KR102069050B1 - 중공사막의 리크 보수 방법 - Google Patents
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Abstract
반복되는 여과작업, 역세작업, 및 화학세정으로 인한 접착제 탈리 또는 밀림 현상을 방지함으로써 중공사막 모듈의 수명을 상당히 연장시킬 수 있는 중공사막의 리크 보수 방법이 개시된다. 본 발명의 방법은, 중공사막의 리크 포인트를 파악하는 단계; 상기 리크 포인트에서 상기 중공사막의 중공으로 니들을 삽입하는 단계; 상기 니들을 통해 상기 중공에 접착제를 주입하되, 상기 중공에서 상기 접착제가 상기 리크 포인트의 전체 영역을 넘어선 영역을 커버할 때까지 상기 접착제를 주입하는 단계; 상기 니들을 통해 상기 접착제를 계속 분사하면서 상기 중공으로부터 상기 니들을 빼내는 단계; 및 상기 니들이 상기 중공사막으로부터 소정 거리 이격되었을 때, 상기 니들을 통한 상기 접착제 분사를 중단하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 중공사막의 리크 보수 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 반복되는 여과작업, 역세작업, 및 화학세정으로 인한 접착제 탈리 또는 밀림 현상을 방지함으로써 중공사막 모듈의 수명을 상당히 연장시킬 수 있는 중공사막의 리크 보수 방법에 관한 것이다.
유체처리를 위한 분리 방법으로는 가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법, 및 여과막을 이용하는 분리 방법 등이 있다. 여과막을 이용하는 분리 방법은 여과막의 세공 크기에 따라 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있으므로 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 장점이 있고, 또한, 여과막을 이용하면 가열 등의 조작이 필요 없기 때문에 가열 등에 의해 영향을 받을 수 있는 미생물을 사용하는 분리 공정에 널리 이용될 수 있다는 장점이 있다.
여과막을 이용한 분리 방법 중 하나로는 중공사 형태의 막을 다발로 형성한 중공사막 모듈을 이용하는 방법이 있다. 전통적으로 중공사막 모듈은 무균수, 음용수, 초순수 제조 등 정밀 여과 분야에 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 하/폐수처리, 정화조에서의 고액 분리, 산업폐수에서의 부유 물질(SS: Suspended Solid) 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과, 및 수영장 물의 여과 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.
중공사막 모듈은 구동방식에 따라 침지식(submerged-type) 모듈과 가압식(pressurized-type) 모듈로 분류될 수 있다.
침지식 모듈과 가압식 모듈 모두에 있어서, 다수의 중공사막들이 모듈 내에 포함되어 있는 중공사막들 중 어느 하나라도 손상되어 리크가 발생할 경우 정상적인 수처리가 더 이상 불가능하게 된다. 단 하나의 손상된 중공사막으로 인해 중공사막 모듈 전체가 폐기되어야 한다면 자원의 낭비가 초래될 뿐만 아니라 모듈 교체에 따른 비용 증가가 유발된다.
따라서, 손상된 중공사막의 리크를 보수하는 방법들이 지속적으로 연구되고 있다. 이하에서는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 지금까지 제안되거나 실행되고 있는 중공사막 리크 보수 방법들 및 그 각각의 문제점들을 설명한다.
제1 리크 보수 방법에 의하면, 도 1에 예시된 바와 같이, 중공사막(10)에 리크 포인트(LP)가 발견되면, 그 리크 포인트(LP)의 양 옆을 절단함으로써 상기 리크 포인트(LP)가 포함된 부분을 제거하고, 남아 있는 부분들의 개방단들(상기 절단에 의해 형성된)을 접착제(21)로 덮어 폐쇄시킨다.
제2 리크 보수 방법에 의하면, 도 2에 예시된 바와 같이, 중공사막(10)에 리크 포인트(LP)가 발견되면, 그 리크 포인트(LP)를 덮도록 상기 중공사막(10) 표면 상에 접착제(22)를 도포함으로써 상기 리크 포인트(LP)를 폐쇄시킨다.
그러나, 위와 같은 제1 및 제2 리크 보수 방법들에 의해 상기 중공사막(10) 표면에 부착된 접착제들(21, 22) 각각은 시간의 경과에 따라 중공사막(10)으로부터 탈리될 위험이 상대적으로 크다는 단점이 있다. 즉, 여과작업, 역세작업, 화학세정 등이 반복됨에 따라 상기 접착제들(21, 22)과 중공사막(10) 사이의 접착력이 약화되고, 어느 순간 상기 접착제들(21, 22)이 중공사막(10)으로부터 탈리된다.
