KR101954388B1 - 수처리용 가압식 분리막 여과장치 및 이를 이용한 수처리 방법 - Google Patents

수처리용 가압식 분리막 여과장치 및 이를 이용한 수처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분리막 여과장치에 있어서, 다수의 원통형 분리막모듈(30)이 설치되고, 상기 원통형 분리막모듈(30)의 하부에는 원수탱크로부터 이송되는 원수(raw water)를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하는 원수공급부(20)가 연결설치되고 상부에는 밀폐된 상태에서 상기 원통형 분리막모듈(30)의 내부를 흡입하여 원수를 여과시켜 처리수가 배출되게 하는 가압배출부(10)가 설치되어 분리막 여과장치에 사용되는 중공사막(62)을 높은 인장강도, 내화학성, 내열성 및 내구성이 우수한 PTFE소재를 사용함에 따라 분리막 여과장치의 사용기간을 늘릴 수 있어 유지보수비용을 줄일 수 있는 효과가 있으며, 수처리 여과시 중공사막(62)에 붙은 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있어 수처리능력의 저하없이 효과적으로 수처리가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

수처리용 가압식 분리막 여과장치 및 이를 이용한 수처리 방법{PRESSURE TYPE SEPARATION MEMBRANE FILTRATION APPARATUS FOR WATER TREATMENT AND WATER TREATMENT METHOD USING THE SAME}
본 발명은 수처리용 가압식 분리막 여과장치에 관한 것으로, 특히 오존을 사용하는 수처리시 여과장치가 산화되는 것을 방지하여 유지보수기간을 늘릴 수 있는 수처리용 가압식 분리막 여과장치 및 수처리 방법에 관한 것이다.
산업의 발전, 인구 증가로 효율적인 물 사용과 처리 기술에 관심이 높아지고 있다. 최근 정수 처리, 하-폐수 처리 공정 등에서 수질의 안정성을 확보하기 위하여 분리막 기술 적용이 점차 증가되고 있다. 수처리 공정에 적용되는 분리막에는 중공사 분리막과 평막이 있으며, 중공사 분리막의 경우, 단위면적당 부피가 크고, 모듈 제작 및 비용이 상대적으로 용이하기 때문에 많은 중공사 분리막 연구가 진행되고 있다.
일반적 수처리용 분리막 소재로는 Psf(polysulfone), PE(polyethylene), PP(polypropylene), CA(celluloseacetate), PVDF(polyvinylidene fluoride) 등이 사용된다. 분리막이 사용되는 수처리 공정에서 분리막 오염을 제어하기 위하여 물리적, 화학적 처리를 진행하고 있으며, 이로 인해 분리막의 수명이 단축되는 문제가 있어 최근 강도 및 내화학성이 우수한 PVDF(Polyvinylidene fluoride) 중공사막(62)이 정수용과 산업용 분리막으로 널리 사용되고 있다.
최근 들어 수처리시설에 있어 고도의 수처리를 위해 오존처리를 통해 정화하는 방식을 채택하고 있으며, 오존이 갖는 강한 산화분해작용으로 살균, 표백, 탈취, 철이나 망간의 제거, 시안화합물, 페놀이나 세제의 분해 등의 효과가 있어 폐수의 최종처리단계에서 사용된다.
하지만 오존을 이용한 수처리시 오존의 강한 산화 분해작용으로 인해 수처리용 분리막이 산화되어 제품의 부식이 발생하여 깨지거나 갈라지게 되며 이로 인해 수처리 능력이 떨어지거나 수처리가 확실하지 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
더욱이 이를 해결하기 위해 막대한 비용을 들여 설치한 수처리시설을 짧은 주기로 교체하여야 하는 유지보수비용의 증가가 발생하게 되는 문제도 있는 것이다.
공개특허공보 제10-2014-0066606호, '폴리비닐덴플루오라이드(PVDF) 중공사막(62)의 제조방법'
따라서 본 발명의 목적은 오존을 이용한 수처리시 오존의 강한 산화작용에 오래 견딜 수 있어 수처리시설의 교체주기를 늘려 유지보수비용을 줄일 수 있는 수처리용 가압식 분리막 여과장치를 제공하는데에 있다.
