KR102056553B1 - 침지형 멤브레인용 통합형 가스 스파저 - Google Patents

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Abstract

가스 스파저는 연속적인 가스 유동이 제공될지라도 단속적인 기포의 흐름 생성한다. 스파저는 가스 포켓을 포집하기 위한 하우징과, 포켓이 충분한 크기에 도달할 때 포켓으로부터 가스의 일부를 방출시키기 위한 도관을 구비한다. 하우징은 모듈의 포팅 헤드와 일체화된다. 도관은 포팅 헤드를 통해 통과한다.

Description

침지형 멤브레인용 통합형 가스 스파저{INTEGRATED GAS SPARGER FOR AN IMMERSED MEMBRANE}
본 발명은 가스 스파저(gas sparger)에 관한 것이며, 필터링 멤브레인의 오염(fouling)을 방지하기 위한 가스 세척(scouring)에 관한 것이다.
이하의 배경기술 논의는 하기에 논의되는 어떤 것이든 종래 기술 또는 보편적인 상식으로써 인용될 수 있다고 인정하는 것은 아니다.
국제 공개 팜플랫 제 WO 00/021890 호는, 송풍기에 연결된 한 세트의 폭기장치, 밸브, 및 개별 폭기장치에 보다 높은 기류 속도와 보다 낮은 기류 속도를 반복적인 사이클로 선택적으로 제공하도록 구성된 컨트롤러를 구비하는 침지형 멤브레인 모듈용 폭기(aeration) 시스템을 개시하고 있다. 일 실시예에서, 송풍기, 밸브 및 컨트롤러는 2세트 이상의 폭기장치에 교호하는 기류를 동시에 제공하며, 그 결과 전체 시스템 기류가 일정하여 송풍기가 일정한 속도로 작동될 수 있는 반면에, 각각의 폭기장치는 시간에 따라 변하는 공기의 흐름을 수용한다. 몇몇 실시예에서, 폭기장치로의 공기 흐름은 단시간의 반복적인 사이클로 발생한다. 탱크 워터에서는 전이 흐름 상태가 발생하는데, 이것은 비활용 공간의 회피에 도움을 주고 멤브레인을 교반하는데 도움을 준다. 국제 공개 팜플랫 제 WO 00/021890 호는 그 전체가 본 명세서에 인용된다.
국제 공개 팜플랫 제 WO 00/021890 호
하기 논의는 후술하는 보다 상세한 논의를 독자에게 소개하기 위한 것이지 어떠한 청구범위를 제한하거나 한정하기 위한 것이 아니다.
국제 공개 팜플랫 제 WO 00/021890 호에 기재된 공기 순환 프로세스는, 공기 또는 다른 가스의 양과, 그에 따라 침지형 멤브레인 시스템을 작동시키는데 필요한 에너지의 감소에 매우 효과적이라는 것으로 입증되었다. 국제 공개 팜플랫 제 WO 00/021890 호에는, 신속한 밸브 움직임으로 인해 매우 큰 기포가 단기간에 생성되고 이들 매우 큰 기포가 멤브레인 오염을 방지하는 데 도움이 될 수 있다는 것이 개시되어 있다. 그러나, 국제 공개 팜플랫 제 WO 00/021890 호에는 또한 폭기 시스템에서 이렇게 큰 기포가 만들어지면 바람직하지 못한 압력 스파이크(spike)를 생성해야 한다는 것이 개시되어 있다.
큰 기포의 폭발은 멤브레인 위에 형성된 또는 멤브레인 주위에 적층된 오염 필름, 겔 또는 케이크(cake)를 분해하는데 이용될 수 있다. 일단 오염 구조가 파괴되면, 폭발의 종료시에 또는 폭발 사이에 다른 폭기장치에 의해 제공되는 덜 강력한 폭기에도 오염물질을 계속 제거할 수 있다. 폭발 중의 즉각적인 가스 유량은 종래의 가스 스파징(sparging)의 유량보다 1.25배 내지 10배일 수 있다. 가스의 폭발 지속 시간은 1초 내지 10초일 수 있다. 폭발의 빈도는 매 2초에서 매 24시간까지일 수 있다. 폭발은 기존 폭기 시스템의 가스 압력 또는 흐름을 일시적으로 증가시킴으로써, 2차 가스 스파징 시스템에 의해, 또는 후술되는 바와 같이 축적된 가스를 주기적으로 방출하도록 구성된 장치에 가스를 축적시킴으로써 생성될 수 있다.
변형예에서 폭기장치라고도 불리는 후술하는 가스 스파저는 연속적인 가스 흐름이 제공될 때에도 기포의 단속적인 흐름을 발생한다. 기포의 흐름은 매우 큰 기포의 짧은 폭발의 형태일 수 있다. 하나 이상의 가스 스파저는 멤브레인 모듈과 통합 또는 조합될 수 있다. 기포는 중공 섬유 멤브레인의 번들의 내부 또는 측면, 또는 양자에서 폭발로 방출될 수 있다.
