KR20060015888A - An apparatus for disposing waste water by a hollow fiber membrane module and manufacturing method of the hollow fiber membrane module - Google Patents

An apparatus for disposing waste water by a hollow fiber membrane module and manufacturing method of the hollow fiber membrane module Download PDF

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Abstract

개시된 중공사막 수처리 장치는, 양단이 개방된 통형의 다공성 지지체와, 지지체를 감싸는 중공사막 모듈 및 중공사막 모듈을 수용하고, 중공사막 모듈에 의하여 여과된 오염물을 배출하기 위한 오염물 배출포트가 마련된 외통을 포함하는 중공사막 카트리지와; 중공사막 카트리지의 일단면에 결합하며, 지지체의 중공에 삽입되어 중공사막 모듈에 원수와 압축공기를 공급하는 원수 및 압축공기 유입관과, 중공사막 카트리지에 공급된 공기를 외부로 배출하기 위한 공기 배출구를 포함하는 상부 캡; 및 중공사막 카트리지의 타단면에 결합되어 중공사막 카트리지에 의하여 여과된 원수가 배출되는 여과액 출구 캡;을 포함한다. 이와 같은 구성의 중공사막 수처리 장치는 외통 내부에 배설된 중공사막 모듈이 지지체의 외주면을 따라 겹겹이 말아서 된 하나의 중공사막 모듈이므로 원수와 접촉하는 표면적이 넓기 때문에 원수의 여과율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The disclosed hollow fiber membrane water treatment apparatus includes an outer cylinder having a cylindrical porous support having open ends, a hollow fiber membrane module and a hollow fiber membrane module surrounding the support, and provided with a pollutant discharge port for discharging contaminants filtered by the hollow fiber membrane module. A hollow fiber membrane cartridge comprising; Coupled to one end of the hollow fiber membrane cartridge, the raw water and compressed air inlet pipe is inserted into the hollow of the support to supply raw water and compressed air to the hollow fiber membrane module, and the air outlet for discharging the air supplied to the hollow fiber membrane cartridge to the outside An upper cap comprising a; And a filtrate outlet cap coupled to the other end surface of the hollow fiber membrane cartridge to discharge raw water filtered by the hollow fiber membrane cartridge. The hollow fiber membrane water treatment device having such a configuration is an hollow fiber membrane module disposed inside the outer cylinder and is a single hollow fiber membrane module rolled up along the outer circumferential surface of the support. to provide.

Description

중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치 및 그 중공사막 모듈의 제조방법{An apparatus for disposing waste water by a hollow fiber membrane module and manufacturing method of the hollow fiber membrane module}An apparatus for disposing waste water by a hollow fiber membrane module and manufacturing method of the hollow fiber membrane module

도 1은 종래의 중공사막 수처리 장치를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a conventional hollow fiber membrane water treatment apparatus,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 중공사막 카트리지의 단면도,FIG. 2 is a cross-sectional view of the hollow fiber membrane cartridge taken along line II-II of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중공사막 수처리 장치를 나타낸 단면도,Figure 3 is a cross-sectional view showing a hollow fiber membrane water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 4a 내지 도 4e는 도 3의 중공사막 모듈을 제조하는 과정을 순차적으로 나타낸 도면,4A to 4E are views sequentially showing a process of manufacturing the hollow fiber membrane module of FIG.

도 5는 도 4e의 공기 배출로가 형성된 측을 나타낸 평면도5 is a plan view showing a side on which the air discharge path of FIG. 4E is formed;

도 6은 도 3의 중공사막 카트리지에 상부 중공사막 분배용 격자가 결합된 모습을 나타낸 평면도,6 is a plan view showing a state in which the upper hollow fiber membrane distribution grid is coupled to the hollow fiber membrane cartridge of FIG.

도 7은 도 3의 중공사막 카트리지에 하부 중공사막 분배용 격자가 결합된 모습을 나타낸 평면도,7 is a plan view showing a state in which the lower hollow fiber membrane distribution grid is coupled to the hollow fiber membrane cartridge of FIG.

도 8은 도 3의 교반 날개를 나타낸 사시도,8 is a perspective view showing the stirring blade of FIG.

도 9는 도 3의 분사형 노즐을 나타낸 사시도.9 is a perspective view of the jet nozzle of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100... 중공사막 수처리 장치 110... 중공사막 카트리지100 ... hollow fiber membrane water treatment unit 110 ... hollow fiber membrane cartridge

111... 지지체 112... 중공사막 모듈111 ... support 112 ... hollow fiber membrane module

113... 외통 114... 상부 중공사막 분배용 격자113.External cylinder 114.Grating for upper hollow fiber membrane distribution

115... 하부 중공사막 분배용 격자 116... 상부결합부재115 ... Grid for distributing lower hollow fiber membrane 116 ... Upper coupling member

117... 하부 결합부재 118... 공기 배출로117 ... Lower coupling member 118 ... Air exhaust passage

120... 상부 캡 121... 원수 및 압축공기 유입관120 ... Upper cap 121 ... Raw water and compressed air inlet

122... 홀 123... 공기 배출구122 ... hole 123 ... air outlet

124... 배출홈 130... 여과액 출구 캡124 ... Drain groove 130 ... Filtrate outlet cap

160... 교반 날개 170... 분사형 노즐160 ... stirring blade 170 ... spray nozzle

본 발명은 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치 및 그 중공사막 모듈의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 중공사막 모듈의 내부에 원수 및 압축공기 공급관을 삽입하여 중공사막 표면의 오염을 최소화 시킬 수 있는 중공사막 수처리 장치 및 이 수처리 장치에 이용되는 중공사막 모듈의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment apparatus using a hollow fiber membrane module and a method of manufacturing the hollow fiber membrane module, and more particularly, to inserting raw water and compressed air supply pipes into the hollow fiber membrane module to minimize contamination of the surface of the hollow fiber membrane An apparatus and a manufacturing method of a hollow fiber membrane module used for this water treatment apparatus.