또한, 여과장치의 슬러지를 효과적으로 제거하여 수처리 효율을 높일 수 있는 수처리용 가압식 분리막 여과장치를 제공하는데에 있다.
상기 목적에 따른 본 발명은 분리막 여과장치에 있어서, 다수의 원통형 분리막모듈(30)이 설치되고, 상기 원통형 분리막모듈(30)의 하부에는 원수탱크로부터 이송되는 원수(raw water)를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하는 원수공급부(20)가 연결설치되고 상부에는 밀폐된 상태에서 상기 원통형 분리막모듈(30)의 내부를 흡입하여 원수를 여과시켜 처리수가 배출되게 하는 가압배출부(10)가 설치됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 원통형 분리막모듈(30)은 원통형의 몸체(60)가 구비되고 상기 몸체(60) 내측에는 원수를 수처리하기 위한 다수의 중공사막(62)이 설치되며, 몸체(60)의 상부에는 중공사막(62)을 몸체(60)에 설치하기 위한 상부커버(40)가 설치되고 하부에는 원수공급부(20)와 연결설치되어 원수를 분리막모듈(30) 내부로 공급하는 하부커버(50)가 설치되며, 분리막모듈(30)의 상부커버(40)에는 가압배출부(10)가 밀폐된 상태로 연결설치되어 처리수가 배출됨과 함께 분리막모듈(30)의 역세척을 위한 역세척수와 에어가 공급되는 제1통로(32)가 형성되고, 하부에는 원수공급부(20)를 통해 이송되는 원수를 분리막모듈(30) 내부로 유입시킴과 함께 분리막모듈(30)의 역세척시 세척수가 배출되는 제2통로(34)가 형성되며, 분리막모듈(30)이 상부 일측에는 분리막모듈(30)의 역세척시 역세척수가 배출됨과 함께 에어공급에 의한 중공사막(62)의 세척시 공급된 에어가 배출되는 제3통로(36)가 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부커버(40)에는 중공사막(62)의 상단부를 끼움고정하기 위한 밀폐부재(42)를 구비하되, 상기 밀폐부재(42)는 중공사막(62)이 끼워지는 다수의 끼움공(44)이 형성되고, 상기 끼움공(44)에 중공사막(62)을 끼워넣은 후 중공사막(62)과 끼움공(44) 사이의 틈을 밀폐시키기 위한 충전재(46)가 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 중공사막(62)은 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 소재인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 분리막 여과장치를 이용한 수처리 방법에 있어서, 원수탱크에 집수된 원수를 원수공급부(20)를 통해 이송시켜 분리막 여과장치에 다수 설치된 각각의 분리막모듈(30)의 내측으로 공급하는 단계와, 분리막모듈(30) 내측으로 원수가 연속적으로 공급되어진 상태에서 상부에 설치된 가압배출부(10)에 의해 분리막모듈(30) 내부의 압력을 흡입하여 원수가 중공사막(62)을 통과하면서 여과되어 배출되는 단계와, 분리막모듈(30)에 의한 여과공정 후 휴식시간에 가압배출부(10)를 통해 역세척수를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하여 중공사막(62)의 통공(64)으로 유입된 후 중공사막(62) 외부로 배출되도록 하여 중공사막(62) 표면에 묻은 이물질을 제거하는 역세척 단계와, 역세척 공정 후 중공사막(62)의 표면에 묻은 이물질이나 분리막모듈(30) 내측에 쌓인 이물질을 역세척수와 함께 원수탱크로 이송시켜 여과가 이루어지도록 배출하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 원수의 여과과정에서, 분리막모듈(30) 내측에 에어를 항상 공급하여 원수에 와류를 발생시켜 중공사막(62)의 표면에 이물질이 부착되지 않도록 하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명은 분리막 여과장치에 사용되는 중공사막(62)을 높은 인장강도, 내화학성, 내열성 및 내구성이 우수한 PTFE소재를 사용함에 따라 분리막 여과장치의 사용기간을 늘릴 수 있어 유지보수비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 수처리 여과시 중공사막(62)에 붙은 슬러지를 효과적으로 제거할 수 있어 수처리능력의 저하없이 효과적으로 수처리가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 가압식 분리막 여과장치의 구성도,
도 2는 도 1의 정면도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 가압식 분리막 여과장치에 설치되는 원통형 분리막모듈(30)의 구성도,
도 4는 도 3의 단면구성도,
도 5는 분리형 모듈의 상부의 설치구조를를 보여주는 도면,
도 6은 분리형 모듈의 하부에 설치되는 에어분사공급부(52)의 구성을 설명하는 도면,
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 가압식 분리막 여과장치의 작동구성을 개략적으로 설명하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 가압식 분리막 여과장치를 이용한 수처리 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 가압식 분리막 여과장치의 전체구성을 설명하는 도면이고, 도 2는 이의 정면도이다.
