KR102541149B1 - Membranes for diffusers that produce ultra-fine bubbles - Google Patents

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KR102541149B1
KR102541149B1 KR1020220188370A KR20220188370A KR102541149B1 KR 102541149 B1 KR102541149 B1 KR 102541149B1 KR 1020220188370 A KR1020220188370 A KR 1020220188370A KR 20220188370 A KR20220188370 A KR 20220188370A KR 102541149 B1 KR102541149 B1 KR 102541149B1
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이창용
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(주)에스.엠 .엔지니어링
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Abstract

The present invention relates to a membrane for a diffuser. In the membrane for a diffuser, an inorganic nano coating agent containing any one ingredient selected from aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide and zinc oxide comprising fine particles of 0.1 to 30 nm with a large number of fine pores formed at the center of a circular surface with a convex surface is coated on the surface of the membrane and the inner surface of the pores in a thickness of 20 to 80 nm.

Description

초미세 기포를 생성하는 산기장치용 멤브레인{Membranes for diffusers that produce ultra-fine bubbles}Membranes for diffusers that produce ultra-fine bubbles

본 발명은 오폐수 처리시설 생물 반응조 폭기조의 바닥에 설치되는 산기장치용 멤브레인에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 오폐수 중에 기포 방울을 분산시키기 위하여 초미세 기포를 생성할 수 있는 산기장치용 멤브레인에 관한 것이다.The present invention relates to a membrane for an aeration device installed at the bottom of an aeration tank in a biological reactor in a wastewater treatment facility, and more particularly, to a membrane for an aeration device capable of generating ultra-fine bubbles in order to disperse bubble droplets in wastewater.

오늘날 지속되는 산업화와 도시화로 환경오염은 점점 심화되고 있다. 배출되는 오수, 폐수, 하수 등의 형태 역시 다양해지고 있으며, 이것의 처리를 위한 비용도 증가할 뿐만 아니라 그 시설 역시 고도화되고 있다.Environmental pollution is getting worse due to industrialization and urbanization. The types of discharged sewage, wastewater, sewage, etc. are also diversifying, and not only the costs for their treatment are increasing, but also the facilities are being upgraded.

오폐수의 처리를 위해서는 물리적, 화학적 방법과 선택적으로 결합한 생물학적 방법이 사용되고 있다. 생물학적 처리방법은 크게 호기성 처리방법과 혐기성 처리방법으로 분류할 수 있다. For the treatment of wastewater, biological methods selectively combined with physical and chemical methods are used. Biological treatment methods can be largely classified into aerobic treatment methods and anaerobic treatment methods.

혐기성 처리방법은 산소 공급이 필요 없으며, 가연성 메탄가스를 얻는 장점이 있지만, 반응기간이 길고 냄새가 발생하는 등의 상당한 단점도 같이 지니고 있다. The anaerobic treatment method does not require oxygen supply and has the advantage of obtaining combustible methane gas, but has significant disadvantages such as a long reaction period and odor generation.

호기성 처리방법은 산소 공급을 위한 에너지 소요 등의 단점을 지니고 있으나, 짧은 반응 시간, 완전한 유기물질 제거 등의 장점으로 인하여 현재 오폐수 처리 공정의 대부분을 차지하고 있다.Although the aerobic treatment method has disadvantages such as energy consumption for oxygen supply, it occupies most of the current wastewater treatment process due to advantages such as short reaction time and complete organic material removal.

호기성 처리방법에서 호기성 미생물의 성장 및 활동을 위하여 산소의 공급은 필수적이며, 이를 위하여 산기장치가 사용된다. 산기장치는 폭기조(반응조) 내부에 설치되며, 폭기조 내에서 적절한 용존산소(Desolved Oxygen: DO)를 유지하는 역할을 한다.In the aerobic treatment method, the supply of oxygen is essential for the growth and activity of aerobic microorganisms, and an aerator is used for this purpose. The aeration device is installed inside the aeration tank (reaction tank) and plays a role in maintaining appropriate dissolved oxygen (DO) in the aeration tank.

