KR20070095226A - Membrane module and water treatment system - Google Patents
Membrane module and water treatment system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070095226A KR20070095226A KR1020070026768A KR20070026768A KR20070095226A KR 20070095226 A KR20070095226 A KR 20070095226A KR 1020070026768 A KR1020070026768 A KR 1020070026768A KR 20070026768 A KR20070026768 A KR 20070026768A KR 20070095226 A KR20070095226 A KR 20070095226A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- membrane
- facility
- porous material
- equipment
- container
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 302
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 213
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 248
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 67
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 57
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 30
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 29
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 29
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 24
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 claims description 18
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 17
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 16
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 16
- 238000009287 sand filtration Methods 0.000 claims description 13
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 9
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 6
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 6
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims description 5
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims description 5
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 5
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical compound [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 4
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 46
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 29
- 230000009471 action Effects 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 27
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 20
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 20
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 20
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 18
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 18
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 17
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 17
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 16
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 16
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- 241001474374 Blennius Species 0.000 description 9
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 5
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 5
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000005446 dissolved organic matter Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N Perchloroethylene Chemical group ClC(Cl)=C(Cl)Cl CYTYCFOTNPOANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 229950011008 tetrachloroethylene Drugs 0.000 description 3
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HSLKFDVLUCDISN-UHFFFAOYSA-N [N].CC(O)=O Chemical compound [N].CC(O)=O HSLKFDVLUCDISN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N calcium magnesium Chemical compound [Mg].[Ca] ZFXVRMSLJDYJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000003670 easy-to-clean Effects 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002685 pulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
- B01D63/089—Modules where the membrane is in the form of a bag, membrane cushion or pad
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/06—Tubular membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
- B01D63/082—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/06—Flat membranes
- B01D69/061—Membrane bags or membrane cushions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/80—Type of catalytic reaction
- B01D2255/802—Photocatalytic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2603—Application of an electric field, different from the potential difference across the membrane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2611—Irradiation
- B01D2311/2619—UV-irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2642—Aggregation, sedimentation, flocculation, precipitation or coagulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2692—Sterilization
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2696—Catalytic reactions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
- B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/021—Pore shapes
Abstract
Description
도 1은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 1 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.1 is a configuration diagram showing a first embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.2 is a configuration diagram showing a second embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.3 is a configuration diagram showing a second embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.4 is a configuration diagram showing a second embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.5 is a configuration diagram showing a second embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 3 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.6 is a configuration diagram showing a third embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 3 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.7 is a configuration diagram showing a third embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 4 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.8 is a configuration diagram showing the fourth and eleventh embodiments of the water treatment system according to the present invention.
도 9는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 4 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.9 is a configuration diagram showing a fourth embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 10은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.10 is a configuration diagram showing a fifth embodiment, a seventh embodiment, and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 11은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.11 is a configuration diagram showing a fifth embodiment, a seventh embodiment, and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 12는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.12 is a configuration diagram showing a fifth embodiment, a seventh embodiment, and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 13은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.Fig. 13 is a configuration diagram showing a fifth embodiment, seventh embodiment, and eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 14는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.14 is a configuration diagram showing a fifth embodiment, a seventh embodiment, and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 15는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11실시예를 나타내는 구성도.15 is a configuration diagram showing a fifth embodiment, a seventh embodiment, and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 16은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.16 is a configuration diagram showing a fifth embodiment, seventh embodiment, and eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 17은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 6 실시예, 제 7 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.Fig. 17 is a configuration diagram showing the sixth, seventh and eleventh embodiments of the water treatment system according to the present invention.
도 18은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 8 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.18 is a configuration diagram showing an eighth embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 19는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 9 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.19 is a configuration diagram showing a ninth embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 20은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 10 실시예, 제 11 실시예를 나타내는 구성도.20 is a configuration diagram showing a tenth embodiment and an eleventh embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 21은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 12 실시예를 나타내는 구성도.21 is a configuration diagram showing a twelfth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 22는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 13 실시예를 나타내는 구성도.Fig. 22 is a configuration diagram showing a thirteenth embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 23은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 14 실시예를 나타내는 구성도.23 is a configuration diagram showing a fourteenth embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 24는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 15 실시예를 나타내는 구성도.24 is a configuration diagram showing a fifteenth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 25는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.25 is a configuration diagram showing a sixteenth embodiment of a water treatment system according to the present invention.
도 26은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.Fig. 26 is a configuration diagram showing a sixteenth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 27은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.Fig. 27 is a configuration diagram showing a sixteenth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 28은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 나타내는 구성도.Fig. 28 is a configuration diagram showing a sixteenth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 29는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 설명도.Fig. 29 is an explanatory diagram of the anisotropic porous material used in each example of the water treatment system according to the present invention.
도 30은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 1 예의 구조를 나타내는 개략도.30 is a schematic view showing a structure of a first example of the anisotropic porous material used in each embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 31은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 1 예의 변형예를 나타내는 개략도.Fig. 31 is a schematic view showing a modification of the first example of the anisotropic porous material used in each embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 32는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 2 예의 구조를 나타내는 개략도.32 is a schematic view showing a structure of a second example of the anisotropic porous material used in each embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 33은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 3 예의 구조를 나타내는 개략도. Fig. 33 is a schematic view showing the structure of a third example of the anisotropic porous material used in each embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 34는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 3 예의 변형예를 나타내는 개략도.34 is a schematic view showing a modification of the third example of the anisotropic porous material used in each embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 35는 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 4 예의 구조를 나타내는 개략도.Fig. 35 is a schematic view showing the structure of the fourth example of the anisotropic porous material used in each embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도 36은 본 발명에 의한 수처리 시스템의 각 실시예에서 사용되는 이방성 다공질 재료의 제 4 예의 변형예를 나타내는 개략도.36 is a schematic view showing a modification of the fourth example of the anisotropic porous material used in each embodiment of the water treatment system according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 막 2 : 용기1: membrane 2: container
3 : 배관 4 : 밸브3: piping 4: valve
5 : 집합관 6 : 탱크5: collection tube 6: tank
7 : 전원 8 : UV 램프7: power 8: UV lamp
9 : 오존 발생기 10 : 과산화수소 주입기9: ozone generator 10: hydrogen peroxide injector
11 : 광촉매 11: photocatalyst
본 발명은 정수장 설비 등에서 사용되는 막 모듈 및 수처리 시스템에 관한 것으로, 특히 이방성(異方性) 다공질 재료를 사용한 막을 장전해서 일체화한 막 모 듈을 사용하여, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외(限外) 여과막에 비해 투과 유속을 크게 하도록 한 막 모듈 및 수처리 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
정수장에서는 하천이나 저수지 등의 수원(水源)으로부터 원수(原水)를 취수(取水)하고, 응집, 플루크 형성, 침전, 여과 및 살균의 5개의 단위 프로세스에 의해, 현탁질(懸濁質)과 콜로이드질의 제거 및 세균 등을 무해화하여 맑고 깨끗한 수도물로서 수요가에게 공급하고 있다.In a water purification plant, raw water is withdrawn from water sources such as rivers and reservoirs, and suspended matter and colloid are formed by five unit processes of flocculation, floc formation, sedimentation, filtration and sterilization. It is supplying to demand as clear and clean tap water by eliminating vaginal removal and bacteria.
응집, 플루크 형성, 침전, 여과에 의한 일련의 제탁(除濁) 처리에는 응집제를 사용하는 방법이 일반적이고, 응집제에는 철이나 알루미늄 등의 무기(無機) 금속염이 일반적으로 사용된다. 응집제의 효과는 다양한 물리적, 생물화학적인 영향을 받고, 최적 응집 조건은 많은 인자에 의해 정해지는 복잡한 평형(平衡) 위에 성립하고 있기 때문에, 일정한 처리 수질을 확보하기 위해서는 숙련을 요한다.A series of flocculants is generally used for a series of scavenging treatments by flocculation, floc formation, precipitation, and filtration, and inorganic metal salts such as iron and aluminum are generally used as flocculants. The effect of the flocculant is affected by various physical and biochemical effects, and the optimum flocculation condition is established on a complex equilibrium determined by many factors, and therefore, skill is required to secure a constant treated water quality.
평성 10월에 후생성(현 후생 노동성)으로부터 통달된「수도에서의 클립트 스포리지움 잠정 대책 지침」에 의해, 여과지(池) 출구의 탁도를 항상 파악하고, 여과지 출구의 탁도를 0.1도 이하로 유지하도록 제정되어 정수장에서의 탁도 관리가 중요한 과제가 되고 있다.By "clip sporium provisional measures guideline in water supply" mastered by Ministry of Health, Labor and Welfare (current Ministry of Health, Labor and Welfare) in October, we always grasp turbidity of filter paper outlet, and make turbidity of filter paper outlet less than 0.1 degrees Since it is enacted to maintain, turbidity management in a water purification plant becomes an important subject.
이러한 배경을 바탕으로, 정밀 여과막이나 한외 여과막에 관한 연구 개발이 진행되어 일본의 정수장에서 막 여과가 급속하게 보급되기 시작했고, 해외에서는 이미 하루 수십만 톤의 양의 막 여과 정수장이 가동되고 있다. 정밀 여과막이나 한외 여과막에 의한 막 여과는 확실히 탁질물을 제거하고, 양질의 처리 수질을 얻을 수 있다는 이점이 있다.Based on these backgrounds, research and development on microfiltration membranes and ultrafiltration membranes have progressed, and membrane filtration has begun to spread rapidly in Japan's water treatment plants. Overseas, hundreds of thousands of tons of membrane filtration purification plants are already operating overseas. Membrane filtration by a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane has the advantage of reliably removing the suspended matter and obtaining a high quality treated water quality.
한편, 정밀 여과막이나 한외 여과막의 소재로서 가장 많이 보급되고 있는 유기 고분자 화합물(아세트산 셀룰로오스, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크리토니토릴, 폴리불화비닐리덴)의 막은 운전 시간의 경과와 동시에, 막의 압밀화(壓密化)나 손상 등의 물리적 열화, 가수(加水) 분해·산화 등에 의한 화학적 열화, 미생물에 의해 막이 자화(資化)되는 생물적 열화 등, 막 자신의 변질에 의한 성능 저하나, 미립자·현탁 물질의 막 표면의 축적 등의 외적 요인에 의한 성능 저하에 의해 수명이 3년∼7년이고, 막 교환에 필요한 비용 때문에 러닝 코스트가 종래의 정수 방식보다도 비싸다는 결점이 있다.On the other hand, the membranes of organic polymer compounds (cellulose cellulose, polysulfone, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride), which are most widely used as materials for microfiltration membranes and ultrafiltration membranes, are used simultaneously with the passage of operating time. Deterioration in performance due to deterioration of the membrane itself, such as physical degradation such as consolidation or damage, chemical degradation due to hydrolysis or oxidation, and biological degradation in which the membrane is magnetized by microorganisms. The service life is three to seven years due to the deterioration of performance due to external factors such as the accumulation of fine particles and suspended solids on the surface of the film, and the running cost is higher than that of the conventional water purification method due to the cost required for membrane replacement.
이러한 러닝 코스트를 저감하는 종래 기술로서, 일본국 특허 공개 2001-225057호 공보에 기재된 기술이 있다. 이 종래 기술은 응집제를 이용하여 응집 플루크를 형성하고 이것을 모래 여과에 의해 제거한다. 또한, 내구성이 우수한 금속막 여과 장치에 의해 미립자·현탁 물질을 확실하게 제거하는 수처리 시스템이다.As a prior art which reduces such a running cost, there exists a technique of Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-225057. This prior art uses flocculents to form flocculants and remove them by sand filtration. Moreover, it is a water treatment system which reliably removes microparticles and suspended substances by the metal membrane filtration apparatus excellent in durability.
상술한 종래의 수처리 시스템의 금속막 여과 장치는 금속 섬유를 적층하여 소결(燒結)한 부직포 모양의 금속막을 플리츠 모양으로 접어서 원통형으로 한 엘리먼트로 구성되어 있고 이하의 과제가 있었다.The metal film filtration device of the conventional water treatment system described above is composed of an element formed by folding a metal film of a nonwoven fabric obtained by laminating metal fibers into a pleated shape and having a cylindrical shape.
[1] 부직포 모양 구조에 의한 투과 유속의 저하[1] reduction of permeation flux due to nonwoven fabric structure
부직포 모양 구조의 금속막은 금속막의 표면뿐만 아니라, 금속막 내부에서도 포착하는 구조로 되어 있기 때문에, 금속 표면에서는 포착할 수 없는 미소한 입자나 현탁 물질을 막 내부에서 포착할 수 있는 이점이 있는 한편, 막의 내부에 들어 간 미립자·현탁 물질을 일반적인 세정으로 제거할 수 없고, 운전 시간의 경과와 동시에 투과 유속이 저하하기 쉽다는 문제가 있다.Since the metal film of the nonwoven fabric structure has a structure to capture not only the surface of the metal film but also the inside of the metal film, there is an advantage in that it can capture minute particles and suspended substances inside the film that cannot be captured on the metal surface. There is a problem that the fine particles and the suspended substances that enter the membrane cannot be removed by general cleaning, and the permeation flow rate tends to decrease with the passage of the operating time.
