KR20080101037A - Aeration appratus combined with submerged membrane module - Google Patents

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KR20080101037A
KR20080101037A KR1020070047206A KR20070047206A KR20080101037A KR 20080101037 A KR20080101037 A KR 20080101037A KR 1020070047206 A KR1020070047206 A KR 1020070047206A KR 20070047206 A KR20070047206 A KR 20070047206A KR 20080101037 A KR20080101037 A KR 20080101037A
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induction pipe
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diffuser
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이의신
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정진호
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(주)대우건설
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Abstract

A module integration typed air diffuser of submerged membrane is provided uniformly to spray air by making the air pass a buffer unit and an air guidance pipe in order to reduce the amount of air-injection and prevent the air from flowing to one space in each nozzle. An air diffuser is formed at the lower part of the membrane module in one body, and the air from a blower inflows to an air inflow pipe. A buffer(5) stores the air out-flowing from the air inflow pipe and maintains its pressure regularly. An air guidance pipe(6) is connected to the buffer and distributes the air out-flowing from the buffer. A nozzle(8) is connected to the air guidance pipe and ejects the air out-flowing from the air guidance pipe.

Description

침지형 멤브레인 모듈 일체형 산기장치 {Aeration Appratus Combined with Submerged Membrane Module} Submerged Membrane Module {Aeration Appratus Combined with Submerged Membrane Module}

도 1은 본 발명에 따른 산기장치를 갖는 멤브레인 모듈의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of a membrane module with an diffuser according to the invention.

도 2는 본 발명에 따른 산기장치의 개략적인 사시도이다.2 is a schematic perspective view of an air diffuser according to the present invention.

도 3은 도 2의 산기장치의 개략적인 평면도이다.3 is a schematic plan view of the diffuser of FIG.

도 4는 도 2의 산기장치의 개략적인 측면도이다.4 is a schematic side view of the diffuser of FIG. 2.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>      <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 멤브레인 모듈 2 멤브레인 모듈 상부1 membrane module 2 membrane module top

3 산기장치 4 공기유입관 3 Air diffuser 4 Air inlet pipe

5 완충부 6 공기유도관5 Shock Absorber 6 Air Induction Pipe

7 세척용 캡 8 노즐7 Cleaning cap 8 Nozzle

본 발명은 침지형 멤브레인을 이용한 산기장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 침지형 멤브레인의 하단부에 설치되고, 완충부 및 공기유도관을 구비함으로써, 각 노즐별로 분출되는 공기량을 비슷하게 유지하여 멤브레인의 화학적, 물리적 세정주기를 증가시키고 유지·관리비를 감소시킬 수 있는 산기장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air diffuser using an immersed membrane, and more specifically, is installed at the lower end of the immersed membrane, and provided with a buffer part and an air induction pipe, thereby maintaining the amount of air blown out by each nozzle to chemically and physically clean the membrane. The present invention relates to an air diffuser capable of increasing the period and reducing maintenance costs.

일반적으로 폐수에는 용존산소가 부족하여 미생물이 번식하지 못하게 되므로 미생물에 의한 오·폐수 처리 효율이 감소하게 되는 문제가 있다. 따라서 오·폐수 처리장치에는 일정 유량의 공기 공급을 필요로 하는 반응조, 예를 들면 발효조, 호기성 미생물을 이용하는 호기조 등에 산소를 공급하기 위한 산기장치가 설치되어 있는 것이 일반적이다. In general, there is a problem that the waste water treatment efficiency is reduced by the microorganisms because the waste water lacks dissolved oxygen to prevent the microorganisms from breeding. Therefore, the waste water treatment apparatus is generally provided with an acid generator for supplying oxygen to a reaction tank requiring a constant flow of air, for example, a fermentation tank or an aerobic tank using aerobic microorganisms.

