기 제1 베인몸체(421)의 내부에는 제1 공간(421a)이 가공되고, 상기 제1 공간(421a)에 상기 제2 베인몸체(441)의 일부가 상하방향으로 이동가능하게 배치된다. 이때 제1 커버(423)를 볼트(424)체결하여 고정하고, 유체의 유입을 방지하기 위해 제1 실링패드(425)가 상기 제1 커버(423)의 내면과 상기 제2 베인몸체(441)의 외면간에 밀착하여 배치될 수 있다.

상기 승강유닛(430)은 상기 제1 베인몸체(421)와 상기 제2 베인몸체(441)간에 연동되며 배치되고, 상기 제2 베인몸체(441)를 승강시키도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 승강유닛(430)은 유압실린더(431) 및 승강로드(433)를 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 유압실린더(431)는 상기 제1 베인몸체(421)의 일면에 볼트체결 또는 용접접합되어 고정될 수 있다. 그리고 상기 유압실린더(431)의 로드에는 상기 승강로드(433)가 볼트체결 또는 용접접합되어 연결될 수 있으며, 도 13 및 도 14를 참고하면, 승강로드(433)가 상기 제2 베인몸체(441)의 길이방향을 따라 장착된 상태를 확인할 수 있다.

사용자가 상기 유압실린더(431)를 구동하면, 상기 승강로드(433)가 상하방향으로 이동하면서, 상기 부양날개(480)의 상하위치를 조정하게 된다. 이는 처리조(300)의 바닥에 부양날개(480)가 충돌하지 않으면서, 처리조(300)의 바닥에 축적된 슬러지들을 효과적으로 부양시킬 수 있는 적절한 위치를 선정할 수 있게 해준다.

다음 상기 제3 베인몸체(470)는 상기 제2 베인몸체(441)의 하단에 연결되는데, 구체적으로 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제2 베인몸체(441)에 가공된 제2 공간(441a)에 상기 제3 베인몸체(470)의 일부가 승강가능하도록 배치되고, 상기 제2 베인몸체(441)의 내면과 상기 제3 베인몸체(470)의 외면에는 유체의 유입을 방지하도록, 제2 실링패드(455)가 배치될 수 있다.

이때 상기 부양날개(480)는 상기 막지지프레임(600)의 왕복운동간에 슬러지가 부양되도록, 상기 제3 베인몸체(470)의 하단에 연결될 수 있다. 그리고 이러한 상기 부양날개(480)는 상기 제3 베인몸체(470)와 일정각도(θ)를 이루도록 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 150도일 수 있으나, 반드시 이에 한정될 것은 아니고, 처리조(300) 바닥과의 거리, 슬러지층의 두께 등에 따라 다른 각도로도 설정될 수 있다.

또한 상기 탄성체(450)는 상기 부양날개(480)가 처리조(300)의 바닥에 충돌시 인가되는 충격을 완화하도록, 상기 제2 베인몸체(441)와 상기 제3 베인몸체(470)간에 배치될 수 있다. 구체적으로 상기 탄성체(450)는 상기 제2 베인몸체(441)의 제2 공간(441a)에 배치되고, 제2 커버(443)를 씌우고 볼트(444)체결하여 고정할 수 있다. 상기 탄성체(450)의 하측은 상기 제3 베인몸체(470)의 상측에 접촉된다.

만약 상기 부양날개(480)가 처리조(300)의 바닥에 접촉되면, 충돌로 인해 상기 부양날개(480)는 상방향으로 충격력이 작용하게 된다. 이때 상기 탄성체(450)에 의해 상기 제3 베인몸체(470)가 들리면서, 이러한 충격력을 완화하게 된다.

한편, 상기 부양날개(480)가 처리조(300)의 바닥에 충돌시 인가되는 충격을 완화하도록, 상기 부양날개(480)의 단부에는 상기 완충패드(460)가 배치될 수 있다. 이러한 상기 완충패드(460)는 고무, 실리콘, 플라스틱 등의 탄성재질로 구현될 수 있다.

그 기능은 처리조(300)의 바닥에 상기 부양날개(480)가 충돌하기 전에 상기 완충패드(460)가 먼저 충격되며, 탄성력에 의해 휘어져 상기 부양날개(480)에 인가되는 충격력을 먼저 상쇄하게 되는 것이다.

즉 본 발명의 실시예에서는 상기 부양날개(480)가 처리조(300)의 바닥에 충돌할 때, 상기 완충패드(460)가 탄성재질에 의해 1차적으로 충격을 완화하고, 상기 탄성체(450)가 상기 제3 베인몸체(470)를 승강시킴에 의해 2차적으로 충격을 완화시키게 된다. 이는 궁극적으로 상기 부양날개(480)의 손상을 방지하게 된다.

도 15에는 상기 슬러지 부양수단(420)의 작동상태를 나타내었는데, 도 15를 참고하면, 상기 막지지프레임(600)이 왕복운동을 하는 동안, 상기 막지지프레임(600)의 하단에 장착된 슬러지 부양수단(420)이 함께 왕복운동을 하면서 소용돌이를 일으켜, 슬러지를 부양시키는 상태를 확인할 수 있다.

이때 만약 상기 부양날개(480)가 과도하게 상기 처리조(300)의 바닥에 접근하더라도, 1차적으로 상기 완충패드(460)가 충격을 완화하고, 상기 부양날개(480)에 의해 상기 제3 베인몸체(470)에 전달된 충격력을 2차적으로 상기 탄성체(450)가 완화하므로, 작동간에 설비 파손을 방지할 수 있게 된다.

상기 분리막 모듈(700)은 나권형(spiral wound), 관형(tubular), 중공사형(hollow fiber), 판틀형(plate and frame) 중 어느 하나의 형태로 이루어질 수 있으며, 특히 중공사형은 중공사의 직경이 0.2∼2mm이며 중앙이 비어있는 실관 형태이므로 중공사의 단위 부피당 막면적비가 다른 형식에 비해서 매우 커서 높은 생산성을 가지고 있으므로 중공사막으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이에 따라, 본 일 실시예에서는 중공사막 다발이 이루어져 분리막 모듈(700)을 형성하게 되며, 중공사형 분리막은 중공사막의 안에서 밖으로 여과되는 가압방식과 그 반대 방향으로 흡입하는 방식으로 사용할 수 있고, 또한 오수 및 하수를 처리할 때 사용되는 활성슬러지법에 중공사막을 사용하는 방식도 외부에서 순환하는 방식(external type)과 생물 반응조 내에 직접 모듈을 침지하는 방식(submerged type)이 있다. 본 실시예에서는 상기 분리막 모듈(700)의 밖에서 안으로 여과수를 흡입하는 방식과 상기 처리조(300) 내에 직접 분리막 모듈(700)을 침지하는 방식을 기준으로 설명하도록 한다.

도 22를 참고하여 상기 분리막 모듈(700)을 상세히 살펴보면, 기본적으로 상기 분리막 모듈(700)은 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)을 포함하며 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720) 사이에 다수의 중공사막(730)이 다발을 이루며 고정설치될 수 있다.

이때 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)은 동일한 형상으로 대칭을 이루도록 형성되되, 다양한 모양으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)은 긴 직사각형의 형상으로 이루어지고 있다.

상기 중공사막(730)은 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)에 양단이 각각 고정되되, 상기 상부 프레임(710)의 내부에 공간을 이루며 형성된 집수부(711)와 각 중공사막(730)의 중공이 연통될 수 있도록 상기 중공사막(730)이 끼워져 설치될 수 있다. 이에 따라, 중공사막의 외부에서 내부로 흡입되며 여과된 여과수가 상기 집수부(711)에 집수될 수 있다. 이와 관련하여서는 아래의 여과수배출부를 설명할 때 자세히 살펴보도록 한다.

또한, 상기에서는 중공사막의 양 끝단이 각각 상부 프레임과 하부 프레임에 고정되고 있으나, 다른 실시예에 따르면 중공사막이 상부 프레임과 하부 프레임 간에 고정설치되되, 중공사막의 양끝단은 모두 상부 프레임에 고정되며 하부 프레임에 구비된 고정바를 통해 감겨 U자 형태로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 상기 고정바는 가운데에 중공사막이 관통될 수 있는 공간을 가진 막대로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 중공사막(730)은 프레임의 길이방향을 따라 커튼처럼 조밀하게 형성되며, 더욱이 일정한 길이마다 다발을 이루며 형성되되 각 다발마다 일정거리가 이격되도록 설치될 수 있다. 이는 분리막이 길이방향을 따라 너무 조밀하게 형성되면 물이 정체되어 파울링(fouling)이 더 심해질 수 있기 때문에 이격거리를 약간 주어 물이 잘 유동될 수 있도록 하기 위함이다.