이와 같은 제1 및 제2 리크 보수 방법들의 문제점을 해결하기 위하여, 도 3에 예시된 제3 리크 보수 방법이 제안되었다.
제3 리크 보수 방법에 의하면, 중공사막(10)에 리크 포인트(LP)가 발견되면, 상기 리크 포인트(LP) 양 옆에 주사기를 삽입한 후 접착제(23)를 각각 주입하여 중공을 막음으로써 상기 리크 포인트(LP)가 포함된 부분이 수처리 작업에 더 이상 관여를 하지 못하도록 한다.
그러나, 상기 리크 포인트(LP)의 양 옆에 주사기를 삽입할 때 중공사막(10)의 손상이 유발되어 2차 리크가 발생할 위험이 있다. 또한, 상당한 크기의 역세압으로 인해 상기 접착제(23)가 중공사막(10)의 중공 내에서 밀림으로써 상기 리크 포인트(LP)를 포함하는 영역이 상기 접착제들(23) 사이를 벗어나게 되어 다시 수처리 작업에 관여할 위험이 있다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 중공사막의 리크 보수 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면은 반복되는 여과작업, 역세작업, 및 화학세정으로 인한 접착제 탈리 또는 밀림 현상을 방지함으로써 중공사막 모듈의 수명을 상당히 연장시킬 수 있는 중공사막의 리크 보수 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술될 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 학습되어질 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 첨부된 도면은 물론이고 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.
본 발명의 일 측면으로서, 중공사막의 리크 포인트를 파악(identify)하는 단계; 상기 리크 포인트에서 상기 중공사막의 중공으로 니들을 삽입하는 단계; 상기 니들을 통해 상기 중공에 접착제를 주입하되, 상기 중공에서 상기 접착제가 상기 리크 포인트의 전체 영역을 넘어선 영역을 커버할 때까지 상기 접착제를 주입하는 단계; 상기 니들을 통해 상기 접착제를 계속 분사하면서 상기 중공으로부터 상기 니들을 빼내는 단계; 및 상기 니들이 상기 중공사막으로부터 소정 거리 이격되었을 때, 상기 니들을 통한 상기 접착제 분사를 중단하는 단계를 포함하는, 중공사막의 리크 보수 방법이 제공된다.
상기 중공사막 상에서 상기 접착제가 상기 리크 포인트의 전체 영역을 넘어선 영역을 커버할 수 있도록, 상기 방법은, 상기 접착제 분사를 중단할 때까지 상기 중공사막의 상기 리크 포인트 상에 쌓이게 된 상기 접착제를 펼치는(spread) 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 접착제를 펼치는 단계는 브러시(brush)로 수행될 수 있다.
상기 중공사막은 다른 중공사막들과 함께 중공사막 모듈 내에 장착되어 있으며, 상기 방법은, 상기 중공사막 모듈에서 손상된 중공사막을 파악하는 단계를 상기 리크 포인트 파악 단계 전에 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 접착제 분사 중단 단계와 동시에 또는 그 후에, 상기 니들을 회전시키면서 이전에 분사된 상기 접착제로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 접착제는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 및 아크릴 계열의 UV 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 접착제는 5000 내지 15000 cP의 점도를 가질 수 있다.
상기 중공에 주입된 상기 접착제의 양은 0.1 내지 1 mL일 수 있다.
위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 중공사막 리크 보수 방법에 의하면, 반복되는 여과작업, 역세작업, 및 화학세정으로 인해 리크 보수를 위하여 중공사막에 인가된 접착제가 탈리 또는 밀리는 현상을 방지함으로써 중공사막 모듈의 수명을 상당히 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 의하면, 리크 보수 과정에서 중공사막의 재손상이 유발되어 2차 리크가 발생할 위험이 전혀 없다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 종래의 제1 중공사막 리크 보수 방법을 보여주고,
도 2는 종래의 제2 중공사막 리크 보수 방법을 보여주고,
도 3은 종래의 제3 중공사막 리크 보수 방법을 보여주고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 리크 보수 방법을 보여준다.
