KR102020164B1 - 막 모듈 및 수처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관련된 막 모듈 (1) 은, 축선 (A) 이 연직 방향으로 연장되는 통 형상의 케이싱 (2) 과, 케이싱 (2) 의 내부에 있어서 연장 방향으로 연장되고, 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조를 갖는 복수의 관상 여과막 (3) 과, 관상 여과막 (3) 의 일단끼리, 및 관상 여과막 (3) 의 타단끼리를 복수의 관상 여과막 (3) 이 직렬적으로 접속되도록 접속하는 복수의 접속 부재 (34) 를 구비한다.
Description
본 발명은, 시뇨 (屎尿) 등의 유기성 폐수를 처리하는 막 모듈 및 수처리 시스템에 관한 것이다.
본원은, 2015년 11월 18일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2015-225958호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
시뇨 등의 유기성 폐수를 처리하는 경우, 고액 (固液) 의 분리에 MF (정밀 여과), UF (한외 여과) 등의 막 분리를 사용하는 것이 주류로 되어 있다.
막 분리 장치로는, 원통 형상의 케이싱과, 케이싱 내에 수용된 복수의 관상 (管狀) 여과막 (중공사막) 을 구비한 복수의 막 모듈을 사용하여, 관상 여과막의 내측에 원수를 순환시키면서 여과하는 방식의 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 관상 여과막을 투과한 투과수는, 흡인 펌프에 의해 흡인되고, 예를 들어, 저류조에 저류되어 적절히 이용된다.
종래의 막 분리 장치는, 복수의 막 모듈의 케이싱에 수용된 관상 여과막의 배열 방법이 병렬 방식으로 되어 있다. 즉, 피처리수는 케이싱의 헤더를 통하여 복수의 관상 여과막 내에 도입된다.
이와 같은 형태의 경우, 순환하는 피처리수의 양이 많아지기 때문에, 운전 동력이 커져 버린다는 과제가 있었다. 또, 각각의 관상 여과막에 피처리수가 균등하게 공급되지 않는 경우, 막면 유속이 불균일해져, 관상 여과막에 오니가 퇴적되거나 정체되거나 하는 과제가 있다. 오니의 퇴적이나 정체에 의해, (1) 유효 활용되지 않는 관상 여과막이 생기고, (2) FLUX (유출량) 의 저하, (3) 관상 여과막의 폐색, 등의 문제가 발생한다는 과제가 있다.
이 발명은, 수처리 시스템의 운전 동력의 저감을 꾀함과 함께, 관상 여과막에 오니가 퇴적되거나 정체되거나 하는 것을 억제할 수 있는 막 모듈 및 수처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 제 1 양태에 의하면, 막 모듈은, 축선이 연직 방향으로 연장되는 통 형상의 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 있어서 상기 케이싱의 연장 방향으로 연장되고, 친수성 모노머가 공중합된 단층 (單層) 구조를 갖는 복수의 관상 여과막과, 상기 관상 여과막의 일단끼리, 및 상기 관상 여과막의 타단끼리를 상기 복수의 관상 여과막이 직렬적으로 접속되도록 접속하는 복수의 접속 부재를 구비한다.
이와 같은 구성에 의하면, 복수의 관상 여과막을 병렬적으로 접속하는 방식과 비교하여, 관상 여과막을 흐르는 피처리수의 유량을 적게 할 수 있다. 이로써, 피처리수를 순환시키기 위한 운전 동력을 작게 할 수 있다. 또, 막면 유속이 균일해지기 때문에, 관상 여과막에 오니가 퇴적되거나 정체되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(2) 상기 (1) 에 기재된 막 모듈에 있어서, 상기 케이싱의 연장 방향의 일단에 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막의 일단 (端) (제 1 단) 이 연결된 복수의 관통공을 갖는 제 1 격벽과, 상기 케이싱의 연장 방향의 타단 (제 2 단) 에 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막의 타단이 연결된 복수의 관통공을 갖는 제 2 격벽을 구비하고, 상기 접속 부재는, 상기 복수의 관통공끼리를 접속해도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 막 모듈에 있어서, 상기 접속 부재는, 상기 복수의 관통공끼리를 접속하는 막 접속홈을 구비한 막 접속판이어도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 막 모듈의 조립 공정을 간략화할 수 있다. 또, 부품 점수가 줄어듦으로써, 분해·청소를 용이하게 할 수 있다.
