KR20090029219A

KR20090029219A - 여과 장치

Info

Publication number: KR20090029219A
Application number: KR1020087031018A
Authority: KR
Inventors: 토오루 모리타; 신스케 가와베
Original assignee: 스미토모덴코파인폴리머 가부시키가이샤
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2009-03-20
Also published as: US20090236280A1; CN102309924A; EP2045000A1; AU2007266182A1; TW200819195A; US7972510B2; US20110198277A1; MY146707A; JP5561354B2; CN101479024B; JP5211409B2; CN102319539B; EP2045000A4; JPWO2008001730A1; TWI396583B; CN102319539A; CA2655917A1; CN102309924B; WO2008001730A1; CN101479024A

Abstract

복수개의 중공사(hollow fiber)를 현탁 성분을 포함하는 피(被)처리액 중에 침지하고, 당해 피처리액의 고액 분리를 행하여 처리액을 투과시키는 여과 장치로서, 둘로 접은 상기 중공사와, 상기 중공사의 개구측의 단부와 연이어 통하는 처리액 집수 수단과, 상기 각 중공사의 타단측의 절곡부를 공극을 두어 지지하는 지지재와, 상기 중공사의 타단측으로부터 개구측의 단부를 향하여 청정용의 기체를 분사하는 기체 분사 수단을 구비하고, 상기 지지재에 의해 지지되는 중공사와 지지재의 사이 혹은/및 중공사끼리의 사이의 적어도 일부에는, 상기 기체 분사 수단으로부터 분사되는 기체 유통용의 공극을 두고 있다.

Description

여과 장치 {FILTRATION APPARATUS}

본 발명은, 다수의 병렬된 중공사(hollow fiber)를 현탁(suspension) 성분을 포함하는 피(被)처리액 중에 침지(immersion)하여, 당해 피처리액의 고액(solid-liquid) 분리를 행해 처리액을 투과시키는 침지형 흡인 여과 장치 또는 외압식 여과 장치에 관한 것으로, 특히, 중공사 면에 부착하는 현탁 성분을 제거하는 간단한 구조의 청정 수단을 구비한 것이다.

복수개의 중공사를 원 형상으로 집속(collective disposition)하여 배치하고, 그 편단부(one end) 혹은 양단부를 개구 상태에서 고정 부재로 고정하여 집수부(water collection portion)로 한 막(membrane) 모듈이, 침지형 흡인 여과 장치 혹은 외압식 여과 장치에 장착되어 사용되고 있다.

이런 종류의 막 모듈은, 하천수, 호수나 늪지의 물의 정화라는 소위 정수 처리의 분야에 있어서 널리 사용되고 있지만, 최근, 이 정수 분야에 한하지 않고, 하수의 2차 처리, 3차 처리나, 배수, 산업 폐수, 공업 용수 등의 여과라는 고오탁성(highly polluted) 수처리용으로서도 이용되는 경향이 있다.

고오탁성 수처리의 이용의 하나로서, 막 모듈을 이용한 막분리 활성 오니법에 의한 배수 처리 시스템이 확산되고 있다. 막분리 활성 오니법은, 고농도 활성오니 하에서 운전할 수 있기 때문에, 폭기조(aeration tank)의 용량을 작게 할 수 있는데다가, 침전조·오니 농축조가 불필요해지기 때문에 종래의 합병 정화조 방식에 비해 설치 면적을 작게 할 수 있다는 이점이 있다. 그에 더하여, 종래보다도 처리수의 수질의 향상을 도모할 수 있다는 이점도 있다.

정수 및 고오탁성 수처리 어느 쪽의 경우도, 막 모듈을 이용한 여과 장치에 의해 여과 처리를 계속하면, 막 표면 또는 막 사이에, 피처리액 중에 포함되는 현탁 성분이 퇴적하여, 이것이 막 폐색의 원인이 된다. 즉, 퇴적물을 통하여 중공사끼리가 고착 일체화해 막 모듈 내의 중공사의 유효 막 면적이 감소하여, 투과 유량의 저하를 초래한다.

이 때문에, 막면(membrane surface)의 퇴적물을 제거하는 청정 조작은 필수이다. 청정은 침지조 내에 피처리액을 가득 채운 상태에서 막 모듈의 하부로부터 공기를 도입하여, 공급되는 기포에 의해 중공사에 진동을 부여하는 에어 버블링(air bubbling)과, 공급 흡기에 의해 생기는 액체의 흐름을 이용하여 막면의 퇴적물을 박리하는 방법이 취해지는 경우가 많다.

예를 들면, 일본공개특허공보 평7-24264호(특허 문헌 1)에서는, 도26 에 나타내는 바와 같이, 시트 형상의 평형(flat) 중공사 모듈(101)의 하방에 설치한 산기판(air-diffusing plate; 102)의 산기공(air-diffusing hole; 102a)으로부터 공급되는 기포에 의해 중공사(103)에 대하여 에어 버블링을 연속적 또는 단속적으로 행하면서 액체를 여과하는 방법에 있어서, 시트면이 수직 방향으로, 중공사가 수평 방향으로 되도록 막 모듈(101)을 배치하고, 중공사 막(103)만을 에어 버블링에 의해 진동시켜 선회류(swirling flow)를 일으키는 여과 방법이 개시되어 있다.

또한, 일본특허공보 평7-61420호(특허 문헌 2)에서는, 도27 에 나타내는 바와 같이, 다수의 중공사 여과막(110)을 외통(outer cylinder; 111) 내에 배열하고, 중공사 다발 속에 다공질 파이프(112)를 배관시킴으로써, 다공질 파이프(112)의 하방으로부터 공기를 도입하고, 기포를 다공질 파이프(112)를 따라 상승시켜, 중공사를 진동시키는 상승류를 일으켜서, 에어 버블링을 행하는 여과기가 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본공개특허공보 평7-24264호

[특허 문헌 2] 일본특허공보 평7-61420호

도1 은 본 발명의 제1 실시 형태의 여과 장치를 나타내는 개략 전체도이다.

도2 는 제1 실시 형태의 중공사 막 모듈의 정면도이다.

도3 은 제1 실시 형태의 중공사 막 모듈의 (A)는 지지재의 평면도이고, (B)는 지지재에 중공사를 삽입통과시킨 상태를 나타내는 도면이고, (C)는 지지재를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도4 는 제1 실시 형태의 중공사 막 모듈의 지지재에 중공사를 삽입통과시킨 상태 및 더미 구멍을 나타내는 도면이다.

도5 는 제1 실시 형태의 여과 장치의 기체 분사 수단을 나타내는 도면이다.

도6 은 제1 실시 형태의 여과 장치의 기체 분사 수단과 스커트부 및, 산기판의 사용 상태를 설명하는 도면이다.

도7 은 제1 실시 형태의 중공사 막 모듈의 지지재의 관통 구멍에 중공사를 2개 삽입통과시킨 상태를 나타내는 도면이다.

도8 은 제2 실시 형태의 중공사 막 모듈의 (A)는 지지재의 평면도이고, (B)는 지지재를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도9 는 제2 실시 형태의 제1 변형예를 나타내며, (A)는 중공사에 보호 시트를 장착한 상태를 나타내는 도면이고, (B)는 (A)의 요부를 나타내는 A-A선 단면도이다.

도10 은 제2 실시 형태의 제2 변형예를 나타내며, (A)는 중공사에 보호 시트를 장착한 상태를 나타내는 도면이고, (B)는 (A)의 요부를 나타내는 B-B선 단면도이다.

도11 은 제3 실시 형태의 중공사 막 모듈의 지지재를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도12 는 제3 실시 형태의 변형예를 나타내며, (A)는 중공사에 보호 시트를 장착한 상태를 나타내는 도면이고, (B)는 (A)의 요부를 나타내는 C-C선 단면도이다.

도13 은 제4 실시 형태를 나타내며, (A)는 중공사에 접기용의 로드를 장착한 상태를 나타내는 평면도이고, (B)는 측방에서 본 도면이고, (C)는 개략 정면도이다.

도14 는 접기용 로드를 이용한 경우의 문제점을 나타내는 도면이다.

도15 는 제4 실시 형태의 제1 변형예를 나타내는 개략 정면도이다.

도16 은 제4 실시 형태의 제2 변형예를 나타내며, (A)는 개략 정면도이고, (B)는 로드의 평면도이고, (C)는 변형예의 로드의 평면도이다.

도17 은 제4 실시 형태의 제3 변형예를 나타내는 개략 정면도이다.

도18 은 제5 실시 형태를 나타내며, (A)는 중공사의 지지 방법을 나타내는 도면이고, (B)는 (A)의 D-D선 단면도이고, (C)는 지지재를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도19 는 제6 실시 형태를 나타내며, (A)는 중공사의 지지 방법을 나타내는 도면이고, (B)는 (A)의 E-E선 단면도이고, (C)는 지지재를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.

도20 은 제7 실시 형태의 가압형의 여과 장치를 나타내는 개략도이다.

도21 은 실시예 1의 여과 장치를 나타내며, (A)는 중공사 막 모듈로의 산기 방법을 나타내는 도면이고, (B)는 중공사 막 모듈의 중공사의 하단부의 지지 방법을 나타내는 도면이고, (C)는 산기판의 평면도이다.

도22 는 실시예 2의 여과 장치를 나타내며, (A)는 중공사 막 모듈로의 산기 방법을 나타내는 도면이고, (B)는 중공사 막 모듈의 중공사의 하단부의 지지 방법을 나타내는 도면이고, (C)는 산기판의 평면도이다.

도23 은 실시예 1 및 실시예 2의 실험 방법을 나타내는 도면이다.

도24 는 비교예 1의 여과 장치를 나타내는 도면이며, (A)는 중공사 막 모듈로의 산기 방법을 나타내는 도면이고, (B)는 중공사 막 모듈의 중공사의 하단부의 지지 방법을 나타내는 도면이고, (C)는 산기관의 위치를 나타내는 도면이다.

도25 는 실시예 1과 실시예 2와 비교예 1의 여과 일수와 막 여과압의 관계를 나타내는 도면이다.

도26 은 종래예를 나타내는 도면이다.

