KR102480165B1 - Pre-filter module to prevent contamination of submerged membrane module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침지형 분리막모듈의 외측에 배치되어 상기 분리막모듈로 협잡물이나 오염물질의 유입을 방지하기 위해 프리필터모듈에 있어서, 상기 분리막모듈의 외측에 배치되는 설치프레임; 지지프레임과, 상기 지지프레임에 설치되어 상기 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 걸러내기 위한 필터망로 구성되는 필터유닛; 및 상기 설치프레임에 형성되어 상기 필터유닛의 삽입 및 배출을 가능하게 하는 인입출부;를 포함하여 이루어진다.
즉 본 발명은 분리막모듈에 주변에 전처리 기능을 갖는 프리필터모듈을 설치하여 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 걸러내어 오염을 방지하고, 이를 통해 분리막모듈의 막 투과성능을 유지할 뿐만 아니라, 막의 수명연장과 파손으로 인한 교체비용을 절감할 수 있는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈을 제안하고자 한다.The present invention relates to a pre-filter module for preventing contamination of a submerged separation membrane module, and more particularly, to a pre-filter module disposed outside the submerged separation membrane module to prevent the inflow of impurities or contaminants into the separation membrane module, an installation frame disposed outside the membrane module; a filter unit composed of a support frame and a filter network installed on the support frame to filter out impurities or contaminants flowing into the membrane module; and an inlet/outlet formed on the installation frame to enable insertion and discharge of the filter unit.
That is, the present invention prevents contamination by installing a pre-filter module having a pre-processing function around the separation membrane module to filter impurities or contaminants flowing into the separation membrane module, and through this, not only maintains the membrane permeability of the membrane module, A pre-filter module for preventing contamination of a submerged membrane module, which can extend life and reduce replacement costs due to damage, is proposed.
Description
본 발명은 분리막모듈에 주변에 전처리 기능을 갖는 프리필터모듈을 설치하여 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 걸러내어 오염을 방지하고, 이를 통해 분리막모듈의 막 투과성능을 유지할 뿐만 아니라, 막의 수명연장과 파손으로 인한 교체비용을 절감할 수 있는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈에 관한 것이다.In the present invention, a pre-filter module having a pre-processing function is installed around the separation membrane module to prevent contamination by filtering impurities or contaminants flowing into the separation membrane module, and through this, not only maintains the membrane permeability of the membrane module, but also maintains the lifespan of the membrane. It relates to a pre-filter module for preventing contamination of a submerged separation membrane module that can reduce replacement costs due to extension and damage.
통상적으로 하수처리장에서 사용하는 침지형 분리막모듈은 막장치를 생물반응조의 포기조에 침지시키는 MBR(Membrane Biological Reactor)로서 소규모화, 고형물의 완전제거, 방류수 무살균, 고농도 현탁고형물 운전, 긴 고형물체류시간, 슬러지의 저생산, 슬러지 벌킹현상의 비발생 등의 장점이 있으나, 막오염의 큰 단점이 있다.The submerged membrane module, which is usually used in sewage treatment plants, is MBR (Membrane Biological Reactor) that immerses the membrane device in the aeration tank of the bioreactor. It has advantages such as low production and non-occurrence of sludge bulking, but has a major disadvantage of membrane fouling.
막오염은 대부분 막공정에서 흔히 일어나는 현상이고, 일반적으로 세공 막힘에 의한 물리적 현상은 크게 4가지로 구분될 수 있다.Membrane fouling is a common phenomenon in most membrane processes, and in general, physical phenomena caused by pore clogging can be largely classified into four types.
첫째, 흡착이 모든 세공을 작게 하는 요인이며, 작아진 세공에서는 세공 막힘(Plugging) 현상이 일어난다. 둘째, 세공 막힘 자체가 흡착이 아닌 조그마한 입자가 세공을 막는 경우인데 미세세공에서는 입자에 의해 보다 빨리 막힐 수 있다. 세공의 구조는 원추형이어서 이러한 조그마한 입자들이 끼어들 수 있는 소지가 많으며 세공경이 아주 큰 경우에는 막힘 현상이 줄어드는 경우도 있다. 셋째, 막표면에 부착층이 형성되어 층을 통한 화학적인 결합이 가역, 비가역적인 반응으로 일어나며, 막표면에 용착(deposition)이 되어 궁극적으로 케이크층이 형성되어 시간이 흐를수록 실제의 세공경은 자연스럽게 작아지게 되는 현상이 있을 수 있다. 마지막으로 세공경보다 큰 입자들이 비교적 세공이 큰 구멍을 막고 세공경이 작은 구멍은 그대로 남게 되어 전체적으로 세공의 분포를 줄어들게 하는 경우이다. 이러한 경우는 막공정에서 당연하게 일어날 수 있으므로 장비의 관리와 전처리작업이 중요하게 된다.First, adsorption is a factor that reduces all pores, and a pore plugging phenomenon occurs in the reduced pores. Second, the pore clogging itself is a case where the pores are blocked by small particles rather than adsorption. The structure of the pores is conical, so there are many materials that these small particles can get in, and if the pore diameter is very large, the clogging phenomenon may be reduced. Third, an adhesive layer is formed on the surface of the film, chemical bonding through the layer occurs as a reversible or irreversible reaction, and deposition is formed on the surface of the film, ultimately forming a cake layer. There may be a phenomenon that naturally becomes smaller. Lastly, there is a case where particles larger than the pore diameter block pores with relatively large pores, and pores with small pore diameters remain as they are, reducing the distribution of pores as a whole. This case can occur naturally in the membrane process, so equipment management and pretreatment work become important.