(4) 본 발명의 제 2 양태에 의하면, 막 모듈은, 통 형상의 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 있어서 상기 케이싱의 연장 방향으로 연장되고, 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조를 갖는 복수의 관상 여과막과, 상기 케이싱의 연장 방향의 일단 (제 1 단) 에 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막의 일단이 연결된 복수의 관통공을 갖는 제 1 격벽과, 상기 케이싱의 연장 방향의 타단 (제 2 단) 에 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막의 타단이 연결된 복수의 관통공을 갖는 제 2 격벽과, 상기 관상 여과막의 일단끼리, 및 상기 관상 여과막의 타단끼리를 상기 복수의 관상 여과막이 직렬적으로 접속되도록 접속하는 막 접속홈을 구비한 1 쌍의 막 접속판을 구비한다.
(5) 본 발명의 제 3 양태에 의하면, 수처리 시스템은, 피처리수에 함유되는 유기물을 처리하는 생물 처리 수조와, 상기 생물 처리 수조로부터 배출되는 피처리수가 수용되는 원수조와, 상기 (1) 내지 (4) 의 양태 중 어느 것에 기재된 막 모듈을 갖고, 상기 원수조로부터 공급되는 피처리수를 투과수와 농축수로 분리하는 막 분리 장치와, 상기 농축수를 상기 생물 처리 수조로 반송하는 반송 라인을 구비하고, 상기 원수조에는 상기 농축수를 반송하지 않는다.
(6) 상기 (5) 에 기재된 수처리 시스템에 있어서, 상기 막 분리 장치는, 서로 직렬적으로 접속되어 있는 복수의 상기 막 모듈을 가져도 된다.
이와 같은 구성에 의하면, 막 분리 장치에 접속되는 배관이 각각 1 지점이 되어, 수처리 시스템을 순환하는 피처리수의 유량을 적게 할 수 있다. 이로써, 피처리수를 순환시키기 위한 운전 동력을 작게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 관상 여과막을 병렬적으로 접속하는 방식과 비교하여, 관상 여과막을 흐르는 피처리수의 유량을 적게 할 수 있다. 이로써, 피처리수를 순환시키기 위한 운전 동력을 작게 할 수 있다. 또, 막면 유속이 균일해지기 때문에, 관상 여과막에 오니가 퇴적되거나 정체되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 수처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 막 모듈의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태의 수처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 제 3 실시형태의 막 모듈의 제 1 격벽 및 막 접속판의 분해 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태의 막 모듈의 제 1 격벽 및 막 접속판의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 막 모듈의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태의 수처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 제 3 실시형태의 막 모듈의 제 1 격벽 및 막 접속판의 분해 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태의 막 모듈의 제 1 격벽 및 막 접속판의 개략 단면도이다.
(제 1 실시형태)
이하, 본 발명의 제 1 실시형태의 막 모듈 (1) 을 갖는 수처리 시스템 (10) 에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 수처리 시스템 (10) 은, 피처리수 (W1) (제 1 피처리수로, 시뇨, 정화조 오니를 포함하는 유기성 폐수) 에 함유되는 유기물을 처리하는 생물 처리 수조 (11) 와, 생물 처리 수조 (11) 로부터 배출되는 피처리수 (W2) (제 2 피처리수) 가 수용되는 원수조 (12) 와, 원수조 (12) 로부터 공급되는 피처리수 (W3) (제 3 피처리수로, 원수) 를 투과수 (PW) 와 농축수 (W4) 로 분리하는 막 분리 장치 (13) 를 구비하고 있다.
생물 처리 수조 (11) 는, 예를 들어, 질화균과 탈질균의 작용에 의해 액 중의 BOD, 질소 화합물 등을 분해 제거하는 장치이다. 생물 처리 수조 (11) 에는, 제 1 배관 (15) 을 통하여 피처리수 (W1) 가 공급된다. 생물 처리 수조 (11) 와 원수조 (12) 는 제 2 배관 (16) 에 의해 접속되어 있다.