도27 은 다른 종래예를 나타내는 도면이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 중공사 막 모듈

2 : 피(被)처리액

3 : 침지조

10 : 중공사

11 : 고정 부재

13 : 집수 헤더

14 : 집수관

20 : 청정용 파이프

21 : 기체 분사 구멍

25 : 지지재

27 : 블로어

28 : 관통 구멍

29 : 스커트부

30 : 산기판

35 : 보호 시트

40 : 연결 플레이트

41 : 통부

45 : 시트재

47 : 고정용 플레이트

48 : 테이프재

70 : 접기용 로드(folding rod)

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그러나, 도26 에 나타내는 일본공개특허공보 평7-24264호에 기재된 여과 방법에서는, 산기판(102)의 산기공(102a)으로부터 중공사(103)의 전역에 걸쳐서 산기를 행하는 것이기 때문에, 산기를 충분히 행하기 위해서는, 인접하는 시트 형상의 평형 중공사 모듈(101)을 어느 정도 떨어뜨려 배치할 필요가 있어, 막을 고밀도로 설치하는 것은 어렵다. 따라서, 막 설치부의 용적이 커진다. 또한, 막 모듈(101)의 하방으로부터 전체적으로 산기를 행하는 것만으로는, 중공사(103)의 표면만이 산기되어, 막 사이, 특히 막의 폐색이 진행되기 쉬운 집수부 근방으로의 산기가 불충분해지는 문제가 있다. 또한, 집수부 부근, 즉 중공사의 접착부 부근이 막의 진폭이 커져 부하가 걸리기 때문에 파단하기 쉽다는 등의 문제도 있다.

또한, 도27 에 나타내는 일본특허공보 평7-61420호에 기재된 여과기에서는, 다수의 중공사 여과막(110)을 원 형상으로 배열한 중공사 다발 속에 복수개의 다공질 파이프(112)를 혼입시키고 있을 뿐이기 때문에, 막 사이로의 산기가 불충분해지는 문제가 있다.

이들 문제를 개선하기 위해, 파이프에 복수의 기체 분사 구멍을 형성하여, 각 중공사에 될 수 있는 한 큰 산기 효과를 가져 오는 것이 생각될 수 있다. 그러나, 복수의 기체 분사 구멍을 형성하면, 결과적으로 필요 이상으로 많은 공기를 발생시켜 버려, 여분의 러닝 코스트(running costs)가 들게 된다. 또한 기체 분사 구멍으로부터 나오는 공기량도 불균일이 커져 에어원(air source)으로부터의 거리에 따라 크게 차이가 나는 등의 폐해도 생긴다.

본 발명은, 상기의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 중공사막 여과의 계속에 의해 중공사 표면 또는 막 사이에 퇴적한 현탁 성분을, 기포에 의해 효율 좋게 박리 제거하여 청정화할 수 있는 여과 장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 복수개의 중공사를 현탁 성분을 포함하는 피처리액 중에 침지하고, 당해 피처리액의 고액 분리를 행하여 처리액을 투과시키는 침지형 흡인 여과 장치 또는 외압식 여과 장치로서,

둘로 접은 상기 중공사와,

상기 중공사의 절곡측과 반대측의 개구 단부(end)와 연이어 통하는 처리액 집수 수단과,

상기 중공사의 절곡부를 공극(gap)을 두어 지지하는 지지재와,

상기 중공사의 절곡측으로부터 상기 개구 단부측을 향하여 청정용의 기체를 분사하는 기체 분사 수단을 구비하고,

상기 지지재에 의해 지지되는 중공사와 지지재의 사이 혹은/및 중공사끼리의 사이의 적어도 일부에는, 상기 기체 분사 수단으로부터 분사되는 기체 유통용의 공극을 두고 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치를 제공하고 있다.

상기 본 발명의 여과 장치는 피처리액 중에, 통상은, 중공사는 축선 방향을 세로 방향으로 하여 배치하고, 상기 개구 단부는 상방 배치하는 한편, 상기 지지재로 지지하는 타단측은 하방 배치로 하고, 당해 지지재의 하방에 상기 기체 분사 수단을 배치하고 있다.

상기 본 발명의 여과 장치에 의하면, 각 중공사를 지지재에 의해 공극을 두어 지지함으로써, 기체 분사 수단으로부터 분사하는 기체를 상기 공극을 통하여, 중공사의 외주면(막면)을 따라 축선 방향으로 흘릴 수 있다. 이 기체의 흐름 및 그것에 수반하여 발생하는 피처리액의 흐름에 의해, 각 중공사를 구석구석까지 확실하게, 그리고 효율적으로 흔들 수 있고, 그리고 표면의 액체의 흐름에 의해, 막면에 부착하는 현탁 성분의 박리 제거 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 각 중공사를 둘로 접어 절곡부에서 지지재에 걸어 고정하고 있기 때문에, 중공사끼리의 사이에 공극을 두어 지지재로 지지할 수 있어, 지지재의 하방으로부터 분사되는 기체의 중공사의 막면을 따른 기체 통로를 형성할 수 있다. 그리고, 중공사의 최하부의 절곡부를 포함하는 하부측에도 충분히 기체를 부하할 수 있기 때문에, 하방에 고형분의 퇴적이 일어나기 어렵게 할 수 있다. 그 때문에, 유효 막 면적의 감소에 의한 여과 기능의 저하가 일어나기 어렵게 되어, 처리 수량(amount of water)을 저감하는 일 없이, 안정시킬 수 있다.

또한, 중공사를 둘로 접어, 그 일단을 지지재로 지지함으로써, 처리액 집수 수단과 연결측의 반대측의 중공사 단부를 고정하는 부재가 필요 없게 할 수 있어, 구조를 간단하게 할 수 있다.

청정용의 상기 기체 분사 수단은, 지지재의 하방 위치에 배치되어, 기체를 중공사의 타단측으로부터 일단측을 향하여 배치하지만, 본 발명에서는 지지재와 각 중공사의 사이에 공극이 있기 때문에, 1개의 가압 기체 공급관으로부터 공급되는 기체라도, 상기 각 공극을 통하여 확실하게 각 중공사의 막면을 따라 흘려, 버블링을 발생시킬 수 있다. 그 때문에, 효율 좋게 중공사 표면의 현탁 성분을 박리 제거할 수 있어, 기체 분사에 필요로 하는 비용을 억제할 수 있다. 상기 기체 분사 수단은, 지지재로부터 100㎜∼500㎜ 정도 하방에 형성해 두는 것이 바람직하다.

상기 청정용으로서 도입하는 기체로서는 공기를 이용하고, 당해 공기의 압력은 10∼70kPa의 범위, 보다 바람직하게는 20∼50kPa의 가압 공기가 매우 적합하게 이용된다. 가압 공기는 블로어(blower)를 이용하여 공급해도 좋고, 콤프레셔(compressor)로도 좋지만, 콤프레셔는 공기 압력이 너무 강해지는 데다가, 비용적으로도 블로어 쪽이 유리하기 때문에, 블로어가 매우 적합하게 이용된다.

또한, 기체 도입량은, 블로어의 운전에 소비하는 전력, 즉, 러닝 코스트의 면에서 적을수록 좋지만, 예를 들면, 중공사 막 모듈의 설정 여과 수량 100L/hr에 대하여, 0.1∼5N㎥/hr, 바람직하게는 0.5∼2N㎥/hr의 범위에서, 여과 수량과 분리하는 고형량에 따라 적절히 설정된다.

상기 지지재의 형상은 한정되지 않고, 여러 종류의 형태로 할 수 있다.

예를 들면, 상기 지지재는 상기 중공사의 축선 방향과 직교하는 방향으로 배치하는 플레이트로 이루어지고, 당해 플레이트는 1 또는 복수개의 중공사마다 근접하여 형성한 한 쌍의 관통 구멍을 소정 간격 벌려 복수 구비하고, 상기 한 쌍의 관통 구멍에 1 또는 복수개의 중공사의 절곡부의 양측을 공극을 두어 삽입통과시키고 있는 형태로 할 수 있다.

상기 하나의 관통 구멍에는 복수개의 상기 중공사를 관통시켜, 이들 각 중공사가 관통 구멍 내에 있어서 다른 중공사와 접촉하는 경우, 접촉하는 중공사는 3개 이하로 하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 1개의 중공사가 접촉하는 다른 중공사를 3개 이하로 하면, 예를 들면, 4개의 중공사를 90도 간격을 두고 배치한 경우, 각 중공사의 외주면의 대부분을 비(非)접촉 부분으로서 확보할 수 있게 된다.

상기 플레이트는 평판 형상의 플레이트로 이루어지는 것이 바람직하고, 당해 플레이트에 관통 구멍을 뚫은 간단한 형상으로 하면, 비용 절감을 도모할 수 있다. 그리고, 관통 구멍에 중공사를 걸어서 삽입통과시키는 것만으로, 각각의 중공사의 주위에 확실하게 공극을 형성할 수 있음과 아울러, 지지재로 중공사를 위치 결정 지지할 수 있다.

중공사는 관통 구멍 1개에 대하여 1개 삽입통과해도 좋고, 2개 이상 또는 복수개 삽입통과해도 좋다. 현탁 성분의 박리 제거의 효율성을 고려하면, 당해 관통 구멍의 중공사가 점유하는 충전률은 대략 70％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 외경 2㎜의 중공사를 1개 삽입통과시키는 경우에는 관통 구멍은 직경 3∼5㎜의 원형으로, 외경 3㎜의 중공사를 1개 삽입통과시키는 경우에는 직경 4∼6㎜의 원형으로 하는 것이 매우 적합하다.

또한, 관통 구멍의 형상은 중공사가 삽입통과할 수 있고, 그리고, 공극을 형성할 수 있는 형상이면 문제삼지 않지만, 원형, 장원형(oblong), 타원형, 장방형의 슬릿 형상 등의 형상으로 하는 것이 바람직하고, 가공 성형성이나 관통 구멍의 주연(periphery)에 현탁 성분을 부착시키지 않는다는 점을 고려하면, 원형, 장원형으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 가압 분사한 기체를 추가로 중공사 근방에 부여하여 박리 제거의 효율을 향상시키기 위해, 중공사를 삽입통과시키지 않는 더미(dummy) 구멍을 산재시켜도 좋다. 당해 더미 구멍을 형성함으로써, 박리된 현탁 성분이 상기 플레이트 상에 축적하는 일도 방지할 수 있다.