최근 오·폐수 처리공정으로서 기존의 침전지 대신 반응조 내에서 고액 분리를 할 수 있는 침지형 멤브레인 모듈을 포함하여, 유입수로부터 유기물, 질소 및 인 성분을 효과적으로 제거할 수 있는 MBR(Membrane Bio-Reactor)를 이용한 공정이 각광받고 있다.Recently, a wastewater treatment process using an MBR (Membrane Bio-Reactor) that effectively removes organic matter, nitrogen, and phosphorus from influent, including an immersion type membrane module that can separate solid-liquid in a reactor instead of a conventional sedimentation basin. The process is in the spotlight.

침지형 멤브레인 모듈로 구성된 MBR 공정에서는, 반응조 또는 멤브레인 모듈 하부에 설치된 산기장치를 통하여 공기를 주입하게 되는데, 이렇게 주입된 공기는 멤브레인 표면을 따라 상부로 이동하는 과정에서, 수직방향으로 전단력을 발생시킴으로써, 상기 멤브레인 표면에 부착되는 슬러지층을 탈리하는 역할을 수행한다. 슬러지층을 보다 효율적으로 탈리하기 위해서는 과량의 공기를 주입하게 되는데, MBR 공정에 의할 경우, 표준활성슬러지법보다 많게는 10~20배 이상의 공기를 주입하여야 하며, MBR 공정에서의 소요 에너지 중 70~80%를 멤브레인의 슬러지 탈리에 사용하고 있어 이에 대한 저감 대책이 필요한 실정이다.In the MBR process consisting of a submerged membrane module, air is injected through an air diffuser installed at the bottom of the reactor or the membrane module. The injected air generates shear force in the vertical direction in the process of moving upward along the membrane surface. It serves to detach the sludge layer attached to the membrane surface. To remove the sludge layer more efficiently, excess air is injected. In case of MBR process, more than 10 ~ 20 times more air must be injected than standard activated sludge method, and 70 ~ of energy required in MBR process. Since 80% is used for sludge desorption of the membrane, a reduction measure is required.

상기와 같은 종래 기술에서는 미세한 크기의 노즐로 공기를 주입할 경우, 주입되는 공기량이 충분하지 않으므로, 멤브레인 표면에 발생되는 전단력이 약해지고, 이에 따라, 멤브레인 표면에 부착된 슬러지의 탈리가 어려워져, 멤브레인이 쉽게 폐색되는 문제가 있다. 또한, 크기가 큰 노즐을 사용하는 경우, 상대적으로 멤브레인 표면에서 발생하는 전단력은 커지지만, 소요되는 공기량도 많아지며, 각 노즐별로 공기가 쏠리는 현상이 심화되고, 노즐이 쉽게 막힐 우려가 있다. In the prior art as described above, when air is injected into a nozzle having a fine size, the amount of air to be injected is not sufficient, so that the shear force generated on the surface of the membrane is weakened, thereby making it difficult to detach the sludge adhered to the surface of the membrane. There is a problem that this is easily occluded. In addition, in the case of using a nozzle having a large size, the shear force generated on the membrane surface is relatively increased, but the amount of air required is increased, the phenomenon that the air is concentrated for each nozzle is intensified, and the nozzle may be easily clogged.

또한, 멤브레인 모듈 하부에 산기장치를 설치하지 않고, 별도로 반응조 하부에 산기장치를 설치한 경우, 노즐에서 분출된 공기가 멤브레인 모듈의 바깥 부분으로 이동하므로, 모듈 외부에만 큰 전단력이 발생하게 되고, 모듈 내부에는 약한 전단력만이 발생하여 슬러지 탈리 작용이 저조하므로, 모듈 내부가 쉽게 폐색되는 문제가 있다.In addition, when an air diffuser is installed separately in the lower part of the membrane without installing an air diffuser under the membrane module, since the air blown out of the nozzle moves to the outside of the membrane module, a large shear force is generated only outside the module. Since only a weak shear force is generated inside and the sludge detachment action is low, there is a problem that the inside of the module is easily blocked.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 공기 주입량을 줄이면서도, 각 노즐의 공기 쏠림 및 폐색을 억제하여, 멤브레인 표면에 효과적으로 전단력을 발생시킴으로써, 부착된 슬러지를 용이하게 탈리시킬 수 있는 멤브레인 모듈 일체형 산기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was developed to solve the above problems, while reducing the amount of air injection, while suppressing the air pull and blockage of each nozzle, by generating a shear force effectively on the membrane surface, it is possible to easily detach the attached sludge An object of the present invention is to provide a membrane module integrated diffuser.