한편, 하·폐수에 포함된 이물질(머리카락, 섬유 등)은 유체의 흐름이나 분리막의 오염방지를 위해 공급하는 세정용 공기의 흐름에 의해 중공사막에 직접 엉겨 붙어 분리막이 끊기는 문제를 초래하는 등 분리막 자체를 사용할 수 없는 경우가 많이 발생하고 있다.On the other hand, foreign substances (hair, fibers, etc.) contained in sewage and wastewater are directly entangled in the hollow fiber membrane by the flow of fluid or the flow of cleaning air supplied to prevent contamination of the separation membrane, causing problems such as breaking the separation membrane. There are many cases where you cannot use it yourself.
또한 분리막 엉김 현상은 막세정주기를 단축시키고, 막세정 시 이물질의 제거를 위해 보다 많은 양의 물리력(과압의 살수, 직접 분리 등)을 분리막에 가하게 되어 분리막의 수명 단축 및 훼손을 야기할 수 있다. 아울러 막모듈의 교체주기 단축 및 처리수질의 악화를 초래하는 등 이에 따른 이물질에 의한 분리막오염 방지에 대한 연구는 아직까지 미비한 것으로 나타나고 있다.In addition, the entanglement of the separator shortens the membrane cleaning cycle, and a greater amount of physical force (overpressure water spray, direct separation, etc.) is applied to the membrane to remove foreign substances during membrane cleaning, which can shorten the life of the membrane and cause damage. . In addition, research on the prevention of contamination of the separation membrane by foreign substances, such as shortening the replacement cycle of membrane modules and deteriorating the quality of treated water, has been shown to be insufficient.
현재 하·폐수처리장에 적용된 전처리공정(침사지, 조목 및 세목 스크린 등)으로는 이물질을 완벽히 제거할 수 없어, 침지형 분리막을 운용중인 하·폐수처리장에서는 운영비의 50%이상을 차지하는 분리막 교체비용 절감을 위해 보다 철저한 침지형 분리막모듈 보호를 위한 전처리 공정이 요구되는 실정이다.Currently, pretreatment processes (grit sand, coarse and fine screens, etc.) applied to sewage and wastewater treatment plants cannot completely remove foreign substances, so in sewage and wastewater treatment plants operating submerged separation membranes, it is possible to reduce membrane replacement costs, which account for more than 50% of operating costs. Therefore, a pretreatment process for more thorough protection of the submerged membrane module is required.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,The present invention has been made to solve the above problems,
분리막모듈에 주변에 전처리 기능을 갖는 프리필터모듈을 설치하여 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 걸러내어 오염을 방지하고, 이를 통해 분리막모듈의 막 투과성능을 유지할 뿐만 아니라, 막의 수명연장과 파손으로 인한 교체비용을 절감하고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.By installing a pre-filter module with a pre-processing function around the membrane module, contamination is prevented by filtering impurities or contaminants flowing into the membrane module. One of the purposes is to reduce the replacement cost due to
본 발명은 프리필터모듈에서 카트리지 형태의 필터유닛은 설치프레임에 복수단으로 배치되는 인입출부에 슬라이드 방식으로 삽입 및 배출이 가능하도록 하여 소모품인 필터유닛의 교체 및 설치 편의성을 보장하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.In the present invention, cartridge-type filter units in the pre-filter module can be inserted and discharged in a sliding manner at the inlet and outlet parts arranged in multiple stages on the installation frame, thereby ensuring convenience in replacement and installation of filter units, which are consumables. for the purpose of
본 발명은 설치프레임에 보호망 내지 안전바를 설치하여 분리조 내에서 발생하는 차압에 의하여 프리필터모듈로부터 분리막모듈의 손상을 방지하고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.Another object of the present invention is to prevent damage to the separation membrane module from the pre-filter module due to differential pressure generated in the separation tank by installing a protective net or a safety bar on the installation frame.
본 발명에 따른 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈은 침지형 분리막모듈의 외측에 배치되어 상기 분리막모듈로 협잡물이나 오염물질의 유입을 방지하기 위해 프리필터모듈에 있어서, 상기 분리막모듈의 외측에 배치되는 설치프레임; 지지프레임과, 상기 지지프레임에 설치되어 상기 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 걸러내기 위한 필터망로 구성되는 필터유닛; 및 상기 설치프레임에 형성되어 상기 필터유닛의 삽입 및 배출을 가능하게 하는 인입출부;를 포함하여 이루어진다.The pre-filter module for preventing contamination of the submerged separation membrane module according to the present invention is disposed outside the submerged separation membrane module to prevent the inflow of impurities or contaminants into the separation membrane module. In the pre-filter module, the outer side of the separation membrane module Arranged installation frame; a filter unit composed of a support frame and a filter network installed on the support frame to filter out impurities or contaminants flowing into the membrane module; and an inlet/outlet formed on the installation frame to enable insertion and discharge of the filter unit.
본 발명에 따른 상기 설치프레임은 전방프레임, 후방프레임, 측면프레임 및 바닥프레임으로 구성되고, 상기 인입출부는 한 쌍으로 이루어져 상기 설치프레임 중 전방, 후방, 양측 및 바닥프레임에 복수로 배치되되, 상기 필터유닛은 카트리지 형태로 제작되어 복수의 각 인입출부에 대하여 양측방향으로 삽입 및 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The installation frame according to the present invention is composed of a front frame, a rear frame, a side frame and a bottom frame, and the inlet and outlet parts are formed in a pair and are disposed in plurality in the front, rear, both sides and bottom frame of the installation frame. The filter unit is manufactured in the form of a cartridge and is characterized in that it is configured to be inserted and discharged in both directions with respect to each of the plurality of inlet and outlet parts.