상기한 바와 같이, 금속막에서는 내부에 들어간 미립자·현탁 물질이 세정하기 어렵기 때문에, 플루크 형성에 의해 미리 제거 가능한 탁질물을 가능한 한 제거해 두는 공정이 불가피하다. 그 때문에 응집제의 첨가라고 하는 약물 주입에 의한 오염의 염려가 있고, 동시에 플루크를 반드시 폐기해야 하고, 처리 물질량이 증대하게 되는 문제가 있다.As described above, in the metal film, it is difficult to clean the particulates and suspended substances that have entered therein, and thus a step of removing as much of the suspended solids as possible in advance due to the formation of flux is inevitable. Therefore, there is a fear of contamination by drug injection such as addition of a flocculant, and at the same time, there is a problem in that the floc must be disposed of and the amount of the treated substance increases.
[2] 원통형 엘리먼트에 의한 설치 공간의 증대[2] increase in installation space by cylindrical elements
원통형 엘리먼트에 의한 금속막은 금속막을 충전하는 공간에 대하여 유효한 막 여과 면적이 작기 때문에, 금속막 여과 장치가 커져 설치 공간이 증대한다는 문제가 있다. 원통을 가늘게 해서 장치 내에 충전하는 개수를 늘리는 방법도 있지만, 필요 이상으로 원통을 가늘고 둥글게 하는 것은 막의 구멍이 변형될 우려가 있기 때문에 적절하지 않다.Since the metal membrane by the cylindrical element has a small effective membrane filtration area with respect to the space for filling the metal membrane, there is a problem that the metal membrane filtration device is large and the installation space is increased. Although there is a method of increasing the number of cylinders to be filled in the apparatus by thinning the cylinder, it is not appropriate to make the cylinder thinner and rounder than necessary because the holes of the membrane may be deformed.
본 발명은 상기의 사정에 감안하여 이루어진 것으로, 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 투과 유속을 크게 할 수 있는 막 모듈 및 이것을 이용한 수처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the membrane module which can reduce the filtration resistance of raw water while realizing space saving and increase the permeation flow rate compared to the microfiltration membrane or ultrafiltration membrane which is generally used for water, and this It is an object to provide a water treatment system used.
본 발명은 용기와 이 용기 내에 장전되는 동시에, 이방성(異方性) 다공질 재료로 구성되어 상기 용기 내에 취입된 원수(原水)를 여과하는 여과막을 구비한 막 모듈 및 이것을 이용한 수처리 시스템을 특징으로 한다.The present invention is characterized by a membrane module having a container and a filtration membrane which is loaded into the container and which is composed of an anisotropic porous material to filter raw water blown into the container, and a water treatment system using the same. .
본 발명의 막 모듈 및 수처리 시스템에 의하면, 원수의 투과 방향과 세공(細孔)의 방향이 동일한 방향이 되고, 재료에 차지하는 공간의 비율(공간율)이 큰 이방성 다공질 재료를 사용한 막을 사용함으로써, 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외(限外) 여과막에 비해 투과 유속을 크게 할 수 있다.According to the membrane module and the water treatment system of the present invention, by using a membrane made of an anisotropic porous material in which the direction of permeation of raw water and the direction of the pores become the same direction and the ratio of the space to the material (space ratio) is large, While realizing space saving, the filtration resistance of raw water can be reduced, and the permeation flow rate can be increased compared with the microfiltration membrane and the ultrafiltration membrane generally used for water supply.
(이방성 다공질 재료)(Anisotropic Porous Material)
먼저, 본 발명자들이 개발한 이방성 다공질 재료에 관하여 설명한다.First, the anisotropic porous material developed by the present inventors is described.
금속막에 의한 여과 장치에서는 배경 기술란에서 설명한 바와 같은 문제가 발생한다. 이 때문에, 금속막과 비교해서 미세한 구멍의 지름을 형성할 수 있고, 또한 역세성(逆洗性)이 우수한 세라믹스막을 사용한 막 여과 장치가 고려된다. 그러나, 세라믹막은 기본적으로 미립자가 네트워크 형상으로 소결한 다공질체이기 때문에, 상술한 금속막과 마찬가지로 막의 표면뿐만 아니라 내부에서도 포착하는 구조로 이루어져 내부로 들어간 미립자·현탁 물질을 세정하기 어렵고, 운전 시간의 경과와 동시에 투과 유속이 저하하기 쉽다는 문제가 있다. 또한, 세공이 복잡한 네트워크를 형성하고 있는 구조 때문에 초기 특성에서도 압력 손실이 비교적 크다.In the filtering device by a metal membrane, the problem as described in the background art column arises. For this reason, the membrane filtration apparatus using the ceramic membrane which can form the diameter of a fine hole compared with a metal membrane, and is excellent in backwashing is considered. However, since the ceramic film is basically a porous body in which fine particles are sintered in a network shape, it has a structure that captures not only the surface of the film but also the inside, similarly to the above-described metal film, and thus it is difficult to clean the fine particles and suspended substances that have entered the interior. There exists a problem that permeation | flow_flow rate tends to fall simultaneously with passing. In addition, the pressure loss is relatively high even in the initial characteristics because of the structure that forms a complex network of pores.
그래서, 본 발명자들은 상기에 감안하여, 유체의 필터에서 고정밀도로 대량의 분리 처리가 가능하고, 투과 유속의 저하를 경감하고, 또한 세정성을 향상시키는 이하의 (1)∼(7)에 나타낸 이방성 다공질 재료를 개발하기에 이르렀다(특허출원 2005-322629호, 미공개).Therefore, in view of the above, the inventors of the present invention have shown that the anisotropy shown in the following (1) to (7) which enables a large amount of separation treatment with a high precision in a fluid filter, reduces the decrease in permeation flow rate, and improves the cleanability A porous material has been developed (Patent Application 2005-322629, unpublished).
(1) 복수의 기공을 함유하고, 각각의 기공은 장축 및 단축을 규정할 수 있는 비등방성(非等方性)의 형상을 갖고, 상기 복수의 기공이 방향성을 갖는 배열을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.(1) It contains a plurality of pores, each of the pores has an anisotropic shape that can define the major axis and short axis, characterized in that the plurality of pores form an array having a direction Anisotropic porous material.
(2) 상기 각각의 기공의 장축/단축의 길이의 비율이 10 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.(2) The anisotropic porous material, wherein the ratio of the length of the major axis / short axis of each of the pores is 10 or more.
(3) 상기 복수의 기공의 단축의 길이가 0.001∼500μm인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.(3) The anisotropic porous material, wherein the length of the short axis of the plurality of pores is 0.001 to 500 µm.
(4) 상기 복수의 기공이 그들 장축의 방향이 ±1O도의 입체각 범위 내에 포함되는 1개 이상의 배향 그룹으로 분류되는 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.(4) The anisotropic porous material, wherein the plurality of pores are classified into one or more orientation groups whose directions of their major axes are included in the solid angle range of ± 10 degrees.
(5) 동일한 배향 그룹에 속하는 상기 복수의 기공의 적어도 일부가 관통 기공인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.(5) An anisotropic porous material, wherein at least a part of the plurality of pores belonging to the same orientation group are through pores.
(6) 상기 복수의 기공의 단축의 길이의 편차가 동일한 배향 그룹 중에서는 ±15% 이하인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.(6) Anisotropic porous material, characterized in that the deviation of the length of the short axis of the plurality of pores is ± 15% or less in the same orientation group.
(7) 동일한 배향 그룹 중에서의 관통 기공률이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 이방성 다공질 재료.(7) Anisotropic porous material, characterized in that the through porosity in the same orientation group is 70% or more.
이하, 본 발명의 막 모듈에서 사용되는 이방성 다공질 재료에 대해서 도 29 내지 도 36을 참조해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the anisotropic porous material used in the membrane module of this invention is demonstrated in detail with reference to FIGS. 29-36.
먼저, 본 발명에 따른 이방성 다공질 재료의 개념을 도 29의 (a) 및 (b)를 참조해서 설명한다. 이방성 다공질 재료는 복수의 기공을 함유하고, 그것들은 예 를 들어 도 29의 (a) 및 (b)에 나타낸 기공(51, 52)과 같은 장축(a) 및 단축(b)을 규정할 수 있는 비등방성의 형상을 갖는다. 그리고, 기공(51, 52)에 대해서 임의의 기준 방향과 장축(a)의 어긋남을 기울기 θ로 표시하면, 기울기 θ가 방향성, 즉 특정 범위 내에 분포되는 경향을 갖는다. 한편, 기공에 방향성이 없는 재료는 등방성 다공질 재료이다.First, the concept of the anisotropic porous material according to the present invention will be described with reference to FIGS. 29A and 29B. The anisotropic porous material contains a plurality of pores, which can define long axis (a) and short axis (b), for example, pores 51 and 52 shown in FIGS. 29A and 29B. It has an anisotropic shape. When the deviation between the arbitrary reference direction and the long axis a with respect to the pores 51 and 52 is indicated by the inclination θ, the inclination θ tends to be distributed in a direction, that is, within a specific range. On the other hand, the material having no orientation in the pores is an isotropic porous material.
<<제 1 예 중 첫 번째>><< first of the first examples >>
도 30은 제 1 예의 이방성 다공질 재료(53)의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 30에 나타낸 바와 같이, 제 1 예의 이방성 다공질 재료(53)는 도 29에 나타낸 타원형 모양의 기공(52)을 복수 함유한다. 도 30에 나타낸 이방성 다공질 재료(53)에 포함되는 기공(52)은 주로 기공 전체가 재료의 내부에 들어있는 폐(閉) 기공이다.30 is a schematic view showing the structure of the anisotropic porous material 53 of the first example. As shown in Fig. 30, the anisotropic porous material 53 of the first example contains a plurality of elliptical pores 52 shown in Fig. 29. The pores 52 included in the anisotropic porous material 53 shown in FIG. 30 are mainly closed pores in which the whole pores are contained inside the material.
여기에서, 기공(52)의 장축의 길이(a)와 단축의 길이(b)의 비율(애스펙트비)(a/b)은 10 이상인 것이 바람직하다. 주로 폐 기공으로 이루어지는 경우에는, 방향성을 가진 특성을 발현하는 근원은 폐 기공의 이방적인 형태에 기인한다. 애스펙트비가 10 미만이면, 각 기공간의 배열에 방향성이 존재해도 전체로서 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.Here, it is preferable that ratio (aspect ratio) (a / b) of the length (a) of the long axis of the pore 52 and the length b of the short axis is 10 or more. In the case of mainly pulmonary pores, the source expressing the directional properties is due to the anisotropic form of the lung pores. If the aspect ratio is less than 10, even if the orientation is present in the arrangement of each air space, the characteristics are almost isotropic as a whole, so that the characteristics as the anisotropic porous material are not sufficiently exhibited.
또한, 각각의 기공의 장축의 방향이 입체각(Ω)의 범위 내에 포함된다고 하면, 입체각(Ω)은 ±10도의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 주로 폐 기공으로 이루어지는 경우, 각각의 폐 기공이 높은 애스펙트비를 가지고 있어도 방향성에 ± 10도보다 큰 편차가 있으면, 전체로서 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.Moreover, if the direction of the major axis of each pore is contained in the range of solid angle (ohm), it is preferable that solid angle (ohm) exists in the range of +/- 10 degree. In the case of mainly closed pores, even if each of the closed pores has a high aspect ratio, if the deviation is greater than ± 10 degrees in the directionality, the characteristics of the anisotropic porous material are not sufficiently exhibited because the characteristics are nearly isotropic as a whole. .
또한, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm인 것이 바람직하다. O.OO1μm 미만인 경우, 원자·분자간 거리의 오더에서 형태 제어가 되어 본 발명의 이방성 다공질 재료의 구조를 실제적인 재료로서 구현하는 것이 곤란하다. 500μm보다 클 경우, 구멍 열기 가공 등의 기존의 기계 가공에 의해 제조가 가능해지는 범주에 있다. 이것은 본 발명의 이방성 다공질 재료의 개념에 포함되지 않는다.In addition, it is preferable that the length b of the short axis of each pore is 0.001-500 micrometers. In the case of less than 0.1 mu m, it is difficult to implement the structure of the anisotropic porous material of the present invention as a practical material by controlling the shape in the order of the distance between atoms and molecules. If it is larger than 500 μm, it is in a range that can be manufactured by conventional machining such as hole opening. This is not included in the concept of the anisotropic porous material of the present invention.