일반적으로 중공사막 수처리 장치는 오염된 물을 정화시키기 위하여 분리막 중 중공사막 모듈을 여과재로 사용한 수처리장치를 말한다. Generally, the hollow fiber membrane water treatment apparatus refers to a water treatment apparatus using a hollow fiber membrane module as a filter medium in the separation membrane to purify contaminated water.

중공사막 모듈은 섬유성 실을 수천개에서 수만개씩 배열시킨 형태로서, 충진 밀도가 높아 부피당 막 표면적이 대단히 우수하다.The hollow fiber membrane module is arranged in the form of thousands to tens of thousands of fibrous yarns, and has a very high packing density and a very good membrane surface area per volume.

이러한 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치로써, 종래에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 구조가 일반적으로 채용되었다.As a water treatment apparatus using such a hollow fiber membrane module, conventionally, a structure as shown in FIGS. 1 and 2 is generally employed.

도면을 참조하면, 수처리 장치(10)는 본체(20)와, 산화반응 탱크(40)와, 오염물질 수용탱크(70)를 포함한다.Referring to the drawings, the water treatment apparatus 10 includes a main body 20, an oxidation reaction tank 40, and a pollutant accommodating tank 70.

상기 본체(20)는 내부에 수용 공간이 구비되며, 이 수용 공간에는 중공사막 카트리지(cartridge;30)가 수용된다. 그리고, 이 본체(20)에는 가라앉는 오염물질이 수용될 수 있도록 저면에 홈부(21)가 마련되어 있다.The main body 20 has an accommodating space therein, and the hollow fiber membrane cartridge 30 is accommodated therein. In addition, the main body 20 is provided with a groove portion 21 at the bottom thereof to accommodate the sinking pollutants.

상기 중공사막 카트리지(30)는 도 2와 같이 미세한 다공질 섬유(31)들이 모여 있는 것으로 본체(30) 내부에 교체 가능하게 모듈(module)화 되어 배치되어 있다.The hollow fiber membrane cartridge 30, as shown in Figure 2 is a fine porous fibers 31 are gathered and arranged in a module (module) replaceable inside the body (30).

한편, 본체(20) 상부에는 모터(미도시)에 의하여 회전하며 복수의 날개를 가지는 스키머(skimmer;80)가 마련되어 본체(20)에서 상측으로 부양되는 오염물질을 오염물질 수용탱크(70)로 걷어내는 역할을 한다.On the other hand, a skimmer 80 having a plurality of wings and rotating by a motor (not shown) is provided on the main body 20 to contaminate the contaminant supported upward from the main body 20 to the pollutant accommodating tank 70. Kick off the role.

상기 산화반응 탱크(40)는 유입수와, 압축공기 및 응집과 산화제 역할을 하는 첨가제가 동시에 인입되어 수용되는 공간을 가지는 구조로 이루어진다. 이 산화반응 탱크(40)는 일정한 압력을 가지는 구조로 상기 본체(20)의 저면측에 설치되어 관로(41)를 통해 본체(20)와 연결된다.The oxidation reaction tank 40 has a structure in which the inflow water, the compressed air and the additives acting as agglomeration and oxidant are simultaneously introduced and accommodated. The oxidation reaction tank 40 is installed on the bottom side of the main body 20 in a structure having a constant pressure and is connected to the main body 20 through a conduit 41.

상기 관로(41)에는 복수의 노즐(nozzle;60)이 설치되어 본체(20) 내부로 인입되는 유입수와, 압축공기 및 첨가제가 산화반응 탱크(40)의 압력에 의하여 미세 가압 기포를 발생하는 역할을 한다.A plurality of nozzles (60) are installed in the pipe line (41), and the inlet water flowing into the main body (20) and the compressed air and the additives generate the micro-pressure bubbles by the pressure of the oxidation reaction tank (40). Do it.

상기 오염물질 수용탱크(70)는 본체(20) 일측에 설치되며, 본체(20)와 벽으 로 구분되어 일정한 공간으로 이루어져 있다. 그리고, 오염물질 수용탱크(70)는 저면에 펌프(pump;90)가 연결되어 내부에 수용되어 있는 오염물질을 외부로 배출할 수 있게 한다.The pollutant accommodating tank 70 is installed on one side of the main body 20, and is divided into a main body 20 and a wall to constitute a predetermined space. In addition, the pollutant accommodating tank 70 is connected to a pump 90 at a bottom thereof to allow the pollutant contained therein to be discharged to the outside.

이와 같은 중공사막 수처리 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of such a hollow fiber membrane water treatment apparatus is as follows.

산화반응 탱크(40)에 유입수와, 컴프레셔(compressure;50)에 의한 가압공기 및 첨가제가 공급된다. 산화반응 탱크(40)는 어느 정도의 압력이 형성되어 있으므로 노즐(41)을 통하여 본체(20)의 아래측으로 유입수와, 가압공기 및 첨가제를 배출하며, 이 유입수와 가압공기에 의하여 미세 기포가 발생하게 된다. 본체(20)에 유입된 유입수는 본체(20)에 설치된 중공사막 카트리지(30)를 통과하게 되는데, 이때 유입수 중에 포함된 오염물질은 중공사막들(31)에 의하여 걸러지게 된다. 그리고, 노즐(41)에 의하여 발생한 기포는 중공사막 모듈(31)을 통과하지 못하고 중공사막 모듈(31)에 달라붙은 오염물질과 산화반응을 일으키게 된다. 이때 무거운 오염물질은 본체(20) 내의 홈부(21)에 쌓이게 되고, 비교적 가벼운 오염물질은 상부에 떠오르게 된다. 홈부(21)에 쌓여있는 오염물질은 펌프(90)에 의하여 외부로 배출되고, 상부에 떠오른 오염물질은 스키머(80)의 회전에 의하여 오염물질 수용탱크(70) 측으로 이동하게 된다. 오염물질 수용탱크(70)로 이동한 오염물질은 펌프(90)에 의하여 외부로 배출된다.Inflow water, pressurized air by a compressor (50), and an additive are supplied to the oxidation reaction tank (40). Since the oxidation reaction tank 40 has a certain pressure, the inflow water, the pressurized air, and the additives are discharged to the lower side of the main body 20 through the nozzle 41, and fine bubbles are generated by the inflow water and the pressurized air. Done. The inflow water introduced into the main body 20 passes through the hollow fiber membrane cartridge 30 installed in the main body 20, wherein contaminants contained in the inflow water are filtered by the hollow fiber membranes 31. In addition, bubbles generated by the nozzle 41 do not pass through the hollow fiber membrane module 31 and cause an oxidation reaction with contaminants stuck to the hollow fiber membrane module 31. At this time, heavy pollutants are accumulated in the groove 21 in the body 20, relatively light pollutants are floated on the top. The pollutants accumulated in the groove portion 21 are discharged to the outside by the pump 90, the contaminants floated on the upper portion is moved to the pollutant receiving tank 70 by the rotation of the skimmer 80. The pollutants moved to the pollutant accommodating tank 70 are discharged to the outside by the pump 90.