포팅 헤드(potting head), 또는 포팅 헤드 아래의 투과액 포집장치(permeate collector) 또는 가스 도관은 가스의 포켓(pocket of gas)을 포집하기 위해 하우징의 상부를 제공한다. 포팅 헤드를 통해 통과하는 도관은 포켓이 충분한 크기가 되었을 때 포켓으로부터 가스의 적어도 일부를 방출한다. 선택적으로, 포팅 헤드 위 그리고 도관으로부터의 배출구 위의 커버 또는 디퓨저는 방출된 가스를 직접 방출하거나, 방출된 가스를 더 작은(여전히 크지만) 기포로 쪼개거나 또는 양자 모두를 행할 수도 있다. 가스의 지속적인 공급이 이뤄질지라도, 스파저는 통상적으로 큰 기포의 짧은 폭발의 형태로 이산된 주기의 기포 흐름을 생성한다.
큰 기포의 폭발은 멤브레인 위에 형성된 또는 멤브레인 주위에 적층된 오염 필름, 겔 또는 케이크(cake)를 분해하는데 이용될 수 있다. 일단 오염 구조가 파괴되면, 폭발의 종료시에 또는 폭발 사이에 다른 폭기장치에 의해 제공되는 덜 강력한 폭기에도 오염물질을 계속 제거할 수 있다.
도 1은 폭기 프로세스의 다양한 단계에서의 액체에 침지된 4개의 스파저의 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 스파저의 경우와 같은 변형 도관의 등각도이다.
도 1은 4개의 멤브레인 모듈 A, B, C 및 D의 포팅 헤드(40)와 통합된 4개의 스파저(10)를 도시한다. 포팅 헤드(40)는 선택적으로 헤더(header)로 지칭될 수 있다. 각 포팅 헤드(40)는 일반적으로 경화 수지(hardened resin)와 같은 포팅 재료의 블록이다. 복수의 중공 섬유 멤브레인(42)의 단부는 포팅 헤드 내에 침지되어 있다. 모듈 A, B 및 C의 경우에는, 멤브레인(42)의 단부가 포팅 헤드(40)에 끼워져 있다. 제 2 포팅 헤드(도시하지 않음)는 멤브레인(42)의 다른 단부에 마련되어, 예를 들면 멤브레인(42)의 관강(lumens)과 연통하여 투과액 캐비티에 가해진 흡입에 의해, 멤브레인(42)의 관강으로부터의 투과액을 회수한다. 모듈 D에서, 멤브레인(42)의 단부는 투과액 캐비티(44)에 개방되고, 이 투과액 캐비티(44)는 투과액 회수 파이프(46)에 연결된다. 모듈 D에서 멤브레인(42)의 상부 단부는 개별적으로 끼워지고 풀려지거나(포팅 헤드에 고정되어 있지 않음), 하나 이상의 상부 포팅 헤드에 집합적으로 끼워지거나, 또는 제 2 투과액 포팅 헤드에 침지될 수 있다. 포팅 헤드(40)의 바닥, 또는 포팅 헤드(40)를 위한 몰드, 또는 투과액 캐비티(44)의 바닥, 또는 투과액 캐비티(44) 아래의 가스 분배 도관(도시하지 않음)의 바닥은 포팅 헤드(40) 아래 하우징(12)의 상부를 형성한다. 또한, 하우징(12)은 포팅 헤드(40) 아래에 개방 바닥형 플리넘을 형성하도록 포팅 헤드(40) 아래로 연장되는 벽을 가진다.
스파저(10)는 가스 분배 파이프(18)로부터의 가스, 일반적으로 공기의 흐름을 수용한다. 가스는 가스 분배 파이프(18)와 연통하는 하나 이상의 가스 출구(20)를 통해 스파저(10) 아래로 또는 직접 배출된다. 가스 분배 파이프(18)는 도시하는 바와 같이 스파저(10)의 바닥 근처에 또는 다른 높이에 위치될 수 있다. 예를 들어, 변형 분배 파이프(18')는 모듈 D에 도시하는 바와 같이 포팅 헤드(40)의 바닥 또는 투과액 캐비티(44)의 바닥의 아래에 그리고 이 바닥과 평행하게 수평방향 벽을 위치시킴으로써 가스 도관(50)에 연결될 수 있다. 모듈 D의 경우에, 가스 도관(50) 및 투과액 캐비티(44)는 각각 하나 이상의 인접한 모듈에 연결될 수 있으며, 그 결과 가스 파이프(18) 및 투과액 파이프(46)는 상기 가스 도관 및 투과액 캐비티 모두에 직접 연결되지 않고 다중 모듈로서 작용한다. 또한, 가스 분배 파이프(18)는 가스 라인이 스파저(10) 아래로 떨어진 상태로 모듈 위에 위치될 수 있다.