또한, 각각의 기공의 단축의 길이(b)의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 주로 폐 기공으로 이루어지는 경우, 각각의 폐 기공의 지름에 ±l5%보다 큰 편차가 있으면, 전체로서의 특성 지향성이 약해지고 보다 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.Moreover, it is preferable that the deviation (b) of the short axis length of each pore is ± 15% or less. In the case of mainly consisting of closed pores, if the diameter of each closed pore is larger than ± l5%, the characteristic directivity as a whole becomes weaker and more isotropic, so that the characteristics as an anisotropic porous material are not sufficiently exhibited.
<<제 1 예 중 두 번째>><< second of first example >>
도 31은 제 1 예의 변형예를 나타내고 있다. 제 1 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(54)는 도 29에 나타낸 비등방성의 형상의 기공(51)을 복수 함유한다. 각각의 기공의 장축은 한 방향으로 배열되어 있다.31 shows a modification of the first example. The anisotropic porous material 54 of the modification of the first example contains a plurality of pores 51 having an anisotropic shape shown in FIG. 29. The major axis of each pore is arranged in one direction.
도 31에 나타낸 이방성 다공질 재료(54)에서도 도 30에 나타낸 이방성 다공질 재료(53)와 마찬가지로 각각의 기공의 애스펙트비는 10 이상이며, 각각의 기공의 장축의 방향이 ±10도의 입체각 범위 내에 포함되고, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm이며, 각각의 기공의 단축의 길이(b)의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 이들 수치를 선정하는 이유에 대해서도 상기 설명과 동일하다.In the anisotropic porous material 54 shown in FIG. 31, the aspect ratio of each pore is 10 or more, similarly to the anisotropic porous material 53 shown in FIG. 30, and the direction of the major axis of each pore is included in the solid angle range of ± 10 degrees. The length b of the minor axis of each pore is 0.001 to 500 µm, and the deviation of the length b of the minor axis of each pore is preferably ± 15% or less. The reason for selecting these numerical values is also the same as the above description.
<<제 2 예>><< second example >>
도 32는 본 발명의 제 2 예의 이방성 다공질 재료의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 32에 나타낸 바와 같이, 제 2 예의 이방성 다공질 재료(55)는 기공(52a, 52b)을 각각 복수 함유한다. 이방성 다공질 재료(55)에 포함되는 기공은 주로 폐 기공이다. 기공(52a)은 장축이 A방향에 대하여 방향성을 갖는 제 1 배향 그룹을 구성하고, 기공(52b)은 장축이 A방향과 다른 B방향에 대하여 방향성을 갖는 제 2 배향 그룹을 구성한다.32 is a schematic view showing the structure of an anisotropic porous material of a second example of the present invention. As shown in Fig. 32, the anisotropic porous material 55 of the second example contains a plurality of pores 52a and 52b, respectively. The pores included in the anisotropic porous material 55 are mainly waste pores. The pores 52a constitute a first alignment group whose long axis is directional with respect to the A direction, and the pores 52b constitute a second alignment group whose long axis is directional with respect to the B direction different from the A direction.
여기에서, 제 1 예와 마찬가지로 기공(52a, 52b)의 어스펙트비는 10 이상이며, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm인 것이 바람직하다. 이들 수치를 선정하는 이유에 대해서도 제 1 예와 동일하다.Here, as in the first example, the aspect ratio of the pores 52a and 52b is 10 or more, and the length b of the short axis of each pore is preferably 0.001 to 500 µm. The reason for selecting these numerical values is also the same as in the first example.
제 1 배향 그룹 각각의 기공의 장축의 방향이 입체각(ΩA)의 범위 내에 포함된다고 하면, 입체각(ΩA)은 ±10도의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 제 2 배향 그룹 각각의 기공의 장축의 방향이 입체각(ΩB)의 범위 내에 포함된다고 하면, 입체각(ΩB)은 ±10도의 범위 내인 것이 바람직하다. 방향성에 ±10도보다 큰 편차가 있으면, 전체로서 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.If the direction of the major axis of the pores of each of the first alignment groups is included in the range of the solid angle ΩA, the solid angle ΩA is preferably in the range of ± 10 degrees. Further, if the direction of the major axis of the pores of each of the second alignment groups is included in the range of the solid angle ΩB, the solid angle ΩB is preferably in the range of ± 10 degrees. If the deviation is greater than ± 10 degrees, the characteristic is almost isotropic as a whole, and thus the characteristics as an anisotropic porous material are not sufficiently exhibited.
또한, 동일한 배향 그룹 중에서는 각각의 기공의 단축의 길이(b)의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 단축의 길이(b)에 ±15%보다 큰 편차가 있으면, 전체로서의 특성 지향성이 약해지고 보다 등방에 가까운 특성을 나타내기 때문에, 이방성 다공질 재료로서의 특징이 충분히 발휘되지 않는다.In addition, in the same orientation group, it is preferable that the deviation (b) of the short axis of each pore is ± 15% or less. If there is a deviation of more than ± 15% in the length b of the short axis, the characteristic directivity as a whole becomes weak and exhibits more isotropic characteristics, so that the characteristics as an anisotropic porous material are not sufficiently exhibited.
<<제 3 예>><< third example >>
도 33은 본 발명의 제 3 예의 이방성 다공질 재료의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 33에 나타낸 바와 같이, 제 3 예의 이방성 다공질 재료(56)는 관통 기공(57)을 복수 갖는다. 관통 기공은 양쪽 끝이 재료의 표면으로 열려있는 기공이다. 제 3 예의 이방성 다공질 재료(56)는 도 30에 나타낸 제 1 예의 이방성 다공질 재료를, 기공의 장축 방향에 수직으로 서로 평행한 2개의 면으로 자른 형태를 하고 있다.33 is a schematic view showing the structure of an anisotropic porous material of a third example of the present invention. As shown in FIG. 33, the anisotropic porous material 56 of the third example has a plurality of through pores 57. Through pores are pores whose ends are open to the surface of the material. The anisotropic porous material 56 of the third example is formed by cutting the anisotropic porous material of the first example shown in FIG. 30 into two planes parallel to each other perpendicular to the major axis direction of the pores.
여기에서, 관통 기공(57)의 애스펙트비는 10 이상인 것이 바람직하다. 애스펙트비가 10 이상임으로써, 필터링 등에 적합한 강도 특성에 대해서도 밸런스가 양호하고 우수한 막 재료를 얻을 수 있다.Here, the aspect ratio of the through pores 57 is preferably 10 or more. When the aspect ratio is 10 or more, a good balance and excellent film material can be obtained even for strength characteristics suitable for filtering and the like.
또한, 각각의 관통 기공의 장축의 방향이 ±10도의 입체각 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다. 방향성에 ±1O도보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 압력 손실이 커지는 등 특징적인 특성이 열화된다.In addition, it is preferable that the direction of the major axis of each through pore is included in the solid angle range of ± 10 degrees. If there is a deviation of greater than ± 10 degrees in the directionality, characteristic characteristics are degraded, such as a large pressure loss in filtering and the like.
또한, 각각의 관통 기공의 단축의 길이는 0.001∼500μm인 것이 바람직하다. O.OO1μm 미만인 경우, 원자·분자간 거리의 오더에서 형태 제어가 되어, 본 발명의 이방성 다공질 재료의 구조를 실제적인 재료로서 구현하는 것이 곤란하다. 5OOμm보다 클 경우, 구멍 열기 가공 등의 기존의 기계 가공에 의해 제조가 가능해지는 범주에 있다. 이것은, 본 발명의 이방성 다공질 재료의 개념에 포함되지 않는다.Moreover, it is preferable that the length of the short axis of each through pore is 0.001-500 micrometers. In the case of less than 0.1 mu m, it is difficult to implement the structure of the anisotropic porous material of the present invention as a practical material in the order of the distance between atoms and molecules. If it is larger than 50 μm, it is in a category that can be manufactured by conventional machining such as hole opening. This is not included in the concept of the anisotropic porous material of the present invention.
또한, 각각의 관통 기공의 단축의 길이의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직 하다. 단축의 길이에 ±l5%보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 분격 정밀도가 저하되는 등 특징적인 특성이 열화된다.Moreover, it is preferable that the deviation of the length of the short axis of each through pore is ± 15% or less. If there is a deviation larger than ± l5% in the length of the short axis, characteristic characteristics such as separation accuracy in filtering and the like deteriorate.
또한, 이방성 다공질 재료(56)가 갖는 모든 기공에서의 관통 기공의 비율(관통 기공률)은 7O% 이상인 것이 바람직하다. 관통 기공률이 7O% 미만인 경우, 필터링 등에서의 투과 유속의 양이 저하하는 동시에, 관통 구멍 이외의 기공(개(開) 기공 및 폐(閉) 기공)의 영향이 현재화(顯在化)한다. 구체적으로는, 필터링 등에서의 세정성의 저하, 막 강도의 저하 등의 영향이 있다. 여기에서, 개 기공이란, 한쪽 끝만 재료 표면으로 열려있는 기공이다.Moreover, it is preferable that the ratio (through-porosity) of the through pore in all the pores which the anisotropic porous material 56 has is 70% or more. If the through porosity is less than 70%, the amount of permeation flow rate in filtering or the like decreases, and the influence of pores (open pores and closed pores) other than the through holes is present. Specifically, there are influences such as deterioration of the cleaning property in filtering and the like and a decrease in the film strength. Here, the open pores are pores in which only one end is open to the material surface.
도 34는 제 3 예의 변형예를 나타낸 개략도이다. 도 34에 나타낸 바와 같이, 제 3 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(58)는 관통 기공(59)을 복수 갖고, 관통 기공(59)은 이방성 다공질 재료(58)의 상면 및 하면에 대하여 수직이 아닌 방향으로 형성되어 있다. 제 3 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(58)는 도 32에 나타낸 제 1 예의 이방성 다공질 재료를 기공의 장축 방향에 대하여 수직 이외의 각도로 서로 평행한 2개의 면으로 자른 형태를 갖는 것이다.34 is a schematic view showing a modification of the third example. As shown in FIG. 34, the anisotropic porous material 58 of the third modified example has a plurality of through pores 59, and the through pores 59 are not perpendicular to the upper and lower surfaces of the anisotropic porous material 58. It is formed. The anisotropic porous material 58 of the modification of the third example has a form in which the anisotropic porous material of the first example shown in Fig. 32 is cut into two planes parallel to each other at an angle other than perpendicular to the major axis direction of the pores.
<<제 4 예>><< fourth example >>
도 35는 본 발명의 제 4 예의 이방성 다공질 재료의 구조를 나타낸 개략도이다. 도 35에 나타낸 바와 같이, 제 4 예의 이방성 다공질 재료(60)는 관통 기공(61b)을 각각 복수 갖는다. 제 4 예의 이방성 다공질 재료(60)는 도 32에 나타낸 제 2 예의 이방성 다공질 재료를 서로 평행한 2개의 면으로 자른 형태를 하고 있다. 관통 기공(61a)은 제 1 배향 그룹을 구성하고, 관통 기공(61b)은 제 2 배향 그룹을 구성한다.Fig. 35 is a schematic view showing the structure of the anisotropic porous material of the fourth example of the present invention. As shown in FIG. 35, the anisotropic porous material 60 of the fourth example has a plurality of through pores 61b, respectively. The anisotropic porous material 60 of the fourth example has a form in which the anisotropic porous material of the second example shown in FIG. 32 is cut into two planes parallel to each other. The through pores 61a constitute the first orientation group, and the through pores 61b constitute the second orientation group.
여기에서, 제 3 예와 마찬가지로 관통 기공(61b)의 애스펙트비는 10 이상이고, 각각의 기공의 단축의 길이(b)는 0.001∼500μm이며, 동일한 배향 그룹 중에서의 관통 기공률은 70% 이상인 것이 바람직하다. 이들 수치를 선정하는 이유에 대해서도 제 3 예와 동일하다.Here, as in the third example, the aspect ratio of the through pores 61b is 10 or more, the length b of the short axis of each pore is 0.001 to 500 µm, and the through porosity in the same orientation group is preferably 70% or more. Do. The reason for selecting these numerical values is also the same as in the third example.
또한, 동일한 배향 그룹 중에서는 각각의 관통 기공의 장축의 방향이, ±1O도의 입체각 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다. 방향성에 ±10도보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 압력 손실이 커지는 등 특징적인 특성이 열화한다. 또한, 동일한 배향 그룹 중에서는 각각의 관통 기공의 단축의 길이의 편차는 ±15% 이하인 것이 바람직하다. 단축의 길이에 ±15%보다 큰 편차가 있으면, 필터링 등에서의 분격 정밀도가 저하하는 등 특징적인 특성이 열화한다.Moreover, in the same orientation group, it is preferable that the direction of the major axis of each through pore is contained in the solid angle range of +/- 10 degree. If there is a deviation of greater than ± 10 degrees in the directionality, characteristic characteristics, such as a large pressure loss in filtering and the like, deteriorate. Moreover, in the same orientation group, it is preferable that the deviation of the length of the short axis of each through pore is ± 15% or less. If there is a deviation of more than ± 15% in the length of the short axis, characteristic characteristics such as separation accuracy in filtering and the like deteriorate.