그런데, 이러한 종래의 중공사막 수처리 장치는 여과를 위하여 중공사막 모듈을 사용하는데, 이 중공사막 모듈을 이루는 중공사막들은 불규칙하게 집속되어 있기 때문에 여과율이 다소 낮은 문제점이 있다. However, the conventional hollow fiber membrane water treatment apparatus uses a hollow fiber membrane module for filtration, and since the hollow fiber membranes constituting the hollow fiber membrane module are irregularly focused, there is a problem that the filtration rate is rather low.

또한, 중공사막 외표면에 부착된 오염물질을 제거하기 위하여 노즐에 의하여 기포를 발생시키는데, 이렇게 발생된 기포는 중공사막 외표면으로부터 오염물질을 제거하는데 충분한 힘을 가지고 있지 않은 문제점이 있다.In addition, bubbles are generated by the nozzle to remove contaminants attached to the outer surface of the hollow fiber membrane, and the bubbles generated in this way do not have sufficient strength to remove contaminants from the outer surface of the hollow fiber membrane.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 중공사막 수처리 장치 중 중공사막 모듈의 여과율을 향상시킬 수 있도록 개선된 중공사막 수처리 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above necessity, and an object thereof is to provide an improved hollow fiber membrane water treatment apparatus for improving the filtration rate of the hollow fiber membrane module of the hollow fiber membrane water treatment apparatus.

또한, 본 발명의 다른 목적은 중공사막 외표면에 부착된 오염물질을 적절히 제거할 수 있는 중공사막 수처리장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane water treatment apparatus capable of properly removing contaminants attached to the outer surface of the hollow fiber membrane.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양단이 개방된 통형의 다공성 지지체와, 상기 지지체를 감싸는 중공사막 모듈 및 상기 중공사막 모듈을 수용하고, 상기 중공사막 모듈에 의하여 여과된 오염물을 배출하기 위한 오염물 배출포트가 마련된 외통을 포함하는 중공사막 카트리지와; 상기 중공사막 카트리지의 일단면에 결합하며, 상기 지지체의 중공에 삽입되어 상기 중공사막 모듈에 원수와 압축공기를 공급하는 원수 및 압축공기 유입관과, 상기 중공사막 카트리지에 공급된 공기를 외부로 배출하기 위한 공기 배출구를 포함하는 상부 캡; 및 상기 중공사막 카트리지의 타단면에 결합되어 상기 중공사막 카트리지에 의하여 여과된 원수가 배출되는 여과액 출구 캡;을 포함한다.The present invention for achieving the above object, a cylindrical porous support having both ends open, and the hollow fiber membrane module and the hollow fiber membrane module surrounding the support for receiving, to discharge the pollutants filtered by the hollow fiber membrane module A hollow fiber membrane cartridge including an outer cylinder provided with a pollutant discharge port; Coupled to one end surface of the hollow fiber membrane cartridge, the raw water and compressed air inlet pipe which is inserted into the hollow of the support to supply raw water and compressed air to the hollow fiber membrane module, and discharges the air supplied to the hollow fiber membrane cartridge to the outside An upper cap including an air outlet for And a filtrate outlet cap coupled to the other end surface of the hollow fiber membrane cartridge to discharge raw water filtered by the hollow fiber membrane cartridge.

여기서, 상기 중공사막 모듈은, 상기 지지체의 길이 방향과 나란하게 배치된 복수의 중공사막을 상기 지지체의 외주면에 말아놓은 것이 바람직하다.Here, in the hollow fiber membrane module, it is preferable that a plurality of hollow fiber membranes arranged in parallel with the longitudinal direction of the support are rolled on the outer peripheral surface of the support.

또한, 상기 상부 캡의 외주면에는 제1결합홈이 형성되며, 상기 외통 상부에 결합되며, 상기 제1결합홈과 대응되는 제2결합홈이 형성된 상부결합부재 및 상기 제1,2결합홈에 끼워져 상기 외통과 상부 캡을 이탈되지 않게 클램핑하는 제1클램핑부재가 더 구비된 것이 바람직하다.In addition, a first coupling groove is formed on an outer circumferential surface of the upper cap, coupled to an upper portion of the outer cylinder, and fitted into the upper coupling member and the first and second coupling grooves having a second coupling groove corresponding to the first coupling groove. It is preferable that the first clamping member is further provided to clamp the outer cylinder and the upper cap so as not to be separated.

또한, 상기 중공사막 모듈의 상부 일측에는 상기 공기 배출구로 공기를 배출하기 위한 공기 배출로가 형성된 것이 바람직하다.In addition, the upper one side of the hollow fiber membrane module is preferably formed with an air discharge path for discharging air to the air outlet.

또한, 상기 상부 캡 하면에는 상기 중공사막 카트리지로부터 외부로 배출될 압축공기를 저장하기 위한 배출홈이 형성된 것이 바람직하다.In addition, the upper cap is preferably formed with a discharge groove for storing the compressed air to be discharged to the outside from the hollow fiber membrane cartridge.