막 분리 장치 (13) 는, 복수의 막 모듈 (1) 을 구비하고 있다. 복수의 막 모듈 (1) 은, 병렬로 배열되어 있다. 복수의 막 모듈 (1) 은, 막 분리 장치 (13) 의 케이스체 내에 수직 방향으로 배치되어 있다. 즉, 막 모듈 (1) 의 원통 형상의 케이싱 (2) (도 2 참조) 의 축선 (A) 은, 연직 방향으로 연장되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 막 모듈 (1) 은, 케이싱 (2) 과, 케이싱 (2) 의 내부에 배치된 복수의 관상 여과막 (3) 을 갖고 있다. 막 분리 장치 (13) 는, 관상 여과막 (3) 의 내측에 피처리수 (W3) 를 순환시키면서 여과하는 방식을 사용하여, 피처리수 (W3) 로부터 투과수 (PW) 를 취출하는 장치이다.
원수조 (12) 와 막 분리 장치 (13) 는 원수 공급 배관 (17) 을 통하여 접속되어 있다. 원수 공급 배관 (17) 에는, 순환 펌프 (21) 가 형성되어 있다. 원수조 (12) 로부터 배출된 피처리수 (W) 는, 순환 펌프 (21) 에 의해 가압되면서, 막 분리 장치 (13) 에 공급된다.
막 분리 장치 (13) 로부터 분리되는 투과수 (PW) 는, 투과수 배관 (18) 에 도입된다. 투과수 배관 (18) 은, 저류조 (20) 에 접속되어 있다. 즉, 막 모듈 (1) 의 투과수 배출구 (9) (도 2 참조) 는, 투과수 배관 (18) 에 접속되어 있다. 투과수 배관 (18) 에는, 흡인 펌프 (22) 가 형성되어 있다.
투과수 (PW) 가 분리되어 막 분리 장치 (13) 로부터 배출되는 농축수 (W4) 는, 잉여 오니를 제외한 전량이 반송 배관 (19) (반송 라인) 을 통하여 생물 처리 수조 (11) 로 반송된다. 즉, 막 모듈 (1) 의 농축수 배출구 (8) (도 2 참조) 는, 반송 배관 (19) 에 접속되어 있다.
따라서, 농축수 (W4) 는 원수조 (12) 로 반송되지 않는다. 생물 처리 수조 (11) 로부터 배출된 피처리수 (W2) 는, 원수조 (12), 막 분리 장치 (13) 를 통하여, 생물 처리 수조 (11) 로 되돌아온다. 즉, 피처리수 (W) 는, 수처리 시스템 (10) 의 배관을 순환한다.
상기 서술한 바와 같이, 복수의 막 모듈 (1) 은 병렬로 배열되어 있다. 구체적으로는, 원수 공급 배관 (17), 투과수 배관 (18) 및 반송 배관 (19) 은, 각각의 막 모듈 (1) 에 접속되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 막 모듈 (1) 은, 원통 형상의 케이싱 (2) 과, 복수의 관상 여과막 (3) 을 구비하고 있다.
케이싱 (2) 은, 원통 형상을 이루는 케이싱 본체 (4) 와, 케이싱 본체 (4) 의 하단을 폐쇄하는 제 1 측벽 (5) 과, 케이싱 본체 (4) 의 상단을 폐쇄하는 제 2 측벽 (6) 과, 케이싱 본체 (4) 에 형성된 피처리수 도입구 (7) 와, 케이싱 본체 (4) 에 형성된 농축수 배출구 (8) 와, 케이싱 본체 (4) 에 형성된 투과수 배출구 (9) 를 갖고 있다.
막 모듈 (1) 은, 케이싱 (2) 의 내부를 3 개의 공간으로 분할하는, 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 을 구비하고 있다. 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 에는, 복수의 삽입 통과공 (32) 이 형성되어 있다. 삽입 통과공 (32) 은, 제 1 격벽 (30) 및 제 2 격벽 (31) 의 판두께 방향으로 관통하는 관통공이다. 삽입 통과공 (32) 의 내경은, 관상 여과막 (3) 의 외경보다 약간 크다.
제 1 격벽 (30) 은, 케이싱 (2) 의 연장 방향의 일단 (제 1 단) 에 형성되고, 복수의 관상 여과막 (3) 의 일단은, 제 1 격벽 (30) 의 복수의 관통공 (32) 에 연결되어 있다. 제 2 격벽 (31) 은, 케이싱 (2) 의 연장 방향의 타단 (제 2 단) 에 형성되고, 복수의 관상 여과막 (3) 의 타단은, 제 2 격벽 (31) 의 복수의 관통공 (32) 에 연결되어 있다.