도 36은 제 4 예의 변형예를 나타낸 개략도이다. 도 36에 나타낸 바와 같이, 제 4 예의 변형예의 이방성 다공질 재료(63)는 관통 기공(64b)을 각각 복수 갖는 동시에, 도 30에 나타낸 제 1 예의 이방성 다공질 재료를 서로 평행한 2개의 면으로 자른 것을 한 층마다 관통 기공의 방향이 90°어긋나도록 적층한 형태를 갖는 것이다.36 is a schematic view showing a modification of the fourth example. As shown in FIG. 36, the anisotropic porous material 63 of the modification of the 4th example has a plurality of through pores 64b, respectively, and cut | disconnected the anisotropic porous material of the 1st example shown in FIG. 30 to two surfaces parallel to each other. It has a form laminated | stacked so that the direction of a through pore may shift by 90 degrees for every layer.
본 발명의 이방성 다공질 재료는 일반적인 다공질 재료, 또는 상술한 물의 정화 목적으로 사용되고 있는 다공질 막으로 대표되는 기존의 다공질 재료와 다르고, 장축/단축의 애스펙트비의 큰 기공이 방향성을 가지고 배열한 것이다. 이 때문에, 제 1, 제 3 예의 1차원 이방성 다공질 재료를 유체의 필터에 사용하면, 필터 의 표면에서 미립자·현탁 물질을 포착하기 때문에, 고정밀도로 대량의 분리 처리가 가능하여 투과 유속의 저하를 경감하고, 필터의 세정성을 향상시킬 수 있다.The anisotropic porous material of the present invention is different from the conventional porous material represented by the general porous material or the porous membrane used for the above-mentioned water purification purpose, and the large pores of the aspect ratio of long axis / short axis are arranged with directivity. For this reason, when the one-dimensional anisotropic porous material of the first and third examples is used for the fluid filter, fine particles and suspended substances are trapped on the surface of the filter, so that a large amount of separation treatment can be performed with high precision, thereby reducing the decrease in the permeation flow rate. And the washability of a filter can be improved.
또한, 제 2, 제 4 예의 2차원 이방성 다공질 재료를 열교환 재료로서 사용하면, 유체 저항에 의한 에너지 손실을 대폭 저감하기 때문에, 체적당 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.Moreover, when the 2D anisotropic porous material of the 2nd, 4th example is used as a heat exchange material, since the energy loss by fluid resistance is greatly reduced, heat exchange efficiency per volume can be improved.
본 발명의 이방성 다공질 재료의 용도에 대해서도 다방면에 걸치지만, 제 1, 제 3 예의 1차원 이방성 다공질 재료로는 고정밀도로 대량의 분리 처리가 가능하여 높은 투과 유속을 확보하고, 또한 세정성에도 우수한 등 뛰어난 여러 특성을 겸비한 각종 필터를 들 수 있다.The use of the anisotropic porous material of the present invention is also extensive, but the one-dimensional anisotropic porous material of the first and third examples is capable of high-volume separation treatment with high precision, ensuring a high permeation flow rate, and being excellent in washability. Various filters which have various outstanding characteristics are mentioned.
또한, 제 2, 제 4 예의 2차원 이방성 다공질 재료로는 체적당 열교환 효율이 비약적으로 우수하고, 또한 유체 저항에 의한 에너지 손실을 대폭 저감한 열교환기를 들 수 있다.Further, examples of the two-dimensional anisotropic porous material of the second and fourth examples include a heat exchanger that is remarkably excellent in heat exchange efficiency per volume and greatly reduces energy loss due to fluid resistance.
본 발명의 이방성 다공질 재료의 제조 방법은 기공 또는 관통 기공을 형성하기 위한 템플릿을 사용하는 방법, 기공 또는 관통 기공을 전사(轉寫)해서 형성하는 방법, 기공 또는 관통 기공의 원조직을 연신(延伸) 가공하는 방법, 결정 조직 성장에 의해 기공 또는 관통 기공을 형성하는 방법, 기상 합성법에 의해 기공 또는 관통 기공을 형성하는 방법을 취할 수 있다.The method for producing an anisotropic porous material of the present invention is a method of using a template for forming pores or through pores, a method of transferring and forming pores or through pores, and stretching the original structure of pores or through pores. ), A method of forming pores or through pores by crystal structure growth, and a method of forming pores or through pores by vapor phase synthesis method.
또한, 상술한 각 실시예에서는 기공이 1개 또는 2개의 배향 그룹으로 이루어지는 이방성 다공질 재료를 나타냈는데, 분류되는 배향 그룹의 수는 이에 한정되지 않는다.In addition, in each of the above-described embodiments, an anisotropic porous material in which the pores consist of one or two alignment groups is shown, but the number of alignment groups classified is not limited thereto.
<실시예의 설명><Description of Example>
이하, 본 발명에 따른 수처리 시스템의 실시예에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 수처리 시스템에서는 상술한 이방성 다공질 재료(53, 54, 55, 56, 58, 60, 63) 중 어느 하나를 막 모듈을 구성하는 여과막으로 사용하는 것이다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of the water treatment system which concerns on this invention is described with reference to drawings. In the water treatment system described below, any one of the above-described anisotropic porous materials 53, 54, 55, 56, 58, 60, and 63 is used as the filtration membrane constituting the membrane module.
<<제 1 실시예>><< first embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 1 실시예를 도 1에 나타낸다.1 shows a first embodiment of a water treatment system according to the present invention.
(구성) (Configuration)
본 실시예에 의한 수처리 시스템은 금속 등에 의해 구성되는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1), 막(1)을 충전하는 용기(2)에 의해 구성되는 막 모듈과, 용기(2)에 접속되어 운전 시간의 경과와 동시에 정기적으로 행하는 물리 세정의 배수를 배출하는 배관(3)과, 배관(3)을 개폐하는 밸브(4)를 구비하고 있다.The water treatment system according to the present embodiment is connected to a membrane module constituted by a
(작용)(Action)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 0.001∼500μm 세공을 가지는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 분별 작용에 의해 세공보다도 큰 물질은 막 면에 포착된다. 세공을 통과한 여과수는 막 모듈의 상방에 유입한다. 이때의 막간 차압은 (재)수도 기술 연구 센터의「수도용 막 여과 기술의 새로운 전개(2002년 12월)」에 의하면, 정밀 여과막의 경우 5∼200kPa 이하, 한외 여과막의 경우 10∼300kPa 이하, 나노 여과막의 경우 300∼1500kPa 이하, 역침투막의 경우 400∼3000kPa 이하인 것이 바람직하다.Raw water supplied from below the membrane module is trapped by the membrane surface by the fractionation action of the
계속해서, 미리 설정된 주기 또는 막간 차압이 있는 일정값에 도달한 시점에서, 막 표면 또는 막 내부의 부착물 중 가역적인 것을 제거하기 위해서, 이하에 나타낸 물리 세정을 실시하고 밸브(4)와 배관(3)을 통해서 외부에 배수를 배출한다.Subsequently, in order to remove the reversible thing from the surface of the membrane or the inside of the membrane at the point of time when the predetermined period or the interlayer differential pressure is reached, the physical cleaning shown below is performed and the
또한, 막간 차압이 어느 정도 높아졌을 때에는 약품 세정을 실시해서 막 표면 또는 막 내부의 부착물 중 불가역적인 것을 제거해서 막간 차압의 회복을 도모한다.In addition, when the interlayer differential pressure is increased to some extent, chemical cleaning is performed to remove irreversible impurities from the surface of the membrane or the inside of the membrane to recover the interlayer differential pressure.
여기에서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈에서 공통된 작용을 이하에 나타낸다. 또한, 이하의「막 모듈의 물리 세정」으로부터「감시 항목」까지의 기재는 (재)수도 기술 연구 센터의「소규모 수도에서의 막 여과 시설 설치 가이드 라인(1994년)」을 참고로 했다.Here, the action common to the membrane module which loaded and integrated the
[막 모듈의 물리 세정][Physical Cleaning of Membrane Modules]
운전 시간의 경과와 동시에 막(1)에 부착된 물질은 하기의 어느 하나의 세정 방법, 또는 이들의 세정 방법의 병용에 의한 물리 세정에 의해 제거할 수 있다.Simultaneously with the running time, the substance adhering to the
역압 세정, 역압 공기 세정, 에어 스크러빙, 원수 또는 공기 플래시 세정, 기계적 진동, 기계적 회전, 초음파 세정, 열수 세정, 스펀지볼 세정, 약품 주입 세정, 오존 주입 세정, 가열.Back pressure cleaning, back pressure air cleaning, air scrubbing, raw or air flash cleaning, mechanical vibration, mechanical rotation, ultrasonic cleaning, hydrothermal cleaning, sponge ball cleaning, chemical injection cleaning, ozone injection cleaning, heating.
여기에서 가열이란, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 500∼600℃까지 가열하여 유기물을 연소 제거하는 방법이다.Here, heating is a method of burning and removing the organic substance by heating the film |
물리 세정으로 제거할 수 없는 막(1)의 부착 물질은 하기의 어느 하나의 약품, 또는 이들 약품의 병용에 의한 약품 세정에 의해 제거할 수 있다.The adhesion substance of the
차아염소산 나트륨 등의 산화제, 알칼리 세제나 산 세정제인 계면 활성제, 염산이나 황산 등의 무기산, 옥살산이나 구연산 등의 유기산.Oxidizing agents such as sodium hypochlorite, surfactants which are alkali detergents or acid cleaners, inorganic acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and organic acids such as oxalic acid and citric acid.
[여과 방식][Filtration method]
본 발명에서의 수처리 시스템의 여과 방식은 전량 여과 방식 또는 크로스 플로 방식으로 할 수 있다.The filtration method of the water treatment system in this invention can be made into whole quantity filtration system or a crossflow system.
[여과의 구동 방식][Drive method of filtration]
본 발명에서의 여과의 구동 방식은 펌프 가압 방식, 수위차(水位差) 이용 방식, 흡인 방식 및 이들 병용에 의해 여과할 수 있다.The drive method of filtration in this invention can be filtered by a pump pressurization method, a water level difference utilization method, a suction method, and these combinations.
[여과의 운전 제어 방식][Filtration control method]
본 발명에서의 수처리 시스템의 운전 제어 방식은 정류량 변방식·용적 펌프 방식·회전수 제어 방식·조절 변방식 등의 정유량 제어, 또는 레시버 탱크 방식·수위차 이용 방식·회전수 제어 방식·조절 변방식·감압 변방식 등의 정압 제어로 할 수 있다.The operation control method of the water treatment system according to the present invention is a constant flow rate control method such as a constant flow rate variation method, a volume pump method, a rotation speed control method, a control variation method, or a receiver tank method, a water level difference method, a rotation speed control method, It can be set as static pressure control, such as an adjustable valve and a decompression valve.
[감시 항목][Monitoring item]
본 발명에서의 수처리 시스템은 운전 시간의 경과와 동시에 원수 중의 미립자·탁질에 의해 막의 폐색이 진행되기 때문에 막간 차압이나 막 여과 수량을 감시할 필요가 있다. 막간 차압이나 막 여과 수량의 감시에서는 막 여과 저항이 수온의 영향(물의 점성)을 받기 때문에 수온을 고려할 필요가 있다. 또한, 원수의 탁도는 레이저 탁도계나 투과광 방식의 탁도계로 항상 감시한다. 또한, 본 발명의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 내구성에 우수하지만 병원성 미생물 등의 누 설 리스크를 저감하기 때문에, 막 파단(破斷) 검지 장치를 구비하는 것이 바람직하다.In the water treatment system of the present invention, since the membrane is blocked due to the fine particles and the solute in the raw water at the same time as the operation time, it is necessary to monitor the intermembrane differential pressure and the membrane filtration quantity. In monitoring intermembrane differential pressure and membrane filtration water quantity, it is necessary to consider the water temperature because the membrane filtration resistance is affected by the water temperature (water viscosity). In addition, the turbidity of raw water is always monitored by a laser turbidimeter or a transmitted-light turbidimeter. In addition, although the
(효과)(effect)
본 발명에 의해 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 세공의 축 방향과 원수의 투과 방향이 동일한 방향이 되는 동시에, 재료에 차지하는 공간의 비율(공간률)을 크게 할 수 있기 때문에, 원수의 여과 저항이 작아져서 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 투과 유속을 크게 할 수 있다.According to the present invention, since the
<<제 2 실시예>><< 2nd Example >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 2 실시예를 도 2, 도 3, 도 4에 나타낸다.2, 3, and 4 show a second embodiment of the water treatment system according to the present invention.