스파저(10)는 포팅 헤드(40)를 통과하는 배출 도관(22)을 갖는다. 배출 도관은 하우징(12)의 내측 및 하우징(12)의 상부 근방에 연통하는 제 1 배출구(24)와, 포팅 헤드(40) 위에서 하우징(12)의 외부를 개방하는 제 2 배출구(26)를 갖는다. 도관(22)의 적어도 일부분은 제 1 배출구(24)와 제 2 배출구(26) 사이에서 하방으로 연장된다. 도관(22)의 다른 부분은 제 2 개구부(26)에 도달하기 이전에 다시 상방으로 연장된다. 도관(22)을 통해 하우징(12)을 빠져나가는 가스는 대체로 J자형 또는 U자형 도관(22)으로 도시된 바와 같이 제 1 개구부(24)와 제 2 개구부(26) 사이에서 도관(22) 내의 저점(lower point)을 통과해야 한다. 제 2 개구부(26)는 1㎠ 내지 10㎠ 또는 3㎠ 내지 6㎠의 영역을 가질 수 있다. 도관(22)과 연통하는 가스의 포켓의 단면적은 제 2 개구부(26)의 영역보다 10배 이상, 예를 들어 20배 내지 35배의 범위로 큰 것이 바람직하다. 만약 가스의 포켓의 단면적이 제 2 개구부(26)의 영역에 비해 상대적으로 작다면, 도관(22)의 저점 및 하우징(12)의 벽들이 보다 낮게 만들어져서, 도관(22)과 연통하는 가스의 포켓 내의 체적을 증가시킬 수 있다.
캡(cap)(48) 또는 디퓨저(52)는 제 2 개구부(26)와 연통하는 포팅 헤드(40) 위에 선택적으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 디퓨저(52)는 복수의 구멍(54)을 갖는 챔버일 수 있으며, 그로 인해 도관(22)으로부터 공기의 흐름을 작은 기포로 쪼개지게 한다. 캡(48)은 도관으로부터의 가스의 흐름을 포팅 헤드(40)의 상부 면에 대해 하방으로 또는 포팅 헤드(40)를 가로질러 향하게 하며, 또한 도관(22)으로부터 흐르는 가스가 작은 기포로 쪼개지게 할 수 있다. 도시한 바와 같이, 제 2 개구부(26) 아래로 연장되는 고형 캡(48)은 가스의 포켓을 캡(48) 아래에 가두는 경향이 있으며, 이것은 도관(22)의 재범람(re-flooding)을 방해할 수도 있다. 만약 이러한 일이 발생하면, 구멍은 제 2 개구부 위에서 캡(48)에 마련될 수 있거나, 캡(48)의 하부 에지는 제 2 개구부(26)의 높이 위 또는 근방에 수평방향 개구부를 제공하도록 부채모양으로 형성될 수 있거나, 또는 제 2 개구부는 캡(48)의 바닥보다 상대적으로 낮을 수도 있거나, 또는 캡(48)은 제 2 개구부(26)에 비해 상대적으로 상승될 수도 있다.
액체(34)에 침지되어 있는 스파저(10)의 작동이 도 1에 개략적으로 도시되어 있으며, 부분 A, B, C, D는 각각 그 내부에 가스가 공급될 때 단일 스파저(10)에서 발생하는 시퀀스에서 4개의 상이한 지점에서의 스파저(10)를 도시한 것이다. 시퀀스는 도시된 상태 A→B→C→D로 진행하고, 다음에 상태 A로 복귀되고, 스파저(10)에 가스의 공급이 이뤄지는 한 반복된다. 도 1의 부분 A에서, 가스(36)의 포켓이 하우징(12) 내에 포집되어 있을 지라도, 도관(22)은 액체(34)가 범람된다. 부분 B에서, 분배 파이프(18)로부터의 가스가 하우징(12) 내에 수집되어 액체(34)를 밀어냄에 따라 가스의 포켓(36)은 사이즈가 성장한다. 액체(34)는 하우징(12)의 바닥까지 개구부를 통해 그리고 도관(22)을 통해 하우징(12)을 빠져나간다. 부분 C에서, 가스의 팽창 포켓(36)이 도관(12) 에서 저점의 상부 경계 아래로 연장된 후, 가스가 포켓(36)으로부터 그리고 도관(22)을 통해서 흐르기 위한 경로가 생성되며, 가스는 하우징(12)의 외부로, 예를 들어 기포(38)로 배출된다. 부분 D에서, 가스는 도관(22)을 통해서 계속 흐르고, 액체(34)는 하우징(12)에 재유입되며, 포켓(36)은 점점 작아진다. 부분 A로 돌아가서, 하우징(12) 내부의 액체(34)는 결국 도관(22)에 도달하고, 도관(22)이 범람하며, 도관(22)을 통한 가스 흐름이 정지된다. 이후 프로세스가 반복되고, 가스가 계속 공급될 때에도 개별적인 가스 배출 주기가 생성된다.