또한, 상기 지지재는, 상기 관통 구멍을 구비한 플레이트를 대신하여, 상기 복수개의 둘로 접힌 중공사는 발(reed screen) 형상으로 병렬하고, 그 절곡부의 대향하는 양측부의 사이에 막대 형상 혹은 평판 형상의 로드(rod)로 이루어지는 상기 지지재를 통하여, 당해 절곡부를 지지하는 구성으로 해도 좋다.

즉, 중공사를 둘로 접은 상태를 지지하는 지지재로서, 접기용 로드(folding rod)를 형성하고, 당해 접기용 로드를 둘로 접은 중공사를 병렬로 한 상태에서, 각 양측부 사이에 끼워진 중앙 공간에 접기용 로드를 관통시켜 배치하고 있다.

당해 구성으로 하면, 각 중공사의 둘로 접은 양측부를 관통 구멍에 통과시키는 작업이 불필요해져, 복수개의 중공사를 일괄하여 둘로 접은 상태로 지지할 수 있다.

상기 로드의 축선 방향으로 병렬시키는 상기 중공사끼리는 밀접하게 혹은 간격을 둠과 아울러, 복수개마다 2.0∼10.0㎜의 간격을 두고 병렬하고 있는 것이 바람직하다.

즉, 여과 성능을 높이려면 중공사는 소요 간격을 두고 촘촘하게 배치하는 것이 바람직하지만, 상기 분사하는 기체의 통로를 확보하여 각 중공사를 확실하게 흔들어, 각 중공사의 표면에 액체의 흐름을 만듦으로써 중공사의 막면에 부착하는 현탁 성분을 박리 제거할 수 있는 공간을 확보할 필요가 있다. 따라서, 4개∼6개 정도의 중공사를 1개의 블록으로 하여 비교적 작은 간격(interval)을 두고 병렬하고, 각 블록 간에서는 큰 기체 통로를 확보할 수 있도록 2.0∼10㎜의 간격을 두는 것이 바람직하다.

상기 접기용 로드의 상면에는, 사용 경과에 따라, 점차 현탁 성분이 퇴적해 가, 현탁 성분이 퇴적하면 둘로 접은 중공사의 양측부가 서로 멀어지는 방향으로 벌어져, 간격을 두고 배치한 인접한 중공사의 측부와의 간격이 좁아지게 되고, 결국에는, 서로 접촉하는 경우도 있다. 이와 같이 인접하는 중공사 간의 간격이 미소(微小) 또는 없어지면, 중공사에 물이 들어가기 어려워져, 여과 성능이 저하된다.

상기 문제를 해소하기 위해, 복수개의 접기용 로드를 축선 방향과 직교 방향으로 평행하게 배치하는 경우에는, 인접 배치하는 로드의 상하 높이를 바꿔도 좋다.

당해 구성으로 하면, 상기 로드의 상부에 현탁 성분이 퇴적하여 양측의 중공사가 벌어져도, 인접 위치의 중공사의 벌어짐 위치가 상위하기 때문에, 인접하는 중공사 간에 간격이 없어지거나, 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

추가로 또한, U자 형상으로 한 벌어짐 방지틀을 형성하여, 각 중공사의 절곡부로부터 양측부를 상기 로드의 상방 위치까지 외측으로부터 둘러싸는 구성으로 하여, 상기 로드 상부에 퇴적하는 현탁 성분에 의해 중공사 양측의 벌어짐을 방지해도 좋다.

또한, 상기 로드에 상하 방향으로 관통하는 기체 유로를 형성해도 좋다. 이와 같이 로드 자체에 기체 유로를 형성하면, 로드의 상면에 현탁 성분이 퇴적하는 것을 억제, 방지할 수 있다.

당해 기체 유로는 로드의 길이 방향으로 연속한 1개의 가느다란 관통 구멍이라도 좋고, 소정 간격을 두고 천공 형성한 관통 구멍이라도 좋다.

또한, 상기 접기용 로드 대신에, 상기 중공사를 둘로 접은 상태로 지지하는 지지재는, 중공사의 축선 방향과 평행 배치하는 연결 플레이트와, 당해 연결 플레이트의 일면(one surface)으로부터 돌출 형성한 양단 개구의 통부(cylindrical portion)로 이루어지며, 각 중공사마다 근접하여 형성한 한 쌍의 상기 통부를 소정 간격을 두고 다수 구비하고, 상기 한 쌍의 통부의 관통 구멍에 각 중공사의 절곡부의 양측을 공극을 두어 삽입통과시켜, 절곡부를 통부의 사이에 연결하여 걸쳐서 지지하는 형상으로 해도 좋다.

상기 각 통부는 원통 형상으로 하고, 그 외주면의 일부를 연결 플레이트의 일면에, 이를테면, 선 접촉으로 고정하고 있다. 상기 통부의 높이는 중공사를 지지할 수 있을 정도의 짧은 것으로 함과 아울러, 그 내경을 중공사의 외경보다도 크게 해 둠으로써, 당해 통부를 통과하는 중공사의 외주면의 대략 전면(entire surface)에 기체 통과용의 공극을 형성할 수 있다.

또한, 상기 구성으로 해도, 중공사를 고밀도로 배치하고, 그리고, 중공사끼리의 접촉을 막을 수 있어, 중공사 간에 확실하게 간극을 형성할 수 있기 때문에, 현탁 성분을 효율 좋게 박리 제거하고, 여과 성능을 높게 유지할 수 있다.

또한, 상기 지지재를 절곡 가능한 시트재로 구성하고, 당해 시트재의 일면에, 각 중공사마다 형성한 양단 개구의 통부를 소정 간격을 두고 다수 부설하고, 각 통부에 중공사를 통과시킨 상태에서, 상기 통부와 함께 시트재를 둘로 접어도 좋다.

또한, 중공사의 대향하는 양측부가 되는 개소를 중공사를 평행하게 나란히 하여 판금(板金), 테이프재 등을 이용해 발 형상으로 고정해 두고, 이것을 접착 등에 의해 연결 플레이트에 부착하여 고정해 두어, 일괄하여 둘로 접어도 좋다.

제2 발명으로서, 복수개의 중공사를 현탁 성분을 포함하는 피처리액 중에 침지하고, 당해 피처리액의 고액 분리를 행하여 처리액을 투과시켜 고액 분리를 행하는 침지형 흡인 여과 장치 또는 외압식 여과 장치로서,

일단(one end)은 개구시키고 있음과 아울러 타단은 폐쇄되어 있는 상기 중공사와,

상기 중공사의 일단측의 개구와 연이어 통하는 처리액 집수 수단과,

상기 각 중공사의 타단측의 폐쇄부 공극을 두어 지지함과 아울러, 인접하는 중공사 간도 공극을 두어 지지하는 지지재와,

상기 지지재의 하방 위치에 배치되어, 상기 중공사의 타단측으로부터 일단측을 향하여 기체를 분사하는 기체 분사 수단을 구비하고,

상기 기체가 상기 공극을 통하여 나란히 형성된 상기 중공사 간에 중공사의 축선 방향을 따라 분사되는 구성으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치를 제공하고 있다.

상기 제2 발명은, 제1 발명과 같이 둘로 접은 형상으로는 하지 않고, 처리액 집수측과 반대측의 중공사의 선단은 폐쇄하고, 이들 중공사 간에 공극을 형성한 상태에서 지지재에 의해 지지하고 있다.

본 구성에 의해서도, 기체 분사 수단으로부터 분사하는 기체를 각 중공사의 막면에 효율적으로 부여할 수 있어, 제1 발명과 동일한 현탁 성분의 박리 제거 효과를 얻을 수 있다.

제2 발명의 지지재의 형상도 한정되지 않지만, 예를 들면, 지지재는 중공사의 축선 방향과 평행 배치하는 고정 플레이트로 이루어지며, 당해 고정 플레이트의 일면에 상기 각 중공사의 외주면의 일부를 고착하고 있는 구성으로 할 수 있다.

고정 플레이트로의 상기 중공사의 고착은 접착 등의 방법을 이용하여 행해도 좋고, 각 중공사의 외주면을 대향하는 2장의 협지판(sandwiching plate)으로 협지하여 고정하는 구성으로 해도 좋다.

상기 청정용의 기체를 분사하는 기체 분사 수단으로서, 상기 지지재의 하방에 배치한 1개의 가압 기체 공급관을 구비하고, 당해 가압 기체 공급관에 1개, 혹은 복수개의 기체 분사 구멍을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

당해 기체 분사 구멍은 상기 가압 기체 공급관의 어느 쪽 외주면에 형성해도 좋지만, 기체 공급의 간헐 운전시 및 운전 휴지시에 중공사로부터 박리된 현탁 성분을 기체 분사 구멍에 혼입시키지 않도록 하기 위해, 당해 가압 기체 공급관의 하부, 즉, 중공사가 팽팽하게 걸쳐진(tensionally mounted) 측과 반대측에 형성하는 것이 바람직하다.

상기 여과 장치는, 상기 중공사를 복수개 나란히 형성하는 중공사 막 모듈을 형성하고, 당해 중공사 막 모듈의 복수개의 중공사의 개구한 일단측은 고정 부재에 접착 고정함과 아울러, 당해 고정 부재에 집수 헤더로 이루어지는 상기 처리액 집수 수단을 부착하고, 상기 집수 헤더를 집수관에 접속하여, 당해 집수관에 여과 처리 후의 처리액을 흡인하고, 그리고,

당해 중공사 막 모듈의 복수개의 중공사의 타단측은 상기 지지재로 지지하고 있다.

상기 가압 기체 공급관에 간격을 두고 천공 형성하는 기체 분사 구멍은, 상기 중공사 막 모듈 1개당 1개의 기체 분사 구멍을 배치하는 것이 바람직하다. 1개의 중공사 막 모듈당 복수개의 기체 분사 구멍을 배치해도 좋지만, 기체 분사 구멍을 늘리면 늘릴수록 막의 양, 즉 처리량에 대하여 과잉의 공기를 분사하게 된다. 그 때문에, 과대한 러닝 코스트가 들게 되는 것으로 이어져, 바람직하지 않다.