(구성)(Configuration)
본 발명에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성되어 있다.In the present invention, the
도 2는 집합관(5)이 막 모듈 내부에 설치되고, 도 3은 집합관(5)이 막 모듈 외부에 설치되어 있다. 도 4에서는 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성된 이방성 다공질 재료를 사용한 막을 집합관(5)을 중심으로 감겨서 형성되어 있다(스파이럴형).2, the collecting
(작용)(Action)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 분별 작용에 의해 세공보다도 큰 물질은 막 면에 포착된다. 도 5에 나타낸 바 와 같이, 세공을 통과한 여과수는 평면 모양, 또는 자루 모양으로 성형된 막 모듈 내부에 들어가서 막 모듈의 내부 중앙 또는 외부에 설치되는 집합관(5)에 유입한다.Raw water supplied from below the membrane module is trapped by the membrane surface by the fractionation action of the
(효과)(effect)
본 실시예에 의해 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성함으로써 양쪽면을 여과면으로 할 수 있고, 막 여과 면적을 증대시킬 수 있다. 도 4에서는 막(1)의 충전 밀도를 높일 수 있다.According to this embodiment, by forming the
<<제 3 실시예>><< third embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 3 실시예를 도 6, 도 7에 나타낸다.6 and 7 show a third embodiment of the water treatment system according to the present invention.
(구성)(Configuration)
본 실시예에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 원통형으로 형성하고 있다. 도 6에서는 원통이 하나이며, 도 7에서는 여과 면적을 증대시키기 위해서 원통을 복수개 배치하고 있다.In this embodiment, the
(작용)(Action)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 외측으로부터 내측에 투과하고 막 모듈의 상부에 유입한다.Raw water supplied from below the membrane module penetrates from the outside to the inside of the
(효과)(effect)
본 실시예에 의해 막 표면의 세정이 용이하게 되고, 원수의 탁도가 높을 경우에 적합하다. 그러나, 종래 기술에서 상술한 바와 같이, 필요 이상으로 원통을 작게 둥글게 하는 것은 막(1)의 구멍이 변형될 우려가 있기 때문에 적절하지 않다.This embodiment makes it easy to clean the surface of the membrane and is suitable when the turbidity of raw water is high. However, as mentioned above in the prior art, it is not suitable to make the cylinder small round more than necessary because the holes of the
(다른 실시예)(Other embodiment)
본 실시예에서는 원수를 막(1)의 외측으로부터 작용시키는 외압식으로 했지만, 원수를 막(1)의 내측으로부터 작용시키는 내압식으로 해도 된다.In the present embodiment, the raw water is made to be external pressure acting from the outside of the
<<제 4 실시예>><< fourth embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 4 실시예를 도 8 및 도 9에 나타낸다.4 and 9 show a fourth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
(구성)(Configuration)
본 실시예에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 평면 모양, 또는 자루 모양으로 형성하고, 원수가 유입하고 있는 탱크(6(개방형 또는 밀폐형))에 침적시키고 있다.In this embodiment, the
도 8에서, 평판형의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수를 모으는 집합관(5)이 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 상부에 배치되어 있다. 도 9에서, 원반형의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수를 모으는 집합관(5)은 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 중앙에 배치되어 있다,In FIG. 8, the collecting
(작용)(Action)
탱크(6)에 공급된 원수는 상술한 수위차 방식, 또는 흡인 방식 및 이들 병용에 의해 발생하는 막간 차압에 의해, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과하고, 막(1)을 투과한 여과수는 집합관(5)에 유입한다.The raw water supplied to the
(효과)(effect)
본 실시예에 의해 장치가 간소하고 막의 교환이 용이하게 되어, 원수의 탁도가 높아도 안심하고 운전할 수 있다.According to the present embodiment, the apparatus is simple and the membrane can be easily exchanged, and the operation can be performed with confidence even when the turbidity of the raw water is high.
<<제 5 실시예>><< fifth embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 5 실시예를 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14의 (a), 도 14의 (b), 도 15, 도 16에 나타낸다.A fifth embodiment of the water treatment system according to the present invention is shown in Figs. 10, 11, 12, 13, 14 (a), 14 (b), 15 and 16.
(구성)(Configuration)
본 실시예에서는 도 10 내지 도 16에 나타낸 바와 같이, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)이 다층으로 배치되고, 세정시에 세정수를 배출하는 배관(3), 밸브(4)도 복수 배치되어 있다.In this embodiment, as shown in Figs. 10 to 16, the
도 11, 도 12에서는 여과수를 집수하는 집합관(5)은 막 모듈의 중앙 내부에 배치되고, 도 13에서는 막 모듈의 외부에 배치되어 있다. 도 14에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)이 지그재그로 설치되어 있고, 집합관(5)도 복수 배치되어 있다. 도 15 또는 도 16에서는 다층의 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 원수가 유입하고 있는 탱크(6(개방형 또는 밀폐형))에 침지시키고 있고, 여과수가 유입하는 집합관(5)은 탱크 내부 또는 탱크 상부에 설치되어 있다.In FIG. 11 and FIG. 12, the
(작용)(Action)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 분별 작용에 의해 세공보다도 큰 물질은 막 면에 포착된다. 막(1)이 평면 모양인 경우는 세공보다도 큰 물질은 막의 하면에 포착되고, 막(1)이 자루 모양으로 형성된 경우는 도 5에 나타낸 바와 같이, 세공을 통과한 여과수가 자루 모양으로 형성된 막 모듈 내부에 들어가고, 도 11, 도 12에서는 막 모듈의 내부 중앙의 집합관(5)에 유입한다. 도 13에서는 세공을 통과한 여과수는 막 모듈 외부에 설치되는 집합관(5)에 유입한다. 도 14의 (a) 및 (b)에서는 여과수는 막 모듈 내에 설치된 복수의 집합관(5)에 유입한다. 도 15 또는 도 16에서는 상술한 수위차 방식, 또는 흡인 방식 및 이들 병용에 의해 발생하는 막간 차압에 의해, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과하고, 막(1)을 투과한 여과수는 탱크 내부 또는 탱크 상부에 설치된 집합관(5)에 유입한다.Raw water supplied from below the membrane module is trapped by the membrane surface by the fractionation action of the
(효과)(effect)
본 실시예에 의해 도 10 내지 도 16의 어느 하나의 실시예에서도 여과하는 막 면적을 증대할 수 있어서 공간 절약화를 실현할 수 있다.According to this embodiment, the membrane area to be filtered can be increased in any of the embodiments shown in Figs. 10 to 16, and space saving can be realized.
<<제 6 실시예>><< Sixth Example >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 6 실시예를 도 17에 나타낸다.17 shows a sixth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
(구성)(Configuration)
본 실시예는 도 1 내지 도 16과 같이, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1), 막(1)을 충전하는 용기(2), 배관(3), 밸브(4), 집합관(6)으로 구성되고, 동일 위치가 되지 않도록 각각의 막(1)에 구멍이 형성되어 있다.As shown in Figs. 1 to 16, the present embodiment is composed of a
(작용)(Action)
막 모듈의 하방으로부터 공급된 원수는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과하는 한편, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 한쪽 끝에 있는 구멍을 빼서 상단의 막 모듈에 유입한다. 이것을 반복하면서 막 모듈의 상단으로 유입해 간다.Raw water supplied from below the membrane module penetrates the
(효과)(effect)
본 실시예에 의해 원수가 막의 투과 방향에 대하여 수직, 즉 크로스플로의 흐름이 되기 때문에, 원수 중의 현탁 물질의 막 면의 추정을 억제할 수 있다.According to this embodiment, since the raw water is perpendicular to the permeation direction of the membrane, that is, the flow of crossflow, the estimation of the membrane surface of the suspended substance in the raw water can be suppressed.
<<제 7 실시예>><< seventh embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 7 실시예는 구멍 직경을 다르게 한 막(1)을 채용하는 것을 특징으로 한다. 본 실시예의 구성은 도 10 내지 도 17과 동일하기 때문에 생략하지만, 원수를 단계적으로 여과할 수 있는 도 10과 도 12의 구성이 가장 효과적이다.The seventh embodiment of the water treatment system according to the present invention is characterized by employing a
(작용)(Action)
제 1 내지 제 6 실시예에 나타낸 것과 동일하지만, 도 10과 도 12의 구성의 경우에는 배관(3)에 설치된 밸브(4)의 조작에 의해 특정한 막(1)만을 세정할 수 있다.10 and 12, only the
(효과)(effect)
본 실시예에 의해 원수 중에 포함되는 현탁 물질을 입경이 큰 것으로부터 단계적으로 제거시킴으로써, 막 면의 부하를 작게 하고 제거 효율을 높일 수 있다.According to this embodiment, by suspending the suspended matter contained in the raw water step by step from the larger particle size, the load on the membrane surface can be reduced and the removal efficiency can be increased.
또한, 본 실시예에 있어서 1단(段)의 막에서, 중심부로부터 외측을 향해서 구멍 지름을 크게 하거나 또는 작게 함으로써 원수의 흐름을 정류하는 효과가 발생하고, 이것을 다단화함으로써 1단의 막 면의 특정 부위의 부하를 작게 할 수 있다.In addition, in this embodiment, in the membrane of one stage, the effect of rectifying the flow of raw water is generated by increasing or decreasing the hole diameter from the center to the outside. The load of a specific site can be made small.
<<제 8 실시예>><< eighth embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 8 실시예를 도 18에 나타낸다.18 shows an eighth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
(구성)(Configuration)
막 모듈의 외부에 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 적어도 2장에 전계를 인가하기 위한 전원(7)이 설치되어 있다.On the outside of the membrane module, a power source 7 for applying an electric field is provided on at least two sheets of the
(작용)(Action)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)은 전극으로서 작용하고, 원수를 투과 중 또는 물리 세정 중에 전계(電界)를 인가한다. 전계는 연속적으로 인가해도 펄스 모양으로 인가해도 된다. 또한, 전극으로서 작용하는 면에 이온화 경향의 작은 금속을 배치함으로써, 전극으로서 작용하는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 용출(溶出)을 억제할 수 있다.The
(효과)(effect)
본 실시예에 의해 이방성 다공질 재료를 사용한 막 면에 전계를 걸므로써, 막 면의 부착물을 억제해서 높은 유속을 확보할 수 있고, 특히 전계를 펄스 모양으로 인가함으로써, 막 면에 부착한 현탁 물질을 효과적으로 박리할 수 있다. 또한, 원수 중의 암모니아나 유기물을 분해할 수 있다.By applying an electric field to the membrane surface using an anisotropic porous material according to the present embodiment, it is possible to suppress deposits on the membrane surface and to ensure a high flow rate. In particular, by applying an electric field in a pulse shape, a suspended substance attached to the membrane surface is applied. It can peel effectively. In addition, ammonia and organic matter in raw water can be decomposed.
<<제 9 실시예>><< ninth example >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 9 실시예를 도 19에 나타낸다.19 shows a ninth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
(구성)(Configuration)
자외선(UV)을 조사하기 위한 UV 램프(8), 오존을 발생하기 위한 오존 발생기(9), 과산화수소를 주입하기 위한 과산화수소 주입기(10), 용기 내면 및 여과막 면의 광촉매(11)의 도포가 설치되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 이들의 적어도 하나 이상이 설치되어 있으면 된다.Application of
(작용)(Action)
막 모듈의 하부로부터 공급되는 원수에 대하여, 막 모듈의 하부로부터 오존 발생기(9)에 의해 오존을 주입하는 동시에, 과산화수소 주입기(10)에 의해 과산화수소를 주입하면서 UV 램프(8)에 의한 UV 조사를 행한다.With respect to the raw water supplied from the lower part of the membrane module, UV irradiation by the
(효과)(effect)
본 실시예에 의하면, UV 조사에 의해 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있고, 오존 주입에 의해 오존의 산화력에 의한 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화를 행할 수 있다. 또한, 오존 주입시에 자외선을 조사하거나 과산화수소를 주입함으로써, 원수 중에 OH 라디칼이 발생하여 상기의 산화력을 높일 수 있다. 또한, 용기 내면 및 여과막 면에 광촉매를 도포함으로써 현탁 물질의 부착을 억제하는 동시에, UV 조사를 행함으로써, 원수 중에 OH 라디칼이 발생하고, 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화와 동시에, 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있다.According to this embodiment, infectious microorganisms and seaweeds can be inactivated by UV irradiation, and ozone injection can remove chromaticity and odor components by oxidizing power of ozone, reduce molecular weight of organic substances, and oxidize iron or manganese. Can be. In addition, by irradiating ultraviolet rays or injecting hydrogen peroxide at the time of ozone injection, OH radicals are generated in the raw water, thereby enhancing the oxidizing power. In addition, by applying a photocatalyst on the inner surface of the container and on the surface of the filtration membrane, adhesion of the suspended substance is suppressed and UV irradiation causes OH radicals to be generated in raw water, removal of chromaticity and odor components, low molecular weight of organic substances, Simultaneously with the oxidation of manganese, infectious microorganisms and seaweeds can be inactivated.