본 발명의 수처리용 가압식 분리막 여과장치는 다수의 원통형 분리막모듈(30)이 설치되고 상기 원통형 분리막모듈(30)의 하부에는 원수탱크로부터 이송되는 원수(raw water)를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하는 원수공급부(20)가 연결설치되고 상부에는 밀폐된 상태에서 상기 원통형 분리막모듈(30)의 내부를 흡입하여 원수를 여과시켜 처리수가 배출되게 하는 가압배출부(10)가 설치된다.
분리막모듈(30)의 상부에 연결설치된 가압배출부(10)는 밀폐되게 설치되어 분리형 모듈 내측을 흡입하여 원수들이 분리형 모듈을 통과하면서 여과되어 가압배출부(10)를 통해 처리수로 배출되도록 하며, 분리막모듈(30)의 하부에는 원수탱크와 연결된 원수공급부(20)이 설치되어 연속적으로 원수가 분리막모듈(30) 내측으로 공급될 수 있도록 한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 원통형 분리막모듈(30)의 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명의 원통형 분리막모듈(30)은 원통형의 몸체(60)가 구비되고 상기 몸체(60) 내측에는 원수를 수처리하기 위한 다수의 중공사막(62)이 설치되고, 몸체(60)의 상부에는 중공사막(62)을 몸체(60)에 설치하기 위한 상부커버(40)가 설치되고 하부에는 원수공급부(20)와 연결설치되어 원수를 분리막모듈(30) 내부로 공급하는 하부커버(50)가 설치되며, 분리막모듈(30)의 상부커버(40)에는 가압배출부(10)가 밀폐된 상태로 연결설치되어 처리수 배출과 함께 분리막모듈(30)의 역세척을 위한 물과 에어가 공급되는 제1통로(32)가 형성되고, 하부에는 원수공급부(20)를 통해 이송되는 원수를 분리막모듈(30) 내부로 유입시킴과 함께 분리막모듈(30)의 역세척시 세척수가 배출되는 제2통로(34)가 형성되며, 분리막모듈(30)이 상부 일측에는 분리막모듈(30)의 역세척시 세척수가 배출됨과 함께 에어공급에 의한 중공사막(62)의 세척시 공급된 에어가 배출되는 제3통로(36)가 형성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 중공사막(62)은 중앙이 비어 있는 실관형태로서 다수의 중공사막(62)이 분리막모듈(30)내에 설치되어 단위 부피당 표면적을 넓힘으로써 수처리 생산성을 높일 수 있는 것이다.
원통형 몸체(60) 내에 중공사막(62)이 설치되는 구조를 보면, 중공사막(62)은 전체적으로 U자형태로 설치되고 내측은 수처리된 처리수가 배출될 수 있는 통공(64)이 형성된다.
중공사막(62)의 상부는 상부커버(40)에 고정설치되어 통공(64)이 상부로 향하도록 설치되며, 하부는 설치봉에 의해 중공사막(62)이 U자형태로 감기도록 설치되어 중공사막(62)의 통공(64)이 전부 상부로 향하게 된다.