본 발명의 여과 장치에 있어서는, 지지재를 구비함으로써 중공사 표면에 효율적으로 공기가 골고루 미치도록 할 수 있기 때문에, 기체 분사 구멍의 수가 적어도 충분한 현탁 성분의 박리 제거 효과를 얻을 수 있다. 당해 기체 분사 구멍은 예를 들면 외경을 4㎜∼8㎜로 하는 것이 바람직하다.

상기 가압 기체 공급관은 기단부(end portion)를 기밀 상태로 착탈이 자유롭게 연결하는 공기 도입용 헤더를 통하여 블로어나 콤프레셔 등의 공기 공급원과 연결된다.

상기 구성으로 하면, 여과 처리의 계속 중, 설령 가압 기체 공급관의 기체 분사 구멍에 폐색이 발생했다 하더라도, 폐색한 가압 기체 공급관을 공기 도입용 헤더로부터 빼내어 이탈시켜 막힘을 청소할 수 있다. 그리고, 청소 후 가압 기체 공급관을 삽입 장착하는 것만으로, 용이하게 기능 회복을 할 수 있다.

상기 중공사 막 모듈 1개당, 1개의 상기 지지재를 형성하는 경우, 당해 지지재의 외주를 따라 상기 기체 분사 수단의 방향으로 돌출한 스커트부를 형성하고, 당해 스커트부로 둘러싸인 영역으로부터 분사되는 상기 기체를 산일(escape)시키지 않는 구성으로 하고 있는 것이 바람직하다.

당해 스커트부를 형성함으로써, 가압 분사된 기체가 일탈하는 일 없이, 당해 스커트부의 내부에 유지된다. 그 때문에, 분사된 공기는 손실되는 일 없이, 효과적으로 이용된다. 또한, 상기 지지재 하부의 전면(entire surface)에 걸쳐 공기 모임이 형성되고, 당해 공기 모임 중에서 공기압이 균일하게 된 공기가 관통 구멍을 통하여 중공사 표면에 공급되기 때문에, 중공사 막 모듈 내의 중공사 표면에 균일하게 공기를 분사할 수 있다.

그 결과, 1개의 중공사 막 모듈당, 기체 분사 구멍을 적게 배치해도, 충분한 현탁 성분의 박리 제거 효과가 얻어지기 때문에, 공급하는 공기량이 적어도 되어, 러닝 코스트의 저감을 도모할 수 있다.

상기 스커트부는, 지지재의 외주를 따라 상기 기체 분사 수단의 방향으로 돌출하여 배치되어 있으면 형상은 문제삼지 않는다.

또한, 상기 스커트부의 내부를 구분하도록 산기 구멍을 1개 또는 복수개 천공 형성한 공기 분배용의 판을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

당해 공기 분배용의 판을 형성함으로써, 더욱 공기를 균일하게 분산시킬 수 있어, 보다 균일하게 중공사 표면에 공기를 부여할 수 있기 때문에 유효하다.

상기 중공사 막 모듈은, 예를 들면, 복수개의 상기 중공사를 소정의 공극을 두어 수평 단면 원형 혹은 수평 단면 직사각 형상으로 집속 배치하고, 인접하는 상기 중공사의 중심 거리(피치)는 2∼6㎜로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중공사 막 모듈은, 중공사는 축선 방향을 세로 방향으로 하여 배치하여, 개구한 일단측은 상방 배치하는 한편, 상기 지지재로 지지하는 타단측은 하방 배치로 하고, 당해 지지재의 더욱 하방에 상기 기체 분사부를 배치하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중공사 막 모듈의 복수개의 중공사의 양단을 강성(rigidity)을 갖는 연결 지지재로 연결해도 좋다.

상기 연결 지지재로서 다공 파이프를 이용하고, 당해 다공 파이프도 가압 기체를 분사하는 제2의 가압 기체 공급관으로서 이용해도 좋다.

이와 같이, 중공사 막 모듈의 양단을 강성을 갖는 연결 지지재로 연결하고, 고정 부재 간의 치수를 규정해 두면, 이 사이에 부착되는 다수의 중공사를, 가압 기체의 분사에 의한 진동이 부하되어도, 휘는 일 없이 직선 상태로 유지할 수 있다.

또한, 그러기 위해서는 각 중공사에 항장력(tensile strength)이 요구되지만, 후술하는 바와 같이, PTFE 등의 항장력을 갖는 소재로 이루어지는 중공사를 형성함으로써, 가압 공기를 직접적으로 중공사 간의 간격에 분사 가능하게 하고 있다.

그리고, 상기 연결 지지재를 다공 파이프로 형성하고, 당해 다공 파이프의 축선 방향으로 천공 형성된 구멍으로부터 가압 기체를 중공사를 향하여 분사하는 구성으로 하면, 중공사의 축선 방향의 전역에 균일하게 공기를 공급할 수 있어, 중공사의 표면에 현탁 성분이 부착 퇴적하는 것을 억제할 수 있다.

상기 중공사는, 당해 중공사가 지지재와 접촉하는 부분에서, 1개씩 혹은 2개 이상이 모아져, 보호재가 부착되어 있는 것이 바람직하다.

보호재로서는, 각종 플라스틱 재료에 의해 형성된 튜브, 테이프, 필름 등을 이용하면 좋고, 가공이 용이한 점에서 열수축 폴리에틸렌 튜브를 이용하는 것이 바람직하다. 또한 다공질의 플라스틱 재료를 이용하면, 보호재의 장착부의 여과 기능을 저하시키는 일이 없기 때문에, 보다 바람직하다. 그 외에, 액상의 실리콘 고무나 불소 고무 등의 고분자 재료를 튜브막의 표면에 도포하거나, 또는 당해 고분자 재료에 침지한 후, 경화시켜 피복재로 해도 좋다. 또한, ABS를 MEK와 같은 용제에 용해 또는 분산시켜, 당해 고분자 재료에 도포한 후, 용제를 제거시켜 피복시켜도 좋다.

상기 중공사는, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 다공질 재료를 포함하는 불소계 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. PVDF(폴리불화비닐리덴) 등의 다공질 재료를 포함하는 불소계 수지로 형성되어 있어도 좋다. 특히 연신 PTFE으로 구성하는 것이 바람직하고, 연신 PTFE으로 함으로써, 산(酸), 알칼리, 용제에 대하여 안정하고, 그리고, 소재가 갖는 우수한 비점착성 때문에 현탁 성분을 부착하기 어렵게 할 수 있을 뿐만 아니라, 유연성도 우수하기 때문에, 둘로 접는 형상으로 하는 것과 같은 가공에도 적합하다.

특히, 중공사의 항장력을 30N 이상으로 하여, 강한 항장력을 부여해 둠으로써, 버블링에 의한 가압 공기의 흐름이나 그것에 수반되는 피처리액의 흐름에 의한 격심한 진동에도 충분히 견뎌, 중공사에 휘어짐이나 손상을 발생시키지 않는다. 이것을 실현하는 의미에서도 PTFE막이 바람직하다.

또한, 중공사의 소재는 상기에 한정되지 않고, 폴리술폰계 수지, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 다공질 알루미나, 다공질 질화규소 등의 세라믹 등의 각종의 재료로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 이들 수지의 공중합체나 일부에 치환기를 도입한 것이어도 좋고, 2종 이상의 수지를 혼합한 수지라도 좋다. 또한, 다른 고분자 고정, 치환기 도입, 금속 도금 등의 각종 복합화된 것이라도 좋다.

중공사는, 그 내경 0.3∼12㎜, 외경 0.8∼14㎜, 초미세 공경(pore diameter) 10nm∼1000nm, 막두께 0.2∼1㎜, 기공률 50∼90％, 막 사이의 차압(pressure difference) 0.1∼1.0MPa의 내압성을 구비한 것으로 하는 것이 바람직하다.

상기한 중공사를 이용하면 다양한 현탁 성분을 포함하는 피처리액의 여과에적용할 수 있다.

(발명의 효과)

전술한 바와 같이, 본 발명의 여과 장치에 의하면, 가압 기체 분사 수단측에 위치시키는 복수개의 각 중공사의 단부측을 지지재에 의해 공극을 두어 지지하고 있기 때문에, 지지와 동시에 각 중공사의 공극을 통과하는 기체를 중공사의 막면에 부하할 수 있어, 막면을 확실하게 흔들고, 그리고, 표면의 액체의 흐름에 의해, 막 표면 또는 막 사이에 퇴적한 현탁 성분을 효율 좋고도 확실하게 박리 제거할 수 있다. 또한, 중공사를 집속한 중공사 막 모듈 전체에 충분한 기포를 골고루 미치게 할 수 있기 때문에, 중공사 막 모듈 하부에 고형분의 퇴적을 막고, 안정된 여과 기능을 확보할 수 있다.

또한, 중공사를 둘로 접어서 절곡부를 공극을 두어 지지재로 지지하면, 각 중공사의 최하부에도 충분한 기포가 골고루 미치기 때문에, 고형분의 퇴적이 일어나기 어렵게 할 수 있다. 그 때문에 유효 막 면적의 감소에 의한 여과 기능의 저하가 일어나기 어렵게 되어, 처리수량도 안정된다. 또한, 중공사를 둘로 접음으로써, 양단을 봉쇄한 타입으로 하는 것보다도 큰 막 표면적을 확보할 수 있기 때문에, 처리수량을 증가시킬 수 있다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도1 내지 도7 은, 본 발명을 침지형 흡인 여과 장치에 적용한 제1 실시 형태를 나타낸다.

제1 실시 형태의 여과 장치는, 도1 에 나타내는 바와 같이, 복수개의 중공사 막 모듈(1(1A, 1B, 1C))을 피(被)처리액(2)이 든 침지조(3) 내에 늘어뜨려, 침지하여 이용하고 있다. 본 실시 형태에서는, 하수 처리수로 이루어지는 활성오니조 내에 침지하여, 막분리 활성 오니법에 의해 여과 처리를 행하는 것이다. 또한, 도1 에서는 3개의 중공사 막 모듈을 간략적으로 나타내고 있지만, 중공사 막 모듈의 개수는 3개로 한정되지 않고, 복수개이면 좋다.