<<제 10 실시예>><< tenth example >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 10 실시예를 도 20에 나타낸다.20 shows a tenth embodiment of the water treatment system according to the present invention.
(구성)(Configuration)
본 실시예의 구성은 제 9 실시예와 동일하지만, 여과수에 작용시키기 위해서, 집합관(5)의 내부에 자외선(UV)을 조사하기 위한 UV 램프(8), 오존 발생기(9), 과산화수소를 주입하기 위한 과산화수소 주입기(10)가 설치되어, 집합관(5)의 내면에 광촉매(11)가 도포 되어 있는 것을 특징으로 한다.The structure of this embodiment is the same as that of the ninth embodiment, but in order to act on the filtered water, the
(작용)(Action)
집합관(5) 내의 여과수에 대하여, 하부로부터 오존 발생기(9)에 의해 오존을 주입하는 동시에, 과산화수소 주입기(10)에 의해 과산화수소를 주입하면서 UV 램프(8)에 의한 UV 조사를 행한다.The ozone is injected into the filtered water in the
(효과)(effect)
본 실시예에 의하면, UV 조사에 의해 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있고, 오존 주입에 의해 오존의 산화력에 의한 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화를 행할 수 있다. 또한, 오존 주입시에 자외선을 조사하거나 과산화수소를 주입함으로써, 여과수 중에 OH 라디칼이 발생하여 상기의 산화력을 높일 수 있다. 또한, 집합관(5)의 내면에 광촉매를 도포함으로써 현탁 물질의 부착을 억제하는 동시에, UV 조사를 행함으로써 여과수 중에 OH 라디칼이 발생하고, 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화와 동시에 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화할 수 있다.According to this embodiment, infectious microorganisms and seaweeds can be inactivated by UV irradiation, and ozone injection can remove chromaticity and odor components by oxidizing power of ozone, reduce molecular weight of organic substances, and oxidize iron or manganese. Can be. In addition, by irradiating ultraviolet rays or injecting hydrogen peroxide at the time of ozone injection, OH radicals are generated in the filtered water, and thus the oxidizing power can be increased. In addition, by applying a photocatalyst to the inner surface of the
<<제 11 실시예>><< eleventh embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 11 실시예는 제 1 실시예∼제 9 실시예와 동일하기 때문에 도시는 생략한다.Since the eleventh embodiment of the water treatment system according to the present invention is the same as the first to ninth embodiments, illustration is omitted.
(구성)(Configuration)
본 실시예는 제 1 실시예∼제 9 실시예 중 어느 하나에 기재된 막 모듈을 병렬로 배치한 것으로, 병렬화에 의해 투과 수량을 대폭 높게 한다.In this embodiment, the membrane modules according to any of the first to ninth embodiments are arranged in parallel, and the permeation amount is greatly increased by parallelization.
(작용)(Action)
제 1 실시예∼제 9 실시예와 동일하게 원수를 취입하고, 각각의 막 모듈에서 병렬로 여과한다.Raw water is blown in the same manner as in the first to ninth embodiments, and filtered in parallel in each membrane module.
(효과)(effect)
본 실시예에 의하면, 막 모듈을 병렬화함으로써 보다 큰 처리량에 대응할 수 있다.According to this embodiment, it is possible to cope with a larger throughput by parallelizing the membrane modules.
<<제 12 실시예>><12th Example >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 12 실시예를 도 21에 나타낸다.A twelfth embodiment of the water treatment system according to the present invention is shown in FIG.
(구성)(Configuration)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 가지는 여과 설비(20)의 후단에 소독 설비(21)가 설치되어 있다. 소독 설비(21)는 염소 주입 설비, 차아염소산 나트륨 주입 설비, 차아염소산 칼슘 주입 설비, UV 조사 설비 및 이들 병용에 의해 여과수를 소독할 수 있다.The
(작용)(Action)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수에 대하여, 소독 설비(21)에 의해 염소, 차아염소산 나트륨 및 차아염소산 칼슘을 주입하고, 대장균이나 일반 세균을 소독한다.Chlorine, sodium hypochlorite and calcium hypochlorite are injected into the filtered water through the
(효과)(effect)
본 실시예에 의하면, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 투과한 여과수를 소독하고, 감염성 미생물이나 해초류를 불활성화한다.According to this embodiment, the filtered water which has permeated through the
<<제 13 실시예>><< thirteenth embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 13 실시예를 도 22에 나타낸다.A thirteenth embodiment of a water treatment system according to the present invention is shown in FIG.
(구성 및 작용)(Configuration and action)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 가지는 여과 설비(20)의 전단(前段)에 전(前) 처리 설비(22)가 설치되어 있다. 전처리 설비(22)는 내 잡물 제거 설비, 응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비, 염소 주입 설비, 에어레이션 설비, 생물 처리 설비, 분말 활성탄 설비, 입상 활성탄 설비, 오존 발생 설비 및 이들 병용에 의해 막 모듈의 원수를 전처리할 수 있다.The
전처리 설비(22)에서의 공통의 효과는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 구성되는 막 모듈의 성능을 수량 및 수질의 양면에서, 가장 효율적으로 또는 안정해서 발휘시킬 수 있는 동시에, 원수 중의 현탁 물질에 의한 막(1)의 손해나 폐색(閉塞) 등의 트러블을 방지할 수 있다.The common effect in the
여기에서, 각각의 전처리 설비(22)의 구성, 작용, 효과를 다시 한번 설명한다.Here, the structure, function, and effect of each
[협잡물 제거 설비][Scrap removal equipment]
200μm 이하의 스크린, 필터 및 스트레너 등에 의해 구성되어 분별 작용에 의해 원수 중의 해초류나 토사 등 막을 파손시키거나 또는 막 모듈을 폐쇄시킬 우려가 있는 협잡물이나 이물을 제거할 수 있다.It is composed of a screen, a filter, a strainer or the like of 200 μm or less, and can remove impurities and foreign matters that may damage the membrane such as seaweed or soil in raw water or close the membrane module by a fractionating action.
[응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비][Coagulant injection equipment, flocculation sedimentation equipment, flocculation sand filtration equipment, flocculation sedimentation sand filtration equipment]
응집제 주입 설비에서 응집제를 주입함으로써 현탁 물질을 플루크화하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막의 막간 차압의 상승을 억제하는 동시에, 색도 성분도 제거할 수 있다. 원수의 탁도가 일시적으로 증대할 경우에는 침전지나 모래 여과를 병용함으로써 막 모듈의 현탁 물질의 부하를 저감할 수 있다. 또한, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 전처리로서의 응집제의 주입량은 종래 처리의 응집 침전·모래 여과를 행할 경우와 비교하여 소량으로 효과를 얻을 수 있다.By injecting the flocculant in the flocculant injecting equipment, the suspended solids can be flocculated, the rise of the interlayer differential pressure of the membrane using the anisotropic porous material can be suppressed, and the chromaticity components can also be removed. When the turbidity of raw water temporarily increases, the load of the suspended substance of the membrane module can be reduced by using a sedimentation basin or sand filtration together. In addition, the injection amount of the flocculant as a pretreatment of the
[염소 주입 설비][Chlorine injection equipment]
염소 주입 설비는 약액 저조, 주입 펌프에서 구성되어, 염소나 차아염소산 나트륨, 차아염소산 칼슘 등의 산화제를 주입함으로써 철·망간의 산화, 해초류 등의 발생 억제, 막의 현탁 물질의 부착 방지를 행할 수 있다.The chlorine injection facility is composed of a low-liquid chemical solution and an infusion pump, and can inject oxidizing agents such as chlorine, sodium hypochlorite, calcium hypochlorite and the like to suppress the oxidation of iron and manganese, the occurrence of seaweeds, and the prevention of adhesion of suspended substances on the membrane. .
[에어레이션 설비][Aeration equipment]
에어레이션 설비에 의해 원수에 공기를 접촉시킴으로써 수중의 유리 탄산을 제거해서 pH를 상승시키는 트리클로로에틸렌이나 테트라클로로에틸렌 등의 휘발성 유기 염색 화합물의 제거, 철·망간이 산화하는 황화수소 등의 악취 물질을 제거하는 등의 효과를 얻을 수 있다.Removal of volatile organic dye compounds, such as trichloroethylene and tetrachloroethylene, which raise pH by removing free carbonic acid in water by contacting air with raw water by aeration equipment, and removing odorous substances such as hydrogen sulfide which iron and manganese oxidize And the like can be obtained.
[생물 처리 설비][Biological processing equipment]
생물 처리 설비는 생물의 자연 정화 작용을 이용하기 때문에, 탱크 내에 표면적을 증대시키기 위한 충전재나 원반 등을 설치한 구조로, 암모니아성 질소, 생물 분해성의 유기물, 초산성 질소, 해초류, 악취, 철·망간 등을 제거할 수 있다.The biological treatment facility utilizes the natural purifying action of living organisms, so it is a structure in which a filler or a disc is installed in the tank to increase the surface area, and ammonia nitrogen, biodegradable organic matter, acetic acid nitrogen, seaweeds, odor, iron, Manganese can be removed.
[분말 활성탄 설비][Powder activated carbon equipment]
분말 활성탄 설비에서 주입된 분말 활성탄에 의해 악취 물질, 음이온 계면 활성제, 페놀류, 트리할로메탄 및 그 전구물질, 트리클로로에틸렌이나 테트라클로로에틸렌 등의 휘발성 유기 염소 화합물, 농약 등을 제거할 수 있다.Odor substances, anionic surfactants, phenols, trihalomethane and its precursors, volatile organic chlorine compounds such as trichloroethylene and tetrachloroethylene, pesticides and the like can be removed by the powdered activated carbon injected from the powder activated carbon facility.
[입상 활성탄 설비][Granular activated carbon facility]
입상 활성탄 설비는 탱크 내에 입상 활성탄을 충전한 구조로서, 이것에 원수를 유입시켜 작용시킨다. 분말 활성탄 설비와 동일하게 악취 물질, 음이온 계면 활성제, 페놀류, 트리할로메탄 및 그 전구물질, 트리클로로에틸렌이나 테트라클로로에틸렌 등의 휘발성 유기 염소 화합물, 농약 등을 제거할 수 있다.The granular activated carbon facility is a structure in which granular activated carbon is filled in a tank, and raw water is introduced into this tank to act. Similarly to the powder activated carbon facility, odorous substances, anionic surfactants, phenols, trihalmethane and precursors thereof, volatile organic chlorine compounds such as trichloroethylene and tetrachloroethylene, pesticides and the like can be removed.
[오존 발생 설비][Ozone Generating Equipment]
오존 처리 설비는 원료 가스(건조 공기 또는 산소), 오존 발생기, 오존 접촉 탱크, 오존 체류 탱크, 폐 오존 설비로 구성되어, 색도나 악취 성분의 제거·유기 물질의 저분자화·철이나 망간의 산화를 행할 수 있다.The ozone treatment equipment consists of source gas (dry air or oxygen), ozone generator, ozone contact tank, ozone retention tank, waste ozone equipment, and removes chromaticity and odor components, lowers the molecular weight of organic substances, and oxidizes iron and manganese. I can do it.
다음으로, 본 실시예의 구체적인 예로서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)과 전처리 설비(22)를 조합한 대표적인 예의 작용과 효과에 대해서 설명한다.Next, as a specific example of this embodiment, the operation and effects of a representative example in which the
[분말 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막][Membrane Using Powder Activated Carbon-Anisotropic Porous Material]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고, 농약·악취 이외의 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하다. 전처리로서 분말 활성탄 설비를 구비하고, 원수에 연속적 또는 간헐적으로 원수에 분말 활성탄을 첨가함으로써 용존 유기물을 흡착 제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여 과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하는 동시에, 첨가한 분말 활성탄의 분리 농축을 행할 수 있다. 분말 활성탄의 첨가에 의해 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등을 제거할 수 있다. 또한, 분말 활성탄이 장시간 체류할 경우에는 분말 활성탄 표면에 부착·증식한 미생물에 의해 암모니아나 생물 분해성 유기물을 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water having a low ammonia nitrogen concentration and low organic matter concentrations other than pesticides and odors. As a pretreatment, a powder activated carbon facility is provided, and the activated organic matter is adsorbed and removed by adding powdered activated carbon to raw water continuously or intermittently, and then filtration resistance of raw water while realizing space saving by
[오존 처리 - 분말 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막][Ozone Treatment-Powder Activated Carbon-Membrane Using Anisotropic Porous Material]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고, 농약·악취·색도 이외의 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하다. 전처리로서 오존 처리 설비를 구비하고, 농약, 악취, 색도 등의 산화 분해와 분말 활성탄 처리에 의한 농약, 음이온 계면 활성제, 악취 등의 흡착 제거를 행한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하는 동시에, 첨가한 분말 활성탄의 분리 농축을 도모할 수 있다. 분말 활성탄의 첨가에 의해 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등을 제거할 수 있다. 또한, 분말 활성탄이 장시간 체류할 경우에는 분말 활성탄 표면에 부착·증식한 미생물에 의해 암모니아나 생물 분해성 유기물을 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water having a low ammonia nitrogen concentration and low organic matter concentrations other than pesticides, odors and colors. As a pretreatment, an ozone treatment facility is provided and adsorptive removal of pesticides, anionic surfactants, and odors by oxidative decomposition such as pesticides, odors, and chromaticity and powdered activated carbon treatment is carried out, followed by membrane (1) using an anisotropic porous material. While reducing the filtration resistance of raw water while realizing space saving, it removes microorganisms such as suspended solids, colloids and bacteria at a larger permeate flow rate than the microfiltration membranes and ultrafiltration membranes generally used for water, Separation concentration can be achieved. The addition of powdered activated carbon can remove disinfection byproduct precursors, pesticides, anionic surfactants, odors, colors, and the like. In addition, when the powdered activated carbon stays for a long time, ammonia and biodegradable organic substances can be removed by microorganisms adhered to and propagated on the surface of the powdered activated carbon.