도 1은 종래의 제1 중공사막 리크 보수 방법을 보여주고,
도 2는 종래의 제2 중공사막 리크 보수 방법을 보여주고,
도 3은 종래의 제3 중공사막 리크 보수 방법을 보여주고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 리크 보수 방법을 보여준다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 리크 보수 방법을 보여준다.
도 4(a)에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 중공사막(100)의 리크 포인트(LP)가 파악된다.
상기 중공사막(100)은 다른 중공사막들과 함께 침지식 또는 가압식 중공사막 모듈 내에 장착되어 수처리를 수행하던 중에 손상된 것이므로, 상기 중공사막 모듈의 다수의 중공사막들 중에서 상기 손상된 중공사막(100)을 파악하는 단계가 상기 리크 포인트(LP) 파악 단계보다 먼저 수행되는 것이 일반적이다.
상기 중공사막 모듈은 양단집수 방식 또는 단단집수 방식의 모듈일 수 있다.
양단집수 방식의 모듈에서는, 중공사막(100)의 양단들이 모두 개방된 상태로 고정부(들)(미도시)에 각각 포팅되어 있다. 상기 중공사막(100)은 양 개방단들을 통해 집수부(미도시)와 유체연통한다.
반면, 단단집수 방식의 모듈에서는, 중공사막(100)의 일단은 개방되어 있으나 타단은 폐쇄되어 있다. 상기 중공사막(100)의 개방단은 고정부 포팅되어 있는 반면, 폐쇄단은 고정부에 포팅되어 있거나 자유단일 수 있다. 상기 중공사막(100)은 개방단을 통해 집수부와 유체연통한다.
상기 중공사막(100)의 제조에 사용될 수 있는 고분자는 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 설폰화 폴리설폰, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 및 폴리에스테리이미드 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 중공사막(100)은 단일막 형태 또는 복합막 형태일 수 있다. 상기 중공사막(100)이 복합막 형태일 경우, 상기 중공사막(100)은 튜브형 브레이드 및 그 표면상에 코팅된 고분자 박막을 포함할 수 있다. 상기 튜브형 브레이드는 폴리에스테르 또는 나일론으로 제조될 수 있다.
중공사막(100)의 리크 포인트(LP)가 일단 파악되면, 도 4(b)에 예시된 바와 같이, 상기 리크 포인트(LP)을 통해 상기 중공사막(100)의 중공으로 니들(예를 들어, 컷팅 니들)(300)을 상기 중공사막(100)의 길이방향에 수직인 방향으로 삽입한다.
이어서, 상기 중공에서 접착제(200)가 상기 리크 포인트(LP)의 전체 영역을 넘어선 영역을 커버할 때까지[즉, 상기 접착제(200)가 상기 리크 포인트(LP)는 물론이고 그 주위의 중공사막(100) 내표면 영역까지도 커버할 때까지] 상기 니들(300)을 통해 상기 중공에 상기 접착제(200)를 주입한다.
상기 접착제(200)는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 및 아크릴 계열의 UV 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 5000 내지 15000 cP의 점도를 가질 수 있다.
상기 중공에 주입되는 상기 접착제의 양은 상기 중공사막(100)의 내경 및 리크 포인트(LP)의 크기에 의존하는데, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 0.1 내지 1 mL일 수 있다.
상기 리크 포인트(LP)의 전체 영역을 넘어선 영역을 커버할 정도의 양의 접착제(200)가 상기 중공에 주입된 후에는, 도 4(c)에 예시된 바와 같이, 상기 니들(300)을 통해 상기 접착제(200)를 계속 분사하면서 상기 중공으로부터 상기 니들(300)을 빼낸다.
상기 니들(300)이 상기 중공사막(100)으로부터 소정 거리 이격되었을 때, 상기 니들(300)을 통한 상기 접착제(200) 분사를 중단한다.
상기 접착제(200) 분사 중단 단계와 동시에 또는 그 후에, 상기 니들(300)을 회전시키면서 이전에 분사된 높은 점도의 상기 접착제(200)로부터 분리할 수 있다. 상기 니들(300)을 상기 접착제(200)로부터 분리한 후에는, 상기 접착제(200)가 상기 리크 포인트(LP)를 포함하는 상기 중공사막(100)의 외표면 상에서 반구 형태를 가지게 된다.