또한, 상기 원수 및 압축공기 유입관 중 상기 지지체 내부에 삽입된 부분에는 복수의 홀이 형성되어 상기 중공사막 모듈로의 원수 및 압축공기의 이동 경로 역할을 하는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of holes are formed in a portion of the raw water and the compressed air inlet pipe inserted into the support to serve as a movement path of the raw water and the compressed air to the hollow fiber membrane module.

또한, 상기 원수 및 압축공기 유입관의 외주면 중 상기 지지체 내부에 삽입된 부분에는 와류를 형성하는 교반 날개가 더 설치된 것이 바람직하다.In addition, a portion of the outer peripheral surface of the raw water and the compressed air inlet pipe is inserted into the inside of the support, it is preferable that a stirring blade for forming a vortex is further installed.

또한, 상기 여과액 출구 캡의 외주면에는 제3결합홈이 형성되며, 상기 외통 하부에 결합되며 상기 제3결합홈과 대응되는 제4결합홈이 형성된 하부결합부재 및 상기 제3,4결합홈에 끼워져 상기 외통과 상기 여과액 출구 캡을 이탈되지 않게 클램핑하는 제2클램핑부재가 더 구비된 것이 바람직하다.In addition, a third coupling groove is formed on the outer circumferential surface of the filtrate outlet cap, and the lower coupling member and the third and fourth coupling grooves which are coupled to the outer cylinder and formed with a fourth coupling groove corresponding to the third coupling groove. Preferably, the second clamping member is further provided to clamp the outer cylinder and the filtrate outlet cap so as not to be separated.

그리고, 상기의 중공사막 수처리 장치에 이용되는 중공사막 모듈의 제조방법은, (1) 서로 이격 배치된 두개의 제1이형부재 위에 중공사막들의 양 단부가 걸치 도록 서로 나란하게 늘어놓는 단계와; (2) 상기 양 단부 중 어느 일측에 공기 배출로를 형성하기 위하여 상기 중공사막들 사이에 일자관을 끼워 넣는 단계; (3) 상기 제1이형부재 위에 놓인 상기 중공사막들의 양 단부에 접착제를 바르는 단계와; (4) 상기 중공사막들의 양 단부에서 상호 접합되도록 상기 접착제가 발라진 양 단부에 제2이형부재를 덮는 단계와; (5) 상기 중공사막들의 양 단부에 붙은 상기 제1,2이형부재를 제거하는 단계와; (6) 상기 제1,2이형부재가 제거된 중공사막들을 양단이 개방되고, 표면에 복수의 통공이 형성된 통형의 지지체로 마는 단계; 및 (7) 상기 지지체에 말린 중공사막들의 접착된 양 단부 중 어느 일단부의 일부 절단 및 일자관 제거 단계;를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a hollow fiber membrane module used in the hollow fiber membrane water treatment apparatus includes the steps of: (1) arranging side by side so that both ends of the hollow fiber membranes are disposed on two first release members spaced apart from each other; (2) inserting a straight pipe between the hollow fiber membranes to form an air discharge path on either side of the both ends; (3) applying adhesive to both ends of the hollow fiber membranes placed on the first release member; (4) covering second release members on both ends of the adhesive to be bonded to each other at both ends of the hollow fiber membranes; (5) removing the first and second release members attached to both ends of the hollow fiber membranes; (6) rolling up the hollow fiber membranes from which the first and second release members are removed, with a cylindrical support having open ends and a plurality of through holes formed on a surface thereof; And (7) cutting and straight tube removing of one end of both ends of the bonded hollow fiber membranes on the support.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 중공사막 수처리 장치를 도시한 것이다.Figure 3 shows a hollow fiber membrane water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 중공사막 수처리 장치(100)는 중공사막 카트리지(110)와, 이 중공사막 카트리지(110)를 덮는 상부 캡(120) 및 중공사막 카트리지(110) 저면에 결합하는 여과액 출구 캡(130)을 포함한다.Referring to the drawings, the hollow fiber membrane water treatment apparatus 100 includes a hollow fiber membrane cartridge 110, an upper cap 120 covering the hollow fiber membrane cartridge 110, and a filtrate outlet cap coupled to a bottom surface of the hollow fiber membrane cartridge 110. 130.

상기 중공사막 카트리지(110)는 지지체(111)와, 중공사막 모듈(112)과, 외통(113) 및 상,하부 중공사막 분배용 격자(114,115)를 포함한다.The hollow fiber membrane cartridge 110 includes a support 111, a hollow fiber membrane module 112, an outer cylinder 113, and upper and lower hollow fiber membrane distribution gratings 114 and 115.

상기 지지체(111)는 양단부가 개방된 통형으로 원수 및 압축공기의 이동을 위해 표면에 다수의 통공(111a)이 형성되어 있다.The support 111 has a cylindrical shape in which both ends thereof are open, and a plurality of through holes 111 a are formed on the surface for the movement of raw water and compressed air.

상기 중공사막 모듈(112)은 복수의 중공사막을 지지체(111)의 길이 방향으로 나란하게 배치하여 지지체(111)의 외주면에 말아놓은 것이다. The hollow fiber membrane module 112 is a plurality of hollow fiber membranes are arranged side by side in the longitudinal direction of the support 111 rolled on the outer peripheral surface of the support 111.