[생물 처리 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막][Bioprocessing-Membrane Using Anisotropic Porous Material]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 높고, 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하다. 전처리로서 생물 처리 설비를 구비하고, 암모니아성 질소, 생물 분해성의 유 기물, 초산성 질소, 해초류, 악취, 철·망간 등을 제거할 수 있다. 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water with high ammonia nitrogen and low organic matter. As a pretreatment, a biological treatment facility is provided, and ammonia nitrogen, biodegradable organic matter, acetic acid nitrogen, seaweeds, odors, iron and manganese can be removed.
[입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막][Granular Activated Carbon-Membrane Using Anisotropic Porous Material]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 농약·유기 용제 등의 미량 유기 화합물에 오염되어 있고, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하수 등에 적합하다.This method is clean, clean water with little turbidity. It is contaminated with trace organic compounds such as pesticides and organic solvents, and is suitable for groundwater with high color and disinfection byproduct precursor concentration.
전처리로서 입상 활성탄 설비를 구비하고, 원수 중의 용존성 유기물을 제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다. 또한, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 입상 활성탄층으로부터 누출되는 미분탄이나 미생물 등의 탁질을 제거할 수 있다.It is equipped with a granular activated carbon facility as a pretreatment, and after removing the dissolved organic substance in raw water, the
[오존 처리 - 입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막][Ozone Treatment-Granular Activated Carbon-Membrane Using Anisotropic Porous Material]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 농약·유기 용제의 미량 유기 화합물에 오염되고 있고, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도의 높은 지하수 등에 적합하다.This method is a clean and clean raw water with little turbidity. It is contaminated with trace organic compounds of pesticides and organic solvents, and is suitable for high groundwater of chromaticity and disinfection byproduct precursor concentration.
전처리로서 오존 처리 설비와 입상 활성탄 설비를 구비하고, 원수 중의 용존 유기물을 제거하기 위해서, 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 행한 후, 이방성 다공 질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다. 또한, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 입상 활성탄층으로부터 누출되는 미분탄이나 미생물 등의 탁질을 제거할 수 있다.As a pretreatment, an ozone treatment facility and a granular activated carbon facility are provided, and in order to remove dissolved organic matter in raw water, after performing ozone treatment and granular activated carbon treatment, the
[생물 처리 - 입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막][Bioprocessing-Granular Activated Carbon-Membrane Using Anisotropic Porous Material]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 암모니아성 질소 농도, 농약·유기 용제 등의 미량 유기 화합물 농도, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하수 등에 적합하다.This method is a clean and clean raw water with little turbidity, and is suitable for ammonia nitrogen concentrations, trace organic compounds such as pesticides and organic solvents, and groundwater with high chromaticity and disinfection by-product precursor concentrations.
전처리로서 생물 처리 설비와 입상 활성탄 설비를 구비하고, 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물이나 철·망간을 산화·제거하고, 용존성 유기물을 제거하기 위해서 입상 활성탄 처리를 행한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다. 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 암모니아성 질소 농도, 농약·유기 용제 등의 미량 유기 화합물 농도, 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하수 등에 적합하다.As a pretreatment, a biological treatment facility and granular activated carbon facilities are provided, and after the granular activated carbon treatment is performed to oxidize and remove ammonia nitrogen, biodegradable organic matter, iron and manganese, and remove dissolved organic matter, an anisotropic porous material is used. The
[생물 처리 - 오존 처리 - 입상 활성탄 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막][Biotreatment-Ozone Treatment-Granular Activated Carbon-Membrane Using Anisotropic Porous Material]
이 방식은 탁질이 거의 존재하지 않는 맑고 깨끗한 원수로, 암모니아성 질소·농약·유기 용제 등의 농도나 색도·소독 부생성물 전구 물질 농도가 높은 지하 수 등에 적합하다.This method is a clean and clean raw water with little turbidity, and is suitable for ammonia nitrogen, pesticides, organic solvents, and groundwater with high color and disinfection byproduct precursors.
전처리로서 생물 처리 설비, 오존 처리 설비, 입상 활성탄 설비를 구비하고, 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물이나 철·망간을 산화·제거하고, 용존성 유기물을 제거하기 위해서 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 행한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다.As a pretreatment, a biological treatment facility, an ozone treatment facility, and granular activated carbon facilities are provided, and ozone treatment and granular activated carbon treatment are performed to oxidize and remove ammonia nitrogen, biodegradable organic matter, iron and manganese, and to remove dissolved organic matter. Afterwards, the
<<제 14 실시예>><< 14th Example >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 14 실시예를 도 23에 나타낸다.A fourteenth embodiment of the water treatment system according to the present invention is shown in FIG.
(구성 및 작용)(Configuration and action)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 사용하고, 원수를 여과하는 여과 설비(20)의 후단에 후처리 설비(23)가 설치되어 있다. 후처리 설비(23)는 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막, 역침투막, pH 조정 설비, 입상 활성탄 설비, 오존 주입 설비, UV 조사 설비, 에어레이션 설비 및 이들 병용에 의해, 여과 설비(2O)로부터 나오는 여과수를 후처리할 수 있다.The
여기에서, 각각의 후처리 설비(23)의 구성, 작용, 효과를 다시 한번 설명한다. 또한, 전처리 설비(22)에서 설명한 설비에 대해서는 동일한 구성, 작용, 효과이므로 생략한다.Here, the structure, function, and effect of each
[정밀 여과막][Precision filtration membrane]
구멍 지름 O.01μm 이상의 막으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거할 수 있다.With a membrane having a pore diameter of 0.01 μm or more, microorganisms such as suspend, colloid and bacteria can be removed.
[한외 여과막][Ultrafiltration membrane]
분자량 1,000∼300,000 정도의 막으로, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물, 바이러스의 일부를 제거할 수 있다.With a membrane having a molecular weight of about 1,000 to 300,000, microorganisms such as suspend, colloid and bacteria can be removed.
[나노 여과막]Nano filtration membrane
분자량 수십∼수백 정도의 막으로, 트리할로메탄 전구 물질, 농약, 악취 물질, 음이온 계면 활성제, 칼슘·마그네슘 등의 경도 성분을 제거할 수 있다.With a film having a molecular weight of several tens to several hundreds, hardness components such as trihalomethane precursors, pesticides, malodorous substances, anionic surfactants, and calcium magnesium can be removed.
[역침투막][Reverse osmosis membrane]
분자량 수십∼수백 정도의 막으로, 저분자량 물질이나 이온을 분리할 수 있다.Low molecular weight substances and ions can be separated by a membrane having a molecular weight of several tens to several hundreds.
[pH 조정 설비]pH adjustment facility
pH 조정 설비는 약액 저탱크, 주입 펌프에서 구성되어, 황산, 염산, 액화 이산화탄소 등의 산 및 수산화칼슘, 수산화나트륨등의 알칼리를 주입함으로써, 이방성다공질 재료를 사용한 막(1)의 여과수의 pH를 조정할 수 있다.The pH adjustment facility is composed of a chemical liquid low tank and an infusion pump, and adjusts the pH of the filtrate of the
[UV 조사 설비][UV irradiation equipment]
UV 조사 설비는 UV 램프, 전원, 배관, 램프 보호관, 세정 기구, 램프 조도계에서 구성되어, 원충류나 세균 등의 미생물, 바이러스를 소독할 수 있다.UV irradiation equipment is comprised by UV lamp, a power supply, piping, a lamp protection tube, a washing | cleaning apparatus, and a lamp illuminometer, and can disinfect microorganisms, such as protozoa and a bacterium, and a virus.
다음으로, 본 실시예의 구체적인 예로서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)과 후처리 설비(23)를 조합시킨 예의 작용과 효과에 대해서 설명한다.Next, as a specific example of the present embodiment, the operation and effects of the example in which the
[이방성 다공질 재료를 사용한 막(1) - 입상 활성탄][Membrane (1)-Granular Activated Carbon Using Anisotropic Porous Material]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고 유기물 농도가 높은 원수에 적합하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 입상 활성탄 설비에서 입상 활성탄 처리를 행함으로써, 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제·악취, 색도 등을 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water having a low ammonia nitrogen concentration and high organic matter concentration. The
[이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 오존 처리 - 입상 활성탄][Membrane Using Anisotropic Porous Materials-Ozone Treatment-Granular Activated Carbon]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 낮고 유기물 농도가 상당히 높은 원수에 적합하고 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서, 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 오존 처리 설비, 입상 활성탄 설비에서, 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 연속해서 행함으로써, 용존성의 유기물을 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water with a low ammonia nitrogen concentration and considerably high organic matter concentration, and realizes space saving by the membrane (1) using an anisotropic porous material, while reducing the filtration resistance of the raw water, and the precision generally used for water. After removing microorganisms such as suspended solids, colloids and bacteria at a larger permeate flow rate than the filtration membrane or the ultrafiltration membrane, ozone treatment and granular activated carbon treatment are continuously performed in an ozone treatment facility and a granular activated carbon facility arranged as a
이것에 의해, 입상 활성탄에 의한 소독 부생성물 전구 물질, 농약·음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등의 제거에 더하여, 오존 처리에 의한 악취, 색도, 농약 등의 제거 효과를 얻을 수 있다. 또한, 후민산, 후루보산 등의 생물 난분해성 유기물의 일부가 오존 처리에 의해 산화·분해되어서, 후속의 고정상 입상 활성탄(생물 활성탄)에서의 생물학적 분해 작용에 의해 제거되기 쉬워지는 효과도 있다.Thereby, in addition to the removal of disinfection byproduct precursors, pesticides / anionic surfactants, odors, and chromaticity by granular activated carbon, the effect of removing odors, chromaticities, and pesticides by ozone treatment can be obtained. In addition, some bio-degradable organic substances, such as humic acid and furboic acid, are oxidized and decomposed by ozone treatment, so that they can be easily removed by subsequent biodegradation in the stationary granular activated carbon (biological activated carbon).
[이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 정밀 여과막/한외 여과막][Membrane Using Anisotropic Porous Materials-Microfiltration Membrane / Ultrafiltration Membrane]
이 방식은 탁도 및 탁도의 변동이 크고, 암모니아성 질소 농도, 유기물 농도가 낮은 원수에 적합하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서 주로 탁질을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 정밀 여과막, 또는 한외 여과막에 의해 다시 한번 작은 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물, 바이러스의 일부를 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water having a large fluctuation in turbidity and turbidity, low ammonia nitrogen concentration and low organic matter concentration, and reducing the filtration resistance of raw water while realizing space saving by the
또한, 이 방식에서는 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)의 세공을 크게 해서 투과 유속을 증대시켜, 정밀 여과막 또는 한외 여과막의 전처리로서 위치를 부여할 수도 있다. 이 방식은 약품을 주입하지 않기 때문에 배수 처리 설비가 간소화되는 등 환경의 부하를 저감할 수 있다.In this method, the pores of the
[이방성 다공질 재료를 사용한 막 - UV 조사 설비][Membrane Using Anisotropic Porous Materials-UV Irradiation Equipment]
이 방식은 탁도가 낮고 암모니아성 질소 농도, 유기물 농도도 낮은 청정한 원수에 적합하고, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거한 후, 후처리 설비(23)로서 배치되어 있는 UV 조사 설비에서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막을 투과한 원충류나 세균 등의 미생, 바이러스를 소독할 수 있다.This method is suitable for clean raw water with low turbidity, low ammonia nitrogen concentration, and low organic matter concentration. The
이 방식은 약품을 주입하지 않기 때문에 배수 처리 설비를 간소화할 수 있는 등 환경의 부하를 저감할 수 있다.Since this method does not inject chemicals, it is possible to reduce the load on the environment, such as simplifying the wastewater treatment facility.
<<제 15 실시예>><< fifteenth embodiment >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 15 실시예를 도 24에 나타낸다.A fifteenth embodiment of the water treatment system according to the present invention is shown in FIG.