선택적으로, 본 발명의 방법은, 도 4(d)에 예시된 바와 같이, 상기 접착제(200) 분사를 중단할 때까지 상기 중공사막(100)의 상기 리크 포인트(LP) 상에 쌓이면서 반구 형태를 갖게 된 상기 접착제(200)가 상기 중공사막(100) 상에서 상기 리크 포인트(LP)의 전체 영역을 넘어선 영역을 확실히 커버할 수 있도록, 상기 반구 형태의 접착제(200)를 펼치는(spread) 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 반구 형태의 접착제(200)를 펼치는 단계는 브러시(brush)(400)로 수행될 수 있다.
결과적으로, 상기 중공사막(100)의 리크 포인트(LP)를 막기 위하여 인가된 본 발명의 접착제(200)는 상기 리크 포인트(LP)를 포함하는 막 영역을 기준으로 그 양쪽에 각각 위치한 내측 및 외측 부분들(inner and outer parts)과 상기 리크 포인트(LP)를 통과하면서 상기 내측 및 외측 부분들을 연결시키는 브리지 부분을 포함하고 상기 내측 및 외측 부분들은 상기 리크 포인트(LP)를 통과할 수 없을 정도의 크기를 갖기 때문에, 여과작업, 역세작업, 및 화학세정이 반복된다고 하더라도 상기 접착제(200)가 상기 중공사막(100)으로부터 탈리되거나 상기 중공 내에서 밀리는 현상이 방지될 수 있다.
100: 중공사막 200: 접착제
300: 니들 400: 브러시
300: 니들 400: 브러시
Claims (8)
- 중공사막의 리크 포인트를 파악(identify)하는 단계;
상기 리크 포인트에서 상기 중공사막의 중공으로 니들을 삽입하는 단계;
상기 니들을 통해 상기 중공에 접착제를 주입하되, 상기 중공사막의 내표면 상에서 상기 접착제가 상기 리크 포인트의 전체 영역을 넘어선 영역을 커버할 때까지 상기 접착제를 주입함으로써, 상기 리크 포인트를 통과할 수 없을 정도의 크기를 갖는 접착제 내측 부분(inner part)을 형성하는 단계;
상기 니들을 통해 상기 접착제를 계속 분사하면서 상기 중공으로부터 상기 니들을 빼내는 단계;
상기 니들이 상기 중공사막으로부터 소정 거리 이격되었을 때, 상기 니들을 통한 상기 접착제 분사를 중단하는 단계; 및
상기 중공사막의 외표면 상에서 상기 접착제가 상기 리크 포인트의 전체 영역을 넘어선 영역을 커버할 수 있도록, 상기 접착제 분사를 중단할 때까지 상기 중공사막의 상기 리크 포인트 상에 쌓이게 된 상기 접착제를 펼침(spread)으로써, 상기 리크 포인트를 통과하는 접착제 브리지 부분에 의해 상기 접착제 내측 부분과 연결되며 상기 리크 포인트를 통과할 수 없을 정도의 크기를 갖는 접착제 외측 부분(outer part)을 형성하는 단계를 포함하는,
중공사막의 리크 보수 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 접착제 외측 부분을 형성할 때 상기 접착제는 브러시(brush)로 펼쳐지는,
중공사막의 리크 보수 방법. - 제1항에 있어서,
상기 중공사막은 다른 중공사막들과 함께 중공사막 모듈 내에 장착되어 있으며,
상기 리크 포인트 파악 단계 전에, 상기 중공사막 모듈에서 손상된 중공사막을 파악하는 단계를 더 포함하는,
중공사막의 리크 보수 방법. - 제1항에 있어서,
상기 접착제 분사 중단 단계와 동시에 또는 그 후에, 상기 니들을 회전시키면서 이전에 분사된 상기 접착제로부터 분리하는 단계를 더 포함하는,
중공사막의 리크 보수 방법. - 제1항에 있어서,
상기 접착제는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 및 아크릴 계열의 UV 경화제 중 적어도 하나를 포함하는,
중공사막의 리크 보수 방법. - 제1항에 있어서,
상기 접착제는 5000 내지 15000 cP의 점도를 갖는,
중공사막의 리크 보수 방법. - 제1항에 있어서,
상기 중공에 주입된 상기 접착제의 양은 0.1 내지 1 mL인,
중공사막의 리크 보수 방법.
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