KR20060084425A - 중공사막 모듈의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치 - Google Patents

중공사막 모듈의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치 Download PDF

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장일수
전양근
이병호
최용진
신정필
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Abstract

본 발명은 수처리를 위한 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구조를 개선하여 중공사막에 의한 수처리의 효율이 향상되도록 함과 아울러, 중공사막 표면의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 중공사막 모듈의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치를 제공하려는 것이다.
이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일단이 개구된 상/하부 캡 내부에 접착수지를 채운 상태에서 일정길이를 갖는 수~수십 개의 중공사막을 상기 상/하부 캡 내부에 결합하여 경화시키는 중공사막 단위체의 형성단계; 일정간격 이격된 상/하부 결합재 위에는 다수개의 중공사막 단위체를 배열한 후에 상기 상/하부 결합재 위에 접착수지를 도포하여 중공사막 단위체들을 접착 고정하는 중공사막 어셈블리 형성단계; 상단이 차단된 파이프 내면에 나선형 가이드가 형성되면서 그 상부에 나선형 가이드를 따라 타공이 일정높이 관통 형성된 원수유입관을 상기 중공사막 어셈블리의 접착수지 위에 안착시킨 후, 상기 원수유입관을 축으로 말면서 인접한 중공사막 단위체들이 상호 접합되도록 하는 원수유입관 결합단계; 및 상기 원수유입관을 축으로 말린 중공사막 어셈블리에 대하여 상기 중공사막 단위체의 상부 캡을 포함한 상부 결합재와 접착수지의 상측 일부를 절단하여 상기 각 중공사막들이 고정된 상태로 그 상단이 개방되도록 하는 중공사막 어셈블리의 상부절단단계; 로 제조됨과 아울러, 이를 이용한 수처리 장치는 상기 제조방법에 의해 형성되는 중공사막 모듈과 이를 커버하면서 그 일측 외주면에 농축수 배출구가 형성된 하우 징; 및 상기 하우징의 상/하단에 각각 결합되면서 처리수배출구와 원수유입구가 각각 형성된 상/하부 헤더; 로 이루어진 것이 특징이다.

Description

중공사막 모듈의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치{MANUFACTURING OF HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE AND WATER PURIFYING DEVICE USING THEREOF}
도 1은 본 발명이 적용된 중공사막 모듈의 제조방법을 도시한 플로차트.
도 2는 본 발명이 적용된 중공사막 단위체의 형성단계를 도시한 공정도.
도 3은 본 발명이 적용된 중공사막 어셈블리의 형성단계를 도시한 공정도.
도 4는 본 발명이 적용된 중공사막 어셈블리와 원수유입관의 결합단계를 도시한 공정도.
도 5는 본 발명이 적용된 중공사막 모듈의 원수유입관을 도시한 측단면도.
도 6은 본 발명이 적용된 중공사막 어셈블리의 상부 절단단계를 도시한 공정도.
도 7은 본 발명이 적용된 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치를 도시한 측단면도.
도 8은 본 발명이 적용된 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치의 사용상태도.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명]
100: 중공사막 단위체 120: 중공사막
140a, 140b: 상/하부캡 200: 중공사막 어셈블리
220a, 220b: 상/하부결합재
300: 원수유입관 320: 나선형 가이드
340: 타공
400: 하우징
420: 농축수 배출구 440: 오링
500a, 500b: 상/하부 헤더 520a: 처리수배출구
520b: 원수 유입구
본 발명은 수처리를 위한 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구조를 개선하여 중공사막에 의한 수처리의 효율이 향상되도록 함과 아울러, 중공사막 표면의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 중공사막 모듈의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 중공사막을 이용한 수처리는 상기 중공사막을 형성하는 물질의 선택적 투과성을 이용하여 오염된 물을 정화하는 기술임은 주지된 사실이다.