본 발명의 분리막 여과장치는 오존처리되는 수처리 시설에 설치되는 경우 오존의 강한 산화작용에도 견디도록 하여 사용기한이 최소 5년 이상되도록 하기 위해 중곡사막이 PTFE소재로 제조될 수 있다.
PTFE(Polytetrafluoroethylene)는 내화학성(내알칼리성, 내산성)이 우수하고 높은 인장강도를 가짐과 함께 내약품성, 내후성, 내열성 등이 우수하여 중고사막의 내구성이 뛰어나 오존을 이용한 수처리시설에서도 쉽게 갈라지거나 찢어지지 않아 분리막 여과장치의 유지보수 기간을 늘려줄 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시 예로서 원통형 몸체(60) 내에 설치되는 중공사막(62)은 공극이 0.4~0.5㎛, 외경은 1.2~1.4mm, 내경은 0.7~0.9mm, 인장강도는 70~90N인 것이 좋으며, 바람직하게는 공극은 0.45㎛, 외경은 1.3mm, 내경은 0.8mm, 인장강도는 80N일 수 있다.
분리막모듈(30)의 내부에는 원수공급부(20)를 통해 이송된 원수가 제2통로(34)를 통해 내부로 공급되며, 상부커버(40)의 제1통로(32)에 연결설치된 가압배출부(10)를 통해 중공사막(62)이 설치된 분리막모듈(30)을 흡입함으로써 원수가 흡입되면서 중공사막(62)을 통과하며 여과되어 처리수로 배출된다.
중공사막(62)의 통공(64)은 상부커버(40) 내에서 외부로 노출되어야 하며 가압배출부(10)와 연결설치되는 상부커버(40)는 밀폐되게 설치되어야 한다.
상부커버(40)에 의한 중공사막(62)의 설치구조를 보면, 상부커버(40)에는 중공사막(62)의 상단부를 끼움고정하기 위한 밀폐부재(42)가 구비되며, 상기 밀폐부재(42)는 중공사막(62)이 끼워지는 다수의 끼움공(44)이 형성되고, 상기 끼움공(44)에 중공사막(62)을 끼워넣은 후 중공사막(62)과 끼움공(44) 사이의 틈을 밀폐시키기 위한 충전재(46)가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 예로서 상기 밀폐부재(42)는 sus316나 세라믹 소재를 사용할 수 있으며, 상기 충전재(46)는 테프론이나 세라믹 소재로 중공사막(62)과 끼움공(44)의 틈을 메워 밀폐되도록 한다.
또한, 상부커버(40)와 가압배출부(10)가 연결설치되는 위치에 별도의 오링이 설치되어 밀폐력을 높이도록 할 수 있다.
도 6을 참조하여 분리막모듈(30)의 하부커버(50) 설치구조를 보면, 분리막모듈(30)의 하부로는 수처리하고자 하는 원수가 공급될 수 있도록 원수공급부(20)와 연결되는 하부커버(50)가 설치된다.
상기 하부커버(50)는 원수공급부(20)에서 이송되는 원수를 제2통로(34)를 통해 분리막모듈(30) 내부로 공급시키면서 분리막 여과장치의 여과시 분리막모듈(30)의 중공사막(62) 표면에 묻은 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해 분리막모듈(30) 내부의 원수에 와류가 발생시키기 위해 여과과정에서 항상 에어를 분리막모듈(30) 내로 분사공급하는 에어분사공급부(52)가 설치되며, 하부커버(50)의 내측벽에는 상기 에어분사공급부(52)를 통해 공급된 에어에 의해 분리막모듈(30) 내의 원수가 회오리치도록 하는 스크류(54)가 설치된다.
하부커버(50)는 상부로 갈수록 직경이 커지게 형성되어 있으며 내측벽에는 스크류(54)가 설치되어 있으며, 상기 에어분사공급부(52)를 통해 분사되어 분리막모듈(30) 내측으로 공급되는 에어는 하부커버(50) 내측벽에 형성된 스크류(54)에 의해 유도되어 상부로 회전하며 공급된다.