또한, 공기배관의 세척이 용이하도록 세척용 캡을 구비함으로써, 유지·관리가 용이한 멤브레인 모듈 일체형 산기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a membrane module-integrated diffuser device that is easy to maintain and manage by providing a cap for washing so that the air pipe can be easily washed.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 멤브레인 모듈 하부에 일체로 형성된 산기장치로서, 송풍기에서 압송된 공기가 유입되는 공기유입관과, 상기 공기유입관에서 유출되는 공기를 저장하여, 압력을 일정하게 유지시키는 완충부와, 상기 완충부에 연결되어, 상기 완충부로부터 유입된 공기를 분배하는 공기유도관과, 상기 공기유도관에 연결되어, 상기 공기유도관으로부터 유입된 공기를 분출하는 노즐로 구성되며, 상기 완충부와 공기유도관을 거치는 동안 공기가 분산됨으로써, 노즐을 통하여 멤브레인 모듈 하부에 공기를 고르게 분출할 수 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 모듈 일체형 산기장치를 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, as an air diffuser formed integrally under the membrane module, the air inlet pipe into which the air fed from the blower flows in, and the air flowing out of the air inlet pipe, the pressure is constant And a nozzle connected to the buffer part, the air induction pipe distributing the air introduced from the buffer part, and the air induction pipe connected to the air induction pipe to eject the air introduced from the air induction pipe. It is configured to provide a membrane module integrated diffuser, characterized in that the air is dispersed during the passage through the buffer portion and the air induction pipe, it is possible to evenly eject the air to the lower portion of the membrane module through the nozzle.

또한, 상기한 본 발명에서, 상기 공기유도관의 일측 또는 양측면이 개방되어 있고, 상기 공기유도관에 결합되어 상기 공기유도관의 개폐가 가능한 세척용 캡을 구비함으로써, 상기 공기유도관의 세척이 가능한 것을 특징으로 하는 멤브레인 모듈 일체형 산기장치를 제공한다.In addition, in the present invention, one side or both sides of the air induction pipe is open, coupled to the air induction pipe provided with a washing cap capable of opening and closing the air induction pipe, washing of the air induction pipe It provides a membrane module integrated diffuser characterized in that possible.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 본 발명에 따른 산기장치의 구성과 효과를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and effect of the diffuser device according to the present invention.

도 1에는 본 발명에 따른 산기장치(3)를 갖는 멤브레인 모듈(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 유입수는 멤브레인 모듈(1)의 하부에서 상부로 흐르면서 멤브레인 모듈(1)에 구비된 미세막에 의해 수중의 입자성 물질이 걸러지며, 멤브레인 모듈(1)의 상부로 투과된 여과수는 집수되어 모듈의 상부에서 최종 처리수로 유 출된다. 이 과정에서, 상기 멤브레인 모듈(1)의 미세막에는 입자성 물질 등의 슬러지가 끼게 되고, 이로 인하여 미세막이 폐색되어 유입수 처리효율이 감소하게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 멤브레인 모듈(1)의 하부에는 산기장치(3)가 설치되어, 송풍기에서 유입된 공기를 멤브레인 모듈(1) 하부에서 노즐(8)을 통하여 분출함으로써, 멤브레인 모듈(1) 표면에 전단력을 발생시켜 슬러지를 탈리한다.1 shows a schematic perspective view of a membrane module 1 with an diffuser 3 according to the invention. As the inflow water flows from the lower part of the membrane module 1 to the upper part, the particulate matter in the water is filtered by the micromembrane provided in the membrane module 1, and the filtered water transmitted to the upper part of the membrane module 1 is collected and It is discharged from the top to the final treated water. In this process, sludge, such as particulate matter, is caught in the microfilm of the membrane module 1, and thus the microfilm is blocked, thereby reducing the influent treatment efficiency. In order to solve such a problem, an air diffuser 3 is installed in the lower part of the membrane module 1, and the air introduced from the blower is blown out through the nozzle 8 at the lower part of the membrane module 1, whereby the membrane module ( 1) Remove the sludge by generating shear force on the surface.