선택적으로, 도관(22)은 하방으로 향하는 제 3 개구부 또는 개방 튜브(56)를 구비할 수 있다. 이러한 개구부 또는 튜브(56)는 통상적으로 필요하지는 않지만 부분 D와 부분 E의 단계 사이에서 도관 범람을 허용한다. 또한, 제 3 개구부는 제 3 개구부로부터 제 2 배출구(26)까지의 도관의 일부에서 공기-상승(air lift)이 이뤄지게 하여, 도관(22)으로부터 2상의 가스-액체 배출을 생성할 수도 있다. 이것은 예를 들어 만약 모듈이 포팅 헤드(40)의 상부 근처에서 액체 순환의 문제가 있다면 유용할 수 있다. 그러나, 발명자들은 2상 흐름의 생성이 또한 기포의 세척 효과를 감소시키고, 그래서 기본적으로 가스 및 가스가 도관을 통해 흐르도록 초기에 도관(22)의 외부로 처음에 방출되어져야 하는 어떠한 액체로 구성되는 배출이 바람직하다고 믿고 있다.
모듈 A, B, C, D의 특징 및 후술하는 추가의 선택적 특징은 임의의 가능한 순열 또는 조합으로 선택, 혼합 및 함께 결합될 수 있다. 포팅 헤드(40)는 예를 들어 평면도에서 원형, 사각형 또는 직사각형일 수 있다. 제 2 개구부(26)는 단지 제 2 개구부(26)로서 또는 추가의 제 2 개구부(26)의 링과의 조합으로서 평면도에서 라운드형 포팅 헤드의 중심에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 모듈 A, B, C 및 D가 공통 포팅 헤드(44)를 갖지만 다중 스파저(10)를 갖도록 함께 융합된다면, 대형 모듈은 다중 스파저(10)를 지지하는 대형 포팅 헤드를 구비할 수 있다. 다수의 도관(22)이 있는 대형 포팅 헤드(44)는 포팅 헤드(44)의 길이를 따라, 포팅 헤드(44)의 폭을 가로질러, 또는 이들 양자에 걸쳐서 분산되는 도관을 구비할 수 있다. 단일 도관(22)은 2개 이상의 제 2 개구부(26)를 가질 수 있으며, 예를 들면 모듈의 각 측면의 개구부, 또는 모듈의 중간부 및 각 측면의 개구부를 가질 수 있다. 도 2는 다중 제 2 개구부(26)를 갖는 추가의 변형 도관(22)을 도시한다.
10: 스파저 12: 하우징
20: 가스 출구 22: 배출 도관
24: 제 1 배출구 26: 제 2 배출구
34: 액체 36: 가스
38: 기포 40: 포팅 헤드
42: 멤브레인 44: 투과액 캐비티
46: 투과액 회수 파이프 48: 고형 캡
50: 가스 도관 52: 디퓨저
54: 구멍

Claims (9)

  1. 액체 내에 가스 기포를 제공하기 위한 장치에 있어서,
    복수의 멤브레인이 고정되는 포팅 헤드(potting head)와,
    상기 포팅 헤드 밑에 배치되고 상기 멤브레인의 단부와 연통하여 투과액을 수집하는 투과액 캐비티(permeate cavity)와,
    상기 투과액 캐비티 밑에 배치되는 챔버를 가지는 하우징으로서, 가스 포켓(gas pocket)이 상기 챔버 내에 형성되는, 상기 하우징과,
    상기 챔버로부터 상기 투과액 캐비티와 상기 포팅 헤드를 순차적으로 관통하여 연장되어 상기 포팅 헤드의 상방의 공간과 연통하는 제 1 도관을 포함하고,
    상기 제 1 도관의 챔버측 개구부는 상기 챔버의 천정보다 밑에 위치하여, 상기 가스 포켓이 성장하여 상기 가스 포켓과 상기 액체의 경계면(interface)이 상기 제 1 도관의 상기 챔버측 개구부 밑으로 하강했을 때, 상기 가스 포켓의 일부가 상기 제 1 도관을 통하여 방출되며,
    상기 제 1 도관의 폐쇄부(closed portion)는 상기 제 1 도관의 상기 챔버측 개구로부터 상기 제 1 도관의 저점까지 하방으로, 그리고, 상기 제 1 도관의 상기 저점으로부터 상기 투과액 캐비티 및 상기 포팅 헤드를 관통하여 상방으로, 연속하여 연장하는
    가스 기포 제공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    가스 기포를 상기 챔버로 배출하는 배출구를 가지는 가스 공급 도관을 더 포함하는
    가스 기포 제공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공급 도관은 상기 제 1 도관 밑에서 수평방향으로 연장하는
    가스 기포 제공 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공급 도관의 배출구로부터의 상기 가스 기포는 상기 챔버에 수집되어 상기 가스 포켓을 성장시키는
    가스 기포 제공 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 포팅 헤드 및 상기 투과액 캐비티와 일체화된
    가스 기포 제공 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버측 개구부는 1㎠ 내지 10㎠의 면적을 갖는
    가스 기포 제공 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도관의 상기 챔버측 개구부의 단면적은 관련 챔버의 수평방향 단면적보다 적어도 10배 더 작은
    가스 기포 제공 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도관은 상기 챔버 내에서 하방으로 연장하고, 그런 후에 상기 챔버, 상기 투과액 캐비티 및 상기 포팅 헤드를 상방으로 관통하여 연장하는
    가스 기포 제공 장치.