이때 분리막모듈(30) 내측으로 분사공급된 에어가 스크류(54)에 의해 회전이 발생하게 되고 이와 함께 원수도 함께 회전하면서 토네이도 형상으로 회오리가 발생하게 되어 분리막모듈(30) 상부로 전달된다.
분리막모듈(30) 내측에 채워진 원수가 회오리 형태로 회전함에 따라 중공사막(62)의 표면에 이물질이 부착되는 것을 방지하게 되고 분리막모듈(30) 내측에 과한 이물질이 쌓여 중공사막(62)을 통한 여과효율이 떨어지는 것을 방지하게 된다.
즉, 원수가 분리막모듈(30) 내에서 정체되어 있지 않고 항상 회오리형태로 회전함에 따라 이물질이 쉽게 부착되지 못하게 되며 이물질이 분리막모듈(30) 내측에 누적되지 않게 되는 것이다.
다음으로 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 분리막 여과장치의 작동흐름을 설명한다.
본 발명의 분리막 여과장치는 분리막모듈(30)에 형성된 제1,제2,제3통로(36)를 통해 수처리하고자 하는 원수가 분리막모듈(30) 내로 공급되어 수처리된 후 생산수로 배출되어 여과가 이루어지며, 여과 후 분리막모듈(30)의 역세척이 이루어지도록 한다.
도 7a를 참조하여 제1,제2통로(34)를 통해 원수가 처리되는 과정을 설명하면, 원수탱크에 집수된 원수는 원수공급부(20)를 통해 분리막모듈(30)의 하부로 공급되어 분리막모듈(30) 내측으로 이송된다.
분리막모듈(30) 내측으로 공급된 원수는 중공사막(62)에 의해 여과되어 상부로 배출되며, 이때 분리막모듈(30)의 상부에 밀폐되게 설치된 가압배출부(10)를 통해 분리막모듈(30)을 흡입하여 원수가 중공사막(62)의 미세한 공극을 통과하면서 여과되어 중공사막(62) 내측의 통공(64)을 통해 상부로 흡입되어 배출되는 것이다.
즉, 가압배출부(10)를 통한 흡입시에 분리막모듈(30) 내측의 중공사막(62)에 흡입력이 발생하면서 중공사막(62)의 공극으로 원수가 흡입되도록 하여 원수가 중공사막(62)을 통과하면서 여과가 이루어지는 것이다.
다음으로, 도 7b는 분리막 여과장치 역세척 공정을 설명한다.
분리막모듈(30)에 의해 여과하고자 하는 원수는 이물질이 다수 포함되어 있어 중공사막(62)의 흡입방법에 의한 여과시 원수는 중공사막(62)을 통과하면서 여과되고 이물질은 중공사막(62)의 표면에 묻게 되며, 이는 중공사막(62)의 흡입력을 떨어뜨리고 그에 따라 수처리 효율이 떨어지는 문제점이 되고 있다.
이를 해결하기 위해 소정의 시간 동안 분리막 여과장치를 작동시켜 수처리를 한 후 휴식시간에 중공사막(62)의 표면에 묻거나 분리막모듈(30) 내부에 쌓인이물질을 청소하고 나서 다시 분리막 여과장치를 작동시키는 것이 효율적이며, 이를 위해 역세척 공정을 통해 분리막모듈(30)을 세척하게 된다.
역세척 공정을 설명하면, 제1통로(32)를 통해 세척수를 고압으로 분리막모듈(30) 내로 공급하여 중공사막(62) 내부로 유입시켜 세척수가 중공사막(62)을 통과하여 외부로 배출되도록 함으로써 여과시에는 흡입에 의해 수축된 중고사막이 팽창되면서 중공사막(62) 주위에 붙은 이물질을 제거하게 되며, 세척수가 분리막모듈(30) 전체에 유입되도록 하여 분리막 내부를 청소하게 된다.