상기와 같이 이루어지는 분리막 모듈(700)은 아래에서 살펴볼 바와 같이 상기 막지지프레임(600)의 내부에 다수개가 배치될 수 있는데, 이때 본 발명은 공기 정련 방식을 사용하지 않기 때문에 각 분리막 모듈(700) 사이의 간격이 너무 좁거나 없다면 각 모듈 사이에 물이 정체되어 파울링(fouling)이 더 심해질 수 있다. 그러므로 분리막 모듈(700)의 밀집도를 낮춰 각 모듈 사이로 물이 잘 유동될 수 있도록 해야 한다.

이에 따라, 도 22에 도시된 바와 같이 각 분리막 모듈(700) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)에는 각각 간격유지부가 더 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 상부 프레임(710)에는 양측에 각각 1개 이상의 간격유지부(712)가 일정길이만큼 돌출되어 형성될 수 있으며, 상기 하부 프레임(720)의 양측에도 마찬가지로 각각 1개 이상의 간격유지부(722)가 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 상부 프레임 간격유지부(712)의 위치와 하부 프레임 간격유지부(722)의 위치는 같은 위치에 형성되어 서로 대칭인 것이 바람직하며, 상기 간격유지부는 상부 프레임 또는 하부 프레임과 일체로 형성될 수도 있고 별개로 형성되어 결합하는 구조일 수도 있다.

본 실시예에서 상기 간격유지부(712, 722)는 상부 프레임(710) 또는 하부 프레임(720)의 양측에 각각 2개씩 형성되고 있으며, 프레임 길이방향의 양끝단에 위치하고 있다. 또한, 상기 간격유지부(712, 722)는 상부 프레임(710) 또는 하부 프레임(720)으로부터 1cm씩 돌출되어 형성되고 있으며, 이에 따라 다수개의 분리막 모듈(700)이 배치될 때 서로 마주보는 분리막 모듈(700)의 간격유지부가 맞닿게 되어 각 모듈 사이의 간격이 2cm로 일정하게 유지될 수 있다.

하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 간격유지부는 상부 프레임 또는 하부 프레임으로부터 1cm 이상 돌출되도록 형성될 수 있어 각 모듈 사이의 간격이 2cm 이상으로 유지될 수 있으며, 각 프레임의 양측에 형성되지 않고 일측에만 형성되어도 무관하다. 이때, 각 분리막 모듈(700) 사이에서 물이 정체되지 않고 잘 흐를 수 있도록 하기 위해서는 각 모듈 사이의 간격이 2cm 이상인 것이 바람직하나, 간격이 너무 넓으면 분리막 모듈의 설치공간을 많이 차지하게 되고 여과효율이 떨어져 4cm 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 간격유지부(712, 722)는 서로 대향하는 다른 간격유지부와 용이하게 결합할 수 있도록 하는 결합부를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 결합부는 자석으로 이루어질 수 있으며, 프레임의 일측에 위치하는 간격유지부에는 S극을, 타측에 위치하는 간격유지부에는 N극을 형성함으로써 다수의 분리막 모듈(700) 배치 시 서로 결합이 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동에도 불구하고 각 모듈 사이의 간격이 견고하게 유지될 수 있다.

다음으로는, 본 발명의 막지지프레임(600)과 다수의 분리막 모듈(700)이 상기 막지지프레임(600)의 내부에 설치되는 구조에 관하여 살펴보도록 한다.

[제1 실시예]

우선, 도 23을 참고하여 제1 실시예에 따른 막지지프레임(600)과 이의 내부에 배치되는 분리막 모듈(700)의 구조를 설명하도록 한다. 참고로, 도 23에서는 분리막 모듈의 배치구조를 효과적으로 나타내기 위해 하나의 막지지프레임의 내부에 4개의 분리막 모듈이 배치되고 있는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 막지지프레임의 내부에 4개를 초과하여 수십개의 분리막 모듈이 배치될 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서 상기 막지지프레임(600)은 사각틀의 형상으로 이루어지되, 다수의 분리막 모듈(700)이 설치되기 위한 보조프레임(620)을 포함할 수 있으며, 상기 보조프레임(620)은 상기 막지지프레임(600)의 하측에 구비되는 것이 일반적이다. 이에 따라, 상기 다수의 분리막 모듈(700)은 상기 보조프레임(620)에 볼트를 이용하여 결합되거나 보조프레임(620)에 형성된 레일에 다수의 분리막 모듈(700)이 끼워짐으로써 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 분리막 모듈의 하부 프레임(720)들은 상기 보조프레임(620) 상에 설치되고, 상기 분리막 모듈의 상부 프레임(710)들은 상기 막지지프레임(600)에 고정되거나 보조프레임과 같은 별도의 프레임에 고정될 수 있다.

하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 상기 분리막 모듈(700)이 보조프레임(620)에 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 다수의 분리막 모듈(700)은 각각 상기 막지지프레임(600)에 직접 설치될 수도 있다.

상기 보조프레임(620)은 상기 막지지프레임(600)의 하면과 대응하여 사각형의 판으로 형성될 수 있으며, 또는 상기 막지지프레임(600)의 내부에 다수의 분리막 모듈(700)이 배치되는 방향에 따라 상기 막지지프레임(600)의 하부에 나란하게 형성되는 복수의 막대형상으로 이루어질 수도 있다.

상기 다수의 분리막 모듈(700)은 상기 막지지프레임(600)의 내부, 즉 상기 보조프레임(620) 상에 나란하게 설치될 수 있으며, 본 실시예에서 각 분리막 모듈(700)은 긴 직사각형의 형상으로 형성되므로, 전체 결합된 분리막 모듈의 설치구조는 도 23에 도시된 바와 같이 정사각형 또는 직사각형의 형상을 이루게 된다.

상기 처리조(300)의 내부에는 다시 다수의 막지지프레임(600)이 배치되게 되는데, 상기와 같이 분리막 모듈(700)의 전체적인 설치구조가 사각형으로 형성됨으로써 분리막 모듈(700)을 조밀하게 배치할 수 있으며, 이에 따라 상기 처리조(300) 내의 dead zone을 최소화할 수 있어 여과처리 능력이 향상될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 분리막 모듈의 설치구조는 다양한 형상으로 배치 형성될 수 있다.

이때, 상기 분리막 모듈의 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)에는 각각 간격유지부(712, 722)가 형성되어 있으므로 다수의 분리막 모듈(700)을 나란하게 배치할 시 각 모듈마다 간격이 일정하게 유지될 수 있다.

[제2 실시예]

다음으로, 도 24를 참고하여 제2 실시예에 따른 막지지프레임(600)과 이의 내부에 배치되는 분리막 모듈(700)의 구조를 설명하도록 한다.

본 실시예에서 상기 막지지프레임(600)은 사각틀의 형상으로 이루어지되, 상기 막지지프레임(600)의 상측에 형성되는 여과배관(640)을 더 포함하고 있다. 구체적으로 상기 여과배관(640)은 상기 막지지프레임(600)의 상면에서 중심을 가로지르도록 설치되고 있다.

또한, 제1 실시예와 마찬가지로 다수의 분리막 모듈(700)이 설치되기 위한 보조프레임(620)을 포함할 수 있으며, 상기 보조프레임(620)은 상기 막지지프레임(600)의 하측에 구비되는 것이 일반적이다.

상기 여과배관(640)의 양측에는 다수의 분리막 모듈(700)이 결합되기 위한 결합홀(642)들이 형성되어 있으며, 상기 각 결합홀(642)에 분리막 모듈의 각 상부 프레임(710)이 결합되어 상기 상부 프레임(710)의 내부에 형성되는 집수부(711)와 상기 여과배관(640)이 연통될 수 있도록 한다. 즉, 본 실시예에서 상기 여과배관(640)은 상기 왕복프레임(250)이 왕복운동하는 방향과 수직을 이루도록 배치되어 있으며, 양측으로 다수의 분리막 모듈(700)이 대칭으로 나란하게 결합되어 있다.

이때, 상기 왕복프레임(250)이 왕복운동하는 방향으로는 다수의 막지지프레임(600)이 연달아 배치되기 때문에, 여과수배출부의 설치공간확보 등에 따른 구조편의 상 상기 여과배관이 왕복운동 방향과 나란하게 배치되는 것보다는 본 실시예와 같이 배치되는 것이 더 바람직하다.

