KR20120111207A - Filtration memebrane module and filtration system having the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A filtration membrane module and a filtering system including the same are provided to reduce the clogging phenomenon of an air diffuser by minimizing the introduction of impurities into the air diffuser. CONSTITUTION: A filtration membrane module includes a first header(210), a second header(220), and a filtering membrane. The second header is positioned under the first heater while the water treatment of the filtration membrane module. The filtering membrane is positioned between the heaters. A plurality of through holes(h1) is formed at the second header. A first groove is arranged at the second heater in order to collect air bubbles.

Description

여과막 모듈 및 이것을 포함하는 여과 시스템{Filtration Memebrane Module and Filtration System Having The Same}Filtration Memebrane Module and Filtration System Having The Same}

본 발명은 여과막 모듈 및 이것을 포함하는 여과 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 슬러지 등의 불순물에 의한 산기장치(air diffuser)의 막힘(blockage) 현상을 최소화하고 제조 공정을 단순화하며 설치 및 가동 비용을 최소화할 수 있는 여과막 모듈 및 이것을 포함하는 여과 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a filtration membrane module and a filtration system including the same, and more particularly, to minimize blockage of an air diffuser due to impurities such as sludge, simplify the manufacturing process, and install and operate costs. The present invention relates to a filtration membrane module and a filtration system including the same.

고온에서의 가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법에 비하여 여과막을 이용한 분리 방법은 많은 장점들이 있는데, 가장 큰 장점들 중 하나는 여과막의 세공 크기에 따라 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있으므로 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 점이다. 또한, 여과막을 이용하면 고온에서의 가열 등의 조작이 필요 없기 때문에, 미생물 등을 사용하는 분리 공정에 여과막이 사용될 경우 미생물이 열에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수도 있다.The separation method using a filtration membrane has many advantages over the separation method using heating at a high temperature or a phase change. One of the biggest advantages is that the desired water quality can be stably obtained according to the pore size of the filtration membrane, thereby increasing the reliability of the process. Can be. In addition, since the use of a filtration membrane does not require an operation such as heating at a high temperature, when the filtration membrane is used in a separation process using microorganisms, the microorganisms can be prevented from being affected by heat.

이러한 여과막 모듈의 하나로는, 수조에 담겨져 있는 처리되어야 할 유체에 여과막 모듈을 직접 침지시키고 여과막 내부에 음압(negative pressure)을 가하여 유체만을 선택적으로 여과막 내부로 투과시킴으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 분리하는 흡입식 여과막 모듈이 있다. 흡입식 여과막 모듈을 채택하면 유체의 순환을 위한 설비가 필요 없어 시설비나 운전비의 절감을 가져올 수 있는 장점이 있다.As one of the filtration membrane modules, the filtration membrane module is directly immersed in the fluid to be treated in the water tank, and a negative pressure is applied to the inside of the filtration membrane to selectively permeate only the fluid into the filtration membrane to separate solid components such as impurities or sludge. There is a suction filtration membrane module. Adopting the suction filtration membrane module does not require the equipment for the circulation of the fluid has the advantage that can bring down the facility cost or operating cost.

한편, 여과막 모듈에 의한 수처리가 진행됨에 따라 오염 물질에 의한 여과막 오염 현상이 야기되어 여과막의 투과 성능이 크게 떨어지는 문제점이 발생한다. 다양한 형태의 여과막 오염 물질은 서로 다른 방식으로 막 오염을 유발하기 때문에 오염된 여과막을 세정하는 방법 역시 다양한 방식들이 요구된다. On the other hand, as the water treatment by the filtration membrane module proceeds, a fouling phenomenon of the filtration membrane is caused by contaminants, which causes a problem that the permeation performance of the filtration membrane is greatly decreased. Since various types of filtration membrane contaminants cause membrane contamination in different ways, various methods of cleaning contaminated filtration membranes are also required.

여과막 세정의 다양한 방식들 중에는 산기(aeration) 방식이 있다. 도 1은 산기 방식에 의한 세정이 이루어지는 여과 시스템을 개략적으로 나타낸다.Among the various methods of filtration membrane cleaning is the aeration method. 1 schematically shows a filtration system in which cleaning by an acid method is performed.