이때, 중공사막을 이용한 수처리 즉, 오염수의 분리 기술은 전통적인 화학처리에서 사용되는 증류법에 비해 에너지의 절감, 설비의 간소화, 운영의 효율성 등에서 상당히 경제적일 뿐만 아니라, 지구환경보호 등의 사회적 요구에 따라서 간단 한 실험실적 규모로부터 각종 산업분야의 규모에 이르기까지 폭넓은 연구와 실용화가 이루어지고 있음은 주지된 사실이다.
이와 같이 중공사막을 이용한 수처리 효율은 여러 가지 요인들에 의해 결정되는데, 특히 중공사막을 이용한 오염수의 분리 과정에서 중공사막의 표면에 오염물질이 적층되는 농도분극화현상(concentration polarization phenomena)은 수처리의 효율과 직결되는 중요한 요소로서 이를 저감시키는 것이 무엇보다 중요하다.
그러나 수처리를 위한 종래 중공사막 모듈의 경우 중공사막 사이에 오염물질이 층을 이루기 때문에 낮은 투수율과 여과성능의 저하 등 여러 요인에 의해 수처리 효율이 크게 저하될 뿐만 아니라, 상기 오염물질에 대한 세척에 있어 그 유지관리가 매우 어려운 문제가 있다. 그러므로 이와 같은 종래 중공사막 모듈의 경우 다량의 오염물질을 함유한 오염수를 처리하는데 많은 한계가 따른다.
이에, 상기 문제점을 해결하기 위하여 중공사막을 형성시 중공사막의 일단이 자유롭게 움직이도록 함으로서 중공사막 표면의 오염물질을 제거하는 기술이 제안되었다. 그러나 이와 같은 경우 중공사막이 고정된 방향으로 오염물질의 축적이 크게 증가됨으로서 오히려 중공사막에 의한 수처리 효율이 크게 감소되는 문제가 있다.
본 발명은 종래 문제점 및 결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 주된 목적으로는 구조를 개선하여 중공사막에 의한 수처리의 효율이 향상되도록 함과 아울러, 중공사막 표면의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 한 중공사막 모 듈의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치를 제공하려는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중공사막을 이용하여 오염수를 처리하기 위한 중공사막 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
일단이 개구된 상/하부 캡 내부에 접착수지를 채운 상태에서 일정길이를 갖는 수~수십 개의 중공사막을 상기 상/하부 캡 내부에 결합하여 경화시키는 중공사막 단위체의 형성단계; 일정간격 이격된 상/하부 결합재 위에는 다수개의 중공사막 단위체를 배열한 후에 상기 상/하부 결합재 위에 접착수지를 도포하여 중공사막 단위체들을 접착 고정하는 중공사막 어셈블리 형성단계; 상단이 차단된 파이프 내면에 나선형 가이드가 형성되면서 그 상부에 나선형 가이드를 따라 타공이 일정높이 관통 형성된 원수유입관을 상기 중공사막 어셈블리의 접착수지 위에 안착시킨 후, 상기 원수유입관을 축으로 말면서 인접한 중공사막 단위체들이 상호 접합되도록 하는 원수유입관 결합단계; 및 상기 원수유입관을 축으로 말린 중공사막 어셈블리에 대하여 상기 중공사막 단위체의 상부 캡을 포함한 상부 결합재와 접착수지의 상측 일부를 절단하여 상기 각 중공사막들이 고정된 상태로 그 상단이 개방되도록 하는 중공사막 어셈블리의 상부절단단계; 로 이루어진다.