  9. 삭제
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WO (1) WO2012050991A2 (ko)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPR421501A0 (en) 2001-04-04 2001-05-03 U.S. Filter Wastewater Group, Inc. Potting method
AUPR692401A0 (en) 2001-08-09 2001-08-30 U.S. Filter Wastewater Group, Inc. Method of cleaning membrane modules
NZ545206A (en) 2003-08-29 2009-03-31 Siemens Water Tech Corp Backwash
US8808540B2 (en) 2003-11-14 2014-08-19 Evoqua Water Technologies Llc Module cleaning method
WO2005092799A1 (en) 2004-03-26 2005-10-06 U.S. Filter Wastewater Group, Inc. Process and apparatus for purifying impure water using microfiltration or ultrafiltration in combination with reverse osmosis
CN101043933B (zh) 2004-09-07 2012-09-05 西门子工业公司 反洗废液的减少
CA2579857A1 (en) 2004-09-14 2006-03-23 Siemens Water Technologies Corp. Membrane filtration module and cleaning process
CA2579894A1 (en) 2004-09-15 2006-03-23 Siemens Water Technologies Corp. Continuously variable aeration
CA2591408C (en) 2004-12-24 2015-07-21 Siemens Water Technologies Corp. Cleaning in membrane filtration systems
WO2006066350A1 (en) 2004-12-24 2006-06-29 Siemens Water Technologies Corp. Simple gas scouring method and apparatus
JP2008539054A (ja) * 2005-04-29 2008-11-13 シーメンス・ウォーター・テクノロジーズ・コーポレイション 膜フィルターのための化学洗浄
SG164499A1 (en) 2005-08-22 2010-09-29 Siemens Water Tech Corp An assembly for water filtration using a tube manifold to minimise backwash
US8293098B2 (en) 2006-10-24 2012-10-23 Siemens Industry, Inc. Infiltration/inflow control for membrane bioreactor
US8318028B2 (en) 2007-04-02 2012-11-27 Siemens Industry, Inc. Infiltration/inflow control for membrane bioreactor
US9764288B2 (en) 2007-04-04 2017-09-19 Evoqua Water Technologies Llc Membrane module protection
KR20170092708A (ko) 2007-05-29 2017-08-11 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨 수처리 시스템
CN102112213B (zh) 2008-07-24 2016-08-03 伊沃夸水处理技术有限责任公司 用于膜过滤模块的框架系统
AU2009282912B2 (en) 2008-08-20 2014-11-27 Evoqua Water Technologies Llc Improved membrane system backwash energy efficiency
AU2010101488B4 (en) * 2009-06-11 2013-05-02 Evoqua Water Technologies Llc Methods for cleaning a porous polymeric membrane and a kit for cleaning a porous polymeric membrane
US9358505B2 (en) 2009-09-03 2016-06-07 General Electric Company Gas sparger for an immersed membrane
US9914097B2 (en) 2010-04-30 2018-03-13 Evoqua Water Technologies Llc Fluid flow distribution device
CN103118766B (zh) 2010-09-24 2016-04-13 伊沃夸水处理技术有限责任公司 膜过滤系统的流体控制歧管
US9364805B2 (en) * 2010-10-15 2016-06-14 General Electric Company Integrated gas sparger for an immersed membrane
CA2850522C (en) 2011-09-30 2021-03-16 Evoqua Water Technologies Llc Shut-off valve for isolation of hollow fiber membrane filtration module
SG11201401089PA (en) 2011-09-30 2014-04-28 Evoqua Water Technologies Llc Improved manifold arrangement
KR102108593B1 (ko) 2012-06-28 2020-05-29 에보쿠아 워터 테크놀로지스 엘엘씨 포팅 방법
US10828607B2 (en) * 2012-08-09 2020-11-10 Lotte Chemical Corporation Aerator device, filter system including an aerator device, and method of aerating a filter using an aerator device
DE112013004713T5 (de) 2012-09-26 2015-07-23 Evoqua Water Technologies Llc Membransicherungsvorrichtung
US9962865B2 (en) 2012-09-26 2018-05-08 Evoqua Water Technologies Llc Membrane potting methods
EP2900356A1 (en) 2012-09-27 2015-08-05 Evoqua Water Technologies LLC Gas scouring apparatus for immersed membranes