도 1에 도시된 바와 같이, 여과 시스템은 복수 개의 여과막 모듈들(110)을 포함한다. 여과막 모듈들(110)은 수조(미도시) 내의 처리하고자 하는 유체 내에 침지되어 있다. 여과막 내부에 음압(negative pressure)을 가하여 유체만이 선택적으로 여과막을 투과되도록 함으로써 유체에 섞여 있던 슬러지 등의 고형 성분, 즉 불순물을 분리한다. 여과막 모듈들(110)을 통해 얻어진 여과수(permeate)는 공통 배관(130)을 통해 여과수 저장조(미도시)로 보내진다.As shown in FIG. 1, the filtration system includes a plurality of filtration membrane modules 110. The filtration membrane modules 110 are immersed in a fluid to be treated in a water tank (not shown). A negative pressure is applied to the inside of the filtration membrane so that only the fluid selectively penetrates the filtration membrane, thereby separating solid components such as sludge mixed in the fluid, that is, impurities. Permeate obtained through the filtration membrane modules 110 is sent to the filtrate reservoir (not shown) through the common pipe 130.

수처리 중 여과막 표면의 오염, 즉 파울링(fouling)을 방지하기 위하여 여과막 모듈들(110) 하부에 조대 기포(coarse bubble)를 생성하는 산기장치(air diffuser)(120)가 배치된다. An air diffuser 120 is disposed below the membrane modules 110 to generate coarse bubbles to prevent contamination of the surface of the membrane during water treatment, that is, fouling.

산기장치(120)는 단위 배관들(121)로 구성된 메인 배관(main pipe), 단위 배관들(air diffusion pipes)(121)을 서로 연결하는 크로스 커넥터들(cross connector)(122), 복수개의 산기관들(124), 및 직경이 서로 다른 상기 크로스 커넥터들(122)과 산기관들(124)을 연결하는 리듀서들(reducers)(123)을 포함한다. The diffuser 120 includes a main pipe composed of unit pipes 121, cross connectors 122 connecting the air diffusion pipes 121 to each other, and a plurality of mounts. Organs 124 and reducers 123 connecting the cross connectors 122 and diffusers 124 of different diameters.

각 산기관(124)은 그 길이 방향으로 따라 형성된 복수 개의 산기홀들(aearation holes)(H)을 갖는다. 산기관들(124)은 그 길이 방향이 여과막 모듈들(110)의 평면과 평행하도록 배치된다. 에어 공급부(미도시)로부터 제공되는 공기는 메인 배관을 거쳐 산기관들(124)의 산기홀들(H)을 통해 배출되면서 조대 기포들을 생성하고, 이 조대 기포들은 여과막 모듈들(110)을 진동시킴으로써 여과막의 오염을 방지한다. Each diffuser 124 has a plurality of aeration holes H formed along its longitudinal direction. The diffusers 124 are arranged such that their longitudinal direction is parallel to the plane of the filtration membrane modules 110. Air provided from the air supply unit (not shown) is discharged through the air holes H of the diffusers 124 through the main pipe to generate coarse bubbles, and the coarse bubbles vibrate the filtration membrane modules 110. This prevents contamination of the filtration membrane.

산기장치(120)는 수처리가 진행됨에 따라 산기관들(124)의 산기홀들(H)을 통해 불순물이 유입 및 퇴적되어 산기관들(124)은 물론이고 메인 배관까지도 막히는 문제점을 갖는다. 메인 배관과는 별도로 이로부터 분지되는 복수 개의 산기관들(124)이 존재하고 복수 개의 산기관들(124) 각각에 불순물의 유입 통로를 제공하는 복수 개의 산기홀들(H)이 형성되어 있는 위와 같은 구조의 경우, 산기장치의 막힘(blockage) 현상은 더욱 심각할 수 밖에 없다.The air diffuser 120 has a problem in that impurities are introduced and accumulated through the air diffuser holes H of the diffusers 124 as the water treatment proceeds, thereby clogging not only the diffusers 124 but also the main pipe. There are a plurality of diffusers 124 branched from the main pipe separately from the main pipe, and a plurality of diffuser holes H are formed to provide an inflow passage for impurities in each of the diffusers 124. In the same structure, the blockage of the diffuser is more serious.

또한, 위와 같은 구조의 산기장치(120)는 복수 개의 단위 배관들(121), 크로스 커넥터들(122), 리듀서들(123), 및 산기관들(124)의 별도 제작 공정 및 이들의 조립 공정을 요구하기 때문에, 상기 산기장치(120)의 제조 및 설치가 복잡하고, 그에 따른 비용 증가가 유발된다.In addition, the diffuser device 120 of the above structure is a separate manufacturing process of the plurality of unit pipes 121, cross connectors 122, reducers 123, and diffusers 124 and their assembly process Since it requires, the manufacturing and installation of the diffuser 120 is complicated, resulting in increased cost.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 여과막 모듈 및 이것을 포함하는 여과 시스템에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to a filtration membrane module and a filtration system including the same, which can prevent problems caused by the above limitations and disadvantages of the related art.