또한, 중공사막을 이용하여 오염수를 처리하기 위한 중공사막 모듈에 있어서,
일정길이를 갖는 수~수십 개의 중공사막 상/하단에 접착수지가 충진된 상/하부 캡을 결합시킨 상태로 경화 형성된 중공사막 단위체; 상단이 차단된 파이프 내 면에 나선형 가이드가 형성되면서 그 상부에 나선형 가이드를 따라 타공이 일정높이 관통 형성된 원수유입관; 및 상/하 일정간격 이격된 각 한 쌍의 상/하부 결합재 위에는 상기 다수개의 중공사막 단위체가 배열된 상태로 접착수지의 도포에 의해 접착 고정되는 중공사막 어셈블리;로 구성되며, 상기 중공사막 어셈블리가 상기 원수유입관을 축으로 말려진 상태에서 그 상부 결합재가 중공사막 단위체의 상부 캡을 포함한 상측 일부가 횡방향으로 절단되어 각 중공사막들의 상단이 개방되도록 형성된다.
한편, 중공사막을 이용하여 오염수를 처리하기 위한 수처리 장치에 있어서,
수처리가 이루어지도록 제 1 항의 기재와 같은 제조방법에 의해 형성된 중공사막 모듈; 상기 중공사막 모듈을 결합하여 커버할 수 있도록 상/하단이 관통된 원통형으로 형성되며 그 일측 외주면에는 세척에 의한 오염물질을 배출하기 위한 농축수 배출구가 형성된 하우징; 및 상기 하우징의 상/하단에 각각 결합되면서 상측에는 중공사막 모듈에 의한 처리수를 배출기 위한 처리수배출구가 형성되며, 하측에는 중공사막 모듈의 원수유입관으로 원수를 공급하기 위한 원수유입구가 각각 형성된 상/하부 헤더; 로 이루어진다.
이때, 상기 하우징의 상/하단 내주면에는 환형의 요입홈이 각각 형성되고, 상기 요입홈에는 상기 하우징의 내주면과 중공사막 모듈의 외주면 및 상/하부 헤더의 단부를 상호 밀착시키기 위한 오링이 결합 형성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명이 적용된 중공사막 모듈의 제조방법을 도시한 플로차트이고, 도 2는 본 발명이 적용된 중공사막 단위체의 형성단계를 도시한 공정도이며, 도 3은 본 발명이 적용된 중공사막 어셈블리의 형성단계를 도시한 공정도이고, 도 4는 본 발명이 적용된 중공사막 어셈블리와 원수유입관의 결합단계를 도시한 공정도이며, 도 5는 본 발명이 적용된 중공사막 모듈의 원수유입관을 도시한 측단면도이고, 도 6은 본 발명이 적용된 중공사막 어셈블리의 상부 절단단계를 도시한 공정도이다.
본 발명이 적용된 중공사막 모듈의 제조방법은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 크게 중공사막 단위체의 형성단계(ST100), 중공사막 어셈블리 형성단계(ST200), 원수유입관 결합단계(ST300) 및 중공사막 어셈블리의 상부절단단계(ST400)로 이루어진다.
이에, 상기 중공사막 단위체의 형성단계(ST100)는 도 2에 도시된 바와 같이 일단이 개구된 상/하부 캡(140a, 140b) 내부에 접착수지를 채운 상태에서 일정한 길이를 갖는 수~수십 개의 중공사막(120)을 상기 상/하부 캡 내부에 결합하여 경화시킴으로서 중공사막 단위체(100)를 형성한다.
이때, 상기 중공사막 단위체(100)는 외경이 0.5~8mm 이내로서 수~수십 개의 중공사막(120)으로 구성함이 바람직하다. 즉, 상기 중공사막(120)의 외경이 0.5mm 이하이면 밀도가 증가됨으로서 이후 설명되는 원수유입관(300) 타공(340)을 통해 배출되는 원수의 와류현상이 방해되기 때문에 농도분극화현상으로 인한 수처리 효율이 저하되며, 반대로 중공사막(120)의 외경이 8mm 이상이면 밀도가 저하됨으로서 원수에 대한 수처리 양이 감소하게 된다.