이 중공사막 모듈(112)은 먼저, 도 4a와 같이 중공사막들(112)의 양단 밑에 제1이형부재(200)를 놓은 후, 그 위에 중공사막들(112)을 놓는다. 이때 중공사막 카트리지(110) 내로 유입된 압축공기를 외부로 배출하기 위한 공기 배출로(118)를 형성시키기 위하여 중공사막들(112)의 일단부 사이에 일자관(300)을 삽입한다. 그리고, 도 4b와 같이 이 중공사막들(112)의 양단에 접착제를 바르고, 다시 제2이형부재(210)로 덮어 인접한 중공사막들(112)끼리 양단에서 접합되도록 한다. 이렇게 양단이 접합된 중공사막들(112)에서 양단의 제1,2이형부재(200,210)를 제거한 후, 도 4c와 같이 지지체(111)로 중공사막들(112)을 말아 도 4d와 같이 중공사막 모듈(112)을 만든 후, 도 4e와 같이 어느 일단부의 접착된 부위(112a) 중 일부를 절단하고, 일자관(300)을 제거하여 중공사막 모듈(112)을 완성한다. 도 5는 상기와 같이 만들어진 중공사막 모듈(112)의 평면도를 나타낸 것이다.The hollow fiber membrane module 112 firstly places the first release member 200 under both ends of the hollow fiber membranes 112, and then places the hollow fiber membranes 112 thereon as shown in FIG. 4A. At this time, the straight pipe 300 is inserted between one ends of the hollow fiber membranes 112 to form an air discharge path 118 for discharging the compressed air introduced into the hollow fiber membrane cartridge 110 to the outside. Then, an adhesive is applied to both ends of the hollow fiber membranes 112 as shown in FIG. 4B, and then covered with the second release member 210 so that adjacent hollow fiber membranes 112 are bonded to both ends. After the first and second release members 200 and 210 of both ends are removed from the hollow fiber membranes 112 to which both ends are joined, the hollow fiber membranes 112 are rolled up to the support 111 as shown in FIG. 4C, and the hollow fiber membranes as shown in FIG. 4D. After the module 112 is made, a portion of the bonded portion 112a at one end is cut as shown in FIG. 4E, and the hollow tube 300 is removed to complete the hollow fiber membrane module 112. Figure 5 shows a plan view of the hollow fiber membrane module 112 made as described above.

상기 외통(113)은 중공사막 모듈(112)을 수용하는 것으로 하측 외주면에 오염물 배출 포트(113a)가 마련되어 있다. The outer cylinder 113 accommodates the hollow fiber membrane module 112, and a contaminant discharge port 113a is provided on the lower outer peripheral surface.

그리고, 이 외통(113) 상부에는 상부결합부재(116)가 설치된다. 이 상부 결합부재(116)의 외주면에는 제2결합홈(116a)이 형성되어 후술할 상부 캡(120)의 제1결합홈(125)과 제1클램핑부재(140)에 의하여 결합된다.And, the upper coupling member 116 is installed on the outer cylinder 113. A second coupling groove 116a is formed on the outer circumferential surface of the upper coupling member 116 and is coupled by the first coupling groove 125 and the first clamping member 140 of the upper cap 120 to be described later.

또한, 이 외통(113) 하부에는 하부결합부재(117)가 설치되고, 이 하부결합부재(117)의 외주면에는 제4결합홈(117a)이 형성되어 후술할 여과액 출구 캡(130)의 제3결합홈(131a)과 제2클램핑부재(150)에 의하여 결합된다.In addition, a lower coupling member 117 is installed below the outer cylinder 113, and a fourth coupling groove 117a is formed on the outer circumferential surface of the lower coupling member 117 to form the filtrate outlet cap 130 to be described later. It is coupled by the third coupling groove (131a) and the second clamping member 150.

상기 오염물 배출 포트(113a)는 여과된 원수로부터 발생된 슬러지 등의 오염물질이 배출된다. 이 오염물 배출포트(113a)에도 역시 밸브(113b)가 마련되어 오염물의 배출을 조절한다.The contaminant discharge port 113a discharges contaminants such as sludge generated from the filtered raw water. The pollutant discharge port 113a is also provided with a valve 113b to regulate the discharge of the pollutant.

상기 상하부 중공사막 분배용 격자(114,115)는 외통(113)의 상하부에 삽탈 가능하게 삽입된다. 이 중 상부 중공사막 분배용 격자(114)가 삽입된 모습은 도 6에 도시된 바와 같고, 하부 중공사막 분배용 격자(115)가 삽입된 모습은 도 7에 도시된 바와 같다. 이 도 6과 도 7을 참조하면, 상부 중공사막 분배용 격자(114)가 삽입된 쪽의 중공사막 모듈(112)의 말단은 접착제에 의하여 붙어 있으므로 막혀 있고, 하부 중공사막 분배용 격자(115)가 삽입된 쪽의 중공사막 모듈(112)의 말단은 도 4e에서 보인바와 같이 접착부의 일부를 제거하였으므로 중공사막 모듈(112)을 통과한 여과액이 배출되도록 출구(112b)가 형성되어 있다.The upper and lower hollow fiber membrane distribution grids 114 and 115 are removably inserted into upper and lower portions of the outer cylinder 113. Among them, the upper hollow fiber membrane distribution grid 114 is inserted as shown in FIG. 6, and the lower hollow fiber membrane distribution grid 115 is inserted as shown in FIG. 7. 6 and 7, the ends of the hollow fiber membrane module 112 on the side where the upper hollow fiber membrane distribution grid 114 is inserted are blocked by adhesive, and the lower hollow fiber membrane distribution grid 115 is blocked. As the end of the hollow fiber membrane module 112 is inserted, as shown in Figure 4e has removed a portion of the adhesive portion, the outlet 112b is formed so that the filtrate passed through the hollow fiber membrane module 112 is discharged.

상기 상부 캡(120)은 중공사막 카트리지(110)의 일단면에 결합하며, 모터(미도시)에 의하여 회전 가능한 원수 및 압축공기 유입관(121)과, 공기 배출구(123)를 포함한다.The upper cap 120 is coupled to one end surface of the hollow fiber membrane cartridge 110, and includes a raw water and compressed air inlet pipe 121 and an air outlet 123 rotatable by a motor (not shown).