본 발명의 일 관점은, 슬러지 등의 불순물이 산기장치로 인입될 수 있는 기회를 최소화함으로써 산기장치의 막힘(blockage) 현상을 획기적으로 감소시킬 수 있는 여과막 모듈 및 이것을 포함하는 여과 시스템을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a filtration membrane module and a filtration system including the same, which can dramatically reduce the blockage phenomenon of the acid generator by minimizing the opportunity of introducing impurities such as sludge into the acid generator. .

본 발명의 다른 관점은, 제조 공정을 단순화함과 동시에 설치 및 가동 비용을 최소화할 수 있는 여과막 모듈 및 이것을 포함하는 여과 시스템을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a filtration membrane module and a filtration system including the same, which can simplify the manufacturing process and minimize installation and operation costs.

본 발명의 또 다른 관점은, 여과막을 이용한 활성 슬러지 처리에 있어 여과막의 파울링(fouling) 방지를 위한 조대 기포(coarse bubble) 생성용 산기장치의 설치를 요하지 않는 여과막 모듈 및 이것을 포함하는 여과 시스템을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention provides a filtration membrane module and a filtration system including the same, which do not require the installation of a coarse bubble generating apparatus for preventing fouling of the filtration membrane in activated sludge treatment using the filtration membrane. To provide.

위에서 언급된 본 발명의 관점들 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the above-mentioned aspects of the present invention, other features and advantages of the present invention will be described below, or from such description will be clearly understood by those skilled in the art.

위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 제1 헤더; 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 제1 헤더의 하부에 위치하는 제2 헤더; 및 상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 여과막을 포함하고, 상기 제2 헤더에 복수 개의 관통홀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 여과막 모듈이 제공된다.According to an aspect of the present invention as described above, the first header; A second header located below the first header during the water treatment operation of the filtration membrane module; And a filtration membrane between the first and second headers, and a plurality of through-holes are formed in the second header.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 처리되어야 할 유체 내에 침지될 복수 개의 여과막 모듈들; 및 상기 여과막 모듈들의 하방에 위치하며 상기 여과막 모듈들의 수 처리 작업 중에 상기 유체 내에 기포를 제공하는 산기장치를 포함하되, 상기 여과막 모듈 각각은, 제1 헤더; 상기 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 제1 헤더의 하부에 위치하는 제2 헤더; 및 상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 여과막을 포함하고, 상기 제2 헤더에 복수 개의 관통홀들이 형성되어 있어 상기 산기장치로부터 제공되는 기포가 상기 제2 헤더의 관통홀들을 통해 상기 여과막 측으로 상승하는 것을 특징으로 하는 여과 시스템이 제공된다.According to another aspect of the invention, a plurality of filtration membrane modules to be immersed in the fluid to be treated; And an air diffuser positioned below the filtration membrane modules and providing air bubbles in the fluid during a water treatment operation of the filtration membrane modules, wherein each of the filtration membrane modules comprises: a first header; A second header positioned below the first header during the water treatment operation of the filtration membrane module; And a filtration membrane between the first and second headers, and a plurality of through holes are formed in the second header, so that bubbles provided from the diffuser are raised toward the filtration membrane through the through holes of the second header. Provided is a filtration system, characterized in that.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 여과막 모듈; 및 상기 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 여과막 모듈의 하방에 위치하게 되는 미세기포 발생기를 포함하되, 상기 여과막 모듈은, 제1 헤더; 상기 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 제1 헤더의 하부에 위치하는 제2 헤더; 및 상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 여과막을 포함하고, 상기 제2 헤더가 상기 미세기포의 포집을 위한 제1 홈을 갖도록, 상기 제2 헤더는 바디 및 상기 바디의 외주변으로부터 연장되어 형성된 측면 돌출부를 포함하고, 상기 제2 헤더의 측면 돌출부에는 복수 개의 관통홀들이 형성되어 있으며, 상기 미세기포 발생기에 의해 생성된 미세기포들이 상기 제2 헤더의 제1 홈에 소정 기간 포집됨으로써 상기 미세기포들이 상기 관통홀들을 통해 상기 여과막을 향해 분출될 때는 조대기포가 되는 것을 특징으로 하는 여과 시스템이 제공된다.According to another aspect of the invention, the filter membrane module; And a microbubble generator positioned below the filtration membrane module during a water treatment operation of the filtration membrane module, wherein the filtration membrane module comprises: a first header; A second header positioned below the first header during the water treatment operation of the filtration membrane module; And a filtration membrane between the first and second headers, wherein the second header extends from a body and an outer periphery of the body such that the second header has a first groove for collecting the microbubbles. And a plurality of through holes formed in the side protrusion of the second header, and the micro bubbles generated by the micro bubble generator are collected in the first groove of the second header for a predetermined period of time. When they are ejected toward the filtration membrane through the through holes, a filtration system is provided, characterized in that it becomes a coarse bubble.