한편, 상기 중공사막 단위체(100)를 구성하는 중공사막(120)은 5~30 개 정도로 구성됨이 바람직하다. 즉, 상기 중공사막 단위체(100)를 구성하는 중공사막(120)이 5개 이하일 경우에는 이를 중공사막 어셈블리(200)로 재구성시 밀도가 증가됨으로서 원수가 흐를 수 있는 공간이 확보되지 않기 때문에 농도분극화현상으로 인한 수처리 효율이 저하되며, 반대로 30개 이상일 경우에는 이를 중공사막 어셈블리(200)로 재구성시 밀도가 저하됨으로서 수처리 양이 감소하게 된다.
아울러, 상기 중공사막 단위체(100)의 상/하단은 내부에 접착수지가 채워진 원통형 상/하부 캡(140a, 140b)이 결합되어 차단 형성되는데 이때, 상기 상/하부 캡(140a, 140b)의 지름은 1.2~20mm정도가 바람직하다. 즉, 상기 상/하부 캡(140a, 140b)의 지름이 1.2mm 이하이면 중공사막 어셈블리(200)의 재구성시 밀도가 증가됨으로서 원수가 흐를 수 있는 공간이 확보되지 않기 때문에 농도분극화현상으로 인한 수처리 효율이 저하되며, 반대로 20mm 이상이면 중공사막 어셈블리(200)의 재구성시 밀도가 저하됨으로서 수처리 양이 감소하게 된다.
상기 중공사막 어셈블리 형성단계(ST200)는 도 3에 도시된 바와 같이 일정길이를 갖는 띠 형상으로 형성되어 상/하 일정간격 이격된 각 한 쌍의 상/하부 결합재(220a, 220b)를 구비한 상태에서 상기 중공사막 단위체(100)를 그 상/하부 캡(140a, 140b)이 상기 상/하부 결합재(220a, 220b) 위에 안착되는 상태로 다수 개 배열한 후에 상/하부 결합재(220a, 220b) 위에 접착수지를 도포하여 배열된 다수개의 중공사막 단위체(100)를 접착 고정함으로서 중공사막 어셈블리(200)를 형성한 다.
즉, 상하 일정간격 이격된 한 쌍의 상/하부 결합재(220a, 220b) 위에 상기 중공사막 단위체(100)의 상단과 하단의 상/하부 캡(140a, 140b) 각각 안착되도록 병렬로 일정간격 배열한 후에 그 위에 접착수지를 도포하여 중공사막 단위체(100)를 고정한다.
이때, 상기 중공사막 단위체(100)의 상부 캡(140a)을 상부 결합재(220a) 위에 안착시킬 경우 중공사막 단위체(100)의 상부 캡(140a)을 포함하여 상부 결합재(220a)와 접착수지를 절단할 것을 감안한다. 즉, 중공사막 단위체(100)의 상부 캡(140a) 상단이 상부 결합재(220a)의 상측 선단에 밀착되도록 함으로서, 상부 캡(140a)을 포함한 상부 결합재(220a) 및 접착수지를 절단 후에도 중공사막 단위체(200)와 막을 형성하는 중공사막들의 상부가 여분의 상부 결합재(220a) 및 접착수지에 의해 접착 고정된 상태를 유지하도록 한다.
상기 원수유입관 결합단계(ST300)는 도 4에 도시된 바와 같이 일단이 차단된 원수유입관(300)의 상/하단을 상기 중공사막 어셈블리(200)의 도포된 상/하 접착수지 위에 안착시키는 상태로 상기 중공사막 어셈블리(200)의 일측 끝으로부터 말아서 중공사막 어셈블리(200)의 중심에 원수유입관(300)이 결합됨과 동시에 인접한 중공사막 단위체(100)들이 상호 접하도록 한다.
이때, 상기 원수유입관(300)은 도 5에 도시된 바와 같이 상단이 차단된 파이프 내면에 나선형 가이드(320)가 형성되면서 그 상부에 나선형 가이드(320)를 따라 타공(340)이 일정높이 관통되는 구성으로 이루어진다. 따라서 원수유입관(300)으로 공급되는 원수는 상기 나선형 가이드(320)에 의해 속도가 증가되면서 상부의 타공(340)을 통해 뿌려지는 상태로 배출이 이루어짐에 따라 그 주변에 와류현상을 발생시킨다.