도 2에는 도 1의 산기장치(3)를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 산기장치(3)는 공기유입관(4), 완충부(5), 공기유도관(6) 및 노즐(8)을 포함하여 구성된다. 2 shows a schematic perspective view of the diffuser 3 of FIG. 1. As shown in FIG. 2, the diffuser device 3 comprises an air inlet pipe 4, a buffer part 5, an air induction pipe 6, and a nozzle 8.

상기 공기유입관(4)은 일측이 송풍기에 연결되어 공기를 압송받고, 타측은 완충부(5)에 연결되어 압송받은 공기를 이동시킨다. The air inlet pipe (4) is connected to the blower one side to receive the air, the other side is connected to the shock absorbing unit (5) to move the compressed air.

상기 완충부(5)는 상기 공기유입관(4)을 따라 이동된 공기의 유출압력 차이를 감소시켜 각각의 공기유도관(6)으로 유입되는 공기량을 비슷하게 유지시켜주는 역할을 한다. 일반적으로 완충부(5)가 없을 때, 공기유도관(6)이나 노즐(8)에 발생하는 압력손실이 거의 없는 경우 즉, 크기가 작은 노즐(8)을 여러 개 설치하거나, 크기가 큰 노즐(8)을 적은 개수로 설치하여 유입되는 공기량보다 분출 가능한 공기량이 큰 경우에는, 공기유입관(4)으로부터 유입된 공기가 바로 인접한 노즐(8)을 통과하게 되어 멤브레인 모듈(1) 부착면에 공기를 균일하게 분출하기 어렵다. 반면에, 공기유도관(6)이나 노즐(8)에 압력손실이 발생하는 경우 즉, 작은 노즐(8)을 유입되는 공기량에 비하여 상대적으로 적은 개수로 설치한 경우에는, 압력손실 로 인하여 송풍기의 용량을 증대시켜야 하고, 특히 노즐(8)의 개수가 적을 경우 유입되는 공기량을 줄여 압력손실을 감소시킬 수 있으나, 멤브레인 모듈(1) 하부 전면에 고르게 공기를 분출하기 어렵고 한 쪽으로 치우치기 쉽다. 그러나, 상기한 바와 같이 공기유입관(4)과 노즐(8) 사이에 완충부(5)를 두는 경우, 공기유입관(4)의 공기가 바로 노즐(8)로 이동하는 것이 아니라, 완충부(5) 내에서 퍼져 나가게 되므로 완충부(5)에 연결된 공기유도관(6)에 공기를 고르게 유입시킬 수 있게 된다.The buffer unit 5 serves to maintain a similar amount of air flowing into each air induction pipe 6 by reducing the difference in the outflow pressure of the air moved along the air inlet pipe (4). In general, when there is no shock absorbing portion 5, there is little pressure loss occurring in the air induction pipe 6 or the nozzle 8, that is, a plurality of small nozzles 8 are provided or a large nozzle is used. If the amount of air that can be ejected is larger than the amount of air introduced by installing a small number of (8), the air introduced from the air inlet pipe 4 passes through the immediately adjacent nozzle 8 to the membrane module 1 attachment surface. It is difficult to blow out the air evenly. On the other hand, when pressure loss occurs in the air induction pipe 6 or the nozzle 8, that is, when the small nozzle 8 is installed in a relatively small number compared to the amount of air introduced, the pressure loss of the blower The capacity must be increased, and in particular, when the number of nozzles 8 is small, the amount of air introduced can be reduced to reduce the pressure loss, but it is difficult to eject the air evenly over the lower surface of the membrane module 1 and is easy to shift to one side. However, when the shock absorbing portion 5 is provided between the air inlet pipe 4 and the nozzle 8 as described above, the air of the air inlet pipe 4 does not directly move to the nozzle 8, but the shock absorbing part. (5) Since it is spread out in the air can be introduced into the air induction pipe (6) connected to the buffer portion (5) evenly.