이에 따라, 다수의 분리막 모듈에 있어서 각 집수부(711)에 집수된 여과수가 상기 여과배관(640)으로 모일 수 있으며, 이는 아래에서 자세히 살펴보도록 한다. 또한, 상기 분리막 모듈(700)의 각 하부 프레임(720)은 상기 보조프레임(620)에 볼트를 이용하여 결합되거나 보조프레임(620)에 형성된 레일에 다수의 분리막 모듈(700)이 끼워짐으로써 결합될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 상기 분리막 모듈(700)이 보조프레임(620)에 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 다수의 분리막 모듈(700)은 각각 상기 막지지프레임(600)에 직접 설치될 수도 있다.

본 실시예에서 전체 결합된 분리막 모듈의 설치구조는 도 24에 도시된 바와 같이 사각형의 형상을 이루게 되며, 제1 실시예와 마찬가지로 분리막 모듈(700)을 조밀하게 배치할 수 있어 상기 처리조(300) 내의 dead zone을 최소화할 수 있음에 따라 여과처리 능력이 향상될 수 있다.

이때, 상기 분리막 모듈의 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)에는 각각 간격유지부(712, 722)가 형성되어 있으므로 다수의 분리막 모듈(700)을 나란하게 배치할 시 각 모듈마다 간격이 일정하게 유지될 수 있다.

더욱이, 상기에서 분리막 모듈의 설치구조를 설명함에 있어서, 각 분리막 모듈(700) 사이마다 일정간격이 유지되는 것을 기준으로 설명하였지만, 상기 간격유지부가 프레임의 일측에만 형성된 분리막 모듈, 구체적으로 각각 좌측 및 우측에만 간격유지부가 형성된 분리막 모듈 2개를 묶어 하나의 세트를 형성함으로써, 2개의 분리막 모듈마다 일정한 간격이 유지되도록 배치할 수 있다. 또한, 3개의 분리막 모듈을 하나의 세트로 형성하여, 3개의 모듈마다 일정한 간격이 유지되도록 할 수 있음은 물론이다.

이에 따라, 분리막 모듈 사이에서 물이 정체되지 않도록 하면서도 보다 분리막을 조밀하게 형성하여 여과능력을 향상시킬 수 있다.

상기 왕복수단(200)에 의해 분리막 모듈(700)의 왕복운동이 이루어짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)에 대해 작용하는 관성(inertial force)이 발생하게 되고, 이는 분리막의 표면에 오염물이 부착되는 것을 방지하거나 분리막의 표면으로부터 오염물을 제거하게 된다.

이때, 관성(inertial force)에 의한 이물질 부착 방지 또는 제거효과를 극대화하기 위해서는 분리막의 늘어짐 정도(looseness)를 적정한 수준으로 유지할 수 있어야 한다.

이는 상기 분리막 모듈(700)의 늘어짐이 없으면 상기 막지지프레임(600)의 왕복운동에 의해 상기 분리막 모듈(700)이 일체로 왕복운동한다 하더라도 관성이 부여되기 어려우며 분리막 모듈(700)이 끊어지거나 손상되는 문제점이 발생할 수 있고, 너무 많이 늘어지는 경우에도 관성이 부여되기 어려우며 분리막 모듈(700)의 왕복거리가 커져서 설치공간을 많이 차지하게 되기 때문이다.

이에 따라, 상기 중공사막(730)의 길이는 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720) 간의 거리(Lo)에 상기 거리(Lo)의 0% 초과 10% 이하의 길이를 더하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720)에 각각 연결된 중공사막(730) 가닥에 인장력이 걸리지 않는 상태의 최대길이(이하, '최소 분리막의 길이')에 대해 10% 이하의 여유길이를 더 부여할 수 있되, 특히 5% 내지 10%의 여유길이를 부여하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 도 25에 나타난 바와 같이 왕복운동으로 분리막에 관성을 발생시킬 수 있는 최대 분리막의 길이(Lf)는 최소 분리막의 길이, 즉 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720) 간의 상하거리(Lo)와 분리막 모듈의 왕복운동거리(a)를 이용하여 계산될 수 있으며, 상기 분리막 모듈(700)의 늘어짐 정도(looseness)를 최대 분리막의 길이(Lf)를 최소 분리막의 길이(Lo)로 나눈 값으로 정할 수 있다. 즉, 상기 분리막 모듈(700)의 늘어짐 정도(looseness)는 1 초과 1.1 이하여야 하며, 특히 1.05 이상 1.1 이하가 바람직하다.

예를 들어, 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리(a)가 100mm인 것을 기준으로 최소 분리막의 길이(Lo), 즉 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720) 간의 상하거리가 500mm라면 도 26에 도시된 바와 같이 삼각형의 성질에 의해 최대 분리막의 길이(Lf)가 538.5mm로 계산될 수 있으며, 늘어짐 정도(looseness)를 계산해보면 1.08(정확하게는, 1.077)의 값을 얻을 수 있어 바람직하다. 하지만, 이때 왕복운동거리가 150mm라면 최대 분리막의 길이(Lf)가 583.1mm가 되어 늘어짐 정도가 대략 1.17(정확하게는, 1.166)의 값을 갖기 때문에 1.1을 초과하게 되어 바람직하지 않다는 것을 알 수 있다. 이때는 왕복운동거리를 줄이거나 최소 분리막의 길이를 늘일 수 있다.

또한, 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리가 100mm일 때, 최소 분리막의 길이(Lo)가 750mm라면 최대 분리막의 길이(Lf)가 776.2mm로 계산되어 늘어짐 정도가 1.03에 해당하며, 최소 분리막의 길이(Lo)가 1000mm라면 최대 분리막의 길이(Lf)가 1019.8mm로 계산되어 늘어짐 정도가 대략 1.02에 해당하므로 모두 적절하다.

하지만, 상기와 같이 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리가 100mm일 때, 최소 분리막의 길이(Lo)가 1500mm가 되면 최대 분리막의 길이(Lf)가 1513.3mm로 계산되어 늘어짐 정도가 1에 가까워지므로 분리막에 관성을 부여하기 어려운바 바람직하지 않으며, 이때는 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리가 더욱 늘어나거나 최소 분리막의 길이(Lo)가 줄어들어야 할 것이다.

이와 같이, 왕복운동에 의한 분리막의 오염 감소 또는 제거에 있어서 상기 분리막 모듈(700)의 늘어짐 정도가 중요한바, 추가로 막 여과 시스템의 왕복운동거리에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 늘어짐 정도를 조절하기 위한 길이조절부가 더 구비될 수 있다.

상기 길이조절부는 최소 분리막의 길이, 즉 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720) 사이의 길이를 조절하도록 형성될 수 있으며, 또한 분리막 자체의 길이를 조절하도록 형성될 수도 있다. 이는 아래에서 실시예에 따라 자세히 살펴보도록 한다.

우선, 도 26을 참고하여 제1 실시예에 따른 길이조절부(740)를 살펴보면, 상기 길이조절부(740)는 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720) 사이의 길이를 조절하기 위해 분리막 모듈(700)의 일측, 즉 상기 하부 프레임(720)이 고정 설치되는 막지지프레임의 보조프레임(620)을 상하 구동하도록 형성된다.

구체적으로, 제1 실시예에 따른 상기 길이조절부(740)는 상기 보조프레임(620)의 아래에 위치하는 유압실린더(742)로 이루어질 수 있으며, 상기 유압실린더(742)는 상기 보조프레임(620)의 아래에 볼트체결 또는 용접 접합되어 고정될 수 있다.

상기 유압실린더(742)는 상기 보조프레임(620)의 하부에 1개 이상 설치될 수 있으며, 개수에 따라 적절한 위치에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 유압실린더(742)가 사각형으로 형성되는 보조프레임(620)의 각 꼭짓점 위치에 배치되고 있다.

이에 따라, 사용자가 상기 유압실린더(742)를 구동하면 상기 분리막 모듈의 상부 프레임(710)은 고정된 채 상기 보조프레임(620)이 전체적으로 상하방향으로 이동되면서 상기 분리막 모듈의 하부 프레임(720)이 일체로 상하방향 이동되어 최소 분리막의 길이가 조절될 수 있다. 즉, 분리막의 길이를 유지한 상태에서 상기 유압실린더(742)를 구동하여 상기 보조프레임(620)을 상측으로 이동시키면 상기 하부 프레임(720) 또한 상측으로 이동하며 상기 상부 프레임(710)과의 거리가 줄어들게 되고, 이에 따라 최소 분리막의 길이가 줄어들어 상기 분리막 모듈(700)의 늘어짐 정도가 커지게 된다.

반대로, 상기 유압실린더(742)를 구동하여 상기 보조프레임(620)을 하측으로 이동시키면 상기 하부 프레임(720) 또한 하측으로 이동하며 상기 상부 프레임(710)과의 거리가 늘어나게 되고, 이에 따라 최소 분리막의 길이가 늘어나 상기 분리막 모듈(700)의 늘어짐 정도가 작아지게 된다.