이때, 상기 와류현상은 중공사막 어셈블리(200)를 구성하는 중공사막 단위체(100)를 두드리는 작용과 동시에 상기 중공사막 단위체(100)를 통한 원활한 수처리가 이루어지도록 한다.
이에, 원수유입관(300)의 지름은 15-30mm의 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 원수유입관(300)의 지름이 15mm 이하이면 유입되는 원수의 압력이 상승하여 원활한 공급이 이루어지지 못할 뿐만 아니라, 이를 지지체로 하여 중공사막 어셈블리(200)를 말아 고정하는 과정에서도 여러 불편함이 발생된다. 반대로 원수유입관(300)의 지름이 30mm이상이면 유입되는 원수의 압력이 작기 때문에 원수의 와류현상이 약해질 뿐만 아니라, 이를 축으로 말아 고정하는 중공사막 어셈블리(200)의 상단과 하단에 대한 긴밀성이 저하된다.
한편, 상기 원수유입관(300)의 타공(340)은 상측 1/3 내지 2/3 높이 사이에 형성함이 바람직하다. 이때, 상기 타공(340)의 높이가 상측 1/3 이상의 지점으로부터 형성되면 유입수의 분산이 원활하지 않기 때문에 중공사막 어셈블리(200)의 중공사막(220) 및 중공사막 단위체(100)에 대한 표면 오염물질을 효과적으로 제거할 수 없다. 반대로 상측 2/3 이하로부터 형성되면 원수의 유입압력이 작기 때문에 와류현상의 저하가 발생된다. 다시 말해서 상기 타공(340)이 원수유입관(300)의 상측 1/3 내지 2/3 부분에 형성됨으로서 원수의 높은 유입압력으로 원활한 와류현상이 이루어진다.
따라서 이와 같은 구성에 의하면 나선형의 가이드(320)가 유입되는 원수의 속도를 가속화시키면서 타공(340)을 통해 배출되는 원수를 뿌리듯 와류현상을 발생시킴으로서 상기 중공사막 어셈블리(200)를 구성하는 중공사막(220)과 중공사막 단위체(100)를 진동시켜 그 표면에 부착된 오염물질을 제거함과 동시에, 상기 오염물질이 제거된 중공사막(220)과 중공사막 단위체(100)를 통해 원활한 수처리가 이루어진다.
상기 중공사막 어셈블리의 상부절단단계(ST400)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 원수유입관(300)을 축으로 말린 중공사막 어셈블리(200)에 대하여 상기 중공사막 단위체(100)를 포함한 모든 중공사막(120, 220)들의 상단이 개방되도록 상부 캡(140a)을 포함한 상부 결합재(220a)와 접착수지의 일부를 절단한다.
즉, 중공사막 어셈블리(200)의 상측 일부를 절단기로 절단하여 각 중공사막(120)을 개방함으로서 이를 통해 처리수가 배출되도록 한다. 이를 위해 상기 중공사막 어셈블리(200)의 상부 결합재(220a) 및 접착수지는 상기 중공사막 단위체(100)의 상부 캡(140a)을 포함하는 정도로 일부 절단하게 된다.
이하, 상기와 같은 제조방법에 의해 형성된 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치를 첨부된 도면에 의거 보다 구체적으로 살펴본다.
도 7은 본 발명이 적용된 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치를 도시한 측단면도이고, 도 8은 본 발명이 적용된 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치의 사용상태도이다.