폭기조에서는 액상인 오폐수에 기체가 기포로 존재하므로, 기포의 크기, 체류량, 기상과 액상의 접촉 및 그 흐름 특성 등이 폭기조의 조작조건, 성능 및 효율 등에 상당히 중대한 영향을 미치게 된다. In an aeration tank, since gas exists in the form of bubbles in liquid wastewater, the size of bubbles, the amount of retention, the contact between gas and liquid phases, and their flow characteristics have a significant effect on the operating conditions, performance and efficiency of the aeration tank.

도 1은 종래기술로서, 이러한 폭기조의 하나의 예를 도시하고 있다.1 shows an example of such an aeration tank as a prior art.

폭기조(101)에는 처리 대상인 물(W)이 저류되고, 폭기조(101) 내의 저부 부근에는 멤브레인(102)이 설치되어 있다.Water (W) to be treated is stored in the aeration tank 101, and a membrane 102 is installed near the bottom inside the aeration tank 101.

멤브레인(102)은 중공체(102a)로 형성되고 한쪽 단부에 접속된 공기 공급관(103)으로부터, 중공체(102a) 내로 공기가 공급된다. 중공체(102a)는 내부에 공간을 가지는 관으로, 측면에는 내외를 연통하는 다수의 기공(102b)이 제공된다. The membrane 102 is formed of a hollow body 102a, and air is supplied into the hollow body 102a from an air supply pipe 103 connected to one end. The hollow body 102a is a tube having a space therein, and a plurality of pores 102b communicating inside and outside are provided on the side surface.

공기 공급관(103)으로부터 본체(102a) 내로 공급된 공기는 기공(102b)으로부터 물(W) 내로 토출되어 물(W)에 기포(A)를 형성한다. 이와 같은 기포(A)는 물(W)과 접촉하여 물(W)에 있는 산소를 용해시킴과 동시에, 폭기조(101) 내에 저류된 물(W)을 기포(A)의 움직임에 의해 교반하여, 용해된 산소를 폭기조(101) 내 전체에 공급한다. The air supplied from the air supply pipe 103 into the body 102a is discharged from the pores 102b into the water W to form bubbles A in the water W. Such air bubbles (A) contact water (W) to dissolve oxygen in the water (W), and at the same time, the water (W) stored in the aeration tank 101 is agitated by the movement of the air bubbles (A), Dissolved oxygen is supplied to the entire inside of the aeration tank 101.

이런 폭기조(101)에서, 멤브레인(102)을 통해 폭기조(101) 내로 공기가 공급될 때 생성되는 기포(A)의 크기는, 멤브레인(102)에 형성된 기공(102b)의 크기도 영향을 미치지만, 멤브레인(102)의 표면 에너지와 물(W)의 표면 장력의 비도 상당히 중요하다. In such an aeration tank 101, the size of air bubbles A generated when air is supplied into the aeration tank 101 through the membrane 102 is also affected by the size of the pores 102b formed in the membrane 102. , the ratio of the surface energy of the membrane 102 and the surface tension of the water (W) is also very important.

도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 멤브레인(102)에 동일한 크기의 기공(102b)을 통해 공기가 토출될 때, 멤브레인의 표면 에너지와 물의 표면 장력의 비가 작은 경우(물과 표면 사이의 접촉 면적이 큰 경우), 멤브레인(102) 표면에 물(W)이 달라 붙은 상태에서 커지게 된다. 그리고 어느 정도 커지면 멤브레인에서 떨어져 기포(A)를 형성하고, 기공(102b)보다 훨씬 큰 기포를 생성하게 된다.As shown in FIG. 2, when air is discharged through pores 102b of the same size in the membrane 102, when the ratio of the surface energy of the membrane to the surface tension of water is small (the contact area between the water and the surface is When it is large), it becomes large in a state where water (W) adheres to the surface of the membrane 102. And when it grows to a certain extent, it separates from the membrane to form a bubble (A), and creates a bubble much larger than the pore (102b).