RU2631305C2 (ru) 2012-11-14 2017-09-20 Дженерал Электрик Компани Открытое в нижней части многоканальное газоподающее устройство для погружных мембран
DE102013218188B3 (de) * 2013-09-11 2014-12-04 membion Gmbh Membranfilter und Verfahren zum Filtern
DE102013218208B4 (de) * 2013-09-11 2015-06-03 membion Gmbh Membranfilter und Verfahren zum Filtern
US10427102B2 (en) 2013-10-02 2019-10-01 Evoqua Water Technologies Llc Method and device for repairing a membrane filtration module
KR101704864B1 (ko) * 2013-12-31 2017-02-08 롯데케미칼 주식회사 에어레이터 장치 및 이를 포함하는 필터 시스템
CA2964891C (en) 2014-10-22 2021-11-09 Koch Membrane Systems, Inc. Membrane filter module with bundle-releasing gasification device
EP3322511B1 (en) 2015-07-14 2022-09-07 Rohm & Haas Electronic Materials Singapore Pte. Ltd Aeration device for filtration system
USD779631S1 (en) 2015-08-10 2017-02-21 Koch Membrane Systems, Inc. Gasification device
CN109562331B (zh) * 2017-02-22 2021-10-01 三菱化学株式会社 虹吸式散气装置、膜分离活性污泥装置、水处理方法
EP3778499B1 (en) 2018-03-27 2023-01-18 Mitsubishi Chemical Corporation Header-equipped air diffusion device, and membrane separation activated sludge device
US11155482B2 (en) * 2018-04-04 2021-10-26 Somerset Environmental Solutions Inc. Apparatus and method for aerating wastewater
KR101958154B1 (ko) 2018-12-07 2019-03-13 주식회사 서진에너지 공기세정 일체형 침지식 중공사막 모듈 장치
CN111320271A (zh) * 2020-04-01 2020-06-23 北京博汇特环保科技股份有限公司 一种分体式气脉冲混合搅拌装置
DE102021110329A1 (de) * 2021-04-22 2022-10-27 membion Gmbh Membranfilter und Verfahren zum Filtern

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070289362A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-20 David Brian Ross Air scouring for immersed membranes
WO2008153818A1 (en) 2007-05-29 2008-12-18 Siemens Water Technologies Corp. Membrane cleaning with pulsed airlift pump
US20090194477A1 (en) * 2008-01-11 2009-08-06 Asahi Kasei Chemicals Corporation Intermittent gas flow apparatus and membrane separation apparatus

Family Cites Families (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1574783A (en) 1925-06-23 1926-03-02 Beth Evert Willem Process and device for regenerating water of aquaria
US3068655A (en) 1959-12-01 1962-12-18 Standard Dredging Corp Mobile pneumatic breakwater
GB996195A (en) 1961-08-03 1965-06-23 Aero Hydraulics Ltd Improvements in methods and apparatus for mixing and dispersing substances and for maintaining dispersions and emulsions
US3246761A (en) 1962-10-30 1966-04-19 Bryan John Gordon Liquid treating apparatus
US3628775A (en) 1969-02-14 1971-12-21 Atara Corp Sewage-treating system
US3592450A (en) 1969-12-03 1971-07-13 George Maxwell Rippon Fluid circulator
US3898018A (en) 1973-04-30 1975-08-05 Ecodyne Corp Pneumatic ejector
US3847508A (en) 1973-04-30 1974-11-12 Ecodyne Corp Pneumatic pump
US4169873A (en) 1976-12-13 1979-10-02 Aero-Hydraulics Corporation Fluid circulating device
JPS5643438Y2 (ko) 1978-12-28 1981-10-12
US4187263A (en) 1979-01-15 1980-02-05 Aero-Hydraulics Corporation Liquid circulating device
US4356131A (en) 1981-01-29 1982-10-26 Atara Corporation Circulating device for liquids containing long-chain molecules
US4439316A (en) 1982-06-14 1984-03-27 Kaiyo Koggyo Co. Ltd. Water purifier
US4478211A (en) 1982-06-18 1984-10-23 Haines Eldon L Self-pumping solar heating system with geyser pumping action
JPS5936900U (ja) 1982-09-01 1984-03-08 斉藤　晃四郎 二層分離式空気揚水装置