본 발명에 따른 상기 설치프레임의 전방, 후방, 양측 및 바닥프레임에는 내측 또는 외측, 또는 내외측에 보호망이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the front, rear, both sides and bottom frame of the installation frame according to the present invention is further provided with a protective net on the inside or outside, or inside and outside.
본 발명에 따른 상기 설치프레임의 전방, 후방, 측면프레임에는 내측방향으로 안전바가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The front, rear and side frames of the installation frame according to the present invention are characterized in that safety bars are further provided in the inward direction.
본 발명에 따른 상기 필터유닛의 지지프레임과 상기 인입출부에는 상기 필터유닛을 상기 인입출부에 고정 및 분리를 가능하게 하는 결합수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, coupling means for fixing and separating the filter unit from the support frame and the inlet/outlet of the filter unit may be further provided.
본 발명에 따른 상기 결합수단은 상기 인입출부에 형성되는 제1 결합공과, 상기 필터유닛의 지지프레임에 형성되어 상기 제1 결합공에 대응되는 제2 결합공을 포함하여 이루어지되, 상기 결합수단은 상기 제1 및 제2 결합공에 체결되는 결합볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The coupling means according to the present invention includes a first coupling hole formed in the inlet and outlet portion and a second coupling hole formed in the support frame of the filter unit and corresponding to the first coupling hole, wherein the coupling means It characterized in that it further comprises a coupling bolt fastened to the first and second coupling hole.
본 발명에 따른 상기 필터유닛의 필터망에 부착된 이물질을 제거하기 위해 상기 필터망에 고압의 유체를 분사하는 제거수단이 더 구비되되, 상기 제거수단은 상기 필터망을 통과하는 단위유량이 설정유량 미만인 경우 제어부에 의하여 구동되는 것을 특징으로 한다.In order to remove foreign substances attached to the filter network of the filter unit according to the present invention, a removal means for injecting a high-pressure fluid into the filter network is further provided, and the removal means has a unit flow rate passing through the filter network. If it is less than, it is characterized in that it is driven by the control unit.
본 발명에 따른 상기 필터유닛의 필터망은 이중막 구조로 엉김 형태의 메쉬망으로 구성되고, 상기 필터망은 폴리프로필렌 소재로 200데니어로 이루어진 것을 특징으로 한다.The filter network of the filter unit according to the present invention is composed of a mesh network in the form of a double membrane structure, and the filter network is characterized in that the filter network is made of 200 denier polypropylene material.
본 발명에 따른 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈은 분리막모듈에 주변에 전처리 기능을 갖는 프리필터모듈을 설치하여 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 걸러내어 오염을 방지하고, 이를 통해 분리막모듈의 막 투과성능을 유지할 뿐만 아니라, 막의 수명연장과 파손으로 인한 교체비용을 절감할 수 있다.A pre-filter module for preventing contamination of a submerged separation membrane module according to the present invention prevents contamination by installing a pre-filter module having a pre-processing function around the membrane module to filter out contaminants or contaminants flowing into the membrane module, and through this In addition to maintaining the membrane permeability of the separation membrane module, it is possible to extend the life of the membrane and reduce replacement costs due to damage.
또한 본 발명은 프리필터모듈에서 카트리지 형태의 필터유닛은 설치프레임에 복수단으로 배치되는 인입출부에 슬라이드 방식으로 삽입 및 배출이 가능하도록 하여 소모품인 필터유닛의 교체 및 설치 편의성을 보장할 수 있다.In addition, in the present invention, the filter unit in the form of a cartridge in the pre-filter module can be inserted and discharged in a sliding manner from the inlet and outlet parts disposed in a plurality of stages on the installation frame, so that replacement and installation convenience of the filter unit, which is a consumable, can be guaranteed.
또한 본 발명은 설치프레임에 보호망 내지 안전바를 설치하여 분리조 내에서 발생하는 차압에 의하여 프리필터모듈로부터 분리막모듈의 손상을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can prevent damage to the separation membrane module from the pre-filter module due to differential pressure generated in the separation tank by installing a protective net or a safety bar on the installation frame.
또한 본 발명은 설치프레임에 형성된 인입출부에 삽입 및 배출되는 필터유닛이 결합수단에 의하여 설치프레임 상에 견고히 고정될 수 있어 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the durability of the product because the filter unit inserted into and discharged from the inlet and outlet formed in the installation frame can be firmly fixed on the installation frame by the coupling means.