폭기조(101)에서 이와 같이 생성된 기포(A)는 서로 합체되어 크기가 더욱 커지면서 상승하고, 기포(A)의 상승 속도는 기포(A)의 크기에 비례하여 증가한다.In the aeration tank 101, the bubbles (A) generated in this way coalesce with each other to increase in size and rise, and the rising speed of the bubbles (A) increases in proportion to the size of the bubbles (A).

기포(A)의 크기가 커지면, 폭기조(101) 내에서 기포(A)의 체류 시간이 짧아진다. 기포(A)의 크기가 크고 기포(A)의 발생이 균일하지 않으면, 폭기조(101)에서 기포(A)의 체류 시간이 짧아지고 용존 산소 효율이 상당히 떨어지는 문제점이 있다.When the size of the bubbles A increases, the residence time of the bubbles A in the aeration tank 101 becomes shorter. If the size of the bubbles A is large and the generation of the bubbles A is not uniform, the residence time of the bubbles A in the aeration tank 101 is shortened and the dissolved oxygen efficiency is significantly reduced.

(선행기술 001) 공개특허공보 제10-2017-0083701호(Prior art 001) Patent Publication No. 10-2017-0083701

(선행기술 002) 등록특허공보 제10-1060247호(Prior art 002) Patent Registration No. 10-1060247

(선행기술 003) 등록실용신안공보 제20-0396008호 (Prior art 003) Registered Utility Model Publication No. 20-0396008

본 발명은, 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 멤브레인에 형성된 동일한 크기의 기공를 통해 공기가 토출될 때, 멤브레인의 표면 에너지와 물의 표면 장력의 비를 증가시켜서, 폭기조에서 기포 체류량을 증가시키도록 기포의 크기를 미세하게 줄이면서 균일하게 발생시키고, 이를 통해 오폐수 처리 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 것에 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art, and when air is discharged through pores of the same size formed in the membrane, the ratio between the surface energy of the membrane and the surface tension of water is increased, thereby increasing the amount of bubbles staying in the aeration tank. It is to reduce the size of bubbles evenly while minimizing the size of the bubbles, thereby increasing the efficiency of wastewater treatment.

본 발명은, 볼록 표면이 상하좌우에 연속적으로 배열되고, 상기 볼록 표면 각각의 정점에 공기가 분출할 수 있도록 기공이 형성되어 있으며, 상기 볼록 표면은 멤브레인의 표면에서 돌출되고, 위에서 보았을 때 원형 형상을 가지고 단면으로는 원호 형상을 이루며, 인접한 볼록 표면과 서로 접하며, 상기 볼록 표면에서 원형 형상을 이루는 부분의 직경이 상기 멤브레인의 표면에서 돌출된 높이보다 크고, 상기 기공은 1㎜ 내지 2㎜씩 일정 간격을 가지면서 상하좌우 이격되도록 형성되어 있는 산기장치용 멤브레인을 제공한다.In the present invention, convex surfaces are continuously arranged up, down, left and right, pores are formed at the apex of each convex surface so that air can blow out, the convex surface protrudes from the surface of the membrane, and has a circular shape when viewed from above. It has a circular arc shape in cross section, and is in contact with an adjacent convex surface, and the diameter of a portion forming a circular shape on the convex surface is greater than the height protruding from the surface of the membrane, and the pores are constant by 1 mm to 2 mm. Provided is a membrane for an air diffuser that is formed to be spaced apart vertically and horizontally while having a gap.

또한 본 발명의 산기장치용 멤브레인에서 볼록 표면의 정점에 형성된 기공들 사이의 거리는 1 ㎜ 내지 2 ㎜인 것이 바람직하다.Further, in the membrane for diffuser of the present invention, it is preferable that the distance between the pores formed at the apex of the convex surface is 1 mm to 2 mm.