도 3은 도 2의 산기장치(3)의 개략적인 평면도이다. 도 3에서 보듯이, 상기 완충부(5) 상단에는 공기유도관(6)이 연결되어 있다. 상기 공기유도관(6)은 상기 완충부(5)로부터 이송받은 공기를 하나 이상의 노즐(8)을 통해 분출하는데, 유입되는 공기를 상술한 완충부(5)에서 고르게 분포시키는 것과 마찬가지로, 상기 공기유도관(6)에서도 각 노즐(8)로 공기를 고르게 유출하여 공기의 쏠림 현상을 방지한다. 사용되는 노즐(8)의 크기가 큰 경우에는 각 노즐(8)에서 분출되는 공기량의 차이가 발생할 수가 있는데, 공기유도관(6)을 설치하면 각 노즐(8) 간에 걸리는 압력손실이 비슷하므로, 유입공기량에 변화가 있어도 분출되는 공기량은 비교적 안정적으로 조절될 수 있다. 3 is a schematic plan view of the diffuser 3 of FIG. 2. As shown in FIG. 3, an air induction pipe 6 is connected to the upper end of the buffer part 5. The air induction pipe 6 ejects the air transferred from the shock absorbing portion 5 through one or more nozzles 8, and similarly distributes the incoming air evenly in the shock absorbing portion 5 described above. Induction pipe (6) also flows out the air evenly to each nozzle (8) to prevent the air from pulling out. When the size of the nozzle 8 used is large, a difference in the amount of air blown out from each nozzle 8 may occur. When the air induction pipe 6 is installed, the pressure loss between the nozzles 8 is similar, Even if there is a change in the amount of inlet air, the amount of ejected air can be controlled relatively stably.

한편, 도 3에서 산기장치(3)의 외곽선 안쪽의 일점쇄선으로 표시된 부분에 멤브레인 모듈(1)의 하단부가 부착된다. 이때, 멤브레인 모듈(1)이 부착되는 면에는 노즐(8)을 설치하지 않도록 하여, 멤브레인 모듈(1)의 부착을 용이하게 하는 것이 바람직하다. Meanwhile, in FIG. 3, the lower end of the membrane module 1 is attached to the portion indicated by the dashed-dotted line inside the outline of the diffuser 3. At this time, it is preferable not to install the nozzle 8 on the surface on which the membrane module 1 is attached, to facilitate the attachment of the membrane module 1.

도 4에는 본 발명의 산기장치(3)의 측면도가 도시되어 있는데, 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명에서는 공기유도관(6) 일측 또는 양측이 개방되어 있고, 이에 결합되어 공기유도관(6)을 개폐할 수 있는 세척용 캡(7)이 설치되는 구성을 포함할 수 있다. 세척용 캡(7)이 설치된 경우, 장기간 산기장치(3)를 사용함에 따라 노즐(8) 및 공기유도관(6) 등이 슬러지로 막힐 때, 공기유도관(6)을 개방시켜 슬러지를 제거할 수 있다.4 is a side view of the diffuser device 3 of the present invention, as shown in the drawing, in the present invention, one or both sides of the air induction pipe 6 are open, and the air induction pipe 6 is coupled thereto. It may include a configuration in which the washing cap 7 that can be opened and closed is installed. When the cleaning cap 7 is installed, when the nozzle 8 and the air induction pipe 6 are clogged with sludge by using the air diffuser 3 for a long time, the air induction pipe 6 is opened to remove the sludge. can do.