JPS60176300U (ja) * 1984-04-23 1985-11-21 海洋工業株式会社 揚水筒
US4569804A (en) 1985-02-13 1986-02-11 Atara Corporation Large bubble flow generator-interface for liquid circulating device
US4676225A (en) 1985-08-16 1987-06-30 Bartera Ralph E Method and apparatus for enhancing the pumping action of a geyser pumped tube
US4752421A (en) 1986-04-01 1988-06-21 Kaiyo Kogyo Kabushiki Kaisha Method of supplying air masses and producing jets of water
JPS62262185A (ja) 1986-05-09 1987-11-14 Mitsubishi Precision Co Ltd パイプライン制御方式
JPS62268838A (ja) 1986-05-13 1987-11-21 日本エステル株式会社 仮撚加工糸
EP0309474B1 (de) 1986-06-12 1990-10-31 ENGELBART, Wilke, Dr. Verfahren und vorrichtung zum grossflächigen, feinblasigen begasen von flüssigkeiten
US4911838A (en) 1987-02-27 1990-03-27 Kabushiki Kobe Seiko Sho Pluri-tubular aerator
US4789503A (en) 1987-06-15 1988-12-06 Atara Corporation Air removal snorkel device
JPH01104396A (ja) 1987-10-16 1989-04-21 Shinko Pfaudler Co Ltd 貯水池等の深層曝気装置
JPH01111494A (ja) 1987-10-23 1989-04-28 Shinko Pfaudler Co Ltd 連設型間けつ空気揚水筒
JPH0714338B2 (ja) 1988-03-01 1995-02-22 有限会社パラサイト 通気を利用した連続灌流装置
US5639373A (en) * 1995-08-11 1997-06-17 Zenon Environmental Inc. Vertical skein of hollow fiber membranes and method of maintaining clean fiber surfaces while filtering a substrate to withdraw a permeate
JPH084722B2 (ja) 1991-02-20 1996-01-24 株式会社荏原製作所 膜分離装置
JPH06505159A (ja) 1991-03-08 1994-06-16 メムテック・リミテッド 生物学的反応方法
JPH09220569A (ja) 1993-06-02 1997-08-26 Kubota Corp 固液分離装置
US5600691A (en) 1993-10-29 1997-02-04 General Electric Company Noble metal doping or coating of crack interior for stress corrosion cracking protection of metals
JP3341427B2 (ja) 1993-12-24 2002-11-05 栗田工業株式会社 浸漬膜装置
JP3341428B2 (ja) 1993-12-24 2002-11-05 栗田工業株式会社 浸漬膜装置の運転方法
JPH0810589A (ja) 1994-06-28 1996-01-16 Sumitomo Heavy Ind Ltd 膜モジュールの洗浄方法
JP2975276B2 (ja) 1994-11-16 1999-11-10 ベスト工業株式会社 生物濾過装置用浮上濾材の洗浄方法
JP3124197B2 (ja) 1994-11-21 2001-01-15 株式会社クボタ 汚水処理装置
JPH08257372A (ja) 1995-03-22 1996-10-08 Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd 中空糸膜モジュール組立体
JPH08312161A (ja) 1995-05-15 1996-11-26 Aintetsuku:Kk 破砕機着脱磁石装置
JP3349015B2 (ja) 1995-07-25 2002-11-20 株式会社日立製作所 濾過装置
DE69632422T2 (de) 1995-08-11 2005-05-19 Zenon Environmental Inc., Oakville Verfahren zum Einbetten von Hohlfaser-Membranen
US6685832B2 (en) * 1995-08-11 2004-02-03 Zenon Environmental Inc. Method of potting hollow fiber membranes
US7087173B2 (en) 1995-08-11 2006-08-08 Zenon Environmental Inc. Inverted cavity aerator for membrane module
US5605653A (en) 1995-11-09 1997-02-25 Devos; Jerry Liquid circulation apparatus
JP4804599B2 (ja) 1996-12-20 2011-11-02 シーメンス・ウォーター・テクノロジーズ・コーポレイション 洗浄方法
JPH114396A (ja) 1997-06-11 1999-01-06 Victor Co Of Japan Ltd 映像合成装置
JPH1111494A (ja) 1997-06-19 1999-01-19 Takako Hashimoto 袋の集合体
EP0937494A3 (en) 1998-02-23 2000-03-01 Kubota Corporation Membrane separation system
ATE264272T1 (de) 1998-10-09 2004-04-15 Zenon Environmental Inc Zyklisch arbeitendes belüftungssystem für tauchmembranmodul
EP1140330B1 (en) 1998-11-23 2005-04-06 Zenon Environmental Inc. Water filtration using immersed membranes
US6162020A (en) 1998-12-04 2000-12-19 Nca2Bioprocess, Inc. Airlift pump apparatus and method
KR20010112874A (ko) 2000-06-15 2001-12-22 이정학 중공사 분리막을 이용한 침지형 분리장치
KR100515806B1 (ko) * 2000-08-10 2005-09-21 가부시키가이샤 유아사코오포레이션 침지형 막 여과장치
JP2003340250A (ja) 2002-05-27 2003-12-02 Kurita Water Ind Ltd 膜分離装置