또한 본 발명의 산기장치용 멤브레인의 볼록 표면은 멤브레인의 표면에서 돌출되며, 위에서 보았을 때 원형 형상을 가지며, 기공은 원형 형상의 중심에 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the convex surface of the membrane for a diffuser of the present invention protrudes from the surface of the membrane and has a circular shape when viewed from above, and pores are formed at the center of the circular shape.

또한 본 발명의 산기장치용 멤브레인은 0.1 ㎚ 내지 30 ㎚의 미세입자로 구성된 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄 및 산화아연으로부터 선택된 어느 하나의 성분을 포함하는 무기 나노 코팅제가 20 내지 80 ㎚의 두께로 멤브레인의 표면에 코팅되어 코팅층이 형성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the membrane for an aerator of the present invention is an inorganic nano-coating agent comprising any one component selected from aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide, and zinc oxide composed of fine particles of 0.1 nm to 30 nm to a thickness of 20 to 80 nm. It is preferable that a coating layer is formed by being coated on the surface of the membrane.

또한 본 발명의 산기장치용 멤브레인에서 무기 나노 코팅제의 성분은 아나타제형 이산화티탄(TiO2)인 것이 바람직하다.In addition, in the membrane for an aerator of the present invention, the inorganic nano-coating agent is preferably anatase-type titanium dioxide (TiO 2 ).

아울러 본 발명은 산기장치용 멤브레인을 제작하기 위한 금형으로서, 볼록 표면에 대응하도록 오목 표면이 상하좌우에 연속적으로 배열되고, 상기 볼록 표면에 기공을 형성할 수 있도록 상기 오목 표면에 돌출핀이 구비되어 있는 금형도 제공한다.In addition, the present invention is a mold for manufacturing a membrane for an air diffuser, wherein concave surfaces are continuously arranged vertically and horizontally to correspond to convex surfaces, and protruding pins are provided on the concave surfaces to form pores on the convex surfaces. Molds are also provided.

본 발명의 산기장치용 멤브레인을 사용하는 경우, 폭기조 내에 초미세 기포를 균일하면서도 안정적으로 생성하는 것에 의하여 오폐수 처리 효율을 증가시킬 수 있다.In the case of using the membrane for a diffuser of the present invention, wastewater treatment efficiency can be increased by uniformly and stably generating ultrafine bubbles in the aeration tank.

아울러 본 발명은 이와 같은 산기장치용 멤브레인을 금형으로 안정적으로 제작할 수 있는 효과도 있다. 다만 본 발명의 효과는 이런 문언적 기재에만 한정되지 않고, 통상의 기술자가 본 발명을 통해 유추할 수 있는 것까지 모두 포함한다. In addition, the present invention has an effect of stably manufacturing such a membrane for an air diffuser using a mold. However, the effects of the present invention are not limited to these literal descriptions, and include everything that a person skilled in the art can infer through the present invention.

도 1은 산기장치를 구비한 수조의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래 산기장치용 멤브레인에서 기포가 형성되는 방식을 순차적으로 도시한 개략도이다.
도 3a, 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 산기장치용 멤브레인을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3a에서 단면 B-B에 따른 단면도이다.
도 5a, 5b는 각각 도 3a에서 단면 B-B, 도 3b에서 단면 C-C에 따른 단면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 산기장치용 멤브레인에서 기포의 형성을 순차적으로 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 산기장치용 멤브레인에서 표면에 코팅이 되어 있는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 산기장치용 멤브레인을 제작하기 위한 금형의 단면 개략도이다.1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a water tank equipped with an air diffuser.
2 is a schematic diagram sequentially showing how bubbles are formed in a conventional membrane for an air diffuser.
3A and 3B are diagrams schematically illustrating a membrane for an aerator according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view along section BB in FIG. 3A.
5A and 5B are cross-sectional views taken along cross-section BB in FIG. 3A and cross-section CC in FIG. 3B, respectively, and are schematic diagrams sequentially showing the formation of bubbles in the diffuser membrane according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic view showing the coating on the surface of a membrane for an aerator according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic cross-sectional view of a mold for fabricating a membrane for an air diffuser according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 설명한다. 본 명세서에 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며, 도면은 발명을 설명하기 위한 것으로 축적대로 그려지지는 않았다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described using the accompanying drawings. Terms used in this specification are for describing the embodiments, and the drawings are for explaining the invention and are not drawn to scale.

도 3a, 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 산기장치용 멤브레인을 개략적으로 도시한 도면이다.3A and 3B are diagrams schematically illustrating a membrane for an aerator according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 산기장치용 멤브레인(10)은 그 표면에 다수의 기공(20) 및 볼록 표면(30)을 가진다. 볼록 표면(30)은 위에서 보았을 때 원형 형상으로, 원형 형상을 중심으로 멤브레인(10)의 표면에서 볼록하게 형성되어 있으며, 상기 볼록 표면(30)의 중심으로서, 그 정점에 기공(20)이 형성되어 있다.The membrane 10 for a diffuser according to an embodiment of the present invention has a plurality of pores 20 and a convex surface 30 on its surface. The convex surface 30 has a circular shape when viewed from above, and is convexly formed on the surface of the membrane 10 around the circular shape, and pores 20 are formed at the apex as the center of the convex surface 30. has been

상기 기공(20)은 외부에서 유입된 공기를 폭기조 내에 토출하기 위한 것으로, 토출되는 공기는 폭기조 내의 물에서 기포(A)를 형성할 때, 도 4에 도시된 바와 같이 볼록 표면(30)과 기공(20)으로부터 토출되는 기포(A)의 하부 사이의 각도는 바람직하게 예각(Φ)을 이루도록 형성된다. The pores 20 are for discharging air introduced from the outside into the aeration tank, and when the discharged air forms bubbles A in the water in the aeration tank, as shown in FIG. 4, the convex surface 30 and the pores The angle between the lower part of the bubble A discharged from 20 is preferably formed to form an acute angle Φ.

이와 같이 멤브레인(10)의 표면을 볼록 표면(30)으로서 형성하는 것에 의해, 볼록 표면(30)과 기포(A) 사이의 접촉 면적이 작게 되고, 표면 에너지와 물의 표면 장력의 비가 커지게 된다. By forming the surface of the membrane 10 as the convex surface 30 in this way, the contact area between the convex surface 30 and the bubbles A is reduced, and the ratio of the surface energy to the surface tension of water is increased.

공기가 미세 기공(20)을 통해 물에 토출될 때, 도 4, 5a, 5b에 도시된 바와 같이, 기포(A)가 멤브레인(20)의 볼록 표면(30)에 달라붙지 않게 되어 기포(A)가 커지는 것이 방지되고, 멤브레인(1)으로부터 쉽게 분리됨에 따라 초미세 기포(A)가 균일하게 형성된다. When air is discharged into the water through the micropores 20, as shown in FIGS. 4, 5A and 5B, the air bubbles A do not stick to the convex surface 30 of the membrane 20, so that the air bubbles A ) is prevented from increasing, and ultrafine bubbles A are uniformly formed as they are easily separated from the membrane 1.

한편 기공(20)들 사이의 거리는 1 ㎜ 내지 2 ㎜이다. 기공(20)들은 1 ㎜ 내지 2 ㎜의 직경을 가지는 원형의 볼록 표면(30)의 정점 또는 1 ㎜ 내지 2 ㎜ 간격으로 이격되도록 원형의 볼록 표면(30)의 정점에 상하좌우 연속적으로 배열되어 형성되는 것이, 균일한 기포 형성에 유리하다.Meanwhile, the distance between the pores 20 is 1 mm to 2 mm. The pores 20 are continuously arranged vertically and horizontally at the apex of the circular convex surface 30 having a diameter of 1 mm to 2 mm or at the apex of the circular convex surface 30 spaced at intervals of 1 mm to 2 mm. It is advantageous to form uniform bubbles.

본 발명의 발명자는 다수의 실험을 통해 이러한 구성을 가지는 멤브레인(10)이 미세 기포(A)의 형성하는데 유리하다는 것을 알았다.The inventors of the present invention found that the membrane 10 having such a configuration is advantageous in forming the microbubbles A through numerous experiments.

기공(20)들 사이의 거리가 1 mm 보다 이내인 경우 기공(20) 제작에 어려움이 있고, 2 mm 보다 큰 경우 기공(20) 수량이 적어 기포(A)가 현저하게 줄어드는 단점이 있어서, 기공(20)들은 1 ㎜ 내지 2 ㎜씩 일정 간격을 가지면서 상하좌우 이격되도록 볼록 표면(30)의 중심에 위치하는 것이 바람직하다.If the distance between the pores 20 is less than 1 mm, it is difficult to manufacture the pores 20, and if the distance is greater than 2 mm, the number of pores 20 is small and the number of bubbles A is significantly reduced. The (20) are preferably located at the center of the convex surface 30 so as to be spaced apart from each other up, down, left and right while having a regular interval of 1 mm to 2 mm.

본 발명은 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 위에서 보았을 때 원형을 이루는 볼록 표면(30)일 수도 있고, 도 3b에 도시된 바와 같이 위에서 보았을 때 원형이면서 작은 원기둥이 위치하고 그 원기둥의 상부 표면에 볼록 표면(30)을 형성할 수도 있다.As shown in FIG. 3A, the present invention may be a convex surface 30 that forms a circle when viewed from above, and as shown in FIG. 3B, a circular and small cylinder is located and the upper surface of the cylinder is convex. A surface 30 may also be formed.

이와 같이 형성된 볼록 표면(30)을 가지는 멤브레인(10)에는 0.1 ㎚ 내지 30 ㎚의 미세입자로 구성된 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄 및 산화아연으로부터 선택된 어느 하나의 성분을 포함하는 무기 나노 코팅제가 20 내지 80 ㎚의 두께로 멤브레인(10)의 볼록 표면(30)에 코팅되어 코팅층(40)이 형성될 수 있다.On the membrane 10 having the convex surface 30 formed as described above, an inorganic nano-coating agent comprising any one component selected from aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide and zinc oxide composed of fine particles of 0.1 nm to 30 nm 20 The coating layer 40 may be formed by coating the convex surface 30 of the membrane 10 to a thickness of 80 nm to 80 nm.

이런 코팅층(40)은 그 표면이 매끈하게 형성되어 볼록 표면(30)과 함께, 볼록 표면(30)과 기포(A) 사이의 접촉 면적을 작게 하고, 표면 에너지와 물의 표면 장력의 비가 커지도록 하여, 기포(A)가 커지는 것을 최대한 방지하고 멤브레인(1)으로부터 쉽게 분리됨에 따라 초미세 기포(A)가 형성되도록 한다.Such a coating layer 40 has a smooth surface to reduce the contact area between the convex surface 30 and the bubbles A, together with the convex surface 30, and to increase the ratio of surface energy and surface tension of water. , so as to prevent the bubbles (A) from growing as much as possible and to form ultra-fine bubbles (A) as they are easily separated from the membrane (1).

또한 코팅층(40)은 멤브레인(10)의 표면(30)에 이물질 축적을 늦출 수 있으며, 오폐수장의 처리 수질에 함유된 각종 유해 물질의 환경으로부터 멤브레인(10)의 내구성 향상 및 방오 기능도 가질 수 있다.In addition, the coating layer 40 can slow down the accumulation of foreign substances on the surface 30 of the membrane 10, and can improve the durability of the membrane 10 and have antifouling functions from the environment of various harmful substances contained in the treated water quality of the wastewater plant. .

앞서 설명한 바와 같이, 무기 나노 코팅제의 성분으로 사용되는 금속 산화물 입자는 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄 및 산화아연 등이 있는데, 아나타제형 이산화티탄(TiO2)를 성분으로 하는 것이 바람직하다. As described above, the metal oxide particles used as a component of the inorganic nano-coating agent include aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide, and zinc oxide, and anatase-type titanium dioxide (TiO 2 ) is preferably used as a component.

본 발명은 볼록 표면(30)을 가지는 멤브레인(1)에 무기 나노 코팅제의 우수한 물성을 산기장치의 멤브레인에 코팅함으로써, 기공(20)에 형성된 초미세 기포(A)가 커지기 전에 볼록 표면(30)으로부터 분리되어, 폭기조 내로 상승하여 결국 반응에 따른 효율을 증가시킬 수 있다.The present invention coats the membrane 1 having the convex surface 30 with the excellent physical properties of the inorganic nano-coating agent on the membrane of the diffuser, thereby forming the convex surface 30 before the ultrafine bubbles A formed in the pores 20 grow. Separated from, it can rise into the aeration tank and eventually increase the efficiency according to the reaction.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 산기장치용 멤브레인을 제작하기 위한 금형 개략도인데, 이를 이용하여 설명한다.7 is a schematic diagram of a mold for fabricating a membrane for an air diffuser according to an embodiment of the present invention, which will be used for description.

멤브레인(10)을 제작하기 위한 금형(50)에는 멤브레인(10)의 상하좌우에 연속적으로 배열되어 있는 볼록 표면(30)에 대응하도록 오목 표면(51)이 상하좌우에 연속적으로 배열된다. 그리고 멤브레인(10)에 형성된 볼록 표면(30)의 정점에 형성된 기공(20)에 대응하게 돌출핀(52)이 구비되어 있다.In the mold 50 for manufacturing the membrane 10, concave surfaces 51 are continuously arranged up, down, left, and right to correspond to the convex surfaces 30 continuously arranged up, down, left, and right of the membrane 10. In addition, a protruding pin 52 is provided to correspond to the pore 20 formed at the vertex of the convex surface 30 formed on the membrane 10 .

멤브레인(10)은 고무 재질이며 단면이 사각형(전체적으로는 직육면체)으로 이루어져 있는데, 금속 재질 금형(50)을 이용하여, 단면에서 볼 때 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 볼록 표면(30)과 그 정점에 기공(20)이 연속적으로 형성되는 것이다.The membrane 10 is made of a rubber material and has a rectangular cross section (a rectangular parallelepiped as a whole). Using a metal mold 50, the convex surface 30 and its convex surface 30 as shown in FIGS. Pores 20 are continuously formed at the apex.

멤브레인(10)의 일측은 이와 같이 볼록 표면(30)과 기공(20)이 형성되어 있는데, 그 반대면으로서 볼록 표면(30)이 형성되지 않으며 공기가 흘러 유입되는 쪽은 편평하게 형성되어 있다.One side of the membrane 10 has the convex surface 30 and the pores 20 formed in this way, but the convex surface 30 is not formed as the opposite side, and the side through which the air flows is formed flat.

멤브레인은 그 정점에 있는 기공(20)에서의 두께(h2, 멤브레인 바닥에서 정점까지의 높이)가 가장 두껍고, 도 3a에서의 경우 원형의 끝부분에서의 두께(h1)가 가장 얇다. 물론 도 3b의 경우 역시 원기둥 형상을 이루는데, 기공(20)에서의 두께(h2, 멤브레인 바닥에서 정점까지의 높이)가 가장 두껍고, 갈수록 두께는 얇아지게 된다.The membrane has the thickest thickness (h2, height from the bottom of the membrane to the apex) at the pore 20 at its apex, and in the case of FIG. 3A, the thickness (h1) at the end of the circle is the thinnest. Of course, in the case of FIG. 3B, the cylindrical shape is also formed, and the thickness (h2, height from the bottom of the membrane to the apex) at the pore 20 is the thickest, and the thickness gradually becomes thinner.