상기 3개의 중공사 막 모듈(1(1A, 1B, 1C))을, 소정 간격(predetermined interval)을 두고 집수관(14)에 병렬로 연결하고 있다.

각 중공사 막 모듈(1)은, 도2, 도3 에 나타내는 바와 같이, 복수개(본 실시 형태에서는 945개)의 중공사(10)를 각각 둘로 접어, U자 형상으로 되는 절곡부를 타단측에 위치시키고, 양단 개구가 인접하여 위치하는 상단 개구측을 수지로 몰드하여, 위치 결정 고정하여 성형한 고정 부재(11)를 구비하고 있다. 당해 고정 부재(11)는 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 등의 액상 수지를 경화시켜 성형하거나, 혹은, PFA, PP, PE 수지 등의 열용융성 플라스틱 소재에 중공사 사이즈의 구멍을 형성하고, 당해 구멍에 중공사를 넣어서, 그대로 열용융시켜 제작하고 있다. 고정 부재(11)로 지지한 상태에서, 상기 각 중공사(10)의 양단 개구는 집수 헤더(13)의 내부에 연이어 통하고, 당해 집수 헤더(13)를 집수관(14)에 연이어 통하게 하고 있다.

상기 각 중공사(10)의 하단의 굴곡은, 도3(A) 에 나타내는 직사각 형상의 평판 형상 플레이트로 이루어지는 지지재(25)에 천공 형성한 관통 구멍(28)에 통과되어 있다. 당해 지지재(25)는 1개의 중공사 막 모듈(1)마다 1장 형성되어 있다. 당해 지지재(25)의 관통 구멍(28)은 X-Y 방향으로 일정 피치(pitch)로 형성되어 있으며, 도3(B) 에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 인접하는 관통 구멍(28a와 28b)에 둘로 접은 1개의 중공사(10)의 양측부(10a와 10b)를 통과시키고, 양측부(10a와 10b)의 사이의 하단 절곡부(10c)를 지지재(25)의 하면측에 연결하여 걸치고 있다. 구체적으로는, 한쪽의 관통 구멍(28a)에 1개의 중공사(10)를 상방으로부터 아래 방향으로 관통시킨 후에 절곡하여 다른 한쪽의 관통공(28b)에 하방으로부터 윗 방향으로 관통시켜, 상단 위치에 중공사(10)의 양단 개구(10d와 10e)를 병렬시키고, 절곡부(10c)에 근접한 위치에 지지재(25)를 배치하고 있다.

이와 같이, 복수개의 중공사(10)의 상단을 고정 부재(11)와 집수 헤더(13)에 고정함과 아울러 하단측을 1장의 지지재(25)로 지지하여, 도3(C) 와 같은 중공사 막 모듈(1)을 형성하고 있다.

상기 지지재(25)의 각 관통 구멍(28)의 직경은 중공사(10)의 외경보다도 크게 해, 관통 구멍(28)에 중공사(10)를 여유있게 삽입하여, 중공사(10)의 외주와 관통 구멍(28)의 내주면에는 기체 유통용의 공극(C1)을 두고 있다. 본 실시 형태에서, 관통 구멍(28)의 직경은 3.8㎜로 하고, 중공사(10)의 외경은 2.3㎜로 하고 있다. 따라서, 관통 구멍(28)의 일부 내주면에 중공사(10)의 외주면이 접촉해도, 외주면의 대부분은 관통 구멍(28)의 내주면과의 사이에 공극(C1)이 존재하도록 하고 있다.

또한, 하단 절곡부(10c)와 지지재(25)의 하면과는 접촉시키지 않고 공극(C2)을 두고 있다.

상기 지지재(25)는 수지, 강판 등으로 형성하고 있으며, 재질은 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는 내(耐)약품성이 우수한 PVC 수지로 형성하고 있다.

상기 중공사(10)는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)의 다공질 재료로 형성하고 있다. 당해 PTFE으로 이루어지는 다공질 재료는 유연성을 가지고, 그리고 강도도 우수하기 때문에, 지지재(25)의 관통 구멍(28)에 삽입통과시켜 둘로 접어도 손상되는 일은 없다.

당해 중공사(10)는, 상세하게는, 내경이 0.3∼12㎜, 외경이 0.8∼14㎜, 막두께가 0.2∼1.0㎜, 유효 길이가 약 200∼3000㎜, 초미세 공경이 10nm∼1000nm, 기공률이 50∼80％, 항장력이 30N 이상, 막간 차압 0.1∼1.0MPa의 내압성을 구비하는 것을 사용하고 있다.

본 실시 형태에서는, 지지재(25)에 형성한 3.8㎜의 관통 구멍(28)에 통과시키기 위해, 중공사(10)는 연신 PTFE제(製)로, 내경 1.1㎜, 외경 2.3㎜이고, 유효 길이 1530㎜, 초미세 공경이 450nm, 기공률이 75％인 것을 이용하고 있다.

또한, 지지재(25)는 도4 에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(28)을 일정 피치로 형성하지 않고, 상기 1개의 중공사(10)의 양측부(10a와 10b)를 관통시키는 한 쌍의 관통 구멍(28a와 28b)은 비교적 근접 배치하고, 다른 한 쌍의 관통 구멍과의 사이는 상기 피치보다도 비교적 큰 피치를 두고 있다. 또한, 지지재(25)에는 중공사를 삽입통과시키지 않는 더미(dummy) 구멍(50)을 형성하여, 기체나 피처리액만을 삽입통과시키는 구멍으로 하고 있다.

상기 지지재(25)와의 접촉 가능 위치에, 지지재(25)와의 접촉에 의한 손상을 막기 위해, 중공사(10)에 1개씩 열수축 폴리에틸렌 튜브를 장착해도 좋다.

상기 각 중공사 막 모듈(1A, 1B, 1C)의 중공사(10)의 상단부는, 상기한 바와 같이, 고정 부재(11)에 고정하고, 당해 고정 부재(11)의 상부에는 집수 헤더(13)를 액밀(liquid-tightly)하게 고정하고, 중공사(10)의 상단 개구를 개구 상태인 채로 집수 헤더(13)로 향하게 하여, 중공사(10)의 내부의 여과된 처리 완료된 액을 집수 헤더(13)에 모으고 있다.

상기 각 중공사 막 모듈(1A, 1B, 1C)의 집수 헤더(13)를 집수관(14)에 착탈이 자유롭게 연결하여, 처리 완료된 액을 흡인 펌프(15)로 흡인하고 있다. 본 실시 형태에서는 중공사(10)를 U자 형상으로 하고 있기 때문에, 처리 완료된 액은 모두 상부로 흡인된다.

상기 집수 헤더(13)는, 기계적 강도 및 내구성을 갖는 재질로 성형하고 있으며, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 아크릴 수지, ABS 수지, 변성 PPE 수지, 불소 수지(PTFE, PFA, FEP, PVDF 등)를 이용하고 있다.

상기 중공사(10)의 하단 절곡부(10c)의 부분에 배치하고 있는 상기 지지재(25)의 하방에는, 100∼500㎜의 간격을 두고, 도1 및 도5 에 나타내는 바와 같이, 가압 기체 분사 수단으로서 1개의 청정용 파이프(20)를 수평 방향으로 배치하고 있다.

도1 에 나타내는 바와 같이 청정용 파이프(20)는 길게 하고, 간격을 두고 나란히 형성하는 3개의 중공사 막 모듈(1A, 1B, 1C)을 연속적으로 횡단하도록 배치하고 있다.

상기 청정용 파이프(20)에는, 각 중공사 막 모듈(1A, 1B, 1C)의 중심에 상당하는 위치에, 각 1개의 기체 분사 구멍(21)을 천공 형성하고 있다. 당해 기체 분사 구멍(21)은, 상기 청정용 파이프(20)의 하면측에 형성하여, 중공사(10)의 표면으로부터 박리하여 낙하하는 현탁 성분에 의한 구멍 막힘을 예방하고 있다. 당해 기체 분사 구멍(21)은 내경을 4㎜∼8㎜로 하는 것이 바람직하고, 본 실시 형태에서는 5㎜로 하고 있다. 당해 청정용 파이프(20)는 폴리염화비닐로 성형하고, 내경을 13㎜, 외경을 18㎜로 하고 있다.

청정용 파이프(20)의 일단(one end)은, 도1 에 나타내는 바와 같은 폐쇄단(closed end; 20a)으로 해도 좋고, 나란히 형성하는 중공사 막 모듈의 양단측으로부터 공기가 도입될 수 있도록 해도 좋다. 폐쇄단으로 하는 경우, 타단은 공기 도입용 헤더(24)에 기밀하게 지지될 수 있도록 패킹(도시하지 않음)을 통하여 착탈이 가능하게 연결하고 있다. 공기 도입용 헤더(24)는 공기 도입관(26)을 통해 블로어(27)와 접속하여, 공기 도입용 헤더(24)에 20∼50kPa의 가압 공기를 도입하고 있다.

또한, 각 중공사 막 모듈(1)에서는, 도5 에 나타내는 바와 같이, 지지재(25)의 외주를 따라 아래 방향으로 스커트부(29)를 돌출하고, 당해 스커트부(29)의 중심의 하방에 상기 청정용 파이프(20)의 기체 분사 구멍(21)을 위치시키고 있다. 이와 같이 스커트부(29)를 형성함으로써, 청정용 파이프(20)로부터 분사되는 기체를 스커트부(29) 내에 모아 일탈시키지 않도록 하고 있다.

또한, 도6 에 나타내는 바와 같이 상기 스커트부(29)의 내부에는 더욱 공기를 균일하게 분산하기 위한 산기 구멍(30a)을 1개 또는 복수개 천공 형성한 산기판(30)을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 제1 실시 형태의 여과 장치의 작용을 설명한다.

침지조(3) 내에 도입되어 가득 찬 피(被)처리액(2)은, 흡인 펌프(15)의 구동에 의해 각 중공사 막 모듈(1(1A, 1B, 1C))의 중공사(10)를 투과하여 고액 분리를 행하고, 집수관(14)으로부터 처리 완료된 액(처리액)으로서 회수하고 있다.

막 여과를 안정되게 계속시키기 위해, 중공사(10)의 표면 또는 막 사이에 퇴적한 현탁 성분을 박리 제거하고 있으며, 그 때, 상기 블로어(27)를 작동시켜 공기 도입관(26) 및 공기 도입용 헤더(24)로부터 청정용 파이프(20)로 가압 공기를 도입하고, 청정용 파이프(20)의 기체 분사 구멍(21)으로부터 가압 공기를 분사하고 있다. 분사된 가압 공기는 스커트부(29)에 의해 각 중공사 막 모듈(1)의 하부 영역 내에 모아져, 지지재(25)의 관통 구멍(28)의 내주면과 중공사(10)의 외주면의 사이의 공극(C1)을 통하여 지지재(25)의 상면측으로 분출하고, 인접하는 중공사(10)의 간격을 통과하여 중공사(10)의 표면에 접하면서 축선 방향으로 상승하여, 중공사(10)의 표면에 부착 퇴적하는 현탁 성분을 강력하게 박리 제거한다.

상기 가압 공기를 분출하여 행하는 현탁 성분의 박리 제거는, 상시 행해도 좋고, 정기적으로 행해도 좋다.

또한, 도6 에 나타내는 바와 같이, 스커트부(29)를 구분하도록 산기판(30)을 형성한 경우에는, 스커트부(29) 내로 유입한 기체는 산기판(30)의 하부에 공기 모임(31)을 형성한 후에 산기 구멍(30a)을 통하여 균일하게 확산되고, 지지재(25)의 하면측에서 전면에 걸쳐 퍼져, 각 관통 구멍(28)과 중공사(10)와의 사이의 공극(C1)으로부터 내뿜어진다. 그 때문에, 보다 균일하고 그리고 효율적으로 현탁 성분의 박리 제거를 행할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 의하면, 중공사(10)를 둘로 접어서, 지지재(25)의 관통 구멍(28)을 통하여, 하단 절곡부(10c)에서 중공사(10)를 지지재(25)에 공극(C1)을 두고 지지하고 있기 때문에, 이 공극(C1)을 통하여 각 중공사(10)의 외주면에 확실하게 버블링된 기체를 부여하고 중공사(10)를 진동시켜 현탁 성분을 박리 제거할 수 있고, 그리고, 중공사(10)의 하단측의 위치 결정 지지도 동시에 행할 수 있다. 그 결과, 간단한 구성으로 하면서, 중공사(10)의 청정을 확실하게 행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 지지재(25)의 1개의 관통 구멍(28)에 각각 중공사(10)를 1개씩 삽입통과시키고 있기 때문에, 중공사(10)의 주위에는 충분한 공극(C1)을 확보할 수 있음과 아울러, 인접하는 중공사(10)와의 간극도 벌릴 수 있기 때문에, 중공사(10)의 표면에 효과적으로 공기를 부여할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 지지재(25)의 각 관통 구멍(28)에 1개씩 중공사(10)를 삽입통과시키고 있지만, 관통 구멍(28)을 장원(=타원) 형상으로 하여, 2개 혹은 3개의 복수의 중공사(10)를 1개의 관통 구멍(28)에 삽입통과시켜도 좋다. 그 경우, 도7 에 나타내는 바와 같이, 장원 형상의 관통 구멍(28')의 대향하는 주연에 리브(rib; 28-1)를 형성해, 간격을 두고 중공사(10)를 위치 결정하여, 지지하는 것이 바람직하다.

도8(A)(B) 는, 본 발명의 제2 실시 형태의 여과 장치에 사용되는 중공사 막 모듈(1-2)을 나타낸다.

도8(A) 에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 지지재(25")에는, 장원 형상의 관통 구멍(28)을 2개 1쌍으로 하여 복수쌍, 평행으로 천공 형성하고 있다. 이 지지재(25")에 대하여, 도8(B) 에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 관통 구멍(28a")에, 발(reed screen) 형상으로 정렬한 중공사(10)를 모아서 삽입통과시킨 후에 굴곡시키고, 인접하는 다른 한쪽의 관통 구멍(28b")에 모아서 삽입통과시켜, 중공사(10)를 둘로 접고 있다. 이것을 1개의 중공사 막 모듈당 복수쌍 형성하고 있다.

이 제2 실시 형태의 구성으로 하면, 중공사(10)를 지지재(25")에 조립시키는 작업성을 높일 수 있다.

도9(A)(B) 는 제2 실시 형태의 제1 변형예를 나타낸다. 도9(A) 에 나타내는 바와 같이, 지지재(25")가 접촉하는 개소의 중공사에는 중공사(10)에 손상이 발생하지 않도록, 보호 시트(35)를 미리 부착하고 있다. 당해 보호 시트(35)는 PTFE 등의 다공질 재료로 형성하고, 여과에 방해가 되지 않도록 하고 있다.

보호 시트(35)는, 도9(B) 에 나타내는 바와 같이, 중공사(10)의 절곡부 양측이 관통 구멍(28a"와 28b")의 내주면에 직접 접촉하지 않도록, 발 형상으로 정렬한 중공사(10)를 끼워 넣도록 설치하고 있다.

도10(A)(B) 는 제2 실시 형태의 제2 변형예를 나타낸다.

당해 제2 변형예에서는, 발 형상으로 정렬되어 있는 중공사(10)의 양측면에 대하여, 지지재(25")의 인접하는 관통 구멍(28")을 관통하는 양측부로부터, 하단의 절곡 위치의 전체에 걸쳐서 한 쌍의 보호 시트(35)를 부착하고 있다. 당해 구성으로 하면, 인접하는 관통 구멍(28")(예를 들면, 28a"와 28b")을 관통하는 부분을 연속한 한 쌍의 보호 시트(35)로 보호할 수 있다.

상기 보호 시트(35)는, 도10(B) 에 나타내는 바와 같이, 중공사(10)의 하단 절곡부 부근에서는 분사된 기체가 통과할 수 있도록 구멍(36)을 형성해 두어도 좋다.

또한, 다른 구성 및 작용은 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

도11 은, 제3 실시 형태의 여과 장치에 사용되는 중공사 막 모듈(1-3)을 나타낸다.

제3 실시 형태의 중공사 막 모듈(1-3)은, 중공사(10)를 발 형상으로 복수개 정렬 배치하고, 중앙을 둘로 접어 U자 형상으로 한 상태에서, 상부의 고정 부재(11)로 고정하고 있다. 둘로 접은 중공사(10)의 하단의 U자의 안에 둥근 막대 형상의 접기용 로드(folding rod; 51)를 삽입통과시켜, 중공사(10)를 지지하고 있으며, 당해 접기용 로드(51)가 지지재로 된다.

본 실시 형태에서는 이것을 1유닛으로 하여, 1개의 중공사 막 모듈당 복수 유닛(도9에서는 4유닛)을 평행하게 설치하고 있다.

각 유닛의 로드(51)의 양단은 지지틀(52)에 고정하여, 중공사(10)가 로드(51)로부터 빠져나가는 것을 방지하고 있다. 로드(51)는 중공사(10)를 통과시킨 후에, 직사각형 틀 형상 프레임으로 이루어지는 지지틀(52)에 로드(51)의 양단을 고정하여 설치하는 것이 바람직하다.

상기 구성으로 함으로써 중공사(10)의 주위에는 공극이 형성되기 때문에, 하단에 배치하는 청정용 파이프(도시하지 않음)로부터 분사하는 기체를 각 중공사(10)의 외주면을 따라 흘릴 수 있다.

도12(A)(B) 는 제3 실시 형태의 변형예를 나타내며, 상기 도10 에 나타내는 제2 실시 형태의 제2 변형예와 동일하게, 중공사(10)를 보호하기 위해, 로드(51)와 중공사(10)의 접촉 개소에는 보호 시트(35)를 장착하고 있다. 당해 보호 시트(35)는, 도12(B) 에 나타내는 바와 같이, 중공사의 절곡부 부근의 위치에는, 분사된 기체가 통과할 수 있도록 구멍(36)을 형성하고 있다.

도13(A)∼(C) 에 제4 실시 형태를 나타낸다.

제4 실시 형태에서는, 제3 실시예의 둥근 막대 형상의 로드(51) 대신에, 강도 향상을 위해 로드의 단면적을 크게 하려는 목적으로 단면 직사각 형상의 접기용 로드(70)를 이용하고 있다. 당해 로드(70)는 상하 치수가 직교하는 폭 치수보다도 크고, 둘로 접은 중공사(10)의 하단 절곡부(10c)의 내주에 로드(70)의 하면(70a)이 접촉하여 둘로 접은 상태를 지지하고, 로드(70)의 좌우 양측면(70b, 70c)이 중공사(10)의 양측부(10a, 10b)와 대향한다. 따라서, 둘로 접은 중공사(10)는 하단의 절곡부(10c)로부터 로드(70)의 상면(70d)의 상하 구간에 있어서, 양측부(10a와 10b)의 사이에 로드(70)의 좌우 양측면(70b와 70c) 간의 폭 방향 치수의 공극을 확보하고 있다.

상기 로드(70)는 도13(A) 에 나타내는 바와 같이, 복수개의 로드(70)를 간격을 두고 평행하게 배치하고, 그리고, 도13(B) 에 나타내는 바와 같이, 각 로드(70)의 축선 방향을 따라, 둘로 접은 중공사(10)를 병렬 배치하고 있다. 이들 로드(70)의 축선 방향을 따라 병렬 배치하는 중공사(10)는 4개씩을 1블록(B)으로 하고, 각 블록(B) 내에서는 인접하는 중공사(10)의 간격(S1)을 작게 하고 있는 한편, 블록(B)의 사이는 큰 간격(S2)을 형성하고, 간격(S2)은 간격(S1)의 2배 정도로 하고 있다. 이 병렬하는 중공사(10)의 사이에 형성한 큰 간격(S2)은, 하방으로부터 분사하는 기체의 대유로(large duct)로 할 수 있다. 본 실시 형태에서는 간격(S1)은 0㎜, 간격(S2)는 4㎜로 하고 있다.

중공사(10)가 휘기 쉬움과 아울러, 도14 에 나타내는 바와 같이, 로드(70)의 상면(70d)에는 점차 오니나 현탁 성분이 퇴적하기 시작해, 로드 상면(70d)으로부터 쌓여 올라간다. 그 결과, 로드(70)의 상방에서 중공사(10)의 양측부(10a와 10b)가 바깥쪽으로 벌어져 가, 인접 배치한 중공사(10)와 접촉하여, 물 및 기체의 흐름을 차단하게 된다.

도15 에 제4 실시 형태의 제1 변형예를 나타낸다.

제1 변형예에서는, U자 형상으로 만든 벌어짐 방지틀(73)을 형성하여, 각 중공사(10)의 절곡부(10c)로부터 양측부(10a, 10b)를 로드(70)의 상방 위치까지 외측으로부터 둘러싸는 구성으로 하고 있다. 또한, 상기 벌어짐 방지틀(73)은 다공판으로 형성하고 있는 것이 바람직하다.

도16(A)(B)(C) 에 제4 실시 형태의 제2 변형예를 나타낸다.

제2 변형예에서는, 로드(70)의 상면(70d)에 오니나 현탁 성분을 퇴적시키지 않도록, 로드(70)에 상하 방향으로 관통하는 물 및 기체의 유로(70f)를 형성하고 있다.

당해 유로(70f)는 도16(B) 에 나타내는 바와 같이, 로드(70)의 폭 방향의 중앙부에 축선 방향으로 연속하는 폭이 적은 슬릿으로 형성하고 있다. 또한, 도16(C) 에 나타내는 바와 같이, 축선 방향으로 간격을 둔 복수의 둥근 구멍으로 해도 좋다.

이와 같이, 로드(70)에 물 및 기체의 유로(70f)를 형성하면, 유로(70f)의 하방으로부터 유입하는 기체 및 물에 의해 로드 상면(70d)에 오니나 현탁 성분이 퇴적하는 것을 억제, 방지할 수 있다.

도17(A)(B) 에 제4 실시 형태의 제3 변형예를 나타낸다.

당해 제3 변형예에서는, 평행 배향 배치하는 로드(70)의 상하 높이를 교대로 바꾸어 지그재그 형상으로 배치하고 있다. 이와 같이 인접하는 로드(70)의 높이를 바꾸면, 도17(B) 에 나타내는 바와 같이, 로드 상면(70d)의 상면에 오니나 현탁 성분이 퇴적하여 중공사(10)의 양측부(10a, 10b)가 벌어져도, 인접하는 중공사(10)와 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

도18(A)(B)(C) 는 제5 실시 형태를 나타낸다.

제5 실시 형태의 중공사 막 모듈(1-4)의 중공사(10)의 지지재는, 중공사(10)의 축선 방향과 평행 배치하는 연결 플레이트(40)와, 당해 연결 플레이트의 일면으로부터 간격을 두고 병렬 상태로 돌출 형성시킨 양단 개구의 통부(cylindrical portion; 41)로 이루어진다. 상기 연결 플레이트(40) 및 통부(41)는 강체(rigid body)로 형성하고 있다.

상기 통부(41)는, 인접하는 통부(41a와 41b)를, U자 형상으로 둘로 접는 1개의 중공사(10)의 양측부(10a, 10b)를 각각 관통시키는 것으로 하고, 제1 실시 형태와 동일하게, 통부(41a와 41b)의 하부에서 하단 절곡부(10c)를 연결하여 걸치고 있다.

각 통부(41)의 내경은 중공사(10)의 외경보다도 크게 하여 공극을 두고 있다. 상기 하단 절곡부(10c)의 하방에는 제1 실시 형태와 동일하게 청정용 파이프(도시하지 않음)를 배치하고 있다.

1개의 중공사 막 모듈(1-4)당 연결 플레이트(40)를 복수매 배치하고 있다.

다른 구성 및 작용은 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

도19(A)(B)(C) 에 제6 실시 형태를 나타낸다.

제6 실시 형태에서는, 도19(A) 에 나타내는 바와 같이, 상기 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태와는 달리, 중공사(10)는 둘로 접지 않고, 각 중공사(10)의 하단은 개구 주연을 밀착시켜 폐쇄시키고 있다. 이것을 상하 방향으로 1개의 직선 형상으로 하여, 복수개 평행하게 배치해 중공사(10)의 하단부(10f)로부터 대략 10∼50㎜ 상방의 위치를, 테이프재(48)를 이용하여 고정용 플레이트(47)에 고정하고 있다. 고정용 플레이트(47)로의 고정은 시트 등을 이용하여 행해도 좋다.

고정용 플레이트(47)의 고정 부분은 중공사(10) 전체에 대하여 근소한 부분이기 때문에, 테이프재 등과 밀착시켜 고정용 플레이트(47)에 지지해도 좋지만, 도19(B) 에 나타내는 바와 같이, 고정용 플레이트(47)와 테이프재(48)를 중공사(10)의 간격 1개씩 열융착 등에 의해 접착함으로써, 중공사의 주위에 공간을 형성하면서, 중공사(10)의 위치 결정을 행할 수도 있다.

도19(C) 에 나타내는 바와 같이, 고정용 플레이트(47)에 고정하여 시트 형상으로 한 중공사(10)를, 소정 간격을 두고, 1개의 중공사 막 모듈(1-5)당 복수 형성하고 있다.

또한, 다른 구성 및 작용은 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

도20 에, 본 발명의 가압형의 여과 장치의 제7 실시 형태를 나타낸다.

여과 장치의 여과조로 되는 침지조(3)는 스테인리스제의 하우징으로 구성하고, 하우징은 저벽(bottom wall; 3a), 둘레벽(3b) 및, 덮개(3c)로 이루어지며, 둘레벽(3b)의 상단 근방에는 중공사 막 모듈(1(1A, 1B, 1C))의 고정 부재(11)를 끼워맞춤 지지하는 구분판(3d)을 구비하여, 당해 구분판(3d)의 하측을 피처리액(2)을 저류(storage)한 여과실(3e)로 하고, 상측을 처리 완료된 액을 모으는 집수실(3f)로 하고 있다. 상기 구분판(3d)도 스테인리스제로 하고 있다. 또한, 둘레벽(3b)에는 구분판(3d) 바로 아래의 위치에 에어(air) 빼기 기구(3g)를 구비하고, 저벽(3a)에는 드레인(drain) 빼기 기구(3h)를 구비하고 있다.

상기 하우징 저벽(3a)의 중앙에는 피처리액(2)의 송급구(supply port; 3i)를 형성하고, 당해 송급구(3i)를 피처리액(2)을 저류하고 있는 원수(原水) 탱크(53)와 파이프(54)를 통하여 연이어 통하게 하고, 당해 파이프(54)에 펌프(55)를 설치하여, 침지조(3) 내에 피처리액(2)을 가압 송급하고 있다. 즉, 본 여과 장치에서는, 침지조(3) 내에 가압한 피처리액(2)을 송급함으로써, 중공사(10) 내의 외주면으로부터 내주면으로 통과시켜, 피처리액(2)을 외압 여과하고 있다.

상기 가압 공기 공급관으로 되는 청정용 파이프(20)는 블로어(27)로부터 가압 공기를 공급하고 있다. 공급된 여과실(3e) 내에 모인 공기는, 에어 빼기 기구(3g)에 의해 침지조(3)의 밖으로 배출할 수 있다. 또한, 세정에 의해 생긴 현탁 물질은 드레인 빼기 기구(3h)에 의해 침지조(3)의 밖으로 배출할 수 있다.

또한, 각 중공사(10)의 상단 개구와 연이어 통하는 집수 헤더(13)의 개구를 통해, 상기 집수실(3f)로와 집수관(14)으로 투과수를 송급하고 있다.

본 실시 형태는 가압형의 여과 장치인 점에서, 도1 에 나타내는 흡인형의 여과 장치와 상위하지만, 다른 구성은 동일하기 때문에, 동일 부호를 붙여서 설명을 생략한다.

다음으로, 본 발명의 실시예와 비교예를 나타낸다.

실시예 1의 여과 장치를 도21 에 나타내고, 실시예 2의 여과 장치를 도22 에 나타낸다.

(실시예 1)

중공사(10)로서, 내경 1㎜, 외경 2㎜, 기공률 75％, 공경 0.45㎛, 유효 길이 1500㎜의 연신 PTFE 중공사를 이용하고, 1개의 중공사 막 모듈(1)은 중공사를 945개를 구비하고 있다. 도21(B) 에 나타내는 바와 같이, 지지재(25)로서, 외경 3㎜의 관통 구멍을 945개 천공 형성한 종횡 150㎜×150㎜, 두께 5㎜의 PVC 수지제 플레이트를 준비했다.

한 쌍의 인접하는 관통 구멍에 둘로 접은 1개의 중공사의 양단부를 삽입통과시키고, 중공사의 중심 위치가 U자 형상으로 되도록 배열했다.

U자 형상으로 한 중공사의 양단부는 다발지어서 사각 형상으로 정렬 배치한 상태에서, 미리 홈이 있는 ABS 수지제의 집수 헤더(13)에 삽입 후, 개구 상태를 유지하면서 그 양단부를 고정용 수지(우레탄 수지)로 고정하여 고정 부재(11)로 했다.

지지재의 하방 위치에는 외주를 따라, 수직으로 돌출한 높이 200㎜의 스커트부(판)(29)를 형성하여 사방을 밀착시켜 둘러쌌다. 스커트부(판)(29)로 둘러싸인 공간의 내부에는 지지재(25)의 하방 50㎜의 위치에, 도21 에 나타내는 바와 같이, 직경 6㎜의 구멍이 4개 천공 형성된 판(산기판(30))을 고정했다. 직사각 형상의 고정 부재(11)와 지지재(25)는 연이어 통하는 4개의 지지 막대(도시하지 않음)로 그 위치를 고정하여, 중공사 막 모듈(1)을 제작했다.