도 1은 본 발명에 따른 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 프리필터모듈을 나타내는 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 프리필터모듈의 필터유닛의 작동상태를 나타내는 동작도,
도 4는 도 1의 'A'를 나타내는 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 설치프레임에 장착되는 보호망 및 안전바를 나타내는 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 프리필터모듈의 필터망과 종래의 필터망을 나타내는 사진도,
도 7 및 도 8은 도 6의 필터망에 대한 시험결과를 나타내는 그래프.1 is a perspective view showing a pre-filter module for preventing contamination of a submerged separation membrane module according to the present invention;
2 is an exploded perspective view showing a pre-filter module according to the present invention;
3 is an operation diagram showing the operating state of the filter unit of the pre-filter module according to the present invention;
Figure 4 is an enlarged view showing 'A' in Figure 1;
5 is a front view showing a protective net and a safety bar mounted on the installation frame according to the present invention;
6 is a photograph showing a filter network of a pre-filter module according to the present invention and a conventional filter network;
7 and 8 are graphs showing test results for the filter network of FIG. 6;
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시례를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention and the operational advantages of the present invention and the objectives achieved by the practice of the present invention, the following describes a preferred embodiment of the present invention and references it.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.First, the terms used in this application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, in this application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other It should be understood that the presence or addition of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈은 설치프레임(10)과, 지지프레임(21) 및 필터망(23)으로 구성되는 필터유닛(20) 및 인입출부(30)를 포함하여 구성된다.1 to 4, the pre-filter module for preventing contamination of the submerged separation membrane module according to the present invention is a filter unit composed of an
먼저 본 발명에 따른 침지형 분리막모듈은 막장치를 생물반응조에 침지시키는 MBR로서 소규모화, 고형물의 완전제거, 방류수 무살균, 고농도 현탁고형물 운전, 긴 고형물체류시간, 슬러지의 저생산, 슬러지 벌킹현상의 비발생 등의 장점이 있으나, 막오염의 큰 단점이 있다.First, the submerged membrane module according to the present invention is an MBR in which the membrane device is immersed in a bioreactor, and has small scale, complete removal of solids, non-sterilization of effluent water, operation of high-concentration suspended solids, long solids retention time, low production of sludge, and non-occurrence of sludge bulking. There are advantages, but there is a big disadvantage of membrane fouling.
이와 관련하여 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 기존의 하·폐수처리장에 적용된 전처리공정(침사지, 조목 및 세목 스크린 등)은 이물질을 완벽히 제거할 수 없을 뿐만 아니라, 침지형 분리막을 운용중인 하·폐수처리장에서는 운영비의 50%이상을 차지하는 분리막 교체비용 절감을 위해 보다 철저한 침지형 분리막모듈의 보호를 위한 전처리 공정의 필요성이 있으며, 본 발명은 이에 대한 해결방안을 제공하고자 제안된 것이다.In this regard, the pretreatment process (grit paper, coarse and fine screens, etc.) applied to existing sewage and wastewater treatment plants to solve the problems mentioned in the background art cannot completely remove foreign substances, and In wastewater treatment plants, there is a need for a pretreatment process for more thorough protection of submerged membrane modules in order to reduce membrane replacement costs, which account for more than 50% of operating costs, and the present invention is proposed to provide a solution to this.
따라서 이하에서는 본 발명에 따른 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위해 프리필터모듈에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.Therefore, hereinafter, a pre-filter module for preventing contamination of the submerged separation membrane module according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 설치프레임(10)은 분리막모듈의 외측에 설치되어 필터유닛(20)을 장착되는 구조물로서 기능을 수행하게 된다. As shown in FIGS. 1 to 4 , the
설치프레임(10)은 대략 육면체의 구조물로 이루어지며, 전방 및 후방프레임(11)(12)과, 전방 및 후방프레임(11)(12)에 연결되는 측면프레임(13) 및 구조물의 바닥을 구성하는 바닥프레임(14)으로 구성된다. 즉 설치프레임(10)은 프레임구조로 골격을 설치한 후, 육면체에서 상부면을 제외한 각 면, 즉 전방, 후방, 측면 및 바닥프레임(11)(12)(13)(14)이 프레임구조의 구조물에 각각 용접이나 볼트 체결과 같은 방식으로 체결되어 고정된다.The
이 경우 도 1 및 도 2의 도시와 같이 설치프레임(10)의 전방, 후방 및 측면프레임(11)(12)(13)에는 각각 세로방향으로 3부분으로 구획되고, 가로방향으로 2부분으로 구획되어 각 프레임상에는 각각 6개의 필터유닛(20)이 장착될 수 있도록 구성된다.In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the front, rear and
또한 도 2의 도시와 같이 설치프레임(10)의 바닥프레임(14)에는 가로방향 및 세로방향으로 각각 구획되어 4개의 필터유닛(20)이 장착될 수 있도록 구성된다.In addition, as shown in FIG. 2, the
다만 상기한 바와 같이 설치프레임(10)의 각 프레임 상에서 구획은 필요에 따라 증감이 가능한 사항이다.However, as described above, the partition on each frame of the
이와 같이 구성된 설치프레임(10)의 내부에는 수용공간이 형성되고, 이 수용공간에 분리막모듈이 내장되는 형태로 설치될 수 있다. 다만 현장에 분리막모듈이 설치되어 있는 경우 설치프레임(10)의 각 프레임구조물을 결합하여 고정시키는 형태로 설치하는 것도 가능하다.An accommodation space is formed inside the
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 필터유닛(20)은 전술한 바와 같이 분리막모듈의 막오염을 방지하기 위한 전처리로서 협잡물이나 오염물질을 1차적으로 걸러내는 역할을 수행하게 된다.As shown in FIGS. 1 to 4, the
이를 위해 필터유닛(20)은 지지프레임(21)과, 지지프레임(21)에 설치되어 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 1차적으로 걸러내기 위한 필터망(23)으로 구성된다.To this end, the
즉 필터유닛(20)의 지지프레임(21)은 알루미늄 소재의 사각틀로 이루어져 필터망(23)을 견고하게 지지하는 역할을 한다. 이 경우 지지프레임(21)과 필터망(23)을 고무링을 이용하여 결속함으로써 균일한 지지력이 보장될 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 이는 필터망(23)이 차압에 견딜 수 있도록 하기 위함이다(분리조 내에서의 차압에 의한 영향은 설치프레임(10)에 구비되는 보호망(40)과 안전바(50)를 설명하는 부분에서 구체적으로 설명하기로 한다.).That is, the
본 발명에 따른 프리필터모듈(PF)은 기존 분리막모듈의 외부 단면에 설치되어 협잡물이나 오염물질의 유입을 차단하는 것으로 프리필터모듈(PF)에 의한 압력손실이 발생할 경우 분리막모듈에 보다 높은 압력이 필요하게 되므로 프리필터모듈(PF)이 투과성능은 매우 중요한 운전인자가 된다.The pre-filter module (PF) according to the present invention is installed on the outer end surface of the existing separation membrane module to block the inflow of contaminants or contaminants. Since it is necessary, the permeability of the pre-filter module (PF) is a very important operating factor.
따라서 이하에서는 필터유닛(20)의 필터망(23)으로 투과성능에 대하여 2가지 필터를 이용하여 실험한 결과에 대하여 설명하기로 한다.Therefore, hereinafter, the result of an experiment using two types of filters for the permeation performance of the
이를 위해 프리필터모듈(PF)의 투과성능을 평가하기 위한 여과실험은 2종의 필터를 각각 4.7cm 크기 잘라, 운전 투과율인 약 9.6 L/min/㎡을 적용시켜 수행하였다. 실제 운전되는 분리막모듈에서는 막투과를 위한 폭기가 이루어지나, 실험실에서 진행된 여과실험에서는 폭기 적용시 실험시간이 길어지는 것을 방지하고 필터 성능을 최악의 조건에서 평가하기 위해 필터세정을 위한 폭기조건 없이 dead-end 방식으로 여과실험을 진행하였다. 여과실험에 사용된 투과수는 S하수처리장의 막분리조의 MLSS를 그대로 사용하였으며, 농도는 약 12,000 mg/L 이다.To this end, a filtration experiment to evaluate the permeation performance of the pre-filter module (PF) was performed by cutting two types of filters each to a size of 4.7 cm and applying an operating transmittance of about 9.6 L/min/
하기 [표 1]은 도 6의 (a)에 도시된 본 발명에 따른 이중막의 엉김 구조로 이루어진 메쉬망(필터 1)이고, 도 6의 (b) 도시는 스트레이트로 직조된 이중막 구조의 메쉬망(필터 2)에 대한 사양을 비교한 것이다.The following [Table 1] is a mesh network (filter 1) consisting of a coagulated structure of a double film according to the present invention shown in (a) of FIG. 6, and (b) of FIG. This is a comparison of specifications for the network (filter 2).
도 7은 필터 1과 필터 2에 대한 여과실험 결과는 나타내는 그래프이다. 유입유량은 실제 운전유량인 9.6 L/min/㎡을 실험에 사용된 필터 면적에 해당하는 유량(12 mL/min)을 적용하였다. 유입유량과 투과유량이 같은 시간은 '필터 1'이 40분, '필터 2'가 35분으로 필터1이 좀 더 긴 시간동안 안정적인 여과성능을 보이는 것으로 나타났다. 또한 여과지 막힘 현상 등으로 투과유량이 감소하여 최종적으로 폐색되는데 걸린 기간도 '필터 1'은 10분, '필터 2'는 5분 정도로 나타났다.7 is a graph showing the filtration test results for
상기 결과로부터 '필터 1'에 비해 '필터 2'는 짧은 시간 내에 폐색이 발생하고 폐색 발생 시 급격하게 투과속도가 줄어드는 경향을 보였다. 따라서 본 실험 결과 비교적 안정적인 여과성능을 나타낸 '필터 1'을 본 발명에 따른 필터유닛(20)의 필터망(23) 재질로 선정하여 선형이물질 제거특성 분석 및 실규모 프리필터모듈을 제작 및 적용하였다.From the above results, compared to 'Filter 1', 'Filter 2' showed a tendency that occlusion occurred within a short time and the permeation rate rapidly decreased when occlusion occurred. Therefore, as a result of this experiment, 'Filter 1', which showed relatively stable filtration performance, was selected as the material of the
상기 결과를 토대로 본 발명에 따른 필터유닛(20)의 필터망(23)은 이중막 구조로 엉김 형태의 메쉬망으로 이루어지고, 폴리프로필렌 소재로 200데니어를 갖는 재질로 특정하였다.Based on the above results, the
또한 상기 결과를 바탕으로 도 8은 필터1에 실제 운전유량(12mL/min)의 50%(6mL/min) 및 200%(24mL/min)를 적용했을 때 여과 특성을 분석한 결과이다.In addition, based on the above results, FIG. 8 shows the results of analyzing the filtration characteristics when 50% (6mL/min) and 200% (24mL/min) of the actual operating flow rate (12mL/min) were applied to filter 1.
도 8의 (a) 그래프는 실제 운전유량의 50%로 운전했을 때 50분 이후 투과유량이 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 지속적으로 감소하지 않고 일정 투과유량이 안정적으로 유지되는 것으로 나타났다. 반면에 도 8의 (b) 그래프는 운전유량의 200%로 운전했을 때는 운전 시작 후 5분가량 지났을 무렵부터 투과유량 감소가 관찰되었으며, 이후 급격한 유량감소가 나타나 7분 후 완전히 폐색되었다. t실제 분리막 모듈에 Pre-filter 설치 및 운영할 경우, 높은 농도와 협잡물의 량에 따라 Pre-filter의 교체 및 세척의 시간이 짧아지므로 장기간 운전을 통한 유입량 및 농도에 따른 Pre-filter의 적절한 교체 및 세척기준을 마련할 필요가 있다는 결론을 얻었다.The graph (a) of FIG. 8 showed a tendency for the permeate flow rate to slightly decrease after 50 minutes when the operation was performed at 50% of the actual operating flow rate, but it was found that the constant permeate flow rate was stably maintained without a continuous decrease. On the other hand, in the graph (b) of FIG. 8, when operating at 200% of the operating flow rate, a decrease in permeate flow rate was observed from about 5 minutes after the start of operation, and then a rapid decrease in flow rate appeared and was completely blocked after 7 minutes. tIn the case of installing and operating the pre-filter in the actual membrane module, the replacement and cleaning time of the pre-filter is shortened depending on the high concentration and amount of impurities, so proper replacement of the pre-filter and It was concluded that there is a need to prepare cleaning standards.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 프리필터모듈은 필터유닛(20)의 필터망(23)에 의하여 걸러진 협작물이나 오염물질과, 또는 이러한 물질이 고착되는 경우 투과성능에 영향을 주기 때문에, 주기적으로 필터망(23)을 세척 내지 청소하거나, 교체하는 작업을 수행할 필요가 있다.Since the pre-filter module according to the present invention configured as described above affects the permeation performance when the contaminants or contaminants filtered by the
이를 위해 필터유닛(20)의 교체 및 유지보수작업을 용이하게 할 필요가 있다.To this end, it is necessary to facilitate replacement and maintenance work of the
이러한 필터유니의 교체 및 유지보수작업은 필터유닛(20)이 장착된 설치프레임(10)을 분리조 밖으로 꺼내 작업을 하거나, 또는 필요에 따라 분리조 내부의 유체를 모두 배출시킨 후, 필터유닛에 대한 교체 및 유지보수작업을 하게 된다.Such filter unit replacement and maintenance work is carried out by taking the
이 경우 본 발명에서는 필터유닛(20)의 교체 및 유지보수작업을 용이하게 할 수 있도록 설치프레임(10)의 인입출부(30)를 도입하고 있으며, 이에 대하여 이하에서 설명하기로 한다.In this case, the present invention introduces the lead-in/out
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 인입출부(30)는 설치프레임(10)에 형성되어 설치프레임(10)을 외부로 꺼내지 않고도 필터유닛(20)을 쉽게 삽입하여 결합하고, 분리 배출할 수 있도록 하고 있다.As shown in FIGS. 1 to 4, the inlet/
본 발명에 따른 인입출부(30)는 한 쌍으로 이루어져 설치프레임(10) 중 전방, 후방, 양측 및 바닥프레임(14)에 복수로 배치된다. 인입출부(30)는 'ㄷ'자 형태의 삽입홈(33) 형성된 슬라이드부재(31)가 구비되어 설치프레임(10)의 전방, 후방 및 측면프레임(13)에서 세로방향 구획부분에 상하로 대응되도록 장착된다. 따라서 필터유닛(20)은 각 프레임상의 각 단에서 슬라이드부재(31)의 양측방향에서 삽입홈(33)을 통해 슬라이드 동작을 통해 결합될 수 있다. 반대로 배출 시에는 양측방향에서 삽입홈(33)으로부터 필터유닛(20)을 배출할 수 있다.The inlet/
또한 바닥프레임(14)에 배치되는 인입출부(30)는 슬라이드부재(31)가 가로방향 또는 세로방향 구획부분에 서로 대응되도록 장착되고, 이 경우에도 필터유닛(20)은 양측향에서 삽입홈(33)으로부터 슬라이드 동작을 통해 삽입 및 배출이 가능하게 된다.In addition, the inlet and
이와 같이 구성된 인입출부(30)는 필터유닛(20)의 교체나 유지보수를 위한 작업 시, 설치프레임(10)을 외부로 꺼내지 않더라도 분리조 내에서 필터유닛(20)을 양측방향에서 삽입하고, 배출하는 것이 가능하게 됨으로써 필터유닛(20)의 교체 작업이나, 유지보수 등의 작업을 쉽고 용이하게 할 수 있다.The inlet/
이는 소모품인 필터유닛(20)이 카트리지 형태로 제작되는 경우 다수 필터유닛(20)의 교체 등의 작업을 수행하는 경우 인입출부(30)에 의하여 쉽고 편리하면서도 신속하게 필터유닛(20)을 설치프레임(10)으로부터 삽입결합 및 분리배출을 할 수 있다는 점에서 작업능률을 향상시킬 수 있다.This means that when the
한편 통상적으로 분리막 여과공정에서 유입수는 전처리를 거쳐 분리조로 유입이 이루어지고 있으며 세정 및 슬러지 활성을 위해 여과막 하단으로 송풍이 이루어진다. 일정이상의 공기가 송풍되어지면서 자연적인 교반이 이루어지고, 이에 따라 여과펌프를 이용하여 오염된 유입수를 깨끗하게 처리하게 된다. 여과막의 흡입과 휴지를 반복하여 여과 및 기기의 부하를 일정하게 유지하고 있으며, 차압관리를 통한 역세 또한 주기적으로 이루어지고 있다.On the other hand, in the membrane filtration process, the inflow water is usually introduced into the separation tank through pretreatment, and is blown to the bottom of the filter membrane for cleaning and sludge activity. While air of a certain level is blown, natural agitation is made, and accordingly, the contaminated inflow water is treated cleanly by using a filter pump. The load of filtration and equipment is kept constant by repeating suction and resting of the filtration membrane, and backwashing is also performed periodically through differential pressure management.
따라서 분리조에 설치되는 설치프레임(10)과 필터유닛(20)은 전술한 바와 같은 차압에 의한 영향을 고려한 설계가 필요하다.Therefore, the
이를 위해 본 발명에서는 필터유닛(20)이 설치프레임(10)(또는 인입출부(30))에 견고하게 결합될 수 있도록 결합수단(60)을 도입하고 있다.To this end, in the present invention, a coupling means 60 is introduced so that the
이 결합수단(60)은 인입출부(30)의 슬라이드부재(31) 형성되는 제1 결합공(61)과, 필터유닛(20)의 지지프레임(21)에 형성되어 제1 결합공(61)에 대응되는 제2 결합공(63)을 포함하여 구성된다. 아울러 결합수단(60)은 제1 및 제2 결합공(61)(63)에 체결되는 결합볼트(65)로 구성된다. 즉 필터유닛(20)을 인입출부(30)에 삽입한 후, 슬라이드부재(31)와 지지프레임(21)에 대응되는 위치에 형성된 제1 및 제2 결합공(61)(63)에 결합볼트(65)를 체결하여 필터유닛(20)이 견고히 고정되어 지탱될 수 있도록 함으로써 분리조 내에서 차압이 발생하는 경우 필터유닛(20)이 설치프레임(10) 내지 인입출부(30)로부터 분리되는 것을 방지하고, 이를 통해 분리막모듈을 보호할 수 있게 된다.The coupling means 60 is formed in the
또한 도 5의 도시와 같이 설치프레임(10)의 전방, 후방, 양측 및 바닥프레임(11)(12)(13)(14)에는 내측 또는 외측, 또는 내외측에 보호망(40)이 더 구비될 수 있다. 이 보호망(40)은 철망으로 일정한 이상의 강도를 갖는 소재로 제작되는 것이 바람직하다. 즉 보호망(40)은 전술한 바와 같이 필터유닛(20)의 필터망(23)이 망실되어 분리막모듈를 손상시키는 것을 방지할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the front, rear, both sides and
또한 도 5의 도시와 같이 설치프레임(10)의 전방, 후방, 측면프레임(11)(12)(13)에는 내측방향에 가로방향으로 복수의 안전바(50)가 더 구비될 수 있다. 즉 안전바(50)는 분리막모듈과 설치프레임(10), 보다 구체적으로 보호망(40)이 근접하여 배치되어 있기 때문에 보호망(40)이 망실되어 분리막모듈를 손상시키는 것을 방지할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, a plurality of
즉 결합수단(60), 보호망(40) 및 안전바(50)는 분리조 내에서 차압이 발생하는 경우 각 부재들은 분리막모듈 쪽으로 일정 이상의 압력을 받게 되는데, 이러한 압력은 고압이라는 점에서 각 부재의 망실이나 유실이 발생할 가능성이 상존하게 된다. 따라서 결합수단(60)과 보호망(40) 및 안전바(50)는 서로 상호 보완적으로 분리막모듈을 보호하기 위한 수단으로 도입될 수 있다.That is, the coupling means 60, the
나아가 본 발명에 따른 필터유닛(20)의 필터망(23)에 부착된 이물질을 제거하기 위해 필터망(23)에 고압의 유체를 분사하는 제거수단이 더 구비되는 것도 바람직하다.Furthermore, in order to remove foreign substances attached to the
즉 제거수단은 워터젯이나 에어젯과 같이 고압으로 유체를 분사하여 필터망(23)에 부착되거나 고착된 협잡물이나 기타 이물질 등을 제거시킬 수 있도록 하여 필터망(23)의 내구연한을 높이고, 또한 투과성능이 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.That is, the removal means sprays a fluid at high pressure, such as a water jet or an air jet, to remove impurities or other foreign substances attached or fixed to the
제거수단은 다양한 형태로 구현이 가능한데, 인입출부(30)의 슬라이드부재(31)에 장착되는 분사노즐이 양측방향으로 이동하고, 분사노즐이 상하로 구동하여 분사각도를 조절할 수 있도록 구성되는 것이 가능하다. 따라서 각 분사노즐이 좌우방향으로 이동하고, 분사노즐을 상하방향으로 선회시켜 소정 각도로 조절하면서 해당 필터망(23)의 전영역에 걸쳐 고압유체를 분사할 수 있도록 함으로써 필터망(23)에 부착되거나 고착된 협잡물이나 기타 이물질 등의 제거효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The removal means can be implemented in various forms, and it is possible to configure the injection nozzle mounted on the
이 경우 제거수단의 구동은 압력센서가 구비되어 필터망(23)을 통과하는 단위유량이 설정된 유량 미만인 경우, 즉 필터망(23)을 통과하는 유체의 투과량이 미리 설정된 투과량에 미치지 못하는 경우 소정의 정비 시간에서 제어부(미도시)에 의하여 구동이 제어될 수 있다.In this case, the operation of the removal means is provided with a pressure sensor, and when the unit flow rate passing through the
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시례를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다.As such, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. will understand
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
PF : 프리필터모듈
10 : 설치프레임
11 : 전방프레임 12 : 후방프레임
13 : 측면프레임 14 : 바닥프레임
20 : 필터유닛
21 : 지지프레임 23 : 필터망
30 : 인입출부
31 : 슬라이드부재 33 : 삽입홈
40 : 보호망
50 : 안전바
60 : 결합수단
61 : 제1 결합공 63 : 제2 결합공
65 : 결합볼트PF: pre-filter module
10: installation frame
11: front frame 12: rear frame
13: side frame 14: bottom frame
20: filter unit
21: support frame 23: filter network
30: Inlet and outlet
31: slide member 33: insertion groove
40: protective net
50: safety bar
60: coupling means
61: first coupling hole 63: second coupling hole
65: coupling bolt
Claims (8)
상기 분리막모듈의 외측에 배치되는 설치프레임(10);
지지프레임(21)과, 상기 지지프레임(21)에 설치되어 상기 분리막모듈로 유입되는 협잡물이나 오염물질을 걸러내기 위한 필터망(23)으로 구성되는 필터유닛(20); 및
상기 설치프레임(10)에 형성되어 상기 필터유닛(20)의 삽입 및 배출을 가능하게 하는 인입출부(30);를 포함하여 이루어지고,
상기 필터유닛(20)의 필터망(23)에 부착된 이물질을 제거하기 위해 상기 필터망(23)에 고압의 유체를 분사하는 제거수단이 더 구비되되,
상기 제거수단은 상기 필터망(23)을 통과하는 단위유량이 설정유량 미만인 경우 제어부에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈.
In the pre-filter module (PF) disposed outside the submerged separation membrane module to prevent the inflow of impurities or contaminants into the separation membrane module,
an installation frame 10 disposed outside the membrane module;
a filter unit 20 composed of a support frame 21 and a filter net 23 installed on the support frame 21 to filter out impurities or contaminants flowing into the membrane module; and
Including,
In order to remove foreign substances attached to the filter net 23 of the filter unit 20, a removal means for spraying high-pressure fluid to the filter net 23 is further provided,
The pre-filter module for preventing contamination of the submerged separation membrane module, characterized in that the removal means is driven by the control unit when the unit flow rate passing through the filter net (23) is less than the set flow rate.
상기 설치프레임(10)은 전방프레임(11), 후방프레임(12), 측면프레임(13) 및 바닥프레임(14)으로 구성되고,
상기 인입출부(30)는 한 쌍으로 이루어져 상기 설치프레임의 전방, 후방, 양측 및 바닥프레임(11)(12)(13)(14)에 복수로 배치되되,
상기 필터유닛(20)은 카트리지 형태로 제작되어 복수의 각 인입출부(30)에 대하여 양측방향으로 삽입 및 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈.
According to claim 1,
The installation frame 10 is composed of a front frame 11, a rear frame 12, a side frame 13 and a bottom frame 14,
The inlet/outlet 30 consists of a pair and is disposed in plurality in the front, rear, both sides and bottom frame 11, 12, 13, 14 of the installation frame,
The pre-filter module for preventing contamination of the submerged membrane module, characterized in that the filter unit 20 is manufactured in the form of a cartridge and configured to be inserted and discharged in both directions with respect to each of the plurality of inlet and outlet parts 30.
상기 설치프레임의 전방, 후방, 양측 및 바닥프레임(11)(12)(13)(14)에는 내측 또는 외측, 또는 내외측에 보호망(40)이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈.
According to claim 2,
The front, rear, both sides of the installation frame and the bottom frame 11, 12, 13, 14 of the submerged separation membrane module, characterized in that the inner or outer, or inner and outer protective nets 40 are further provided. Pre-filter module to prevent contamination.
상기 설치프레임의 전방, 후방, 측면프레임(11)(12)(13)에는 내측방향으로 안전바(50)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈.
According to claim 2,
A pre-filter module for preventing contamination of a submerged separation membrane module, characterized in that safety bars 50 are further provided in the front, rear, and side frames 11, 12, and 13 of the installation frame in the inward direction.
상기 필터유닛(20)의 지지프레임(21)과 상기 인입출부(30)에는 상기 필터유닛(20)을 상기 인입출부(30)에 고정 및 분리를 가능하게 하는 결합수단(60)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈.
According to claim 1,
The support frame 21 of the filter unit 20 and the inlet/outlet 30 are further provided with coupling means 60 for fixing and separating the filter unit 20 from the inlet/outlet 30 A pre-filter module for preventing contamination of the submerged membrane module, characterized in that.
상기 결합수단(60)은 상기 인입출부(30)에 형성되는 제1 결합공(61)과, 상기 필터유닛(20)의 지지프레임(21)에 형성되어 상기 제1 결합공(61)에 대응되는 제2 결합공(63)을 포함하여 이루어지되,
상기 결합수단(60)은 상기 제1 및 제2 결합공(61)(63)에 체결되는 결합볼트(65)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈.
According to claim 5,
The coupling means 60 corresponds to the first coupling hole 61 formed in the lead-in/outlet 30 and the first coupling hole 61 formed in the support frame 21 of the filter unit 20. It is made including a second coupling hole 63 to be,
The pre-filter module for preventing contamination of the submerged separation membrane module, characterized in that the coupling means 60 further comprises coupling bolts 65 fastened to the first and second coupling holes 61 and 63.
상기 필터유닛(20)의 필터망(23)은 이중막 구조로 엉김 형태의 메쉬망으로 구성되고, 상기 필터망(23)은 폴리프로필렌 소재로 200데니어로 이루어진 것을 특징으로 하는 침지형 분리막모듈의 오염방지를 위한 프리필터모듈.According to claim 1,
The filter network 23 of the filter unit 20 has a double membrane structure and is composed of a entangled mesh network, and the filter network 23 is made of a polypropylene material of 200 denier Contamination of the submerged separation membrane module, characterized in that Pre-filter module for prevention.
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