제 1 격벽 (30) 은, 판 형상을 이루는 부재로, 케이싱 (2) 의 연장 방향의 하방 (제 1 측벽 (5) 의 측) 에 고정되어 있다. 케이싱 본체 (4) 와 제 1 격벽 (30) 과 제 1 측벽 (5) 에 의해 둘러싸이는 공간은, 하부 헤더 공간 (S1) 이다.
제 2 격벽 (31) 은, 판 형상을 이루는 부재로, 케이싱 (2) 의 연장 방향의 상방 (제 2 측벽 (6) 의 측) 에 고정되어 있다. 케이싱 본체 (4) 와 제 2 격벽 (31) 과 제 2 측벽 (6) 에 의해 둘러싸이는 공간은, 상부 헤더 공간 (S2) 이다.
케이싱 본체 (4) 와 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 에 의해 둘러싸이는 공간은, 투과수 공간 (S3) 이다. 복수의 관상 여과막 (3) 으로부터 취출된 투과수 (PW) 는, 투과수 공간 (S3) 으로 배출된 후, 투과수 배출구 (9) 를 통하여 투과수 배관 (18) 에 도입된다.
피처리수 도입구 (7) 는, 케이싱 (2) 의 외부와 하부 헤더 공간 (S1) 을 연이어 통하게 하는 개구이다. 피처리수 도입구 (7) 는, 케이싱 본체 (4) 에 형성되어 있다. 피처리수 도입구 (7) 는, 케이싱 (2) 의 축선 (A) 방향에 있어서의, 제 1 격벽 (30) 과 제 1 측벽 (5) 사이에 형성되어 있다.
농축수 배출구 (8) 는, 케이싱 (2) 의 외부와 상부 헤더 공간 (S2) 을 연이어 통하게 하는 개구이다. 농축수 배출구 (8) 는, 케이싱 본체 (4) 에 형성되어 있다. 농축수 배출구 (8) 는, 케이싱 (2) 의 축선 (A) 방향에 있어서의, 제 2 격벽 (31) 과 제 2 측벽 (6) 사이에 형성되어 있다.
투과수 배출구 (9) 는, 케이싱 (2) 의 외부와 투과수 공간 (S3) 을 연이어 통하게 하는 개구이다. 투과수 배출구 (9) 는, 케이싱 본체 (4) 에 형성되어 있다. 투과수 배출구 (9) 는, 케이싱 (2) 의 축선 (A) 방향에 있어서의, 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 사이에 형성되어 있다.
각각의 관상 여과막 (3) 의 일단은, 제 1 격벽 (30) 의 삽입 통과공 (32) 에 삽입 통과된 다음, 삽입 통과공 (32) 의 내주면에 고정되어 있다. 삽입 통과공 (32) 의 내주면과 관상 여과막 (3) 의 외주면의 사이는, 시일재 (도시 생략) 에 의해 시일되어 있다. 시일재로는, 에폭시 수지나 우레탄 수지 등, 초기에 점성을 갖고, 시간이 경과함에 따라서 경화되는 재료가 바람직하다.
각각의 관상 여과막 (3) 의 타단은, 관상 여과막 (3) 의 일단과 동일한 방법으로 제 2 격벽 (31) 의 삽입 통과공 (32) 에 고정되어 있다.
본 실시형태의 복수의 관상 여과막 (3) 은, 직렬적으로 접속되어 있다. 구체적으로는, 본 실시형태의 막 모듈 (1) 은, 관상 여과막 (3) 의 일단끼리, 및 관상 여과막 (3) 의 타단끼리를 복수의 관상 여과막 (3) 이 직렬적으로 접속되도록 접속하고 있다.
관상 여과막 (3) 의 단부끼리는, U 자상의 막 접속관 (34) 에 의해 접속되어 있다. U 자상의 막 접속관 (34) 은, 예를 들어, POM 등의 엔지니어링 플라스틱으로 형성되고, 만곡된 원통상의 접속 부재이다. 막 접속관 (34) 은, SUS304 등 내부식성이 우수한 금속으로 형성해도 된다. 막 접속관 (34) 의 단부는, 격벽 (30, 31) 의 삽입 통과공 (32) 에 접속되어 있다. 막 접속관 (34) 의 단부를 직접적으로 관상 여과막 (3) 에 접속해도 된다.
관상 여과막 (3) 은, 원통 형상을 이루고, 단일한 주요 구성 소재에 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조의 고분자 여과막에 의해 형성되어 있다.
즉, 관상 여과막 (3) 은, 주요 재료가 1 종류의 소재에 의해 형성되어 있다. 주요 재료가 1 종류의 소재에 의해 형성되어 있다는 것은, 관상 여과막 (3) 을 형성하는 소재 (예를 들어, 수지) 에 있어서, 1 종류 수지가 50 질량％ 이상을 차지하고 있는 것을 의미한다.
또, 주요 재료가 1 종류의 소재에 의해 형성되어 있다는 것은, 그 1 종류의 소재의 성질이 구성 소재의 성질을 지배하고 있는 것을 의미한다. 구체적으로는, 1 종류의 수지가 50 질량％ - 99 질량％ 를 갖는 소재를 의미한다.
관상 여과막 (3) 을 구성하는 주요 재료로는, 염화비닐계 수지, 폴리술폰 (PS) 계, 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF) 계, 폴리에틸렌 (PE) 등의 폴리올레핀계, 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 계, 폴리에테르술폰계, 폴리비닐알코올 (PVA) 계, 폴리이미드 (PI) 계 등의 고분자 재료를 사용할 수 있다.
관상 여과막 (3) 을 구성하는 주요 재료로는, 특히 염화비닐계 수지가 바람직하다. 염화비닐계 수지로는, 염화비닐 단독 중합체 (염화비닐 호모폴리머), 염화비닐 모노머와 공중합 가능한 불포화 결합을 갖는 모노머와 염화비닐 모노머의 공중합체, 중합체에 염화비닐 모노머를 그래프트 공중합시킨 그래프트 공중합체, 이들 염화비닐 모노머 단위가 염소화된 것으로 이루어지는 (공)중합체 등을 들 수 있다.
친수성 모노머로는, 예를 들어,
(1) 아미노기, 암모늄기, 피리딜기, 이미노기, 베타인 구조 등의 카티온성기 함유 비닐 모노머 및/또는 그 염,
(2) 수산기, 아미드기, 에스테르 구조, 에테르 구조 등의 친수성의 비이온성기 함유 비닐 모노머,
(3) 카르복실기, 술폰산기, 인산기 등의 아니온성기 함유 비닐 모노머 및/또는 그 염,
(4) 그 밖의 모노머 등을 들 수 있다.
관상 여과막의 관경은, 피처리수 (W) 의 성상 등에 따라서 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어 피처리수 (W3) 에 있어서의 조섬유량 (粗纖維量) (α) 이 200 ㎎/리터 이하인 경우에는, 관상 여과막 (3) 의 내경을 5 ㎜ 이하, 조섬유량 (α) 이 200 ㎎/리터보다 크고 500 ㎎/리터보다 작은 경우에는, 관상 여과막 (3) 의 내경을 5 ㎜ - 10 ㎜, 조섬유량 (α) 이 500 ㎎/리터 이상인 경우에는, 관상 여과막 (3) 의 내경을 10 ㎜ 이상으로 할 수 있다. 관경을 선택함으로써, 조섬유분에 따른 관상 여과막 (3) 의 폐색을 억제할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 수처리 시스템 (10) 의 작용에 대해 설명한다.
먼저, 피처리수 (W1) 는, 생물 처리 수조 (11) 에 있어서 처리된다. 구체적으로는 피처리수 (W1) 에 함유되는 유기성 물질이 미생물에 의해 분해된다.
이어서, 생물 처리 수조 (11) 로부터 배출된 피처리수 (W2) 는, 원수조 (12) 에 저류된다. 원수조 (12) 로부터 배출된 피처리수 (W3) 는, 순환 펌프 (21) 를 통하여 막 분리 장치 (13) 에 공급되면, 막 모듈 (1) 의 관상 여과막 (3) 내로 이송된다. 한편, 막 모듈 (1) 의 케이싱 (2) 내의 투과수 공간 (S3) 은 흡인 펌프 (22) 의 작동에 의해, 부압 (負壓) 이 된다. 흡인 펌프 (22) 는, 투과수 배출구 (9) 를 통하여 관상 여과막 (3) 을 흐르는 피처리수 (W3) 의 흐름에 대해 대략 직교하는 방향으로 흡인한다. 관상 여과막 (3) 으로부터 투과된 투과수 (PW) 는, 투과수 배출구 (9) 및 투과수 배관 (18) 을 통하여 저류조 (20) 에 저류된다.
여기서, 도 2 를 사용하여 막 모듈 (1) 내에 있어서의 피처리수 (W3) 의 흐름을 설명한다.
복수의 관상 여과막 (3) 이 직렬적으로 접속되어 있음으로써, 하부 헤더 공간 (S1) 에 유입된 피처리수 (W3) 는, 제 1 관상 여과막 (3a) 에 도입된다. 이어서, 피처리수 (W3) 는, 막 접속관 (34a) 을 통하여, 제 2 관상 여과막 (3b) 에 도입된다. 그 후, 피처리수 (W3) 는, 제 3 관상 여과막 (3c), 제 4 관상 여과막 (3d) 을 통하여, 제 5 관상 여과막 (3e) 에 도입된다. 피처리수 (W3) 는, 제 5 관상 여과막 (3e) 으로부터 상부 헤더 공간 (S2) 에 유입된 후, 농축수 배출구 (8) 로부터 배출된다.
즉, 관상 여과막 (3) 의 배열을 직렬 방식으로 함으로써, 반드시, 모든 관상 여과막 (3) 의 내부를 동량의 피처리수 (W3) 가 통과한다.
또, 제 1 관상 여과막 (3a) 과 피처리수 도입구 (7), 및 제 5 관상 여과막 (3e) 과 농축수 배출구 (8) 를, 접속 부재 (39) 및 접속 부재 (40) 를 통하여 직접 접속해도 된다. 이 경우, 상부 헤더 공간 (S2) 을 형성하지 않아도 되고, 제 2 측벽 (6) 을 없애는 등, 케이싱의 구성을 변경할 수 있다.
막 분리 장치 (13) 로부터 배출된 농축수 (W4) 의 전량은, 반송 배관 (19) 을 통하여 생물 처리 수조 (11) 로 반송되어, 재차, 처리가 실시된다.
상기 실시형태에 의하면, 복수의 관상 여과막 (3) 을 병렬적으로 접속하는 방식과 비교하여, 막 모듈 (1) 을 흐르는 피처리수 (W3) 의 유량을 적게 할 수 있다. 이로써, 피처리수 (W) 를 순환시키기 위한 운전 동력을 작게 할 수 있다.
또, 피처리수 (W) 의 유량을 적게 하지 않는 경우에는, 막면 유속을 향상시킬 수 있다. 이로써, 관상 여과막 (3) 의 막면에 오니가 퇴적되는 것을 억제할 수 있다.
또, 막면 유속이 균일해지기 때문에, 관상 여과막 (3) 에 오니가 퇴적되거나 정체되거나 하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 모든 관상 여과막 (3) 을 유효 활용할 수 있다. 또, FLUX (유출량) 의 저하를 억제할 수 있다. 나아가, 관상 여과막 (3) 이 폐색되는 것을 억제할 수 있다.
또, 관상 여과막 (3) 을 친수성을 갖는 재료로 형성함으로써, 피처리수 (W3) 의 막면 유속을 낮게 할 수 있다. 막면 유속은, 예를 들어, 0.15 m/s - 0.30 m/s 로 할 수 있다.
관상 여과막 (3) 이 소수성인 경우, 막면 유속을 높게 할 필요가 있다 (예를 들어, 2.5 m/s). 이 때문에, 순환 유량이 많아져, 막 분리 장치 (13) 로부터 배출되는 농축수 (W4) 를, 원수조 (12) 및 생물 처리 수조 (11) 로 반송할 필요가 생긴다. 원수조 (12) 및 생물 처리 수조 (11) 로 반송하기 위해서는, 농축수 (W4) 를 원수조 (12) 와 생물 처리 수조 (11) 로 분배하는 분배 탱크나, 농축수 (W4) 를 원수조 (12) 로 반송하는 배관이 필요하다.
본 실시형태의 수처리 시스템 (10) 은, 막면 유속을 낮게 할 수 있기 때문에 피처리수 (W) 의 순환 유량을 적게 할 수 있다. 이로써, 순환 펌프 (21) 의 동력을 저감할 수 있다. 또, 농축수 (W4) 를 원수조 (12) 와 생물 처리 수조 (11) 로 분배하는 분배 탱크나, 농축수 (W4) 를 원수조 (12) 로부터 생물 처리 수조 (11) 로 반송하는 반송 펌프가 불필요해진다.
또, 유량이 적어짐으로써, 배관을 소경화할 수 있다. 또, 유량이 적어짐으로써, 유량계 등의 기기의 삭감이 가능해진다.