이 단일한 중공사 막 모듈(1)을, 도21(A) 및 도23 에 나타내는 바와 같이, 침지조(100) 내에 연직 방향으로 설치했다. 중공사 막 모듈(1)의 하단으로부터 300㎜ 위치에는, 외경 30㎜의 공기 공급용의 파이프(산기관)(20)를 배치하고, 당해 파이프에 형성된 직경 6㎜의 구멍으로부터 4N㎥/hr의 공기를 블로어(27)로부터 토출시켰다. 중공사 막 모듈(1)의 산기판(30)과 스커트부(29)로 둘러싸인 공간에 공기를 한 차례 체류시킨 후, 산기판(30)의 구멍으로부터 지지재(25)와 중공사(10)에 공기를 공급했다.

압력계가 딸린 흡인 펌프를 구동하여, 정류량(fixed flow rate) 운전에 의한 흡인 여과를 30일간 행했다. 피처리액(2)으로서는, 막분리 활성 오니법이 대상으로 하는 균체를 포함한 배수(water waste)(10000mg/L)를 이용했다.

(실시예 2)

도22(A)(B)(C) 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1과 동일하게 중공사(10)를 이용하고, 실시예 1의 지지재(25) 대신에 ABS제 수지제의 단면 직사각 형상의 접기용 로드(70)를 이용했다. 당해 로드(70)를 이용하여, 중공사를 절곡하여 U자 형상으로 하고, U자 형상으로 한 중공사의 양단부를 다발지어 사각 형상으로 정렬 배치한 상태에서, 미리 홈이 있는 ABS 수지제의 집수 헤더(13)에 삽입 후, 개구 상태를 유지하면서, 그 양단부를 고정용 수지(우레탄 수지)로 고정해 고정 부재(11)로 하여 모듈을 제작했다. 중공사의 개수는 실시예 1과 동일하게, 945개로 했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 하여, 흡인 여과를 행했다.

(비교예 1)

도24(A)(B)(C) 는 비교예를 나타낸다. 실시예 1과 동일한 ABS제의 집수 헤더(13)에, 동일한 중공사(10)를 이용해, 충전률을 동일하게 하여 중공사(10)를 밀집시켜 삽입시키고, 상단은 개구 상태를 유지하고, 도24(B) 에 나타내는 바와 같이, 하단은 봉지(sealing)하도록 해서, 그 상단부 및 하단부를 고정용 수지(우레탄 수지)로 고정해 고정 부재(11) 및 하단 고정 부재(60)로 하여 중공사 막 모듈을 제작했다. 중공사의 개수는 실시예 1과 동일하게, 945개로 했다. 인접하는 막 집속체(bundle of membrane) 간의 공극부에 공기 공급용의 파이프를 삽입하여 버블링을 행함과 아울러, 흡인 여과를 행했다. 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 했다.

(여과 조건)

설정 여과 유량 : 6㎥/day

수온 : 20∼28℃(그래프는 25℃ 보정치)

역 세정(back washing) : 빈도 1회/10분, 압력 200kPa, 시간 30초

도25 는 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 의 결과를 나타내며, 여과 일수와 막 여과압의 관계를 나타내고 있다. 실시예 1 및 실시예 2는 여과 초기의 단계에 있어서 아주 약간 막 여과압이 상승하기는 하지만, 여과 일수가 10일경부터는 거의 일정하게 되어, 30일까지 양호한 여과 성능이 지속 가능한 것을 확인할 수 있었다.

한편, 비교예 1은, 여과 일수의 경과와 함께, 막 여과압의 값이 상승을 계속해, 여과 성능의 회복이 보이지 않고, 나아가서는 여과 성능을 지속하지 못하고, 30일에서 정지했다.

본 발명의 여과 장치는, 중공사 표면에 기체 분사 수단에 의해 공급한 공기를 부여하여, 중공사의 표면 또는 중공사 간에 퇴적한 현탁 성분을 효율 좋게 박리 제거할 수 있는 점에서, 정수 분야에 한하지 않고, 막분리 활성 오니법이 대상으로 하는 하수 분야에 이용하기에 최적이다. 또한, 산업 배수, 축산 배수 등의 처리 분야에도 적용 가능하다.

Claims

복수개의 중공사(hollow fiber)를 현탁 성분을 포함하는 피(被)처리액 중에 침지하고, 상기 피처리액의 고액 분리를 행하여 처리액을 투과시키는 침지형 흡인 여과 장치 또는 외압식 여과 장치로서,

둘로 접은 상기 중공사와,

상기 중공사의 절곡측과 반대측의 개구 단부(end)와 연이어 통하는 처리액 집수 수단과,

상기 중공사의 절곡부를 공극(gap)을 두어 지지하는 지지재와,

상기 중공사의 절곡측으로부터 상기 개구 단부측을 향하여 청정용의 기체를 분사하는 기체 분사 수단을 구비하고,

상기 지지재에 의해 지지되는 중공사와 지지재의 사이 혹은/및 중공사끼리의 사이의 적어도 일부에는, 상기 기체 분사 수단으로부터 분사되는 기체 유통용의 공극을 두고 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제1항에 있어서,

상기 중공사는 축선 방향을 세로 방향으로 하여 배치하고, 상기 개구 단부는 상방 배치하는 한편, 상기 지지재로 지지하는 타단측은 하방 배치로 하고, 상기 지지재의 하방에 상기 기체 분사 수단을 배치하고 있는 여과 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지지재는 상기 중공사의 축선 방향과 직교하는 방향으로 배치하는 플레이트로 이루어지고, 상기 플레이트는 1 또는 복수개의 중공사마다 근접하여 형성한 한 쌍의 관통 구멍을 소정 간격을 두고 복수 구비하고, 상기 한 쌍의 관통 구멍에 1 또는 복수개의 중공사의 절곡부의 양측을 공극을 두어 삽입통과시키고 있는 여과 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 복수개의 둘로 접은 중공사는 발(reed screen) 형상으로 병렬하고, 그 절곡부의 대향하는 양측부의 사이에 막대 형상 혹은 평판 형상의 로드(rod)로 이루어지는 상기 지지재를 통하여, 상기 절곡부를 지지하고 있는 여과 장치.
제4항에 있어서,

상기 로드의 축선 방향으로 병렬시키는 상기 중공사끼리는 밀접하게 혹은 간격을 둠과 아울러, 복수개마다 2.0∼10.0㎜의 간격을 두고 병렬하고 있는 여과 장치.
제4항에 있어서,

U자 형상으로 한 벌어짐 방지틀을 형성하여, 상기 각 중공사의 절곡부로부터 양측부를 외측으로부터 둘러싸고 있는 여과 장치.
제4항에 있어서,

복수개의 상기 로드를 축선 방향과 직교 방향으로 평행하게 배치하고, 인접 배치하는 로드의 상하 높이를 바꾸고 있는 여과 장치.
제4항에 있어서,

상기 로드에 상하 방향으로 관통하는 기체 유로를 형성하고 있는 여과 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지지재는, 상기 중공사의 축선 방향과 평행 배치하는 연결 플레이트와, 상기 연결 플레이트의 일면(one surface)으로부터 돌출 형성한 양단 개구의 통부(cylindrical portion)로 이루어지며, 각 중공사마다 근접하여 형성한 한 쌍의 상기 통부를 소정 간격을 두고 복수 구비하고, 상기 한 쌍의 통부의 관통 구멍에 각 중공사의 절곡부의 양측을 공극을 두어 삽입통과시켜, 절곡부를 통부의 사이에 연결하여 걸쳐서 지지하고 있는 여과 장치.
복수개의 중공사를 현탁 성분을 포함하는 피처리액 중에 침지하고, 상기 피처리액의 고액 분리를 행하여 처리액을 투과시켜 고액 분리를 행하는 침지형 흡인 여과 장치 또는 외압식 여과 장치로서,

일단(one end)은 개구시키고 있음과 아울러 타단은 폐쇄되어 있는 상기 중공사와,

상기 중공사의 일단측의 개구와 연이어 통하는 처리액 집수 수단과,

상기 각 중공사의 타단측의 폐쇄부를 공극을 두어 지지함과 아울러, 인접하는 중공사 사이도 공극을 두어 지지하는 지지재와,

상기 지지재의 하방 위치에 배치되어, 상기 중공사의 타단측으로부터 일단측을 향하여 기체를 분사하는 기체 분사 수단을 구비하고,

상기 기체가 상기 공극을 통하여 나란히 형성된 상기 중공사 사이에서 중공사의 축선 방향을 따라 분사되는 구성으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
제10항에 있어서,

상기 지지재는 상기 중공사의 축선 방향과 평행 배치하는 고정 플레이트로 이루어지며, 상기 고정 플레이트의 일면에 상기 각 중공사의 외주면의 일부를 고착하고 있는 여과 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 청정용의 기체를 분사하는 기체 분사 수단으로서, 상기 지지재의 하방에 배치한 1개의 가압 기체 공급관을 구비하고, 상기 가압 기체 공급관에 1개, 혹은 복수개의 기체 분사 구멍을 형성하고 있는 여과 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중공사를 복수개 나란히 형성한 중공사 막(membrane) 모듈을 형성하고, 상기 중공사 막 모듈의 복수개의 중공사의 개구한 일단측은 고정 부재에 접착 고정함과 아울러, 상기 고정 부재에 집수 헤더로 이루어지는 상기 처리액 집수 수단을 부착하고, 상기 집수 헤더를 집수관에 접속하여, 상기 집수관에 여과 처리 후의 처리액을 흡인하고, 그리고,

상기 중공사 막 모듈의 복수개의 중공사의 타단측은 상기 지지재로 지지하고 있는 여과 장치.
제13항에 있어서,

상기 지지재의 외주(periphery)를 따라 상기 기체 분사 수단의 방향으로 돌출한 스커트부를 형성하고, 상기 스커트부로 둘러싸인 영역으로부터 분사되는 상기 기체를 산일(散逸)시키지 않는 구성으로 하고 있는 여과 장치.
제14항에 있어서,

상기 스커트부의 내부를 구분하도록, 산기 구멍(air-diffusing hole)을 1개 또는 복수개 천공 형성한 공기 분배용의 판을 형성하고 있는 여과 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중공사는, PTFE 다공질 재료를 포함하는 불소계 수지로 이루어지는 여과 장치.