상기 원수 및 압축공기 유입관(121)은 중공사막 카트리지(110) 내에 원수와 압축공기를 공급하는 관(121)으로 상부 캡(120)의 중앙부에 마련되어 있다. 그리고, 이 원수 및 압축공기 유입관(121)은 지지체(111) 내의 중공에 삽입되며, 이 지지체(111) 내로 삽입되는 부위에는 다수의 홀(hall;122)이 형성되어 중공사막 모듈(112)에 원수 및 압축공기를 공급한다. 또한, 지지체(111) 상부와 원수 및 압축공기 유입관(121) 사이에 밀폐를 위하여, 원수 및 압축공기 유입관(121) 상부에는 오 링(O-ring;126)이 마련되어 있다.The raw water and compressed air inlet pipe 121 is a tube 121 for supplying raw water and compressed air into the hollow fiber membrane cartridge 110 is provided in the center of the upper cap 120. And, the raw water and the compressed air inlet pipe 121 is inserted into the hollow in the support 111, a number of holes (122) are formed in the portion inserted into the support 111 is hollow fiber membrane module 112 Feed raw water and compressed air. In addition, in order to seal between the upper portion of the support 111 and the raw water and the compressed air inlet pipe 121, an O-ring 126 is provided on the raw water and the compressed air inlet pipe 121.

한편, 지지체(111) 내의 중공에 삽입된 원수 및 압축공기 유입관(121) 외주면에는 도 8과 같이 교반 날개(160)가 설치되어 중공사막 모듈(112)로 이동되는 원수와 압축공기를 교반시켜 와류를 촉진시키고, 기포를 발생시켜 중공사막 모듈(112)의 진동과 기포의 스커링(scouring) 현상을 발생시킨다. 이 교반 날개(160)는 스크류(screw) 형상으로 할 수 있다. On the other hand, the stirring blade 160 is installed on the outer circumferential surface of the raw water and the compressed air inlet pipe 121 inserted into the hollow in the support 111 to stir the raw water and the compressed air moved to the hollow fiber membrane module 112 as shown in FIG. Vortex flow is promoted and bubbles are generated to cause vibration of the hollow fiber membrane module 112 and scouring of bubbles. This stirring blade 160 can be made into a screw shape.

상기 와류를 형성시키기 위하여 지지체(111) 내의 중공에 삽입된 원수 및 압축공기 유입관(121) 외주면에 도 9와 같이 분사형 노즐(170)을 설치할 수도 있다. 이 분사형 노즐(170)은 원수 및 압축공기 유입관(121) 외주면에 형성된 다수의 홀(122)에 설치될 수도 있고, 또는 홀(122)이 없는 상태에서 분사형 노즐(170)을 설치할 곳에만 홀(122)을 형성시켜 그 곳에 분사형 노즐(170)을 설치할 수 있다.In order to form the vortex, the injection nozzle 170 may be installed on the outer circumferential surface of the raw water and the compressed air inlet pipe 121 inserted into the hollow in the support 111 as shown in FIG. 9. The spray nozzle 170 may be installed in a plurality of holes 122 formed on the outer circumferential surface of the raw water and the compressed air inlet pipe 121, or only in a place where the spray nozzle 170 is to be installed without the hole 122. 122 may be formed to install the spray nozzle 170 there.

상기 공기 배출구(123)는 상부 캡(120)의 일측에 형성되어 중공사막 모듈(112)에서 원수 여과전에 공기를 외부로 배출시켜 중공사막 모듈(112) 내에서의 공기에 의한 데드-볼륨(dead-volume)을 제거한다. 또한, 중공사막 수처리 장치(100)를 운전하다가 중공사막 모듈(112)에 오염이 일어났을 경우, 역세척 및 공기 세정으로 중공사막 모듈(112)의 표면에 붙은 오염물질을 제거할 수 있도록 세정하는데, 이때 공기 세정시 유입된 공기를 외부로 배출한다.The air outlet 123 is formed on one side of the upper cap 120 to discharge the air to the outside before raw water filtration in the hollow fiber membrane module 112, dead-volume (dead) by the air in the hollow fiber membrane module 112 -volume). In addition, when the hollow fiber membrane module 112 operates while the pollution occurs in the hollow fiber membrane module 112, the backwashing and air cleaning are used to clean the contaminants attached to the surface of the hollow fiber membrane module 112. In this case, the air introduced during the air cleaning is discharged to the outside.

한편, 상부 캡(120)의 하부 면에는 중공사막 카트리지(110)로부터 외부로 배출될 압축공기를 저장하기 위한 배출홈(124)이 형성되어 있다. 이 배출홈(124)은 공기 배출로(118)와 공기 배출구(123) 사이에 공간을 형성하여 상부 캡(120)과 중 공사막 카트리지(110)를 결합시켰을 경우, 공기 배출구(123)와 공기 배출로(118)가 서로 일자로 연결되지 않을 경우에도 외부로 압축공기의 배출에 영향이 없도록 배출홈(124)의 공간에 압축공기를 모이게 한 후, 공기 배출구(123)로 배출하는 곳이다.On the other hand, the lower surface of the upper cap 120 is formed with a discharge groove 124 for storing the compressed air to be discharged to the outside from the hollow fiber membrane cartridge (110). The discharge groove 124 forms a space between the air discharge path 118 and the air discharge port 123 to combine the upper cap 120 and the hollow fiber membrane cartridge 110, the air discharge port 123 and air Even if the discharge paths 118 are not connected to each other, the compressed air is collected in the space of the discharge groove 124 so as not to affect the discharge of the compressed air to the outside, and then discharged to the air outlet 123.

상기 여과액 출구 캡(130)은 중공사막 카트리지(110)에서 여과된 여과액이 배출되는 곳으로 중공사막 카트리지(110)의 하부와 결합된다.The filtrate outlet cap 130 is coupled to the lower portion of the hollow fiber membrane cartridge 110 as the filtrate filtered from the hollow fiber membrane cartridge 110 is discharged.

이 중공사막 카트리지(110)와 결합되는 부위에는 제3결합홈(131)이 형성되어 있다. 이 제3결합홈(131)은 상기 외통(113)에 형성된 제4결합홈(117a)과 제2클램핑부재(150)에 의하여 결합된다.A third coupling groove 131 is formed at a portion that is coupled to the hollow fiber membrane cartridge 110. The third coupling groove 131 is coupled by the fourth coupling groove 117a and the second clamping member 150 formed in the outer cylinder 113.