분리막모듈(30) 내부의 이물질을 청소한 역세척수는 별도의 드레인밸브(drain valve)를 통해 분리막모듈(30) 외부로 배출되며, 제2통로(34)나 제3통로(36)를 통해 배출되어 다시 원수탱크로 이송시켜 여과가 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다.
본 발명의 일 실시 예로서 상기 역세척 공정은 8분 여과공정 후 2분 동안 이루어질 수 있으며, 역세척수의 공급시 구연산과 황산을 함께 공급하여 세척력을 높일 수 있다.
역세척수와 별도로 에어를 공급하여 공급된 에어가 중공사막(62) 내부에서 외부로 통과하면서 중공사막(62)이 팽창되도록 하여 중공사막(62) 표면에 묻은 이물질을 탈리시킬 수도 있다.
도 7c는 분리막 여과장치의 공기 세척 공정을 설명한다.
앞서 설명한 역세척수를 이용한 역세척 공정과 별도로 중공사막(62)의 표면에 이물질이 쉽게 달라 붙지 못하게 하거나 여과과정에서 붙은 슬러지와 같은 이물질을 털어내기 위해 분리막모듈(30) 하부에서 에어를 공급하게 된다.
이때 공급되는 에어는 도 7에 도시한 바와 같이 에어분사공급부(52)를 통해 분리막모듈(30) 내로 에어가 공급되면서 분리막모듈(30) 내의 원수가 토네이도 형태의 회전이 발생되도록 함으로써 분리막모듈(30) 내에서 와류를 일으켜 중공사막(62)이 좌우로 흔들리도록 하여 중공사막(62) 표면에 묻은 이물질을 털어내는 효과를 갖도록 한다.
이러한 에어분사공급부(52)에 의한 에어공급은 분리막 여과장치의 여과시 항상 작동되도록 하여 중공사막(62)의 표면에 이물질이 묻는 것을 방지할 수 있어 분리막모듈(30)의 여과효율을 높이는 것이다.
이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 수처리용 가압식 분리막 여과장치를 이용한 수처리 방법을 설명한다.
원수탱크에 집수된 원수를 원수공급부(20)를 통해 이송시켜 분리막 여과장치에 다수 설치된 각각의 분리막모듈(30)의 내측으로 공급하게 된다.
분리막모듈(30) 내측으로 원수가 연속적으로 공급되어진 상태에서 상부에 설치된 가압배출부(10)에 의해 분리막모듈(30) 내부의 압력을 흡입하게 된다.
이때, 분리막모듈(30)의 상부에 설치되는 가압배출부(10)의 연결부위는 밀폐된 상태가 되어야 흡입력이 발생하게 된다.
가압배출부(10)의 흡입에 의해 분리막모듈(30) 내부를 흡입하는 단계에서 분리막모듈(30) 내측에 설치된 중공사막(62)에 흡입력이 발생하게 되고 중공사막(62)이 수축되면서 원수가 중공사막(62)의 공극을 통과하여 여과되도록 하며 처리수가 중공사막(62)의 중심에 형성된 통공(64)을 통해 상부로 배출되는 것이다.
본 발명의 실시 예로서 가압배출부(10)에 의한 흡입력에 의해 중공사막(62)을 원수가 통과하여 여과되는 공정은 8분간 운행하게 되며, 여과공정의 운행 후 휴식시간동안 분리막모듈(30)의 세척공정이 이루어진다.
분리막모듈(30)에 의한 여과공정 후 휴식시간에 가압배출부(10)를 통해 역세척수를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하여 중공사막(62)의 통공(64)으로 유입된 후 중공사막(62) 외부로 배출되도록 하여 중공사막(62) 표면에 묻은 이물질을 제거하게 된다.
이때 역세척수에는 구연산, 황산 등을 혼합함으로써 세척력을 높일 수 있는 것이다.
또한, 역세척수에 의한 역세척과 함께 고압의 에어를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하여 수축되어 있던 중공사막(62)이 팽창되면서 이물질이 떨어져 나가도록 세척하는 공정도 함께 이루어질 수 있다.
공기 세척시 가압배출부(10)를 통해 에어를 중공사막(62)으로 공급하게 되면 수축되어 있던 중공사막(62)의 내측 통공(64)을 통해 에어가 공급되면서 팽창하게 되고, 중공사막(62) 내측에서 외측으로 에어가 빠져나가면서 중공사막(62) 표면에 붙은 이물질이 떨어지도록 하는 것이며, 공급된 에어는 제3통로(36)를 통해 빠져나가도록 한다.
역세척수에 의한 역세척이나 공기세척 공정 후 중공사막(62)의 표면에 묻은 이물질이나 분리막모듈(30) 내측에 쌓인 이물질을 역세척수와 함께 드래인밸브를 통해 외부로 배출시키게 되며, 배출된 역세척수는 다시 원수탱크로 이송시켜 여과가 이루어질 수 있도록 한다.
상기 역세척공정은 8분 여과공정의 운행 후 2분 휴식시간 동안 이루어질 수 있다.
상기 역세척 공정 및 공기세척 공정과는 별도로 원수의 여과공정 중에는 분리막모듈(30) 내부에 원수가 채워진 상태에서 분리막모듈(30)의 하부에서 에어를 공급하여 와류를 발생시킴으로써 분리막모듈(30) 내부에 채워진 원수가 토네이도 형상으로 회오리가 되도록 돌게 하여 중공사막(62)의 표면에 이물질이 부착되지 않도록 한다.
분리막모듈(30)의 하부에서 에어분사공급부(52)를 통해 내측으로 공급되는 에어는 내측으로 분사공급되면서 분리막모듈(30)의 하부 내측에 형성된 스크류(54)에 의해 상부로 회전하면서 공급되며, 토네이도 형태로 회전하며 공급됨에 따라 분리막모듈(30) 내측에 채워진 원수 역시 에어를 따라 회오리처럼 돌게 되어 원수가 토네이도 형태로 회전함에 따라 중공사막(62)에 이물질이 묻는 것을 방지할 수 있게 된다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
(10)-- 가압배출부 (20)-- 원수공급부
(30)-- 분리막모듈
(32)-- 제1통로
(34)-- 제2통로 (36)-- 제3통로
(40)-- 상부커버
(42)-- 밀폐부재
(44)-- 끼움공 (46)-- 충전재
(50)-- 하부커버
(52)-- 에어분사공급부 (54)-- 스크류
(60)-- 몸체
(62)-- 중공사막 (64)-- 통공

Claims (6)

  1. 분리막 여과장치에 있어서,
    다수의 원통형 분리막모듈(30)이 설치되되,
    상기 원통형 분리막모듈(30)은 원통형의 몸체(60)가 구비되고 상기 몸체(60) 내측에는 원수를 수처리하기 위한 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 소재의 다수 중공사막(62)이 설치되며,
    몸체(60)의 상부에는 중공사막(62)을 몸체(60)에 설치하기 위한 상부커버(40)가 설치되되, 상부커버(40)에는 중공사막(62)의 상단부를 끼움고정하기 위한 밀폐부재(42)를 구비하되, 상기 밀폐부재(42)는 중공사막(62)이 끼워지는 다수의 끼움공(44)이 형성되고, 상기 끼움공(44)에 중공사막(62)을 끼워넣은 후 중공사막(62)과 끼움공(44) 사이의 틈을 밀폐시키기 위한 충전재(46)가 구비되고,
    몸체(60)의 하부에는 원수공급부(20)와 연결설치되어 원수를 분리막모듈(30) 내부로 공급하는 하부커버(50)가 설치되되,
    상기 하부커버(50)는 상부로 갈수록 직경이 커지게 형성되어 원수공급부(20)에서 이송되는 원수를 제2통로(34)를 통해 분리막모듈(30) 내부로 공급시키면서 분리막 여과장치의 여과시 분리막모듈(30)의 중공사막(62) 표면에 묻은 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위해 분리막모듈(30) 내부의 원수에 와류를 발생시키기 위해 여과과정에서 항상 에어를 분리막모듈(30) 내로 분사공급하는 에어분사공급부(52)가 설치되고, 하부커버(50)의 내측벽에는 상기 에어분사공급부(52)를 통해 공급된 에어에 의해 원수가 분리막모듈(30) 내에서 정체되어 있지 않고 항상 회오리형태로 회전하도록 하여 이물질이 중공사막(62)의 표면에 쉽게 부착되지 못하도록 하는 스크류(54)가 설치되며,