본 발명에서, 송풍기에서 압송된 공기는 공기유입관(4)을 통하여 유입되며 완충부(5)와 각각의 공기유도관(6)을 거쳐 최종적으로 노즐(8)을 통해 분출된다. 노즐(8)을 통해 분출된 공기는 주변의 멤브레인 모듈(1) 표면에 직접적으로 전단력을 발생시키게 되어, 효과적으로 슬러지를 탈리할 수 있다. 이때, 각 노즐(8)이 멤브레인 모듈(1) 표면에 발생시키는 전단력의 영향 범위 내에서 노즐(8)을 중복 설치하여 전체 멤브레인 모듈(1) 표면에 전단력이 고르게 분포될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In the present invention, the air pressurized by the blower is introduced through the air inlet pipe (4) and finally blown out through the nozzle (8) via the buffer unit (5) and each air induction pipe (6). The air blown out through the nozzle 8 generates shear force directly on the surface of the surrounding membrane module 1, so that sludge can be effectively removed. In this case, it is preferable that the nozzles 8 overlap each other within the range of the influence of the shear force generated by each nozzle 8 on the surface of the membrane module 1 so that the shear force is evenly distributed on the entire membrane module 1 surface. .

이상에서 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 산기장치에 의하면, 공기를 고르게 분사할 수 있도록 완충부와 공기유도관을 거침으로써, 공기 주입량을 줄이면서도, 각 노즐의 공기 쏠림을 억제할 수 있다. 또한, 노즐을 통하여 공기를 고르게 분사시킴으로써, 멤브레인 표면에 효과적으로 전단력을 발생시켜, 멤브레인 표면에 부착된 슬러지를 용이하게 탈리시킬 수 있다. As described above, according to the diffuser device according to the present invention, by passing through the buffer portion and the air induction pipe so that the air can be evenly injected, it is possible to reduce the air deflection of each nozzle while reducing the air injection amount. In addition, by evenly injecting air through the nozzle, the shear force can be effectively generated on the membrane surface, and the sludge adhering to the membrane surface can be easily detached.

또한, 공기유도관을 개방하고, 세척용 캡을 설치함으로써, 공기유도관 및 노즐의 세척이 용이한 장점이 있다. In addition, by opening the air induction pipe, and by installing a cap for cleaning, there is an advantage of easy cleaning of the air induction pipe and the nozzle.

Claims (2)

멤브레인 모듈(1) 하부에 일체로 형성된 산기장치(3)로서,An air diffuser (3) formed integrally under the membrane module (1), 송풍기에서 압송된 공기가 유입되는 공기유입관(4)과,An air inlet pipe (4) into which the air compressed in the blower is introduced, 상기 공기유입관(4)에서 유출되는 공기를 저장하여, 압력을 일정하게 유지시키는 완충부(5)와,A buffer unit 5 for storing the air flowing out of the air inlet pipe 4 and maintaining a constant pressure; 상기 완충부(5)에 연결되어, 상기 완충부(5)로부터 유입된 공기를 분배하는 공기유도관(6)과,An air induction pipe 6 connected to the shock absorbing part 5 and distributing air introduced from the shock absorbing part 5; 상기 공기유도관(6)에 연결되어, 상기 공기유도관(6)으로부터 유입된 공기를 분출하는 노즐(8)로 구성되며, 상기 완충부(5)와 공기유도관(6)을 거치는 동안 공기가 분산됨으로써, 노즐(8)을 통하여 멤브레인 모듈(1) 하부에 공기를 고르게 분출할 수 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 모듈 일체형 산기장치.It is connected to the air induction pipe (6), it consists of a nozzle (8) for ejecting the air introduced from the air induction pipe (6), the air while passing through the buffer portion (5) and the air induction pipe (6) By dispersing, the membrane module integrated diffuser device, characterized in that the air can be evenly ejected to the lower part of the membrane module (1) through the nozzle (8). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공기유도관(6)의 일측 또는 양측면이 개방되어 있고,One side or both sides of the air induction pipe 6 is open, 상기 공기유도관(6)에 결합되어 상기 공기유도관(6)의 개폐가 가능한 세척용 캡(7)을 구비함으로써, 상기 공기유도관(6)의 세척이 가능한 것을 특징으로 하는 멤브레인 모듈 일체형 산기장치.Membrane module-integrated diffuser, characterized in that the air induction pipe (6) can be washed by having a washing cap (7) coupled to the air induction pipe (6) to open and close the air induction pipe (6). Device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101154825B1 (en) * 2011-12-29 2012-06-18 코오롱환경서비스주식회사 Air control actuator and submerged membrane module aeration system using the same
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