위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.The foregoing general description of the present invention is intended to be illustrative of or explaining the present invention, but does not limit the scope of the present invention.

본 발명에 의하면, 슬러지 등의 불순물이 산기장치로 인입될 수 있는 기회를 최소화함으로써 산기장치의 막힘(blockage) 현상을 획기적으로 감소시킬 수 있고, 그 결과, 산기장치용 배관의 수리 및 교체 주기를 늘림으로써 여과 시스템의 유지 비용을 절감시킬 수 있다.According to the present invention, the blockage phenomenon of the diffuser can be drastically reduced by minimizing the opportunity for impurities such as sludge to be introduced into the diffuser. As a result, the repair and replacement cycle of the diffuser pipe can be reduced. By increasing the maintenance cost of the filtration system can be reduced.

또한, 본 발명의 여과막 모듈 및 여과 시스템에 의하면, 산기장치의 제조 및 설치를 단순화할 수 있다.Moreover, according to the filtration membrane module and the filtration system of this invention, manufacture and installation of an air diffuser can be simplified.

또한, 본 발명의 여과막 모듈에 의하면 혐기성 미생물에 제공될 미세기포를 조대기포로 변환시켜 여과막의 파울링 방지를 위해 사용할 수 있기 때문에 조대 기포 생성을 위한 별도의 산기장치를 설치할 필요가 없다.In addition, according to the filtration membrane module of the present invention can be used to prevent the fouling of the filtration membrane by converting the micro-bubbles to be provided to the anaerobic microorganisms into coarse bubbles, there is no need to install a separate air diffuser for generating coarse bubbles.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 산기 방식에 의한 세정이 수행되는 여과 시스템을 개략적으로 나타내고,
도 2는 본 발명의 여과막 모듈을 포함하는 여과 시스템의 일 실시예를 예시하고,
도 3은 도 2의 A-A' 라인을 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 여과막 모듈의 단면도이고,
도 4는 도 2의 A-A' 라인을 따른 본 발명의 다른 실시예에 따른 여과막 모듈의 단면도이며,
도 5는 본 발명의 여과막 모듈을 포함하는 여과 시스템의 다른 실시예를 예시한다.The accompanying drawings are included to assist in understanding the present invention and to form a part of the specification, to illustrate embodiments of the present invention, and to explain the principles of the present invention together with the detailed description of the invention.
1 schematically shows a filtration system in which cleaning by an acid method is performed;
2 illustrates one embodiment of a filtration system comprising a filtration membrane module of the present invention,
3 is a cross-sectional view of a filtration membrane module according to an embodiment of the present invention along the AA ′ line of FIG. 2,
4 is a cross-sectional view of a filtration membrane module according to another embodiment of the present invention along the AA ′ line of FIG. 2;
5 illustrates another embodiment of a filtration system including the filtration membrane module of the present invention.

본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention encompasses all changes and modifications that come within the scope of the invention as defined in the appended claims and equivalents thereof.

본 명세서에서 사용되는 용어 "조대기포(coarse bubble)"는 직경이 100㎛를 초과하는 기포로 정의된다. 조대기포는 물 속을 상대적으로 빠른 속도로 상승하기 때문에 에어 스크러빙에 의한 여과막 세정을 수행할 수 있다.The term "coarse bubble" as used herein is defined as a bubble having a diameter of more than 100 μm. Since the coarse bubbles rise in the water at a relatively high speed, the filtration membrane can be cleaned by air scrubbing.

본 명세서에서 사용되는 용어 "미세기포(fine bubble)"는 직경이 100㎛ 이하인 기포로 정의된다. 엄밀히 이야기하면, 미세기포는 다시 1~100㎛의 직경을 갖는 마이크로기포와 1㎛ 미만의 직경을 갖는 나노기포로 분류될 수 있다. 마이크로기포는 물 속에서 상대적으로 서서히 상승하고 서서히 소멸한다. 나노기포는 물 속에서 몇 달 동안 지속될 수 있다. 본 명세서에서 "미세기포"는 주로 마이크로기포를 의미하는 것으로 이해되어도 무방하지만 나노기포를 완전히 배제하는 것은 아니다.The term "fine bubble" as used herein is defined as a bubble having a diameter of 100 μm or less. Strictly speaking, microbubbles can be further classified into micro bubbles having a diameter of 1 to 100 μm and nano bubbles having a diameter of less than 1 μm. Microbubbles rise relatively slowly in water and slowly disappear. Nanobubbles can last for months in water. In the present specification, "micro-strength bubbles" may be understood to mean mainly micro bubbles, but not completely exclude nano bubbles.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 여과막 모듈 및 이것을 포함한 여과 시스템의 일 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of a filtration membrane module and a filtration system including the same according to the present invention.