이때 상기 유압실린더(742)의 작동은 사용자에 의해 이루어질 수도 있으나, 분리막의 왕복운동거리 또는 왕복주기에 따라 분리막의 바람직한 늘어짐 정도에 따른 적절한 최소 분리막의 길이를 계산하여 상기 보조프레임(620)의 상하이동량을 계산하는 계산부(744) 및 계산된 상하이동량을 상기 유압실린더(742)로 전달하여 구동하도록 하는 구동부(746)를 더 포함하여 상기 유압실린더의 작동이 자동으로 제어되도록 할 수 있다.

다음으로, 도 27을 참고하여 제2 실시예에 따른 길이조절부(1740)를 살펴보면, 상기 길이조절부(1740)는 제1 실시예와 마찬가지로 상기 상부 프레임(710)과 하부 프레임(720) 사이의 길이를 조절하기 위해 상기 분리막 모듈의 상부 프레임(710)은 고정된 채 상기 하부 프레임(720)의 위치를 상하 구동하도록, 즉 상기 하부 프레임(720)이 고정 설치되는 막지지프레임의 보조프레임(620)을 상하 구동하도록 형성된다.

구체적으로, 제2 실시예에 따른 상기 길이조절부(1740)는 상기 보조프레임(620)의 아래에 설치되는 샤프트(1742)와, 상기 샤프트(1742)에 결합되어 일체로 회전 가능한 1개 이상의 캠(1744) 및 상기 샤프트(1742)의 회전을 위한 모터(1746)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 모터(1746)는 상기 처리조(300)의 내부에 설치될 수도 있으나, 외부에 설치될 수도 있다.

상기 샤프트(1742)는 상기 보조프레임(620)의 하부에 복수개가 나란하게 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 보조프레임(620)의 모서리에 맞추어 2개의 샤프트가 나란하게 마주보며 형성되고 있다. 각 샤프트에는 1개 이상의 캠(1744)이 상기 샤프트(1742)의 회전에 따라 일체로 회전 가능하도록 결합되어 있으며, 상기 캠(1744)이 회전함에 따라 캠의 반경길이가 달라져 상기 하부프레임(620)의 높이가 조절될 수 있다.

이때 상기 모터(1746)의 작동은 사용자에 의해 이루어질 수도 있으나, 제1 실시예에서와 같이 상기 보조프레임(620)의 상하이동량을 계산하는 계산부 및 계산된 상하이동량을 상기 모터(1746)로 전달하여 샤프트(1742)의 회전을 제어하도록 하는 구동부를 더 포함하여 자동으로 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았으나 실시예에 따라 상기 길이조절부는 분리막 자체의 길이를 조절하도록 형성될 수 있으며, 구체적으로 분리막 모듈의 일단, 즉 중공사막의 일단을 감고 풀 수 있도록 하는 권출부를 형성하여 분리막의 일단을 감아주거나 풀어줌으로써 전체 분리막 모듈의 길이를 조절할 수 있다.

본 발명은 실시예에 따라 간격측정유닛(810)과 간격조절수단(820)을 더 포함할 수 있으며, 이는 아래에서 실시예에 따라 자세히 살펴보도록 한다.

[제1 실시예]

도 16a 및 도 16b는 본 발명의 간격측정유닛의 실시예를 나타낸 도면이다. 도 16a 및 도 16b를 참고하면, 본 발명의 간격측정유닛(810)은 상기 막지지프레임(600) 또는 상기 베인부재(410)와 상기 처리조(300)간의 간격을 측정하도록 제공될 수 있다.

이러한 상기 간격측정유닛(810)은 제1 간격측정센서(811) 및 제2 간격측정센서(813)로 구성될 수 있는데, 상기 제1 간격측정센서(811)는 상기 막지지프레임(600)과 상기 처리조(300) 내벽간의 간격을 측정하는 센서일 수 있으며, 상기 제2 간격측정센서(813)는 상기 베인부재(410)와 상기 처리조(300) 바닥간의 간격을 측정하는 센서일 수 있다.

도 16a를 참고하면, 상기 제1 간격측정센서(811)가 상기 막지지프레임(600)의 양측에 한 쌍으로 배치되어, 상기 막지지프레임(600)과 상기 처리조(300) 내벽간의 간격을 측정하게 된다.

만약 어느 한 측의 센서에서 측정한 간격이 다른 측의 센서에서 측정한 간격에 비해 상대적으로 좁은 경우 또는 기 설정된 허용 간격값보다 작은 경우에는 상기 제1 간격측정센서(811)가 사용자의 콘트롤러에 신호를 주게 되고, 이때 사용자는 상기 왕복수단(200)의 구동을 중지시킨 후 상기 왕복프레임(250)에 볼트체결 등으로 연결되어 있는 상기 막지지프레임(600)의 좌우위치를 재설정하여 처리조(300) 내벽과의 충돌을 예방하면 된다.

도 16b를 참고하면, 상기 제2 간격측정센서(813)가 상기 베인부재(410)의 부양날개(413) 부분에 배치된 것을 볼 수 있다. 상기 막지지프레임(600)이 왕복운동을 함에 따라 상기 베인부재(410)도 함께 왕복운동을 하게 되는데, 이때 각종 진동, 흔들림 등에 의해 부양날개(413)의 상하위치가 변경될 수 있다.

이때 상기 제2 간격측정센서(813)가 처리조(300) 바닥과의 간격을 측정하여, 기 설정된 허용 간격값보다 작은 경우에는 사용자의 콘트롤러에 신호를 주고, 사용자는 상기 왕복수단(200)의 구동을 중지시킨다. 이후 상기 왕복프레임(250)에 볼트체결 등으로 연결되어 있는 상기 막지지프레임(600)의 상하위치를 재설정하여 처리조(300)의 바닥에 부양날개가 충돌되는 것을 예방하게 된다.

[제2 실시예]

도 17은 본 발명의 간격조절수단의 실시예를 나타낸 상면도이고, 도 18는 도 17에 도시된 발명에서 제1 간격조절부의 부분측면도이며, 도 19는 도 17에 도시된 발명에서 제2 간격조절부를 나타낸 측면도이고, 도 20은 도 19에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단과 제2 간격조절부의 연동을 나타낸 측단면도이며, 도 21은 도 20에 도시된 발명에서 슬러지 부양수단과 제2 간격조절부의 연동을 나타낸 후면도이다.

도 17 내지 도 21를 참고하면, 본 발명의 간격조절수단(860)은, 상기 막지지프레임(600) 또는 상기 슬러지 부양수단(420)과 상기 처리조(300)간의 간격을 조절하도록 제공될 수 있다. 이러한 상기 간격조절수단(860)은 상기 막지지프레임(600)과 상기 처리조(300) 내벽간의 간격을 조절하는 제1 간격조절부(820) 및 상기 슬러지 부양수단(420)과 상기 처리조(300) 바닥간의 간격을 조절하는 제2 간격조절부(850)를 포함하여 구성될 수 있다.

우선 상기 제1 간격조절부(820)는 조절실린더(821), 이동유닛(820a), 제1 근접센서(829), 제1 간격산출부(828), 제1 유압량산출부(827) 및 제1 구동부(826)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 17를 참고하면, 본 발명의 실시예에서는 상기 막지지프레임(600)은 2개가 왕복프레임(250)에 연결되어 배치되어 있으며, 상기 조절실린더(821)는 상기 한 쌍의 막지지프레임(600) 사이에서 상기 왕복프레임(250)의 상단에 배치될 수 있다.

상기 이동유닛(820a)은 상기 조절실린더(821)의 로드에 연결되고, 상기 막지지프레임(600)을 지지하게 되며, 상기 왕복프레임(250)의 폭 방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 이러한 상기 이동유닛(820a)은 이동레일(825) 및 이동블록(822)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 이동레일(825)은 도18를 참고하면, 상기 왕복프레임(250)의 폭 방향으로 배치될 수 있으며, 상기 이동블록(822)은 상기 이동레일(825)을 따라 이동하도록 이동바퀴(823)를 구비할 수 있으며, 상기 막지지프레임(600)과 서포트빔(824)으로 연결될 수 있다.

상기 제1 근접센서(829)는 상기 막지지프레임(600)의 측면에 배치될 수 있으며, 상기 제1 간격산출부(828)는 상기 제1 근접센서(829)로부터 송출된 신호로 상기 막지지프레임(600)과 상기 처리조(300)의 내벽간의 간격을 측정하도록 제공될 수 있다.