먼저, 본 발명이 적용된 중공사막 모듈은 앞서 설명된 제조방법에 의해 형성된 것으로서, 상기 중공사막 단위체(100)는 일정길이를 갖는 수~수십 개의 중공사막(120) 상/하단에 접착수지가 충진된 상/하부 캡(140a, 140b)을 결합시킨 상태로 경화 형성된다. 또한, 상기 원수유입관(300)은 상단이 차단된 파이프 내면에 나선형 가이드(320)가 형성되면서 그 상부에 나선형 가이드(320)를 따라 타공(340)이 일정높이 관통 형성된다. 아울러, 상기 중공사막 어셈블리(200)는 상/하 일정간격 이격된 각 한 쌍의 상/하부 결합재(220a, 220b) 위에는 상기 다수개의 중공사막 단위체(100)가 배열된 상태로 접착수지의 도포에 의해 접착 고정된다.
이때, 상기 중공사막 어셈블리(200)가 상기 원수유입관(300)을 축으로 말려진 상태에서 그 상부 결합재(220a)가 중공사막 단위체(100)의 상부 캡(140a)을 포함한 상측 일부가 횡방향으로 절단되어 중공사막 단위체(100)의 상단이 개방되도록 형성된다.
따라서 본 발명의 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 크게 앞서 설명된 제조방법에 의해 형성된 중공사막 모듈과 상기 중공사막 모듈을 커버하기 위한 하우징(400) 및 상기 하우징(400)의 상/하단에 결합되는 상/하부 헤더(500a, 500b)로 구성된다.
이에, 상기 중공사막 모듈은 수~수십개의 중공사막(120)으로 이루어진 다수개의 중공사막 단위체(100)와 그 내부에 원수유입관(300)을 축으로 말려진 중공사막 어셈블리(200)의 상단부가 개방된 상태로서 형성되는바, 그 구체적인 설명은 앞서 설명된 것에 의해 생략한다.
이에, 상기 하우징(400)은 상기 중공사막 모듈을 결합하여 커버하도록 상/하단이 관통된 원통형으로 형성되는 한편, 그 일측에는 원수로부터 발생된 오염물질을 배출시킬 수 있도록 농축수 배출구(420)가 형성된다.
즉, 상기 하우징(400)은 중공사막 모듈의 외면을 커버하기 위한 것으로서 그 일측 하단에는 세척시 중공사막 어셈블리(200)로부터 떨어져 나온 오염물질 및 농축된 유입수를 배출하기 위한 농축수 배출구(420)가 형성된다. 이때, 상기 농축수 배출구(420)에는 밸브가 형성되어 이를 유입수의 압력손실이 최소화되는 범위로 항시 개방함으로서 중공사 어셈블리(200)에 의해 걸러진 오염물질 및 농축된 유입수를 연속적으로 배출시켜 오염물질이 축적되는 것을 방지한다. 즉, 상기 원수유입관(300)을 통해 유입되는 원수의 압력손실이 최소가 되도록 농축수 배출구(420)를 개방함으로서 원수유입관(300)으로 유입된 오염수가 각 중공사막(120)을 통해 수처리됨과 동시에 걸러진 오염물질 등은 상기 농축수 배출구(420)을 통해 지속적인 배출이 이루어진다.
한편, 상기 하우징(400)의 상/하단 내주면에는 완형의 요입홈이 각각 형성된 상태에서 상기 요입홈에는 하우징(400)의 상/하단 내주면과 중공사막 모듈의 상/하단 외주면 및 상/하부 헤더((500a, 500b)의 단부를 상호 밀착시키기 위한 오링(440: O-ring)이 각각 결합됨으로서, 상기 중공사막 어셈블리(200)를 통한 처리수의 손실을 방지한다. 또한, 상기 하우징(400)의 상/하단 외주면에는 상기 상/하부 헤더(500a, 500b)를 결합하기 위한 나사산이 형성된다.
상기 상/하부 헤더(500a, 500b)는 깔때기 형상으로서 상기 하우징(400)의 상 /하단 외주면에 각각 결합되는바, 상부 헤더(500a)의 중앙에는 중공사막 모듈에 의해 정화된 처리수를 상측으로 배출하기 위한 처리수배출구(520a)가 형성되며, 하부 헤더(500b)의 중앙에는 중공사막 모듈의 원수유입관(300)으로 원수를 공급하기 위한 원수유입구(520b)가 형성된다.
이때, 상기 처리수배출구(520a)와 원수유입구(520b)에는 각각 밸브가 형성됨으로서 이를 선택적으로 조절하거나 차단 또는 개방하도록 한다.
따라서 이와 같은 구성에 의하면 원수유입구(520b)를 통해 원수를 공급하면서 상기 원수를 이용한 수처리 시에는 처리수배출구(520a)를 개방하여 수처리의 원활한 작용이 이루어지고, 상기 원수유입구(520b)를 통해 원수를 공급하면서 상기 원수를 이용한 세척시에는 처리수배출구(520a)를 차단하고 농축수 배출구(420)을 개방하여 오염물질의 원활한 배출이 이루어진다.
먼저, 원수를 이용한 수처리의 작용을 보다 구체적으로 살펴보면 상기 농축수 배출구(420)가 조여지거나 차단되고 상기 처리수배출구(520a)가 개방된다. 이어, 하부 헤더(500b)의 원수유입구(520b)를 통해 원수가 공급되면서 중공사막 모듈의 원수유입관(300)으로 유입된다. 이때, 상기 유입되는 원수는 나선형 가이드(320)를 따라 회전하기 때문에 속도가 증가되어 타공(340)을 통해 빠른 속도로 배출된다. 이와 같이 배출되는 원수는 중공사막 어셈블리(200)를 구성하는 다수개의 중공사막(220)과 중공사막 단위체(100)를 구성하는 중공사막(120)을 통해 정화되면서 개방된 상측으로 배출된 후에 상부 헤더(500a)의 처리수배출구(520a)를 통해 원활한 배출이 이루어진다.
한편, 원수를 이용한 세척 작용을 보다 구체적으로 살펴보면 상기 농축수 배출구(420)가 개방되고 상기 처리수배출구(520a)가 차단된다. 이어, 하부 헤더(500b)의 원수유입구(520b)를 통해 원수가 공급되면서 중공사막 모듈의 원수유입관(300)으로 유입된다. 이때, 상기 유입되는 원수는 나선형 가이드(320)를 따라 회전하기 때문에 속도가 증가되어 타공(340)을 통해 빠른 속도로 배출된다. 이와 같이 빠르게 배출되는 원수는 기본적으로 중공사막 어셈블리(200)를 구성하는 다수개의 중공사막(220)과 중공사막 단위체(100)를 때리면서 진동을 발생시키기 그 표면에 부착된 오염물질을 떨어내면서 농축수 배출구(420)를 통해 원활한 배출이 이루어진다.
즉, 상기 타공(340)을 통해 배출되는 원수는 수처리시에도 중공사막 어셈블리(200)를 구성하는 중공사막(220)과 중공사막 단위체(100)를 구성하는 중공사막(120)을 때림으로서 원천적으로 이물질이 표면에 부착되는 것을 방지하는 한편, 부착된 이물질에 대하여는 역세척시 농축수 배출구(420)로 배출시킴으로서 보다 깨끗한 세척이 이루어진다. 뿐만 아니라, 이와 같은 작용에 의하면 중공사막 어셈블리(200)를 구성하는 중공사막 단위체(100)의 중공사막(120) 표면에 대한 오염물질의 부착을 방지함으로서 수처리의 효율 또한 향상될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의 해 정해져야 할 것이다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 중공사막 모듈의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 장치에 의하면 중공사막 모듈의 구조를 개선하여 중공사막에 의한 수처리의 효율이 향상되도록 함과 아울러, 중공사막 표면의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 함으로서, 보다 원활하고 안정된 수처리가 이루어지는 효과는 물론이고 세척 주기의 연장이나 생략을 통해 용이한 운전과 그로 인한 경제적 비용의 절감을 꾀할 수 있는 매우 유용한 효과가 발휘된다.