멤브레인(10)은 볼록 표면(30)으로서 그 상부면이 일종의 원호 형상으로 두께가 점차 두꺼워짐으로써, 멤브레인 자체의 강성도 확보하고, 공기의 흐름을 안정적으로 지지하고, 기포(A)도 안정적으로 분출할 수 있는 것이다.The membrane 10 has a convex surface 30 and its upper surface gradually becomes thicker in a kind of arc shape, thereby securing the rigidity of the membrane itself, stably supporting the flow of air, and stably ejecting bubbles A. It can be done.

본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다. The present invention is not limited by the disclosed embodiments and accompanying drawings, and may be variously modified by those skilled in the art within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. In addition, the technical ideas described in the embodiments of the present invention may be implemented independently, or two or more may be combined with each other.

10 : 산기장치용 멤브레인 20 : 기공
30 : 볼록 표면 40 : 코팅층
50 : 금형 51 : 오목 표면
52 : 돌출핀10: membrane for aeration device 20: pores
30: convex surface 40: coating layer
50: mold 51: concave surface
52: protruding pin

Claims (5)

산기장치용 멤브레인으로서,
볼록 표면(30)이 상하좌우에 연속적으로 배열되고, 상기 볼록 표면(30) 각각의 정점에 공기가 분출할 수 있도록 기공(20)이 형성되어 있으며,
상기 볼록 표면(30)은 멤브레인(10)의 표면에서 돌출되고, 위에서 보았을 때 원형 형상을 가지고 단면으로는 원호 형상을 이루며, 인접한 볼록 표면(30)과 서로 접하며,
상기 볼록 표면(30)에서 원형 형상을 이루는 부분의 직경이 상기 멤브레인(10)의 표면에서 돌출된 높이보다 크고,
상기 기공(20)은 1㎜ 내지 2㎜씩 일정 간격을 가지면서 상하좌우 이격되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산기장치용 멤브레인As a membrane for an aerator,
The convex surfaces 30 are continuously arranged up, down, left and right, and pores 20 are formed at the apex of each convex surface 30 so that air can be ejected,
The convex surface 30 protrudes from the surface of the membrane 10, has a circular shape when viewed from above, has an arc shape in cross section, and is in contact with adjacent convex surfaces 30,
The diameter of the circular shape of the convex surface 30 is greater than the height protruding from the surface of the membrane 10,
The pores 20 are formed to be spaced apart up and down and left and right while having a regular interval of 1 mm to 2 mm. 청구항 1에 있어서,
상기 볼록 표면(30)의 정점에 형성된 각각의 기공(20)들 사이의 거리는 1 ㎜ 내지 2 ㎜인 것을 특징으로 하는 산기장치용 멤브레인The method of claim 1,
Membrane for diffuser, characterized in that the distance between each of the pores (20) formed at the apex of the convex surface (30) is 1 mm to 2 mm 삭제delete 청구항 2 있어서,
0.1 ㎚ 내지 30 ㎚의 미세입자로 구성된 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄 및 산화아연으로부터 선택된 어느 하나의 성분을 포함하는 무기 나노 코팅제가 20 내지 80 ㎚의 두께로 상기 멤브레인의 볼록 표면(30)에 코팅되어 코팅층(40)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 산기장치용 멤브레인In claim 2,
An inorganic nano-coating agent comprising any one component selected from aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide and zinc oxide composed of fine particles of 0.1 nm to 30 nm is applied to the convex surface 30 of the membrane at a thickness of 20 to 80 nm. Membrane for diffuser, characterized in that coated to form a coating layer (40) 청구항 2에 따른 산기장치용 멤브레인을 제작하기 위한 금형으로서,
상기 볼록 표면(30)에 대응하도록 오목 표면(51)이 상하좌우에 연속적으로 배열되고, 상기 볼록 표면(30)에 기공(20)을 형성할 수 있도록, 상기 오목 표면(51)에 돌출핀(52)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 산기장치용 멤브레인을 제작하기 위한 금형A mold for manufacturing the membrane for a diffuser according to claim 2,
The concave surface 51 is continuously arranged up, down, left and right to correspond to the convex surface 30, and a protruding pin ( 52) mold for manufacturing a membrane for an air diffuser, characterized in that it is provided
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