(구성)(Configuration)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈을 사용하고, 원수를 여과하는 여과 설비(20)의 전단에 전처리 장치(22)를 설치하고, 후단에 후처리 설비(23)를 설치했다.The
전처리 설비(22) 및 후처리 설비(23)의 구성은 제 13 실시예 및 제 14 실시예에서 설명한 것과 동일하기 때문에 생략한다.The configurations of the
(작용 및 효과)(Actions and effects)
다음으로, 본 실시예의 구체적인 예로서, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)과 전처리 설비(22) 및 후처리 설비(23)를 조합시킨 예의 작용과 효과에 대해서 설명한다.Next, as a specific example of this embodiment, the operation and effects of the example in which the
[생물 처리 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 입상 활성탄][Bioprocessing-Membrane Using Anisotropic Porous Materials-Granular Activated Carbon]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 높고, 또한 유기물 농도가 높은 원수에 적합하고, 전처리 설비(22)로서 배치된 생물 처리 설비에서 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물과 악취 물질이나 철·망간을 산화·제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하고, 마지막으로 후처리 설비(23)로서 배치된 입상 활성탄 설비의 입상 활성탄 처리에 의해 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제, 악취, 색도 등을 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water having a high ammonia nitrogen concentration and a high organic matter concentration, and oxidizes ammonia nitrogen and biodegradable organic matter, odorous substances, iron and manganese in a biological treatment facility arranged as a
[생물 처리 - 이방성 다공질 재료를 사용한 막 - 오존 처리 - 입상 활성탄][Biotreatment-Membrane Using Anisotropic Porous Materials-Ozone Treatment-Granular Activated Carbon]
이 방식은 암모니아성 질소 농도가 높고, 유기물 농도가 상당히 높은 원수에 적당하고, 전처리 설비(22)로서 배치된 생물 처리 설비의 생물 처리에서 암모니아성 질소 및 생물 분해성의 유기물과 악취 물질이나 철·망간을 산화·제거한 후, 이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)에 의해 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 하고, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해 큰 투과 유속에서 탁질·콜로이드 및 세균 등의 미생물을 제거하고, 최후에 후처리 설비(23)로서 배치된 오존 처리 설비, 입상 활성탄 설비에서 오존 처리와 입상 활성탄 처리를 연속해서 행함으로써 용존성의 유기물을 제거할 수 있다.This method is suitable for raw water having a high ammonia nitrogen concentration and a considerably high organic matter concentration, and ammonia nitrogen and biodegradable organic substances and odorous substances, iron and manganese in the biotreatment of a biological treatment plant arranged as a
이것에 의해, 입상 활성탄에 의한 소독 부생성물 전구 물질, 농약, 음이온 계면 활성제·악취·색도의 제거에 추가해서, 오존 처리에 의한 악취, 색도 등, 농약 등의 산화 분해를 할 수 있다. 또한, 후민산, 후루보산 등의 생물 난분해성 유기물의 일부가 오존 처리에 의해 산화·분해되어 후속의 고정상 입상 활성탄(생물 활성탄)에서의 생물적 분해 작용에 의해 제거되기 쉬워지는 효과도 있다.Thereby, in addition to the removal of the disinfection by-product precursors, pesticides, anionic surfactants, odors and chromaticity by granular activated carbon, oxidative decomposition of pesticides such as odors and chromaticity by ozone treatment can be performed. In addition, some bio-degradable organic substances, such as humic acid and furboic acid, are oxidized and decomposed by ozone treatment, and are easily removed by biodegradation in subsequent stationary granular activated carbon (biological activated carbon).
<<제 16 실시예>><< 16th Example >>
본 발명에 의한 수처리 시스템의 제 16 실시예를 도 25, 도 26, 도 27, 도 28에 나타낸다.A sixteenth embodiment of a water treatment system according to the present invention is shown in Figs. 25, 26, 27, and 28. Figs.
(구성)(Configuration)
이방성 다공질 재료를 사용한 막(1)을 용기(2)에 장전해서 일체화한 막 모듈, 전처리 설비(22), 후처리 설비(23)의 적어도 하나로부터 배출되는 배수를 처리하는 배수 처리 설비(24)가 설치되어 있다.Drainage treatment facility 24 for treating wastewater discharged from at least one of membrane module,
배수 처리 설비(24)는 응집제 주입 설비, 응집 침전 설비, 응집 모래 여과 설비, 응집 침전 모래 여과 설비, 농축 설비, 탈수 설비, 건조 설비, 정밀 여과막, 한외 여과막, 나노 여과막, 역침투막, UV 조사 설비, pH 조정 설비, 제 1 실시예∼제 14 실시예의 어느 하나 및 이들 병용에 의해 배수 처리한다.The drainage treatment facility 24 includes flocculant injection facility, flocculation precipitation facility, flocculation sand filtration facility, flocculation sedimentation sand filtration facility, concentration facility, dehydration facility, drying facility, microfiltration membrane, ultrafiltration membrane, nanofiltration membrane, reverse osmosis membrane, UV irradiation The wastewater treatment is carried out by the equipment, the pH adjusting equipment, any one of the first to fourteenth examples, and the combination thereof.
(작용 및 효과)(Actions and effects)
여기에서, 각각의 배수 처리 설비(24)의 작용, 효과를 설명한다. 또한, 전처리 설비(22) 및 후처리 설비(23)에서 설명한 설비에 대해서는, 동일한 구성, 작용, 효과이므로 생략한다.Here, the action and effect of each wastewater treatment facility 24 are demonstrated. In addition, about the facility demonstrated by the
[농축 설비][Concentration equipment]
농축 설비는 중력에 의한 자연 침강 작용, 또는 원심 분리에 의한 기계적 농축 작용에 의해 배수로부터 슬러지를 농축할 수 있다.The concentration plant can concentrate the sludge from the drainage by natural sedimentation action by gravity or mechanical concentration action by centrifugation.
[탈수 설비][Dewatering equipment]
탈수 설비는 자연 건조 작용, 또는 가압 여과, 가압 압착 여과, 진공 여과, 원심 분리, 조립 탈수 등의 기계적 탈수 작용에 의해 농축 슬러지로부터 수분을 멸소시킬 수 있다.The dewatering plant can eliminate moisture from the concentrated sludge by natural drying or by mechanical dehydration such as pressure filtration, pressure filtration, vacuum filtration, centrifugation, and granulation dehydration.
[건조 설비][Drying equipment]
건조 설비는 자연 건조 작용, 또는 열건조 작용에 의해, 탈수 슬러지보다도 수분을 멸소시킬 수 있다.The drying equipment can eliminate water rather than dewatered sludge by the natural drying action or the heat drying action.
본 발명에 의하면, 공간 절약화를 실현하면서 원수의 여과 저항을 작게 해서, 일반적으로 수도용으로 사용되는 정밀 여과막이나 한외 여과막에 비해, 투과 유속을 크게 할 수 있는 막 모듈 및 이것을 이용한 수처리 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a membrane module capable of reducing the filtration resistance of raw water while increasing the space, and increasing the permeation flow rate compared to the microfiltration membrane or ultrafiltration membrane generally used for water, and a water treatment system using the same. Can be.
Claims (21)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006076638A JP2007252966A (en) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Membrane module and water treatment system |
JPJP-P-2006-00076638 | 2006-03-20 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070095226A true KR20070095226A (en) | 2007-09-28 |
KR100876347B1 KR100876347B1 (en) | 2008-12-29 |
Family
ID=38627737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070026768A KR100876347B1 (en) | 2006-03-20 | 2007-03-19 | Membrane Modules and Water Treatment Systems |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007252966A (en) |
KR (1) | KR100876347B1 (en) |
CN (1) | CN100531870C (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130112622A1 (en) * | 2010-07-14 | 2013-05-09 | Qiagen Gmbh | New liquid processing device |
JP5975821B2 (en) * | 2012-09-27 | 2016-08-23 | シャープ株式会社 | Desalination system |
WO2016181942A1 (en) * | 2015-05-14 | 2016-11-17 | 東レ株式会社 | On-board fresh water generating device |
CN105461045B (en) * | 2016-01-26 | 2018-01-19 | 安徽工业大学 | A kind of integrated catalytic oxidation and the hyperfiltration membrane assembly of supported catalyst |
CN105481154B (en) * | 2016-01-26 | 2018-01-09 | 安徽工业大学 | A kind of integrated catalytic oxidation and the milipore filter reused water processing device of supported catalyst |
CN105948219B (en) * | 2016-06-14 | 2018-10-23 | 上海绿晟环保科技有限公司 | Sewage purifying reactor, sewage disposal system and effluent purification method |
CN107737350B (en) * | 2017-09-25 | 2020-06-26 | 天津工业大学 | Sterilization device containing carbon nano tube ultrafiltration membrane and preparation method of ultrafiltration membrane |
JP7103715B2 (en) * | 2018-10-26 | 2022-07-20 | 帝人株式会社 | Polyolefin microporous membranes, filters, chromatographic carriers and slides for immunochromatography |
JP7292113B2 (en) * | 2019-06-05 | 2023-06-16 | 前澤工業株式会社 | Water treatment device and method |
JP2022121110A (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-19 | 栗田工業株式会社 | Water treatment device and method |
CN116813154B (en) * | 2023-08-28 | 2023-11-07 | 山西世洁环境科技有限公司 | Circulating water treatment device of closed heat supply pipeline and treatment method thereof |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62186904A (en) * | 1986-02-13 | 1987-08-15 | Kiyoshi Sugai | Composite porous membrane for separation and purification |
US5171767A (en) | 1991-05-06 | 1992-12-15 | Rohm And Haas Company | Utrafiltration process for the recovery of polymeric latices from whitewater |
JPH06296837A (en) * | 1993-04-12 | 1994-10-25 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Silica glass filter |
JP3195875B2 (en) * | 1994-04-12 | 2001-08-06 | 長崎県 | Ceramic separation membrane |
JP3135110B2 (en) * | 1995-11-29 | 2001-02-13 | 工業技術院長 | Porous ceramic film and method for producing the same |
DE60033520T2 (en) * | 1999-12-08 | 2007-06-21 | Baxter International Inc. (A Delaware Corporation), Deerfield | METHOD FOR PRODUCING A MICROPOROUS FILTER MEMBRANE |
JP2007126341A (en) | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Toshiba Corp | Anisotropic porous material |
-
2006
- 2006-03-20 JP JP2006076638A patent/JP2007252966A/en active Pending
-
2007
- 2007-03-19 KR KR1020070026768A patent/KR100876347B1/en not_active IP Right Cessation
- 2007-03-20 CN CNB2007100887316A patent/CN100531870C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN100531870C (en) | 2009-08-26 |
KR100876347B1 (en) | 2008-12-29 |
JP2007252966A (en) | 2007-10-04 |
CN101069816A (en) | 2007-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100876347B1 (en) | Membrane Modules and Water Treatment Systems | |
Warsinger et al. | A review of polymeric membranes and processes for potable water reuse | |
Ghernaout et al. | Water reuse: Extenuating membrane fouling in membrane processes | |
AU2009231909B2 (en) | Environmentally friendly hybrid microbiological control technologies for cooling towers | |
KR101193902B1 (en) | Water-purifying system and method using membrane filtration for manufacturing purified water | |
JP6194887B2 (en) | Fresh water production method | |
JP2011212541A (en) | Filtration device and water treatment device | |
WO2013111826A1 (en) | Desalination method and desalination device | |
US20020005385A1 (en) | Water treatment systems and methods | |
KR20130132020A (en) | High-recovery nf/ro water purification system with inter-stage demineralization process | |
KR101063800B1 (en) | Water purification system | |
KR101795694B1 (en) | Ro plant treatment apparatus of gymnasium waste-water and method thereof | |
CN210419587U (en) | Photocatalysis-nanofiltration ceramic membrane advanced water purification treatment device | |
KR100711259B1 (en) | Purification treatment apparatus | |
KR100402556B1 (en) | Water treatment method for using membrane separation device | |
KR200383096Y1 (en) | Advanced water treatment using membrane Filtration | |
JP2011041907A (en) | Water treatment system | |
Qrenawi et al. | Membrane Bioreactor (MBR) as a Reliable Technology for Wastewater Treatment | |
Abdel-Fatah et al. | Industrial wastewater treatment by membrane process | |
KR100758380B1 (en) | Treatment apparatus for recycling concentrated-water using reverse osmosis process | |
JP2007203144A (en) | Water treatment method and water treatment equipment | |
KR100785815B1 (en) | Tubular membrane module and system equipped reciprocated and rotated suction tubing for continuous cleaning | |
KR100699039B1 (en) | Semi-permanant water purifier | |
Akinyemi et al. | Advancements in sustainable membrane technologies for enhanced remediation and wastewater treatment: A comprehensive review | |
Töre et al. | Developments in membrane bioreactor technologies and evaluation on case study applications for recycle and reuse of miscellaneous wastewaters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20111202 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |