KR20060015887A

KR20060015887A - 침지형 평막 여과장치

Info

Publication number: KR20060015887A
Application number: KR1020040064272A
Authority: KR
Inventors: 김정학
Original assignee: (주)필로스
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2006-02-21

Abstract

개시된 침지형 평막 여과장치는, 망사체 스페이서 및 그 스페이서를 감싸는 멤브레인이 구비된 평막부재와; 평막부재의 양측 가장자리부가 끼워지는 결합슬릿이 구비된 한 쌍의 지지체 및, 한 쌍의 지지체에 연결되며 일측에 여과액배출포트가 마련된 한 쌍의 캡부재를 구비한다. 이와 같은 구성의 침지형 평막 여과장치를 이용할 때에는, 준비된 여과장치를 별도의 케이지 등에 담을 필요없이 그대로 여과용 반응조에 집어넣기만 하면 되므로, 부피를 감소시킬 수 있어서 장치의 설치 공간을 줄일 수 있고 설치 작업도 용이해진다. 또한, 여과작업 시 두 개의 여과액배출포트를 이용하므로 여과액의 유로가 크게 형성되어 압력손실이 적어지고 따라서 투과효율의 향상을 기대할 수 있다. 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 평막부재 여러 개를 연결하여 크게 만들 수도 있고, 반대로 작게 만들 수도 있어서, 제품 크기의 선택이 자유로운 등의 효과도 있다.

평막, 여과, 멤브레인

Description

침지형 평막 여과장치{Submergible flat sheet membrane filtering apparatus}

도 1은 종래의 침지형 평막 여과장치를 도시한 도면,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 단면도,

도 3은 도 1의 침지형 평막 여과장치를 반응조에 설치하는 과정을 보인 도면,

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 침지형 평막 여과장치를 도시한 도면,

도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절단한 단면도,

도 6은 도 4에 도시된 침지형 평막 여과장치 중 평막부재와 지지체 및 캡 등으로 된 결합 세트 한 개의 구조를 보인 분리사시도,

도 7은 도 6에 도시된 결합 세트 중 평막부재와 지지체의 결합부를 보인 도면,

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 평막 여과장치를 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100...침지형 평막 여과장치 110...평막부재

111...멤브레인 112...스크린지지체

113...망사체 스페이서 114...접착제 몰딩부

120,220...지지체 130...캡부재

131...여과액배출포트 160...산기유닛

본 발명은 필터링 분야에 사용되는 침지형 평막 여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 침지형 평막 여과장치는 생활오수, 폐수, 축산폐수, 침출수 등의 정화처리를 위해 해당 처리수에 침지된 상태로 여과를 수행하는 장치로서, 통상 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈 프레임(1)에 다수개 평막 모듈(10)이 지지된 구조로 이루어져 있다. 즉, 상기 모듈 프레임(1)에는 여러 개의 슬릿(1a)이 형성되어 있어서, 평막 모듈(10)이 그 슬릿(1a)에 끼워져 지지되게 된다. 그리고, 상기 평막 모듈(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 스페이서(13)를 사이에 두고 대칭되게 설치된 한 쌍의 멤브레인(11) 및 스크린지지체(12), 그리고 그들의 테두리부가 접합된 지지 프레임(14)과 캡(15) 등을 포함하고 있다. 또한, 침지형 평막 여과장치는 멤브레인(11) 표면에 달라붙은 이물질을 제거하는 산기(aeration) 공정과 조합하여 사용되기 때문에, 각 평막 모듈(10) 간에 기포가 원활하게 유통될 수 있도록 충분한 공간을 확보해야 한다. 참조부호 1b는 산기공정에 따라 모듈 프레임(1) 하방에서 발생된 기포가 멤브레인(11) 표면을 스쳐지나갈 수 있도록 그 모듈 프레임(1)에 형성된 장공을 나타낸다. 그리고, 참조부호 15a는 멤브레인(11)을 통해 여과된 여과액이 빠져나가도록 캡(15)에 마련된 여과액배출포트를 나타낸다.

이와 같은 침지형 평막 장치를 여과 작업을 위한 반응조(3) 내에 설치할 때에는, 도 3과 같이 별도의 스테인레스 케이지(2)에 삽입한 다음, 도르래 등으로 들어올려서 반응조(3) 내에 준비된 안착 프레임(4)에 안착시키게 된다. 이어서 산기관(5)을 가동시키면서 여과작업을 진행하게 되며, 상기 멤브레인(11) 안으로 여과되며 들어온 여과액은 상기 캡(15)의 여과액배출포트(15a)를 따라 소정 위치로 보내지게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 침지형 평막 여과장치를 사용하기 위해서는, 평막 모듈(10)을 모듈 프레임(1)에 끼운 후 상기와 같이 케이지(2)에 집어넣어야 하고, 이를 다시 반응조(3) 내의 안착 프레임(4)에 설치해야 하기 때문에 그 설치가 상당히 복잡한 단점이 있다. 또한, 멤브레인(11)을 통과한 여과액이 단일 포트(15a)를 통해서 빠져나가는 구조로 되어 있기 때문에, 투과 효율이 떨어질 수 있고 압력 손실도 커지는 단점도 가지고 있다.

본 발명은 상기의 단점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 반응조 내로의 설치가 간편하면서도 투과효율이 향상될 수 있도록 그 구조가 개선된 침지형 평막 여과장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 침지형 평막 여과장치는, 망사체 스페이서 및 그 스페이서를 감싸는 멤브레인이 구비된 평막부재와; 상기 평막부재의 양측 가장자리부가 끼워지는 결합슬릿이 구비된 한 쌍의 지지체; 및, 상기 한 쌍의 지지체에 연결되며 일측에 여과액배출포트가 마련된 한 쌍의 캡부재;를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 침지형 평막 여과장치(100)를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 침지형 평막 여과장치(100)는, 평막부재(110)와 지지체(120)와 캡부재(130) 및 상,하단캡(115)으로 된 결합 세트 다수 개가 연결고리부(132)(123)를 잇는 연결볼트(101)와 너트(102)에 의해 일체로 체결된 구조를 갖는다. 참조부호 160은 산기유닛으로서 상기 평막부재(110)의 표면에 산기관(161)을 통해 에어를 불어서 이물질을 떨어뜨리는 역할을 한다. 산기유닛(160)의 자세한 구조는 뒤에서 언급하기로 한다.

각각의 결합 세트를 살펴보면, 상기와 같이 평막부재(110)와 한 쌍의 지지체(120)와 그 지지체(120)에 결합된 한 쌍의 캡부재(130) 및, 평막부재(110)의 상하단에 결합되는 상,하단캡(115)이 구비되는데, 이중에서 실질적인 여과작업이 수행되는 평막부재(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 망사체인 스페이서(113a)를 멤브레인(111)과 스크린지지체(112)가 U자형으로 감싸고 있는 구조를 갖는다. 즉, 멤브레인(111)과 스크린지지체(112)를 포개서 펼친 후 그 위에 스페이서(113a)를 놓고 다시 멤브레인(111)과 스크린지지체(112)를 반으로 접은 형태가 된다. 이렇게 되면 한 쪽 단부는 막힌 상태가 되고 다른 쪽 단부는 개방된 상태가 되는데, 그 개방된 단부는 접착제(114)로 몰딩 처리해서 막는다. 이와 같은 평막부재(110)를 결합 세트 당 한 개씩만 설치할 수도 있지만, 도면과 같이 다수 개를 적층하여 한 세트로 구성하는 것이 여과 효율을 높이는 측면에서 바람직하다. 이때에는 각 평막부재(110) 사이에도 망사체 스페이서(113b)를 설치한다. 이 망사체 스페이서(113b)를 통해 산기유닛(160)으로부터 발생된 기포가 지나가게 되면 기포가 잘게 부서지며 난류가 촉진되므로, 멤브레인(111) 표면에 달라붙은 이물질을 더 효과적으로 제거할 수 있다. 이를 위해 상기 산기관(160)의 에어 분출용 노즐공(161a)은 상기 평막부재(110) 들 사이의 망사체 스페이서(113b)에 매칭되게 형성되어 있으며, 상기 상,하단캡(115)에도 그 망사체 스페이서(113b)의 위치에 맞게 에어슬릿(115a)이 형성되어 있다. 따라서, 노즐공(161a)을 통해 분출된 에어에 의해 발생되는 기포는 상기 하단캡(115)의 에어슬릿(115a)으로 유입된 다음, 평막부재(110)들 사이의 망사체 스페이서(113b)를 통과하며 잘게 부서져 멤브레인(111) 표면을 클리닝한 후 상기 상단캡(115)의 에어슬릿(115a)을 통해 빠져나간다. 이때 산기관(160)의 유도날개부(162)는 기포가 다른 곳으로 흩어지지 않고 평막부재(110) 쪽으로 잘 진행되게 가이드해준다.

이와 같은 평막부재(110)들은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 단부끼리 접착제(114)로 서로 접착된 상태로 상기 지지체(120)의 결합슬릿(121) 속에 삽입되어 그 결합슬릿(121) 내벽에 역시 접착제(114)로 고정되는데, 이와 같은 삽입과 접착과정 중 결합슬릿(121) 내벽과 접촉되는 부위가 손상되지 않도록 하기 위해 평막부재(110)의 해당부위에는 직물패드(116)가 설치되어 있다. 이 직물패드(116)는 바느질로 멤브레인(111)에 붙여놓을 수 있으며, 이에 따라 멤브레인(111)과 결합슬릿 (121) 내벽 간의 직접적인 접촉에 따른 손상은 방지되고 접착력도 강화되며 평막이 집속 보강된다. 한편, 이와 같이 평막부재(110)들이 결합된 한 쌍의 지지체(120) 상단에는 여과액배출포트(131)가 마련된 캡부재(130)가 결합된다. 상기 여과액배출포트(131)는 지지체(120)의 결합슬릿(121)과 연결된 중공부(122)와 연통되며, 멤브레인(111)을 통과한 여과액이 이 중공부(122)로 흘러들어와서 여과액배출포트(131)로 빠져나가게 된다.

따라서, 이와 같은 구조의 침지형 평막 여과장치(100)는, 망사체 스페이서(113)와 멤브레인(111) 및 스크린지지체(112)로 된 평막부재(110)를 준비해서 지지체(120)의 결합슬릿(121)에 끼워넣음으로써 결합 세트를 만들고, 이렇게 만들어진 여과장치를 그대로 여과용 반응조에 집어넣기만 하면 되므로 설치 공간도 조금 차지하고 설치 작업도 용이하다. 그리고, 상기 산기유닛(160)의 산기관(161) 등을 이 여과장치(100)와 일체로 만들 수도 있고, 아니면 반응조 내에 설치해놓고 그 위치에 여과장치(100)를 설치하도록 할 수도 있다.

이러한 침지형 평막 여과장치(100)를 반응조에 넣고 산기유닛(160)을 가동시키며 여과작업을 시작하면, 상기 평막부재(110)의 멤브레인(111)과 스크린지지체(112)를 투과하여 여과액이 망사체 스페이서(113) 쪽으로 들어오게 되며, 계속해서 상기 중공부(122) 쪽으로 이동한 다음 여과액배출포트(131)로 빠져나가게 된다. 이때, 여과액배출포트(131)는 상기와 같이 한 쌍의 캡부재(130) 각각에 마련되어 있기 때문에, 기존에 단일 포트로 배출되던 구조에 비해 유로가 넓어져서 압력손실도 줄어들고 투과효율이 좋아지게 된다.

그러므로, 본 실시예에 의한 침지형 평막 여과장치에 의하면 설치가 용이하며 여과작업 중 멤브레인의 투과효율이 좋아지는 등의 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 침지형 평막 여과장치를 도시한 것이다.

본 실시예에서의 평막부재(110)와 캡부재(130) 및 산기유닛(160) 등은 전술한 제1실시예의 것과 실질적으로 동일하며, 대신 지지체(220)가 다르게 구성되어 있다.

즉, 본 실시예에서는 지지체(220)에 결합슬릿(221)을 여러 개 만들어서 각 결합슬릿(221) 마다 전술한 상,하단캡(115)에 지지된 평막부재(110)들을 끼워 넣은 것이다. 다시 말해서, 전술한 제1실시예에서는 평막부재(110)들과 개별형 지지체(120)로 된 결합 세트 여러 개를 연결볼트(101)와 너트(102)로 체결하여 장치를 구성한데 비해, 본 실시예에서는 통합형 지지체(220)에 여러 개의 결합슬릿(221)을 만들어 평막부재(110)들을 설치함으로써 별도의 체결작업을 생략할 수 있게 한 것이다.

본 구성은 망사체 스페이서(113)와 멤브레인(111) 및 스크린지지체(112)로 된 평막부재(110)를 여러 개 준비해서 지지체(220)의 여러 결합슬릿(221)마다 끼워넣기만 하면 실질적인 조립이 완성되므로 제작이 보다 쉽고 편리하며, 또한 이렇게 만들어진 여과장치를 그대로 여과용 반응조에 집어넣기만 하면 되므로 설치 공간도 조금 차지하고 설치 작업도 용이하다.

그러므로, 본 실시예에 의한 침지형 평막 여과장치도 제작과 설치가 용이하 며 여과작업 중 멤브레인의 투과효율이 좋아지는 등의 효과를 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 침지형 평막 여과장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 준비된 여과장치를 별도의 케이지 등에 담을 필요없이 그대로 여과용 반응조에 집어넣기만 하면 되므로, 장치의 설치 공간을 줄일 수 있고 설치 작업도 용이해진다.

둘째, 고정 프레임을 사용할 필요가 없기 때문에, 경우에 따라서는 평막부재 여러 개를 연결하여 크게 만들 수도 있고, 반대로 작게 만들 수도 있어서, 제품 크기의 선택이 자유롭다.

셋째, U자로 접은 멤브레인을 다시 여러 개 적층해서 한 결합 세트를 구성하기 때문에, 단위부피당 막의 집속밀도를 높일 수 있어서 기존의 여과 구조에 비해 부피를 크게 감소시킬 수 있으며, 따라서 반응조의 크기도 줄일 수 있다.

넷째, 두 개의 여과액배출포트를 사용하기 때문에 여과액의 유로가 커져서 송출 시 압력손실이 줄어들어 투과효율이 향상된다.

다섯째, 망사체 스페이서를 통해 산기유닛으로부터 발생된 기포가 지나가기 때문에 난류가 촉진되어 멤브레인 표면에 달라붙은 이물질을 더 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물 론이다.

Claims

망사체 스페이서 및 그 스페이서를 감싸는 멤브레인이 구비된 평막부재와;

상기 평막부재의 양측 가장자리부가 끼워지는 결합슬릿이 구비된 한 쌍의 지지체;

상기 한 쌍의 지지체에 연결되며 일측에 여과액배출포트가 마련된 한 쌍의 캡부재;를 포함하는 침지형 평막 여과장치.
제1항에 있어서,

상기 평막부재의 표면에 에어를 불어주기 위한 산기유닛이 더 구비된 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.
제2항에 있어서,

상기 산기유닛은 에어를 분출하기 위한 노즐공이 형성된 산기관과, 그 노즐공을 통해 분출된 에어를 상기 평막부재 쪽으로 모아주기 위해 상기 산기관 외주면에 마련된 유도날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.
제1항에 있어서,

상기 평막부재의 망사체 스페이서와 멤브레인 사이에 스크린지지체가 개재된 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.
제1항에 있어서,

상기 멤브레인의 상기 지지체의 결합슬릿 내벽과 접촉되는 부위에는 평막이 집속보강 되도록 직물패드가 바느질로 설치된 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.
제1항에 있어서,

상기 평막부재 복수개가 망사체 스페이서를 사이에 두고 적층된 상태로 상기 결합슬릿에 끼워지는 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.
제6항에 있어서,

상기 복수개의 평막부재의 상하단에 결합되며, 상기 각 평막부재들 사이의 망사체 스페이서 위치에 대응하여 에어가 통과할 수 있는 복수의 에어슬릿이 형성된 상,하단캡이 더 구비된 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.
제7항에 있어서,

상기 지지체와 캡부재와 평막부재 및 상,하단캡을 포함한 결합 세트 다수 개가 일체로 체결된 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.
제7항에 있어서,

상기 지지체에는 상기 결합슬릿이 복수개 마련되어서, 상기 캡부재와 평막부재 및 상,하단캡을 포함한 결합 세트 다수 개가 각각의 결합슬릿에 끼워지도록 된 것을 특징으로 하는 침지형 평막 여과장치.