(제 2 실시형태)
이하, 본 발명의 제 2 실시형태의 수처리 시스템 (10B) 을 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 제 1 실시형태와의 차이점을 중심으로 서술하고, 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 수처리 시스템 (10B) 은, 복수의 막 모듈 (1) 이 서로 직렬적으로 접속되어 있다. 예를 들어, 막 분리 장치 (13) 가 3 개의 막 모듈 (1) 을 구비하고 있는 경우, 원수조 (12) 로부터 배출된 피처리수 (W3) 는, 제 1 막 모듈 (1a) 에만 도입되고, 제 1 막 모듈 (1a) 로부터 배출되는 피처리수는, 제 2 막 모듈 (1b) 에만 도입된다. 제 2 막 모듈 (1b) 로부터 배출되는 피처리수는, 제 3 막 모듈 (1c) 에만 도입되고, 제 3 막 모듈 (1c) 로부터 배출된 농축수 (W4) 는, 반송 배관 (19) 에 도입된다.
상기 실시형태에 의하면, 막 분리 장치 (13) 에 접속되는 원수 공급 배관 (17) 및 반송 배관 (19) 이 각각 1 지점이 되어, 수처리 시스템 (10B) 을 순환하는 피처리수 (W) 의 유량을 적게 할 수 있다. 이로써, 피처리수 (W) 를 순환시키기 위한 운전 동력을 작게 할 수 있다.
(제 3 실시형태)
이하, 본 발명의 제 3 실시형태의 막 모듈을 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 제 1 실시형태와의 차이점을 중심으로 서술하고, 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 막 모듈 (1C) 은, 제 1 실시형태의 막 접속관 (34) (도 2 참조) 의 대체로서, 1 쌍의 막 접속판 (36) (도 4 및 도 5 에는, 1 쌍의 막 접속판 (36) 중 일방을 나타낸다) 을 가지고 있다. 막 접속판 (36) 은 판 형상을 이루고, 제 1 격벽 (30) 의 제 2 격벽 (31) 을 향하는 면과는 반대측의 면에 밀착하여 장착되어 있다.
또한, 막 접속판 (36) 은, 제 2 격벽 (31) 의 제 1 격벽 (30) 을 향하는 면과는 반대측의 면에도 장착되어 있지만, 동일한 구조이기 때문에 설명을 생략한다.
막 접속판 (36) 은, 주면 (主面) 이 제 1 격벽 (30) 의 제 2 격벽 (31) 을 향하는 면과는 반대측의 면에 밀착하도록, 제 1 격벽 (30) 에 접속되어 있다. 막 접속판 (36) 의 제 1 격벽 (30) 에 밀착하는 면을 밀착면 (36a) 이라고 부른다. 막 접속판 (36) 의 밀착면 (36a) 에는, 복수의 막 접속홈 (37) 이 형성되어 있다. 또, 막 접속판 (36) 에는 밀착면 (36a) 과 그 반대측의 면을 관통하는 피처리수 삽입 통과공 (38) 이 형성되어 있다.
막 접속홈 (37) 은, 막 접속판 (36) 의 밀착면 (36a) 에 형성된 바닥이 있는 홈이다. 막 접속홈 (37) 은, 제 1 실시형태의 막 접속관 (34) 과 동일한 기능을 가지고 있다. 즉, 하나의 관상 여과막 (3) 을 흐르는 피처리수 (W) 는, 막 접속홈 (37) 을 통하여 다른 관상 여과막 (3) 으로 흐른다. 피처리수 삽입 통과공 (38) 은, 관상 여과막 (3) 과 헤더 공간을 연이어 통하게 하는 구멍으로, 접속관 (41) 을 통하여 피처리수 도입구 (7) 에 직접 접속되어도 된다.
상기 실시형태에 의하면, 복수의 막 접속관 (34) 을 사용하는 제 1 실시형태의 막 모듈 (1) 과 비교하여, 막 모듈의 조립 공정을 간략화할 수 있다. 또, 부품 점수가 줄어듦으로써, 분해·청소를 용이하게 할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위 내에 있어서, 여러 가지 변경을 더하는 것이 가능하다.
예를 들어, 관상 여과막 (3) 의 개수에 관해서, 도 2 등에는 5 개의 관상 여과막 (3) 을 나타냈지만, 관상 여과막 (3) 의 개수는 이것에 한정되지 않는다.