아래에서 설명되는 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위하여 여과막으로서 중공사막을 예시하고 있으나, 본 발명은 중공사막에만 국한되는 것은 아니고 평막을 포함하는 다양한 종류의 여과막들이 본 발명의 여과막 모듈 및 여과 시스템에 모두 적용될 수 있다.Embodiments of the present invention described below illustrate a hollow fiber membrane as a filtration membrane in order to explain the technical idea of the present invention, but the present invention is not limited to the hollow fiber membrane, but various kinds of filtration membranes including flat membranes It can be applied to both filtration membrane modules and filtration systems.

도 2는 본 발명의 여과막 모듈을 포함하는 여과 시스템의 일 예이다.2 is an example of a filtration system including the filtration membrane module of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 여과 시스템은 복수 개의 여과막 모듈들(200)을 포함한다. 여과막 모듈들(200)은 수조(미도시) 내의 처리하고자 하는 유체 내에 침지된다. 여과막 모듈들(200)을 통해 얻어진 여과수(permeate)는 공통 배관(미도시)을 통해 여과수 저장조(미도시)로 보내진다.As shown in FIG. 2, the filtration system of the present invention includes a plurality of filtration membrane modules 200. The filtration membrane modules 200 are immersed in a fluid to be treated in a water tank (not shown). Permeate obtained through the filtration membrane modules 200 is sent to a filtrate reservoir (not shown) through a common pipe (not shown).

수처리 중 중공사막(230) 표면의 오염, 즉 파울링(fouling)을 방지하기 위하여 조대 기포를 생성하는 산기장치(air diffuser)(300)가 여과막 모듈들(200) 하부에 배치된다. 산기장치(300)는 금속 또는 폴리머로 제조된다.An air diffuser 300 for generating coarse bubbles is disposed under the filter membrane modules 200 to prevent contamination of the surface of the hollow fiber membrane 230 during the water treatment, that is, fouling. The diffuser 300 is made of metal or polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 여과막 모듈(200)은 제1 헤더(210), 여과막 모듈(200)의 수 처리 작업 중에 상기 제1 헤더(210)의 하부에 위치하는 제2 헤더(220), 및 상기 제1 및 제2 헤더들(210, 220) 사이의 중공사막(230)을 포함한다. 중공사막(230)의 양 단이 고정부(240)에 포팅됨으로써 중공사막(230)이 제1 및 제2 헤더들(210, 220)에 각각 고정되어 있다.The filtration membrane module 200 according to an embodiment of the present invention includes a first header 210, a second header 220 positioned below the first header 210 during a water treatment operation of the filtration membrane module 200, And a hollow fiber membrane 230 between the first and second headers 210 and 220. Both ends of the hollow fiber membrane 230 are potted to the fixing part 240 to fix the hollow fiber membrane 230 to the first and second headers 210 and 220, respectively.

본 발명의 중공사막(230)의 제조에 사용될 수 있는 폴리머는 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지 및 폴리에스테르이미드 수지 중 적어도 하나를 포함한다. Polymers that can be used in the production of the hollow fiber membrane 230 of the present invention are polysulfone resin, polyethersulfone resin, sulfonated polysulfone resin, polyvinylidene fluoride (PVDF) resin, polyacrylonitrile (PAN) resin, At least one of polyimide resin, polyamideimide resin and polyesterimide resin.

본 발명의 중공사막(230)은 단일막 또는 복합막 형태일 수 있다. 중공사막(230)이 복합막 형태일 경우, 중공사막(230)은 튜브형 브레이드 및 그 표면 상에 코팅되는 폴리머 박막을 포함할 수 있다. 상기 튜브형 브레이드는 폴리에스테르 또는 나일론으로 제조될 수 있다. The hollow fiber membrane 230 of the present invention may be in the form of a single membrane or a composite membrane. When the hollow fiber membrane 230 is in the form of a composite membrane, the hollow fiber membrane 230 may include a tubular braid and a polymer thin film coated on the surface thereof. The tubular braid may be made of polyester or nylon.

제1 헤더(210)는 그 내부에 집수 공간을 갖고, 중공사막(230)의 중공은 제1 헤더(210)의 집수 공간과 유체 연통되어 있다. 제1 헤더(210)의 집수 공간을 통해 중공사막(230) 내부에 음압을 가하면 유체만이 선택적으로 중공사막(230)을 투과함으로써 유체에 섞여 있던 슬러지 등의 고형 성분이 분리된다. 중공사막(230)을 투과하여 중공으로 유입된 여과수는 제1 헤더(210) 내의 집수 공간으로 흘러간다.The first header 210 has a collecting space therein, and the hollow of the hollow fiber membrane 230 is in fluid communication with the collecting space of the first header 210. When a negative pressure is applied to the inside of the hollow fiber membrane 230 through the collecting space of the first header 210, only the fluid selectively penetrates the hollow fiber membrane 230 to separate solid components such as sludge mixed in the fluid. The filtered water flowing through the hollow fiber membrane 230 and introduced into the hollow flows into the water collecting space in the first header 210.

제2 헤더(220)에는 5 내지 7mm의 직경을 갖는 복수 개의 관통홀들(h1)이 제2 헤더(220)의 길이방향을 따라 형성되어 있다. A plurality of through holes h1 having a diameter of 5 to 7 mm is formed in the second header 220 along the length of the second header 220.

본 발명의 산기장치(300)는 배관을 포함한다. 상기 배관은 그 길이방향이 상기 제2 헤더의 길이방향에 수직이 되도록 배치된다. 상기 배관에는 그 길이방향을 따라 형성된 복수 개의 산기홀들(h2)이 형성되어 있다. 에어 공급부(미도시)로부터 제공되는 공기는 산기장치(300)의 산기홀들(h2)을 통해 배출되면서 조대기포들을 생성한다.The air diffuser 300 of the present invention includes a pipe. The pipe is arranged such that its longitudinal direction is perpendicular to the longitudinal direction of the second header. A plurality of diffuser holes h2 are formed in the pipe along the longitudinal direction thereof. Air provided from the air supply unit (not shown) is discharged through the diffuser holes h2 of the diffuser 300 to generate coarse bubbles.

산기장치(300)의 산기홀들(h2)로부터 공급되는 조대 기포들은 제2 헤더(220)의 관통홀들(h1)을 통해 제2 헤더(220)의 길이방향으로도 골고루 분배되어 상승하고, 여과막 모듈들(200)을 진동시킴으로써 파울링(fouling)을 방지한다. Coarse bubbles supplied from the air diffusers h2 of the air diffuser 300 are evenly distributed in the longitudinal direction of the second header 220 through the through holes h1 of the second header 220 to rise. Vibration is prevented by vibrating the filtration membrane modules 200.

본 발명에 의하면, 중공사막(230)의 세정을 위한 조대 기포들이 제2 헤더(220)의 관통홀들(h1)을 통해 중공사막(230) 전체로 골고루 분배되기 때문에, 제2 헤더(220)의 길이방향을 따른 조대 기포들의 고른 분배를 위해 메인 배관으로부터 분지된 다수의 산기관들이 요구되지 않는다. 별도의 산기관들이 요구되지 않기 때문에 슬러지 등의 고형성분이 산기장치(300)로 인입될 수 있는 기회가 최소화될 수 있다. 그 결과, 본 발명에 의하면 산기장치(300)의 막힘 현상이 상당히 감소될 수 있다. According to the present invention, since the coarse bubbles for cleaning the hollow fiber membrane 230 are evenly distributed to the entire hollow fiber membrane 230 through the through holes h1 of the second header 220, the second header 220. Multiple diffusers branched from the main piping are not required for even distribution of coarse bubbles along the longitudinal direction of. Since no separate diffusers are required, opportunities for introducing solid components, such as sludge, into the diffuser 300 can be minimized. As a result, according to the present invention, clogging of the air diffuser 300 can be significantly reduced.

또한, 본 발명에 의하면 산기장치(300)가 일체형 배관만으로 제조될 수 있기 때문에, 메인 배관, 산기관들 및 이들을 연결하기 위한 각종 부품들의 별도 제작 및 이들의 조립 공정이 생략될 수 있고, 그 결과 산기장치(300) 제조 공정이 획기적으로 단순화될 수 있다.In addition, according to the present invention, since the diffuser device 300 can be manufactured by only an integrated pipe, separate manufacturing of the main pipe, diffusers and various components for connecting them, and their assembly process can be omitted. The manufacturing process of the air diffuser 300 can be greatly simplified.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 헤더(220)에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 서로 다른 실시예들에 따른 제2 헤더(220)를 각각 예시한다.Hereinafter, the second header 220 of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4 illustrate a second header 220 according to different embodiments of the present invention, respectively.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 헤더(220)는 중공사막(230)이 고정부(240)을 통해 고정되는 바디(221) 및 상기 바디(221)의 외주변으로부터 연장되어 형성된 측면 돌출부(222)를 포함한다. 제2 헤더(220)의 관통홀들(h1)은 상기 측면 돌출부(222)에 제2 헤더(220)의 길이방향을 따라 형성되어 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the second header 220 of the present invention includes a body 221 to which the hollow fiber membrane 230 is fixed through the fixing part 240 and an outer periphery of the body 221. It includes an extended side formed protrusion 222. The through holes h1 of the second header 220 are formed along the longitudinal direction of the second header 220 in the side protrusion 222.