Claims (4)

  1. 중공사막을 이용하여 오염수를 처리하기 위한 중공사막 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
    일단이 개구된 상/하부 캡 내부에 접착수지를 채운 상태에서 일정길이를 갖는 수~수십 개의 중공사막을 상기 상/하부 캡 내부에 결합하여 경화시키는 중공사막 단위체의 형성단계;
    일정간격 이격된 상/하부 결합재 위에는 다수개의 중공사막 단위체를 배열한 후에 상기 상/하부 결합재 위에 접착수지를 도포하여 중공사막 단위체들을 접착 고정하는 중공사막 어셈블리 형성단계;
    상단이 차단된 파이프 내면에 나선형 가이드가 형성되면서 그 상부에 나선형 가이드를 따라 타공이 일정높이 관통 형성된 원수유입관을 상기 중공사막 어셈블리의 접착수지 위에 안착시킨 후, 상기 원수유입관을 축으로 말면서 인접한 중공사막 단위체들이 상호 접합되도록 하는 원수유입관 결합단계; 및
    상기 원수유입관을 축으로 말린 중공사막 어셈블리에 대하여 상기 중공사막 단위체의 상부 캡을 포함한 상부 결합재와 접착수지의 상측 일부를 절단하여 상기 각 중공사막들이 고정된 상태로 그 상단이 개방되도록 하는 중공사막 어셈블리의 상부절단단계; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 제조방법.
  2. 중공사막을 이용하여 오염수를 처리하기 위한 중공사막 모듈에 있어서,
    일정길이를 갖는 수~수십 개의 중공사막 상/하단에 접착수지가 충진된 상/하부 캡을 결합시킨 상태로 경화 형성된 중공사막 단위체;
    상단이 차단된 파이프 내면에 나선형 가이드가 형성되면서 그 상부에 나선형 가이드를 따라 타공이 일정높이 관통 형성된 원수유입관; 및
    상/하 일정간격 이격된 각 한 쌍의 상/하부 결합재 위에는 상기 다수개의 중공사막 단위체가 배열된 상태로 접착수지의 도포에 의해 접착 고정되는 중공사막 어셈블리;로 구성되며,
    상기 중공사막 어셈블리가 상기 원수유입관을 축으로 말려진 상태에서 그 상부 결합재가 중공사막 단위체의 상부 캡을 포함한 상측 일부가 횡방향으로 절단되어 각 중공사막들의 상단이 개방되도록 형성된 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  3. 중공사막을 이용하여 오염수를 처리하기 위한 수처리 장치에 있어서,
    수처리가 이루어지도록 제 1 항의 기재와 같은 제조방법에 의해 형성된 중공사막 모듈;
    상기 중공사막 모듈을 결합하여 커버할 수 있도록 상/하단이 관통된 원통형으로 형성되며 그 일측 외주면에는 세척에 의한 오염물질을 배출하기 위한 농축수 배출구가 형성된 하우징; 및
    상기 하우징의 상/하단에 각각 결합되면서 상측에는 중공사막 모듈에 의한 처리수를 배출기 위한 처리수배출구가 형성되며, 하측에는 중공사막 모듈의 원수유입관으로 원수를 공급하기 위한 원수유입구가 각각 형성된 상/하부 헤더; 로 이루 어진 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 하우징의 상/하단 내주면에는 환형의 요입홈이 각각 형성되고, 상기 요입홈에는 상기 하우징의 내주면과 중공사막 모듈의 외주면 및 상/하부 헤더의 단부를 상호 밀착시키기 위한 오링이 결합 형성된 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈을 이용한 수처리 장치.
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CN111437727A (zh) * 2020-04-22 2020-07-24 北京工业大学 一种制作中空纤维膜组件均匀分布膜丝的方法及装置

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