또, 막 모듈 (1) 은, 수평 방향으로 해도 된다. 즉, 막 모듈 (1) 을, 막 모듈 (1) 의 축선 (A) 이 수평 방향으로 연장되도록 배치해도 된다. 막 모듈 (1) 을 수평 방향으로 함으로써, 막 모듈 (1) 을 복수 배치하는 경우에 있어서도, 막 모듈 (1) 의 교환을 용이하게 할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 복수의 관상 여과막을 병렬적으로 접속하는 방식과 비교하여, 관상 여과막을 흐르는 피처리수의 유량을 적게 할 수 있다. 이로써, 피처리수를 순환시키기 위한 운전 동력을 작게 할 수 있다. 또, 막면 유속이 균일해지기 때문에, 관상 여과막에 오니가 퇴적되거나 정체되거나 하는 것을 억제할 수 있다.
1 : 막 모듈
2 : 케이싱
3 : 관상 여과막
4 : 케이싱 본체
5 : 제 1 측벽
6 : 제 2 측벽
7 : 피처리수 도입구
8 : 농축수 배출구
9 : 투과수 배출구
10 : 수처리 시스템
11 : 생물 처리 수조
12 : 원수조
13 : 막 분리 장치
15 : 제 1 배관
16 : 제 2 배관
17 : 원수 공급 배관
18 : 투과수 배관
19 : 반송 배관 (반송 라인)
20 : 저류조
21 : 순환 펌프
22 : 흡인 펌프
30 : 제 1 격벽
31 : 제 2 격벽
32 : 삽입 통과공 (관통공)
34 : 막 접속관 (접속 부재)
36 : 막 접속판 (접속 부재)
36a : 밀착면
37 : 막 접속홈
38 : 피처리수 삽입 통과공
A : 축선
PW : 투과수
S1 : 하부 헤더 공간
S2 : 상부 헤더 공간
S3 : 투과수 공간
W1 ∼ W3 : 피처리수
W4 : 농축수
2 : 케이싱
3 : 관상 여과막
4 : 케이싱 본체
5 : 제 1 측벽
6 : 제 2 측벽
7 : 피처리수 도입구
8 : 농축수 배출구
9 : 투과수 배출구
10 : 수처리 시스템
11 : 생물 처리 수조
12 : 원수조
13 : 막 분리 장치
15 : 제 1 배관
16 : 제 2 배관
17 : 원수 공급 배관
18 : 투과수 배관
19 : 반송 배관 (반송 라인)
20 : 저류조
21 : 순환 펌프
22 : 흡인 펌프
30 : 제 1 격벽
31 : 제 2 격벽
32 : 삽입 통과공 (관통공)
34 : 막 접속관 (접속 부재)
36 : 막 접속판 (접속 부재)
36a : 밀착면
37 : 막 접속홈
38 : 피처리수 삽입 통과공
A : 축선
PW : 투과수
S1 : 하부 헤더 공간
S2 : 상부 헤더 공간
S3 : 투과수 공간
W1 ∼ W3 : 피처리수
W4 : 농축수
Claims (6)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 피처리수에 함유되는 유기물을 처리하는 생물 처리 수조와,
상기 생물 처리 수조로부터 배출되는 피처리수가 수용되는 원수조와,
통 형상의 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 있어서 상기 케이싱의 연장 방향으로 연장되고, 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조를 갖는 복수의 관상 여과막과,
상기 케이싱의 연장 방향의 일단에 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막의 일단이 연결된 복수의 관통공을 갖는 제 1 격벽과,
상기 케이싱의 연장 방향의 타단에 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막의 타단이 연결된 복수의 관통공을 갖는 제 2 격벽과,
상기 관상 여과막의 일단끼리, 및 상기 관상 여과막의 타단끼리를 상기 복수의 관상 여과막이 직렬적으로 접속되도록 접속하는 막 접속홈을 구비한 1 쌍의 막 접속판을 구비한 막 모듈을 갖고, 상기 원수조로부터 공급되는 피처리수를 투과수와 농축수로 분리하는 막 분리 장치와,
상기 농축수를 상기 생물 처리 수조로 반송하는 반송 라인을 구비하고, 상기 원수조에는 상기 농축수를 전혀 반송하지 않는 수처리 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 막 분리 장치는, 서로 직렬적으로 접속되어 있는 복수의 상기 막 모듈을 갖는 수처리 시스템.
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