    분리막모듈(30)의 상부커버(40)에는 가압배출부(10)가 밀폐된 상태로 연결설치되어 처리수가 배출됨과 함께 분리막모듈(30)의 역세척을 위한 역세척수와 에어가 공급되는 제1통로(32)가 형성되고, 하부에는 원수공급부(20)를 통해 이송되는 원수를 분리막모듈(30) 내부로 유입시킴과 함께 분리막모듈(30)의 역세척시 세척수가 배출되는 제2통로(34)가 형성되며,
    분리막모듈(30)이 상부 일측에는 분리막모듈(30)의 역세척시 역세척수가 배출됨과 함께 에어공급에 의한 중공사막(62)의 세척시 공급된 에어가 배출되는 제3통로(36)가 형성되며,
    상기 원통형 분리막모듈(30)의 하부에는 원수탱크로부터 이송되는 원수(raw water)를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하는 원수공급부(20)가 연결설치되고 상부에는 밀폐된 상태에서 상기 원통형 분리막모듈(30)의 내부를 흡입하여 원수를 여과시켜 처리수가 배출되게 하는 가압배출부(10)가 설치됨을 특징으로 하는 수처리용 가압식 분리막 여과장치.
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  5. 분리막 여과장치를 이용한 수처리 방법에 있어서,
    원수탱크에 집수된 원수를 원수공급부(20)를 통해 이송시켜 분리막 여과장치에 다수 설치된 각각의 분리막모듈(30)의 내측으로 공급하는 단계와,
    분리막모듈(30) 내측으로 원수가 연속적으로 공급되어진 상태에서 상부에 설치된 가압배출부(10)에 의해 분리막모듈(30) 내부의 압력을 흡입하여 원수가 중공사막(62)을 통과하면서 여과되어 배출되는 단계와,
    원수의 여과과정에서, 분리막모듈(30) 내측에 에어를 항상 공급하여 원수에 와류를 발생시켜 중공사막(62)의 표면에 이물질이 부착되지 않도록 하는 단계와,
    분리막모듈(30)의 하부에 형성된 에어분사공급부(52)를 통해 내측으로 에어를 분사공급하면서 공급되는 에어가 분리막모듈(30)의 내벽면에 형성된 스크류(54)에 의해 상부로 회전하면서 공급되고, 토네이도 형태로 회전하며 공급되는 에어에 의해 분리막모듈(30) 내측에 채워진 원수 역시 에어를 따라 토네이도 형태로 회전하도록 하여 중공사막(62)에 이물질이 묻는 것을 방지하는 단계와,
    분리막모듈(30)에 의한 8분 여과공정의 운행 후 2분 휴식시간에 가압배출부(10)를 통해 구연산, 황산이 혼합된 역세척수를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하여 중공사막(62)의 통공(64)으로 유입된 후 중공사막(62) 외부로 배출되도록 하여 중공사막(62) 표면에 묻은 이물질을 제거하는 역세척 단계와,
    역세척수에 의한 역세척과 함께 고압의 에어를 분리막모듈(30) 내측으로 공급하여 수축되어 있던 중공사막(62)이 팽창되면서 이물질이 떨어져 나가도록 세척하는 단계와,
    역세척 공정 후 중공사막(62)의 표면에 묻은 이물질이나 분리막모듈(30) 내측에 쌓인 이물질을 역세척수와 함께 원수탱크로 이송시켜 여과가 이루어지도록 배출하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 수처리용 가압식 분리막 여과장치를 이용한 수처리 방법.
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