이와 같은 중공사막 수처리 장치에 의한 여과 과정을 살펴보면, 원수 및 압축공기 유입관(121)을 통해 유입된 원수와 압축공기는 중공사막 카트리지(110) 내부로 들어가 중공사막 모듈(112)에 의하여 여과된다. 여기서, 중공사막 모듈(112)은 지지체(111)의 외주면에 따라 말아서 제조된 하나의 중공사막 모듈(112)이 외통(113)에 배설된다. 따라서, 중공사막 카트리지(110) 내부에 유입된 원수는 더 넓게 형성된 중공사막 모듈(112)의 표면적을 통하여 여과된다. 이렇게 여과된 원수는 여과액 출구 캡(130)을 통해 외부로 배출된다. 또한, 원수 여과 과정에서 분리된 슬러지와 같은 오염물은 오염물 배출포트(113a)를 통해 외부로 배출된다. 그리고, 모터에 의하여 구동되는 교반 날개(160) 또는 분사형 노즐(170)은 원수와 압축공기를 교반시키거나, 또는 분사하여 와류를 촉진시키고, 또한 기포를 발생시켜 중공사막들(112)을 진동시키며, 기포에 의한 스커링 작용을 촉진하여 중공사막 모듈(112)의 외표면에 부착된 오염물 등을 제거한다. 여기에 사용된 압축공기는 상부 캡(120)에 형성된 공기 배출구(123)를 통해 외부로 배출된다.Looking at the filtration process by the hollow fiber membrane water treatment device, the raw water and the compressed air introduced through the raw water and compressed air inlet pipe 121 enters the hollow fiber membrane cartridge 110 and is filtered by the hollow fiber membrane module 112. . Here, the hollow fiber membrane module 112 is rolled along the outer circumferential surface of the support 111, one hollow fiber membrane module 112 is disposed in the outer cylinder 113. Therefore, the raw water introduced into the hollow fiber membrane cartridge 110 is filtered through the surface area of the hollow fiber membrane module 112 formed wider. The filtered raw water is discharged to the outside through the filtrate outlet cap 130. In addition, contaminants such as sludge separated in the raw water filtration process are discharged to the outside through the contaminant discharge port 113a. In addition, the stirring blade 160 or the spray nozzle 170 driven by the motor stirs the raw water and the compressed air, or sprays to promote the vortex, and also generates bubbles to vibrate the hollow fiber membranes 112 , To promote scrubbing action by bubbles to remove contaminants and the like adhered to the outer surface of the hollow fiber membrane module 112. Compressed air used here is discharged to the outside through the air outlet 123 formed in the upper cap (120).

따라서, 본 발명의 중공사막 수처리 장치에 의하면 원수의 여과율이 향상되고, 중공사막 모듈에 부착되는 오염물의 제거율이 향상된다.Therefore, according to the hollow fiber membrane water treatment apparatus of the present invention, the filtration rate of raw water is improved, and the removal rate of contaminants adhering to the hollow fiber membrane module is improved.

한편, 중공사막 모듈이 오염되어 교체의 필요성이 있는 경우, 종래에는 중공사막 카트리지 내의 중공사막 모듈을 꺼내어 새로운 것으로 교체했으나, 본 발명에서는 상부 캡 및 여과액 출구 캡과 결합된 중공사막 카트리지 그 자체를 새 것으로 교체할 수 있어 중공사막 모듈의 오염시 간편하게 교체할 수 있다.On the other hand, when the hollow fiber membrane module is contaminated and needs to be replaced, the conventional hollow fiber membrane module in the hollow fiber membrane cartridge is taken out and replaced with a new one. However, in the present invention, the hollow fiber membrane cartridge itself combined with the upper cap and the filtrate outlet cap is replaced. It can be replaced with a new one so that it can be easily replaced when the hollow fiber membrane module is contaminated.

상술한 바와 같이 본 발명의 중공사막 수처리 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.As described above, the hollow fiber membrane water treatment apparatus of the present invention provides the following effects.

첫째, 원수의 여과 기능을 하는 중공사막 모듈은 지지체의 외주면을 따라 겹겹이 말아서 된 하나의 중공사막 모듈이므로 원수와 접촉하는 표면적이 넓어 여과율이 더욱 향상시킬 수 있다.First, since the hollow fiber membrane module having a filtration function of raw water is one hollow fiber membrane module rolled up along the outer circumferential surface of the support, the surface area contacting the raw water is wider, and thus the filtration rate can be further improved.

둘째, 교반 날개 또는 분사형 노즐에 의하여 원수와 공기의 와류를 촉진시키고, 기포에 의한 스커링 현상을 촉진시키므로 중공사막 모듈의 표면적에 부착된 오염물의 제거율을 더욱 향상시킬 수 있다.Second, the vortex of the raw water and the air by the stirring blade or spray nozzle, and promotes the scuffing phenomenon by the bubble, it is possible to further improve the removal rate of contaminants attached to the surface area of the hollow fiber membrane module.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.It is to be understood that the invention is not limited to that described above and illustrated in the drawings and that many more modifications and variations are possible within the scope of the following claims.

Claims (10)