상기 제1 유압량산출부(827)는 상기 제1 간격산출부(828)의 산출값을 유압구동값으로 변환하여 상기 제1 구동부(826)에 신호를 줄 수 있다. 상기 제1 구동부(826)는 상기 제1 유압량산출부(827)의 유압구동값에 따라 상기 조절실린더(821)를 구동하도록 제공될 수 있다.

예를 들어 처리조(300)의 내벽과 막지지프레임(600)의 간격이 기 설정된 허용간격값에 미치지 못하는 경우 제1 근접센서(829)가 상기 제1 간격산출부(828)에 정보를 송신하고 상기 제1 간격산출부(828)가 간격을 계산한 후, 이 정보를 상기 제1 유압량산출부(827)로 송신하면 제1 유압량산출부(827)에서 필요한 유압구동값을 계산하게 된다.

그리고 계산이 되면 그 정보를 유압구동부에 송신하고, 조절실린더(821)는 필요한 만큼 이동블록(822)을 전진 또는 후진시키게 된다. 이에 따라 이동블록(822)이 이동레일(825)을 따라 이동하게 되며, 막지지프레임(600)의 위치를 조정하게 된다.

이때 왕복프레임(250)에는 사이드블록이 배치되며 막지지프레임(600)의 지지를 돕게 된다. 도 17를 참고하면, 왕복프레임(250)의 4개의 가장자리에 제1 사이드블록이 배치되고 역시 서포트빔(832)으로 막지지프레임(600)과 연결되며 지지하게 된다.

이때 상기 제1 사이드블록의 돌기부(831a)는 제2 사이드블록(834)에서 직선이동이 원활토록 직선형 베어링(833)이 접하여 배치될 수 있고, 사용자는 커버(835)를 볼트(835)체결하여 고정할 수 있다. 이는 상기 왕복프레임(250)상에 4개가 배치되며, 각각 상기 조절실린더(821)에 의한 상기 막지지프레임(600)의 폭 방향이동을 지지하게 된다.

다음으로 상기 제2 간격조절부(850)는 제2 근접센서(851), 제2 간격산출부(852), 제2 유압량산출부(853) 및 제2 구동부(854)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제2 근접센서(851)는 부양날개(480)에 배치될 수 있으며, 부양날개(480)와 처리조(300) 바닥간의 간격을 측정하게 된다. 상기 제2 간격산출부(852)는 상기 제2 근접센서(851)로부터 송출된 신호로 상기 부양날개(480)와 상기 처리조(300) 바닥간의 간격을 산출하도록 제공될 수 있다.

상기 제2 유압량산출부(853)는 상기 제2 간격산출부(852)의 산출값을 유압구동값으로 변환하도록 제공될 수 있다. 상기 제2 구동부(854)는 상기 제2 유압량산출부(853)의 유압구동값에 따라 상기 유압실린더(431)를 구동하도록 제공될 수 있다.

예를 들어 상기 제2 근접센서(851)가 상기 부양날개(480)와 상기 처리조(300) 바닥간의 간격을 측정하여 기 설정된 허용 간격값에 못 미치는 경우, 상기 제2 간격산출부(852)에 신호를 주게 된다. 상기 제2 간격산출부(852)는 상기 제2 근접센서(851)로부터 송출된 신호로부터 상기 부양날개(480)와 상기 처리조(300) 바닥간의 간격을 계산하고 그 값을 상기 제2 유압량산출부(853)에 송출하면 상기 제2 유압량산출부(853)는 이를 유압구동값으로 변환한 후 상기 제2 구동부(854)에 신호를 부여하게 된다.

이에 따라 상기 제2 구동부(854)가 상기 유압실린더(431)를 구동하여 상기 제2 베인몸체(441)의 상하위치를 조정하게 된다. 상기 제2 베인몸체(441)의 위치가 상방향으로 이동하면 상기 제2 베인몸체(441)의 하단에 연결된 상기 제3 베인몸체(470) 및 부양날개(480) 또한 상방향으로 이동하면서 간격을 조정하게 되는 것이다.

이렇듯 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 간격조절부(820) 및 상기 제2 간격조절부(850)가 막지지프레임(600) 또는 슬러지 부양수단(420)과 처리조(300)간의 간격을 계산하고, 기 설정된 허용 간격범위에 미치지 못하는 경우 자동적으로 간격을 재조정하면서, 설비간의 충격으로 인한 설비 운용 효율 저하 및 장비 파손을 방지할 수 있게 된다.

아래에서는, 본 발명의 여과수배출부에 관하여 실시예에 따라 상세히 살펴보도록 한다. 상기 여과수배출부는 분리막 모듈(700)을 통해 처리된 여과수가 외부로 회수되기 위한 구조로, 공통으로 플렉서블(flexible)한 파이프를 포함함에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동에도 불구하고 여과수배출부가 파손되지 않으며 여과수를 용이하게 회수할 수 있도록 한다.

[제1 실시예]

우선, 도 28을 참고하여 제1 실시예에 따른 여과수배출부(900)를 살펴보기로 한다. 본 실시예는 도 23에 도시된 제1 실시예에 따른 막지지프레임 및 분리막 모듈의 배치구조에 적용되는 것을 기준으로 한다.

상기 여과수배출부(900)는 집수배관(920)과 제1 회수 파이프(940) 및 제2 회수 파이프(960)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 23에 도시된 바와 같이 다수의 분리막 모듈(700)이 상기 막지지프레임(600)의 내부에 배치되어 있을 때, 하수(또는 폐수)는 각 분리막 모듈의 중공사막(730)을 통해 외부에서 내부로 여과되어 상기 상부 프레임의 집수부(711)에 집수된다.

상기 각 상부 프레임(710)의 상측에는 1개 이상의 배출홀(714)이 형성되며, 상기 배출홀(714)을 통해 상기 집수배관(920)이 각 분리막 모듈의 집수부(711)와 연통된 상태로 설치될 수 있다. 즉, 상기 집수배관(920)은 다수의 분리막 모듈(700)을 가로지르며 각 집수부(711)와 연통된 상태로 설치되고, 이에 따라 각 집수부(711)에 집수된 여과수를 하나의 집수배관(920)으로 모을 수 있다.

본 실시예에서 상기 집수배관(920)은 각 상부 프레임(710)의 중심에 형성된 하나의 배출홀(714)을 통해 각 집수부(711)와 연통되며, 상기 막지지프레임(600)을 기준으로 1개씩 설치되고 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 상부 프레임(710)의 길이 등에 따라 상측에 다수의 배출홀이 형성될 수 있으며, 또한 다수의 집수배관(920)이 설치될 수 있다.

상기 집수배관(920)에 모인 여과수를 외부로 회수하기 위해, 상기 집수배관(920)에는 1개 이상의 제1 회수 파이프(940)가 결합될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 집수배관(920)의 양끝단에 2개의 제1 회수 파이프(940)가 결합되고 있다. 상기 제1 회수 파이프(940)는 강성의 관으로 이루어지며, S자 형상, 일자 형상 등 어느 것이라도 무관하다.

다음, 상기 제1 회수 파이프(940)에는 각각 제2 회수 파이프(960)가 연결되되, 상기 제2 회수 파이프(960)는 플렉서블(flexible)한 관인 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동에도 불구하고 상기의 여과수배출부(900)가 파손되지 않으며 여과수를 용이하게 회수할 수 있도록 한다.

상기 제2 회수 파이프(960)에는 유입수를 중공사막(730)의 외부로부터 내부로 흡입하여 여과시키기 위한 흡입펌프(미도시)가 연결될 수 있으며, 흡입력에 의해 상기 제2 회수 파이프(960)를 통해 회수된 여과수는 별도의 탱크(미도시)에 저장될 수 있다.

즉, 상기 분리막 모듈의 중공사막(730)의 외부로부터 내부로 유입되며 여과된 여과수는 우선 상기 상부 프레임(710)의 집수부(711)에 모이게 되고, 각 집수부(711)에 모인 여과수는 다시 하나의 집수배관(920)으로 모여 상기 제1 회수 파이프(940) 및 제2 회수 파이프(960)를 거쳐 외부로 회수되는 것이다.

본 실시예에서는 집수배관에 연결되는 강성의 제1 회수 파이프와 플렉서블한 연성의 제2 회수 파이프를 따로 구성하고 있으나, 플렉서블한 관이 바로 상기 집수배관에 연결되도록 할 수도 있다.

[제2 실시예]

다음으로, 도 29를 참고하여 제2 실시예에 따른 여과수배출부(1900)를 살펴보기로 한다. 본 실시예는 도 24에 도시된 제2 실시예에 따른 막지지프레임 및 분리막 모듈의 배치구조에 적용되는 것을 기준으로 한다.