상기 측면 돌출부(222)는 여과막 모듈(230)의 하방을 향해 연장되어 있기 때문에 제2 헤더(220)는 그 하방에 바디(221) 및 측면 돌출부(222)에 의해 둘러싸인 제1 홈(S1)을 갖는다. 산기장치(300)로부터 공급되는 조대 기포들이 제2 헤더(220)의 제1 홈(S1) 내에서 제2 헤더(220)의 길이방향을 따라 분포되는 방식으로 포집된 후 관통홀들(h1)을 통해 빠져나가게 되기 때문에 조대기포들이 제2 헤더(220)의 길이방향을 따라 고르게 분출될 수 있다.Since the side protrusion 222 extends downwardly of the filtration membrane module 230, the second header 220 opens the first groove S1 surrounded by the body 221 and the side protrusion 222 below. Have Coarse bubbles supplied from the diffuser 300 are collected in a manner distributed along the longitudinal direction of the second header 220 in the first groove S1 of the second header 220 and then through holes h1. Since the coarse bubbles are escaped through, the coarse bubbles may be evenly ejected along the longitudinal direction of the second header 220.

제2 헤더(220)의 바디(221)에는 상기 제1 홈(S1)의 반대 측에 위치하는 제2 홈(S2)이 형성되어 있다. 상기 제2 홈(S2)의 적어도 일부가 고정부(240)로 채워져 있고, 중공사막(230)이 상기 고정부(240)에 포팅되어 있다.The body 221 of the second header 220 is formed with a second groove S2 positioned opposite to the first groove S1. At least a part of the second groove S2 is filled with the fixing part 240, and the hollow fiber membrane 230 is potted on the fixing part 240.

도 3에 예시된 본 발명의 일 실시예에 따르면 중공사막(230)을 투과한 여과수가 제1 헤더(210) 측으로만 흐르도록 설계되기 때문에 제2 헤더(220)는 그 내부에 별도의 집수 공간을 갖지 않는다. 중공사막(230)이 고정부(240)에 포팅될 때 중공사막(230)의 중공에 고정부(240) 물질(예를 들어, 폴리우레탄 수지)이 인입되는 것을 방지하기 위하여 고정부(240)에 포팅되는 중공사막(230)의 말단은 실링되어 있다.According to one embodiment of the present invention illustrated in FIG. 3, since the filtered water passing through the hollow fiber membrane 230 flows only toward the first header 210 side, the second header 220 has a separate collecting space therein. Does not have When the hollow fiber membrane 230 is potted to the fixing part 240, the fixing part 240 to prevent the fixing part 240 material (eg, polyurethane resin) from being introduced into the hollow of the hollow fiber membrane 230. The end of the hollow fiber membrane 230 to be ported to is sealed.

이에 반해, 도 4에 예시된 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 중공사막(230)을 투과한 여과수가 제1 및 제2 헤더들(210, 220) 양 측으로 흐르도록 설계되기 때문에 제1 헤더(210)는 물론이고 제2 헤더(220)도 역시 그 내부에 집수 공간을 갖는다. 즉, 제2 헤더(220)의 제2 홈(S2)의 일부만이 고정부(240)에 의해 채워지고, 그 결과 제2 헤더(220)의 바디(221)와 고정부(240) 사이에 여과수를 위한 집수 공간이 형성된다. 고정부(240)에 포팅되어 있는 중공사막(230)의 중공은 제2 헤더(220)의 집수 공간과 유체 연통된다.In contrast, according to another exemplary embodiment of the present invention illustrated in FIG. 4, since the filtered water passing through the hollow fiber membrane 230 is designed to flow to both sides of the first and second headers 210 and 220, the first header ( The second header 220 as well as 210 also has a catchment space therein. That is, only a part of the second groove S2 of the second header 220 is filled by the fixing part 240, and as a result, the filtered water is between the body 221 and the fixing part 240 of the second header 220. A catchment space is formed for. The hollow of the hollow fiber membrane 230 ported to the fixing part 240 is in fluid communication with the collecting space of the second header 220.