AU2002953111A0 (en) 2002-12-05 2002-12-19 U. S. Filter Wastewater Group, Inc. Mixing chamber
CN1761516A (zh) 2002-12-19 2006-04-19 美国海德能公司 在过滤时清洗和维持膜表面的方法
DE10314223A1 (de) 2003-03-28 2004-10-21 Siemens Ag Fördereinrichtung
US7879229B2 (en) 2003-10-29 2011-02-01 Zenon Technology Partnership Water treatment plant with immersed membranes
DE102004048416B4 (de) 2004-04-02 2007-08-30 Koch Membrane Systems Gmbh Verfahren zum Begasen von Membranmodulen
WO2005107929A2 (en) 2004-04-22 2005-11-17 Siemens Water Technologies Corp. Filtration apparatus comprising a membrane bioreactor and a treatment vessel for digesting organic materials
JP3807423B2 (ja) 2004-08-12 2006-08-09 栗田工業株式会社 浸漬型膜分離装置
JP2006081979A (ja) 2004-09-14 2006-03-30 Asahi Kasei Chemicals Corp 膜洗浄方法
CA2579894A1 (en) 2004-09-15 2006-03-23 Siemens Water Technologies Corp. Continuously variable aeration
ATE373514T1 (de) 2004-10-28 2007-10-15 Dhv Water Bv Prozess zur reinigung eines tauchmembranmoduls, gasleitungssystem zur reinigung einer solchen membran und filtrationstank mit gasleitungssystem
CA2591408C (en) 2004-12-24 2015-07-21 Siemens Water Technologies Corp. Cleaning in membrane filtration systems
CA2597756C (en) 2005-02-28 2010-01-05 Kubota Corporation Water treatment system
AU2006269733B2 (en) 2005-07-12 2011-10-20 Zenon Technology Partnership Process control for an immersed membrane system
US7867395B2 (en) 2005-07-25 2011-01-11 Weatherford/Lamb, Inc. Valveless intake screen airburst system
US7294255B2 (en) 2005-08-12 2007-11-13 Geyser Pump Tech. Co. Nitrification system and method
CN100420509C (zh) 2005-09-16 2008-09-24 中国石油化工股份有限公司 一种膜分离技术中的膜清洗装置、清洗方法及其应用
US8047808B2 (en) 2006-01-17 2011-11-01 Geyser Pump Tech, LLC Geyser pump
FR2901488B1 (fr) 2006-05-23 2008-08-15 Otv Sa Dispositif d'aeration pour systeme de filtration d'eau a membranes immergees, incluant un plancher pourvu de moyens d'injection d'un gaz et d'au moins un systeme d'equilibrage des pressions
CN102319539B (zh) 2006-06-26 2014-01-29 住友电气工业株式会社 过滤装置
US20100170847A1 (en) 2007-05-29 2010-07-08 Fufang Zha Membrane cleaning using an airlift pump
AU2010256746B2 (en) 2009-06-02 2012-09-27 Evoqua Water Technologies Llc Membrane cleaning with pulsed gas slugs and global aeration
US8329456B2 (en) * 2008-02-22 2012-12-11 Coskata, Inc. Syngas conversion system using asymmetric membrane and anaerobic microorganism
US9358505B2 (en) 2009-09-03 2016-06-07 General Electric Company Gas sparger for an immersed membrane
US9364805B2 (en) * 2010-10-15 2016-06-14 General Electric Company Integrated gas sparger for an immersed membrane

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070289362A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-20 David Brian Ross Air scouring for immersed membranes
WO2008153818A1 (en) 2007-05-29 2008-12-18 Siemens Water Technologies Corp. Membrane cleaning with pulsed airlift pump
US20090194477A1 (en) * 2008-01-11 2009-08-06 Asahi Kasei Chemicals Corporation Intermittent gas flow apparatus and membrane separation apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US10173175B2 (en) 2019-01-08
EP2627438B1 (en) 2019-07-17
KR20140009144A (ko) 2014-01-22
KR20180084157A (ko) 2018-07-24
US20120091602A1 (en) 2012-04-19
ES2747805T3 (es) 2020-03-11
CN103153446B (zh) 2015-08-12
TW201228734A (en) 2012-07-16
BR112013007622A2 (pt) 2018-05-02
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