상기 여과수배출부(1900)는 제1 회수 파이프(1940) 및 제2 회수 파이프(1960)를 포함하여 이루어질 수 있다.

도 24에 도시된 바와 같이 상기 막지지프레임(600)은 상측 중심부에 형성되는 여과배관(640)을 포함하고 있으며, 상기 여과배관(640)의 양측으로 다수의 분리막 모듈(700)이 결합되고 있다. 이때, 상기 각 분리막 모듈의 상부 프레임(710)은 상기 여과배관(640)에 형성된 결합홀(642)에 끼워져 결합되는바, 이에 따라 상기 각 집수부(711)에 집수된 여과수는 하나의 여과배관(640)에 모일 수 있다.

상기 여과배관(640)에 모인 여과수를 외부로 회수하기 위해, 상기 여과배관(640)에는 1개 이상의 제1 회수 파이프(1940)가 결합될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 여과배관(640)의 길이방향 양끝단에 2개의 제1 회수 파이프(1940)가 결합되고 있다. 상기 제1 회수 파이프(1940)는 강성의 관으로 이루어지며, S자 형상, 일자 형상 등 어느 것이라도 무관하다.

다음, 상기 제1 회수 파이프(1940)에는 각각 제2 회수 파이프(1960)가 연결되되, 상기 제2 회수 파이프(1960)는 플렉서블(flexible)한 관인 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동에도 불구하고 상기의 여과수배출부(1900)가 파손되지 않으며 여과수를 용이하게 회수할 수 있도록 한다.

상기 제2 회수 파이프(1960)에는 제1 실시예와 마찬가지로 흡입펌프(미도시)가 연결될 수 있으며, 흡입력에 의해 상기 제2 회수 파이프(1960)를 통해 회수된 여과수는 별도의 탱크(미도시)에 저장될 수 있다.

즉, 상기 분리막 모듈의 중공사막(730)의 외부로부터 내부로 유입되며 여과된 여과수는 우선 상기 상부 프레임(710)의 집수부(711)에 모이게 되고, 각 집수부(711)에 모인 여과수는 다시 하나의 여과배관(640)으로 모여 상기 제1 회수 파이프(1940) 및 제2 회수 파이프(1960)를 거쳐 외부로 회수되는 것이다.

본 실시예에서는 여과배관에 연결되는 강성의 제1 회수 파이프와 플렉서블한 연성의 제2 회수 파이프를 따로 구성하고 있으나, 플렉서블한 관이 바로 상기 여과배관에 연결되도록 할 수도 있다.

다음으로는, 도 30 내지 도 33을 참고하여 각 실시예에 따라 다수의 막지지프레임(600)이 상기 처리조(300)의 내부에 설치되는 구조를 살펴보도록 한다.

상기 처리조(300)의 내부에는 하수(또는 폐수)의 여과용량 등에 따라 다수의 막지지프레임(600)이 배치되는 것이 일반적이다. 이때, 부지면적 등에 따라 상기 다수의 막지지프레임(600)은 일렬로 길게 배열될 수도 있으며, 다수의 열로 나뉘어 배열될 수도 있다.

아래에서는, 상기 처리조(300)의 내부에 10개의 막지지프레임(600)이 설치되는 것을 기준으로 각각의 실시예에 대해 설명하도록 한다.

[제1 실시예]

제1 실시예에 따르면, 상기 처리조(300)의 내부에 10개의 막지지프레임(600)이 일렬로 배열되되, 하나의 왕복수단(200)과 연결되어 일체로 왕복운동한다.

이는 상기 처리조(300)가 설치되는 부지가 길이는 길지만 폭이 여유롭지 않을 때 적용될 수 있다.

상기에서 살펴보았듯이, 상기 왕복수단(200)은 왕복프레임(250)과 구동부(205)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 막지지프레임(600)과 연결되어 막지지프레임을 왕복시키도록 제공된다.

구체적으로, 상기 왕복프레임(250)은 상기 막지지프레임(600)과 연결되어 상기 막지지프레임(600)을 지지하는 부분이며, 상기 구동부(205)는 상기 처리조(300)에 배치되고 상기 왕복프레임(250)의 일측에 연결되어 상기 왕복프레임(250)을 이동시키도록 구성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 10개의 막지지프레임(600)은 하나의 왕복수단(200)과 연결되고 있으므로, 상기 10개의 막지지프레임(600)은 하나의 왕복프레임(250) 내부에 일렬로 배치된다. 이때, 하나의 틀을 가지는 왕복프레임(250)의 내부에 상기 10개의 막지지프레임(600)이 모두 연결되어 일렬로 설치될 수도 있으나, 도 30에 도시된 바와 같이 상기 왕복프레임(250)은 설치될 막지지프레임(600)의 개수만큼 칸을 갖도록 형성되어, 즉 본 실시예에서는 10개의 칸을 갖도록 형성되어 상기 막지지프레임(600)이 각각의 칸에 설치될 수 있다. 이에 따라, 막지지프레임(600)이 손상되거나 문제가 생겼을 경우 개별로 교체가 가능하며, 설치가 보다 간편하다.

본 실시예에 따르면, 다수의 막지지프레임(600)을 하나의 왕복수단(200)에 의해 왕복 운동시켜야 하므로 큰 구동력이 필요하다.

[제2 실시예]

제2 실시예에 따르면, 상기 처리조(300)의 내부에 10개의 막지지프레임(600)이 일렬로 배열되되, 양측으로 5개씩 나뉘어 각각 왕복수단(200)과 연결되고 있다. 이에 따라, 양측에 각각 5개씩 나뉜 막지지프레임(600) 세트는 별개로 왕복운동할 수 있다. 즉, 양측의 막지지프레임(600) 세트는 같은 방향으로 왕복운동할 수도 있으나, 서로 다른 방향으로 왕복운동할 수도 있다.

이는 제1 실시예와 마찬가지로 상기 처리조(300)가 설치되는 부지가 길이는 길지만 폭이 여유롭지 않을 때 적용될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에서 상기 10개의 막지지프레임(600)은 양쪽에 2개의 세트로 나뉘어 각각 하나의 왕복수단(200)과 연결되고 있으므로, 상기 왕복수단(200)은 상기 처리조(300)의 양측에 각각 설치되며, 5개의 막지지프레임(600)씩 각각 하나의 왕복프레임(250) 내부에 일렬로 배치된다.

이때, 하나의 틀을 가지는 왕복프레임(250)의 내부에 상기 5개의 막지지프레임(600) 세트가 모두 연결되어 일렬로 설치될 수도 있으나, 도 31에 도시된 바와 같이 상기 왕복프레임(250)은 설치될 막지지프레임(600)의 개수만큼 칸을 갖도록 형성되어, 즉 본 실시예에서는 5개의 칸을 갖도록 형성되어 상기 막지지프레임(600)이 각각의 칸에 설치될 수 있다. 이에 따라, 막지지프레임(600)이 손상되거나 문제가 생겼을 경우 개별로 교체가 가능하며, 설치가 보다 간편하다.

본 실시예는 제1 실시예에서와 같이 하나의 왕복수단에 의해 10개의 막지지프레임을 일체로 왕복운동시키지 않고, 5개의 막지지프레임(600)씩 분리하여 각각 왕복수단(200)과 연결하고 있는바, 큰 구동력을 부여하지 않아도 되며 5개의 막지지프레임(600) 세트 간 간격을 두고 각 세트를 반대방향으로 왕복운동시켜 소용돌이를 발생시킴으로써 슬러지 부양효과도 얻을 수 있다.

[제3 실시예]

제3 실시예에 따르면, 상기 처리조(300)의 내부에 10개의 막지지프레임(600)이 5개씩 2열로 나뉘어 배열되되, 하나의 왕복수단(200)과 연결되어 일체로 왕복운동한다.

이는 상기 처리조(300)가 설치되는 부지가 폭은 넓지만 길이가 여유롭지 않을 때 적용될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에서 상기 10개의 막지지프레임(600)은 하나의 왕복수단(200)과 연결되고 있으므로, 상기 10개의 막지지프레임(600)은 하나의 왕복프레임(250) 내부에 2열로 나란하게 배치된다.

이때, 하나의 틀을 가지는 왕복프레임(250)의 내부에 상기 10개의 막지지프레임(600)이 2열로 5개씩 나뉜 상태로 모두 연결되어 설치될 수도 있으나, 도 32에 도시된 바와 같이 상기 왕복프레임(250)은 설치될 막지지프레임(600)의 개수만큼 칸을 갖도록 형성되어, 즉 본 실시예에서는 2열로 5개씩 나뉘어 총 10개의 칸을 갖도록 형성되어 상기 막지지프레임(600)이 각각의 칸에 설치될 수 있다. 이에 따라, 막지지프레임(600)이 손상되거나 문제가 생겼을 경우 개별로 교체가 가능하며, 설치가 보다 간편하다.