양단이 개방된 통형의 다공성 지지체와, 상기 지지체를 감싸는 중공사막 모듈 및 상기 중공사막 모듈을 수용하고, 상기 중공사막 모듈에 의하여 여과된 오염물을 배출하기 위한 오염물 배출포트가 마련된 외통을 포함하는 중공사막 카트리지와;A hollow fiber membrane including a cylindrical porous support having open ends, an outer cylinder accommodating a hollow fiber membrane module and the hollow fiber membrane module surrounding the support, and a contaminant discharge port for discharging contaminants filtered by the hollow fiber membrane module A cartridge; 상기 중공사막 카트리지의 일단면에 결합하며, 상기 지지체의 중공에 삽입되어 상기 중공사막 모듈에 원수와 압축공기를 공급하는 원수 및 압축공기 유입관과, 상기 중공사막 카트리지에 공급된 공기를 외부로 배출하기 위한 공기 배출구를 포함하는 상부 캡; 및Coupled to one end surface of the hollow fiber membrane cartridge, the raw water and compressed air inlet pipe which is inserted into the hollow of the support to supply raw water and compressed air to the hollow fiber membrane module, and discharges the air supplied to the hollow fiber membrane cartridge to the outside An upper cap including an air outlet for And 상기 중공사막 카트리지의 타단면에 결합되어 상기 중공사막 카트리지에 의하여 여과된 원수가 배출되는 여과액 출구 캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치.And a filtrate outlet cap coupled to the other end surface of the hollow fiber membrane cartridge to discharge raw water filtered by the hollow fiber membrane cartridge. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중공사막 모듈은, 상기 지지체의 길이 방향과 나란하게 배치된 복수의 중공사막을 상기 지지체의 외주면에 말아놓은 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치. The hollow fiber membrane module is a hollow fiber membrane water treatment device characterized in that a plurality of hollow fiber membranes arranged in parallel with the longitudinal direction of the support is rolled on the outer peripheral surface of the support. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부 캡의 외주면에는 제1결합홈이 형성되며,A first coupling groove is formed on the outer circumferential surface of the upper cap, 상기 외통 상부에 결합되며, 상기 제1결합홈과 대응되는 제2결합홈이 형성된 상부결합부재 및 상기 제1,2결합홈에 끼워져 상기 외통과 상부 캡을 이탈되지 않게 클램핑하는 제1클램핑부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치.An upper coupling member coupled to the outer cylinder and having a second coupling groove corresponding to the first coupling groove, and a first clamping member inserted into the first and second coupling grooves to clamp the outer cylinder and the upper cap so as not to be separated. Hollow fiber membrane water treatment device further comprising. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중공사막 모듈의 상부 일측에는 상기 공기 배출구로 공기를 배출하기 위한 공기 배출로가 형성된 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치.The hollow fiber membrane water treatment device, characterized in that an air discharge path for discharging air to the air outlet on one side of the hollow fiber membrane module. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상부 캡 하면에는 상기 중공사막 카트리지로부터 외부로 배출될 압축공기를 저장하기 위한 배출홈이 형성된 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치. And a discharge groove for storing compressed air to be discharged to the outside from the hollow fiber membrane cartridge under the upper cap. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원수 및 압축공기 유입관 중 상기 지지체 내부에 삽입된 부분에는 복수의 홀이 형성되어 상기 중공사막 모듈로의 원수 및 압축공기의 이동 경로 역할을 하는 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치.The hollow fiber membrane water treatment device, characterized in that a plurality of holes are formed in the portion of the raw water and the compressed air inlet pipe inserted into the support to serve as a movement path of the raw water and the compressed air to the hollow fiber membrane module. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 복수의 홀에는 와류를 형성하기 위한 분사형 노즐이 더 설치된 것을 특 징으로 하는 중공사막 수처리 장치.The hollow fiber membrane water treatment device, characterized in that the plurality of holes are further provided with a spray nozzle for forming a vortex. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 원수 및 압축공기 유입관의 외주면 중 상기 지지체 내부에 삽입된 부분에는 와류를 형성하는 교반 날개가 더 설치된 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치.Hollow fiber membrane water treatment device, characterized in that the stirring blade to form a vortex is further installed in the portion of the outer peripheral surface of the raw water and the compressed air inlet pipe is inserted into the support. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 여과액 출구 캡의 외주면에는 제3결합홈이 형성되며,A third coupling groove is formed on the outer circumferential surface of the filtrate outlet cap, 상기 외통 하부에 결합되며 상기 제3결합홈과 대응되는 제4결합홈이 형성된 하부결합부재 및 상기 제3,4결합홈에 끼워져 상기 외통과 상기 여과액 출구 캡을 이탈되지 않게 클램핑하는 제2클램핑부재가 더 구비된 것을 특징으로 하는 중공사막 수처리 장치.A second clamping member coupled to the outer cylinder and having a lower coupling member having a fourth coupling groove corresponding to the third coupling groove and fitted into the third and fourth coupling grooves so that the outer cylinder and the filtrate outlet cap are not separated. Hollow fiber membrane water treatment device characterized in that the member is further provided. (1) 서로 이격 배치된 두개의 제1이형부재 위에 중공사막들의 양 단부가 걸치도록 서로 나란하게 늘어놓는 단계와;(1) arranging them side by side so that both ends of the hollow fiber membranes are disposed on two first release members spaced apart from each other; (2) 상기 양 단부 중 어느 일측에 공기 배출로를 형성하기 위하여 상기 중공사막들 사이에 일자관을 끼워 넣는 단계;(2) inserting a straight pipe between the hollow fiber membranes to form an air discharge path on either side of the both ends; (3) 상기 제1이형부재 위에 놓인 상기 중공사막들의 양 단부에 접착제를 바르는 단계와;(3) applying adhesive to both ends of the hollow fiber membranes placed on the first release member; (4) 상기 중공사막들의 양 단부에서 상호 접합되도록 상기 접착제가 발라진 양 단부에 제2이형부재를 덮는 단계와;(4) covering second release members on both ends of the adhesive to be bonded to each other at both ends of the hollow fiber membranes; (5) 상기 중공사막들의 양 단부에 붙은 상기 제1,2이형부재를 제거하는 단계와; (5) removing the first and second release members attached to both ends of the hollow fiber membranes; (6) 상기 제1,2이형부재가 제거된 중공사막들을 양단이 개방되고, 표면에 복수의 통공이 형성된 통형의 지지체로 마는 단계; 및 (6) rolling up the hollow fiber membranes from which the first and second release members are removed, with a cylindrical support having open ends and a plurality of through holes formed on a surface thereof; And (7) 상기 지지체에 말린 중공사막들의 접착된 양 단부 중 어느 일단부의 일부 절단 및 일자관 제거 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈 제조방법.(7) a part of one end of the one end of the bonded both ends of the hollow fiber membranes dried on the support and removing the straight tube; hollow fiber membrane module manufacturing method comprising a.
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