본 실시예에 따르면, 다수의 막지지프레임(600)을 하나의 왕복수단(200)에 의해 왕복 운동시켜야 하므로 큰 구동력이 필요하다.

[제4 실시예]

제4 실시예에 따르면, 상기 처리조(300)의 내부에 10개의 막지지프레임(600)이 5개씩 2열로 나뉘어 배열되되, 각 열마다 별개의 왕복수단(200)과 연결되고 있다. 이에 따라, 각 열의 막지지프레임(600) 세트는 별개로 왕복운동할 수 있다. 즉, 각 열의 막지지프레임(600) 세트는 같은 방향으로 왕복운동할 수도 있으나, 서로 다른 방향으로 왕복운동할 수도 있다.

이는 제3 실시예와 마찬가지로 상기 처리조(300)가 설치되는 부지가 폭은 넓지만 길이가 여유롭지 않을 때 적용될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에서 상기 10개의 막지지프레임(600)은 2열로 나뉘어 각각 하나의 왕복수단(200)과 연결되고 있으므로, 상기 왕복수단(200)은 상기 처리조(300)의 일측에 나란하게 2개가 설치되며, 5개의 막지지프레임(600)씩 각각 하나의 왕복프레임(250) 내부에 일렬로 배치된다.

이때, 하나의 틀을 가지는 왕복프레임(250)의 내부에 상기 5개의 막지지프레임(600) 세트가 모두 연결되어 일렬로 설치될 수도 있으나, 도 33에 도시된 바와 같이 상기 왕복프레임(250)은 설치될 막지지프레임(600)의 개수만큼 칸을 갖도록 형성되어, 즉 본 실시예에서는 5개의 칸을 갖도록 형성되어 상기 막지지프레임(600)이 각각의 칸에 설치될 수 있다. 이에 따라, 막지지프레임(600)이 손상되거나 문제가 생겼을 경우 개별로 교체가 가능하며, 설치가 보다 간편하다.

본 실시예는 제3 실시예에서와 같이 하나의 왕복수단에 의해 10개의 막지지프레임을 일체로 왕복운동시키지 않고, 각 열에 5개의 막지지프레임(600)씩 분리하여 각각 왕복수단(200)과 연결하고 있는바, 큰 구동력을 부여하지 않아도 되며 각 열의 막지지프레임(600) 세트 간 간격을 두고 각 세트를 반대방향으로 왕복운동시켜 소용돌이를 발생시킴으로써 슬러지 부양효과도 얻을 수 있다.

또한, 각 열이 서로 다른 방향으로 왕복 운동함에 따라 왕복 운동에 따른 진동을 상쇄할 수 있어, 상기 처리조(300)에 발생하는 진동이 저감되며 안정적이다.

아래에서는, 본원발명의 제어부(1000) 및 이에 따른 막 여과 시스템의 제어방법을 살펴보도록 한다.

본 발명의 막 여과 시스템은, 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리 또는 진동수를 제어할 수 있는 제어부(1000)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(1000)는 운전조건, 분리막 모듈의 오염도 등에 따라 상기 분리막 모듈(700)에서 분리막이 왕복 운동하는 거리 또는 진동수를 조절하도록 하며, 본 실시예에서 상기 제어부(1000)는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도를 측정하는 오염측정부(1200) 및 상기 오염측정부(1200)에 의해 측정된 오염도에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리 또는 진동수를 제어하는 조절제어부(1400)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 오염측정부(1200)는 분리막의 막간차압(TMP)을 측정함으로써 상기 분리막 모듈(700)의 오염도를 측정할 수 있다. 본 발명인 막 여과 시스템에 있어서, 초기운전 시나 역세척(bachwash)을 진행한 후의 운전 시에는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 낮게 측정될 것이고, 여과가 상당시간 이루어지고 난 후에는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 높게 측정될 것이다.

이에 따라, 상기 조절제어부(1400)는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 높아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 진동수를 늘리고 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 낮아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 진동수를 줄일 수 있다. 즉, 상기 오염도가 높아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복주기를 줄이고, 상기 오염도가 낮아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복주기를 늘릴 수 있다.

상기 분리막 모듈(700)의 진동수를 늘리면 분리막이 더 빠른 속도로 왕복하게 되면서 분리막에 부여되는 관성이 더 커짐에 따라 분리막에 부착된 오염물이 분리, 제거될 수 있다.

다만, 진동수를 높이면 에너지 소모량이 더 커지게 되므로 상기 분리막 모듈(700)의 오염도에 따라 적절하게 조절함으로써, 에너지 소모량을 절감하면서도 왕복운동에 의한 분리막의 파울링(fouling) 제거효과를 효과적으로 얻을 수 있다.

이때, 상기 분리막 모듈(700)은 분리막 모듈(700)이 설치되는 상기 막지지프레임(600) 및 막지지프레임(600)을 지지하는 상기 왕복프레임(250)과 함께 왕복운동하므로, 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리 및 진동수(주기)를 조절함으로써 상기 분리막 모듈(700)도 조절 가능하다.

이에 따라, 상기 조절제어부(1400)는 상기 왕복수단(200)과 연결되어 동력을 전달하는 상기 모터(210)의 속도를 제어하도록 할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 분리막 모듈(700)은 0.5Hz로 왕복 운동하도록 설정될 수 있으며, 분리막의 오염도에 따라 1Hz까지 조절될 수 있다. 다만, 진동수가 1Hz를 넘어가게 되면 에너지 소모량이 많아지고 막 여과 시스템의 구조물에 손상을 줄 수 있어 바람직하지 않다.

또한, 상기 조절제어부(1400)는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 높아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 늘이고 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 낮아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 줄일 수 있다.

즉, 진동수가 동일하게 유지될 때 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 늘리게 되면 분리막이 왕복 운동하는 속도가 빨라져 진동수를 높인 것과 유사한 효과가 나타나며, 진동수를 너무 높이게 되면 왕복운동에 의한 진동으로 인해 시스템의 구조물이 손상될 위험이 있으므로 왕복운동거리를 늘려줄 수 있다.

상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 늘리면 분리막이 더 빠른 속도로 왕복하게 되면서 분리막에 부여되는 관성이 더 커짐에 따라 분리막에 부착된 오염물이 분리, 제거될 수 있다.

이때, 상기 분리막 모듈(700)은 상기 막지지프레임(600) 및 상기 왕복프레임(250)과 함께 왕복운동하므로, 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 조절함으로써 상기 분리막 모듈(700)의 왕복거리도 조절 가능하다. 이에 따라, 상기 조절제어부(1400)는 상기 왕복수단(200)과 연결되어 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 조절 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기에서 살펴본 바와 같이 상기 구동부(205)는 모터(210), 제1 풀리(211), 제2 풀리(213), 로터(230) 및 링크로드(220)를 포함하여 구성되되, 상기 모터(210)와 로터(230)는 상기 제1 풀리(211) 및 제2 풀리(213)를 통해 회전 가능하게 연결되어 있으며, 상기 링크로드(220)는 상기 로터(230)와 왕복프레임(250) 간에 연결되어 회전운동을 왕복운동으로 전환하도록 제공될 수 있다.

이때, 상기 로터(230)에는 상기 링크로드(220)와 연결되는 복수의 연결구(233)가 형성됨으로써 상기 링크로드(220)가 상기 로터에 연결되는 연결구(233)를 달리하면 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 조절할 수 있게 된다.

즉, 상기 조절제어부(1400)는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 높아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 늘려야 하는 경우에는, 상기 로터(230)의 중심에서 상대적으로 간격이 큰 연결구(233b)에 상기 링크로드(220)를 연결함으로써 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 증가시킬 수 있다.

반대로, 상기 조절제어부(1400)는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 낮아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 줄여야 하는 경우에는 상기 로터(230)의 중심에서 상대적으로 간격이 좁은 연결구(233a)에 상기 링크로드(220)를 연결함으로써 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 감소시킬 수 있다.

더욱이, 상기 링크로드(220)는 링크몸체(221), 상기 링크몸체(221)의 일측에 배치되고 상기 로터의 연결구(233)에 결합되는 제1 링크홀(223) 및 상기 링크몸체(221)의 타측에 배치되고 상기 왕복프레임(250)에 결합되는 제2 링크홀(225)을 포함하여 구성되되, 상기 제1 링크홀(223)은 상기 링크몸체(221)의 길이방향을 따라 복수개가 가공될 수 있다.

이에 따라, 상기 로터의 연결구(233)와 연결되는 상기 링크로드의 제1 링크홀(223)의 부위를 달리하면 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 조절 제어할 수 있다.

즉, 상기 조절제어부(1400)는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 높아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 늘려야 하는 경우에는, 상기 링크로드(220)에서 상기 제2 링크홀(225)에 상대적으로 먼 제1 링크홀(223b)에 상기 로터의 연결구(233)를 체결함으로써 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 증가시킬 수 있다.

반대로, 상기 조절제어부(1400)는 상기 분리막 모듈(700)의 오염도가 낮아짐에 따라 상기 분리막 모듈(700)의 왕복운동거리를 줄여야 하는 경우에는, 상기 링크로드(220)에서 상기 제2 링크홀(225)에 상대적으로 가까운 제1 링크홀(223a)에 상기 로터의 연결구(233)를 체결함으로써 상기 왕복프레임(250)의 왕복거리를 감소시킬 수 있다.

또한, 실시예에 따라 상기 조절제어부(1400)는 상기 분리막 모듈(700)의 역세척(backwash) 시에는 진동수가 높아지도록 제어할 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 분리막 모듈(700)의 역세척 시 진동수가 0.7Hz까지 높아지도록 조절할 수 있으며, 이에 따라 세척 효율을 향상시킬 수 있다.

이상의 사항은 막 여과 시스템의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

100:막 여과 시스템
200:왕복수단 205:구동부
210:모터 211:제1 풀리
212:동력전달벨트 213:제2 풀리
220:링크로드 221:링크몸체
223:제1 링크홀 225:제2 링크홀
230:로터 233:연결구
250:왕복프레임
300:처리조 310:유입구
320:유출구
400:슬러지부양부
410:베인부재 411:베인몸체
413:부양날개 420:슬러지 부양수단
421:제1 베인몸체 425:제1 실링패드
430:승강유닛 431:유압실린더
433:승강로드 441:제2 베인몸체
450:탄성체 455:제2 실링패드
460:완충패드 470:제3 베인몸체
480:부양날개
500:활주수단
[제1 실시예]
511:가이드레일 512:스토퍼
513:휠블록 514:구름휠
514a:중앙휠부 514b:회전축
514c:서포트휠부 515:구름부재
[제2 실시예]
521:가이드레일 522:스토퍼
523:휠지지체 524:테이퍼휠
524a:회전축 525:구름부재
[제3 실시예]
531:리니어가이드 532:스토퍼
533:이동빔 534:볼베어링
[제4 실시예]
551:가이드레일 552:제1 돌출부
561:휠블록 571:구름휠
572:제2 돌출부 580:서포트유닛
581:제1 바디부 582:제1 서포트휠
583:제2 바디부 584:제2 서포트휠
600:막지지프레임 620:보조프레임
640:여과배관 642:결합홀
700:분리막 모듈 710:상부 프레임
711:집수부 720:하부 프레임
712,722:간격유지부 714:배출홀
730:중공사막
[제1 실시예]
740:길이조절부 742:유압실린더
744:계산부 746:구동부
[제2 실시예]
1740:길이조절부 1742:샤프트
1744:캠 1746:모터
810:간격측정유닛 811:제1 간격측정센서
813:제2 간격측정센서 820:제1 간격조절부
820a:이동유닛 821:조절실린더
822:이동블록 823:이동바퀴
825:이동레일 826:제1 구동부
827:제1 유압량산출부 828:제1 간격산출부
829:제1 근접센서 850:제2 간격조절부
851:제2 근접센서 852:제2 간격산출부
853:제2 유압량산출부 854:제2 구동부
860:간격조절수단
[제1 실시예]
900:여과수배출부 920:집수배관
940:제1 회수 파이프 960:제2 회수 파이프
[제2 실시예]
1900:여과수배출부 1940:제1 회수 파이프
1960:제2 회수 파이프
1000:제어부 1200:오염측정부
1400:조절제어부

Claims (10)

1. 처리조;
   상기 처리조에 배치되고, 분리막이 장착되는 막지지프레임;
   상기 막지지프레임의 하단에 배치되고, 처리조의 하부에 축적되는 슬러지를 부양시키도록 제공되는 베인부재;
   상기 막지지프레임과 연결되고, 상기 막지지프레임을 왕복시키는 왕복수단;
   상기 처리조에 배치되고 상기 왕복수단과 연계되며, 상기 막지지프레임의 이동방향을 안내하는 활주수단; 및
   상기 막지지프레임 또는 상기 베인부재와 상기 처리조간의 간격을 측정하는 간격측정유닛;을 포함하며,
   상기 베인부재는, 상기 막지지프레임의 하단에 배치되는 베인몸체 및 상기 베인몸체의 하단에 일정각도를 이루며 연결되는 부양날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 간격측정유닛은,
   상기 막지지프레임과 상기 처리조 내벽간의 간격을 측정하는 제1 간격측정센서; 및
   상기 베인부재와 상기 처리조 바닥간의 간격을 측정하는 제2 간격측정센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
3. 처리조;
   상기 처리조에 배치되고, 분리막이 장착되는 막지지프레임;
   처리조의 하부에 축적되는 슬러지를 부양시키도록, 상기 막지지프레임의 하단에 신축 가능하게 배치되는 슬러지 부양수단;
   상기 막지지프레임과 연결되고, 상기 막지지프레임을 왕복시키는 왕복수단;
   상기 처리조에 배치되고 상기 왕복수단과 연계되며, 상기 막지지프레임의 이동방향을 안내하는 활주수단; 및
   상기 막지지프레임 또는 상기 슬러지 부양수단과 상기 처리조간의 간격을 조절하는 간격조절수단;을 포함하며,
   상기 슬러지 부양수단은 상기 막지지프레임의 하단에 배치되고 서로 신축 가능하게 연동된 복수개의 베인몸체 및 상기 베인몸체의 하단에 일정각도를 이루며 연결되는 부양날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 간격조절수단은,
   상기 막지지프레임과 상기 처리조 내벽간의 간격을 조절하는 제1 간격조절부; 및
   상기 슬러지 부양수단과 상기 처리조 바닥간의 간격을 조절하는 제2 간격조절부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 왕복수단은 상기 막지지프레임과 연동되는 왕복프레임을 구비하되,
   상기 제1 간격조절부는,
   상기 왕복프레임의 상단에 배치되는 조절실린더; 및
   상기 조절실린더의 로드에 연결되고 상기 막지지프레임을 지지하며, 상기 왕복프레임의 폭 방향으로 이동 가능하게 배치되는 이동유닛;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 이동유닛은,
   상기 왕복프레임의 폭 방향으로 배치되는 이동레일; 및
   상기 이동레일을 따라 이동하도록, 구름바퀴를 구비하는 이동블록;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 간격조절부는,
   상기 막지지프레임의 측면에 배치되는 제1 근접센서;
   상기 제1 근접센서로부터 송출된 신호로 상기 막지지프레임과 상기 처리조 내벽간의 간격을 계산하는 제1 간격산출부;
   상기 제1 간격산출부의 산출값을 유압구동값으로 변환하는 제1 유압량산출부; 및
   상기 제1 유압량산출부의 유압구동값에 따라 상기 조절실린더를 구동하는 제1 구동부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬러지 부양수단은,
   상기 막지지프레임의 하단에 배치되는 제1 베인몸체;
   상기 제1 베인몸체의 하단에 연결되는 제2 베인몸체;
   상기 제2 베인몸체의 하단에 연결되는 제3 베인몸체;
   상기 막지지프레임의 왕복운동간에 슬러지가 부양되도록, 상기 제3 베인몸체의 하단에 일정각도를 이루며 연결되는 부양날개; 및
   상기 제1 베인몸체와 상기 제2 베인몸체간에 연동되며 배치되고, 상기 제2 베인몸체를 승강시키는 승강유닛;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 승강유닛은,
   상기 제1 베인몸체에 배치되는 유압실린더; 및
   상기 제2 베인몸체에 배치되고 상기 유압실린더의 로드에 연결되는 승강로드;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 간격조절부는
    상기 부양날개에 배치되는 제2 근접센서;
    상기 제2 근접센서로부터 송출된 신호로부터 상기 부양날개와 상기 처리조 바닥간의 간격을 계산하는 제2 간격산출부;
    상기 제2 간격산출부의 산출값을 유압구동값으로 변환하는 제2 유압량산출부; 및
    상기 제2 유압량산출부의 유압구동값에 따라 상기 유압실린더를 구동하는 제2 구동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 여과 시스템.
    
    
    

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