도 5는 본 발명의 여과막 모듈을 포함하는 여과 시스템의 다른 실시예를 나타낸다. 5 shows another embodiment of a filtration system comprising the filtration membrane module of the present invention.

도 5에 예시된 본 발명의 여과 시스템은 호기조(aerobic tank)(400)를 포함한다. 호기조(400) 내의 처리되어야 할 유체 내에는 호기성 박테리아(aerobic bacteria)가 분포되어 있다. 호기성 박테리아는 공업용 배수 및 생활용 배수 등과 같은 처리되어야 할 유체 중에 포함되어 있는 유기물을 분해한다. The filtration system of the present invention illustrated in FIG. 5 includes an aerobic tank 400. Aerobic bacteria are distributed in the fluid to be treated in the aerobic tank 400. Aerobic bacteria decompose organic matter contained in the fluid to be treated, such as industrial drainage and domestic drainage.

처리되어야 할 유체 내의 용존 산소량이 클수록 호기성 박테리아에 의한 유기물 분해에 유리하다는 점에서 직경이 100㎛ 이하인 미세기포가 호기조(400) 내에 공급되어야 한다. 따라서, 호기성 박테리아에 산소를 지속적으로 공급하기 위하여 호기조(400)의 바닥 부근에 미세기포 발생기(500)가 제공된다. 미세기포 발생기(500)는 블로어(600)로부터 기체를 제공 받아 미세기포를 발생시키는 것으로서 세라믹 재질의 디스크 타입 및 합성수지 재질의 멤브레인 타입으로 분류될 수 있다.The larger the amount of dissolved oxygen in the fluid to be treated, the more favorable the microorganisms having a diameter of 100 μm or less should be supplied into the aeration tank 400 in that the greater the amount of dissolved oxygen in the fluid to be treated. Accordingly, the microbubble generator 500 is provided near the bottom of the aerobic tank 400 to continuously supply oxygen to the aerobic bacteria. The microbubble generator 500 generates microbubbles by receiving gas from the blower 600 and may be classified into a disc type of a ceramic material and a membrane type of a synthetic resin material.

호기조(400) 내의 유체 내에 여과막 모듈(200)을 침지시킨 후 고형 성분을 분리할 수 있다. The solid component may be separated after the filtration membrane module 200 is immersed in the fluid in the aerobic tank 400.

이 경우, 미세기포만으로는 충분한 여과막 오염 방지를 담보할 수 없기 때문에 통상의 여과막 모듈이 사용된다면 상기 미세기포 발생기(500) 외에 여과막 모듈을 진동시킴으로서 여과막의 파울링을 억제하기 위한 조대기포 발생용 산기장치가 별도로 더 설치될 것이 요구된다. In this case, since the microbubble alone is not sufficient to prevent contamination of the filter membrane, if a conventional filter membrane module is used, the apparatus for generating coarse bubbles for coarse bubble generation to suppress fouling of the filter membrane by vibrating the filter membrane module in addition to the microbubble generator 500. Is required to be installed further.

선택적으로, 여과 시스템이 호기조 외에 탈기조(aeration tank)를 더 포함할 수 있다. 호기조(400)로부터 처리되어야 할 원수가 탈기조에 유입되면 여과막 모듈을 이용하여 탈기조에서 고형 성분을 분리할 수 있다. 그러나, 이 경우에 있어서도 여과막 모듈을 진동시킬 수 있는 조대기포 생성용 산기장치가 탈기조 내에 제공되어야 하는 것은 마찬가지이다. Optionally, the filtration system may further comprise an aeration tank in addition to the aeration tank. When raw water to be treated from the aeration tank 400 flows into the degassing tank, the solid component may be separated from the degassing tank by using the filtration membrane module. However, also in this case, it is the same that the diffuser for generating coarse bubbles capable of vibrating the filtration membrane module should be provided in the degassing tank.

위와 같이 미세기포 발생기(500) 외에 조대기포 생성용 산기장치를 더 설치 및 운전할 경우 여과 시스템의 설치 비용이 증가할 뿐만 아니라 조대기포 발생용 산기장치의 운전에 따른 에너지 소모 및 그에 따른 가동 비용의 증가가 수반될 수 밖에 없는 문제점이 있다. In addition to the installation and operation of the coarse bubble generating diffuser in addition to the micro-bubble generator 500 as described above not only increases the installation cost of the filtration system, but also increases the energy consumption and operating cost according to the operation of the coarse bubble generating diffuser There is a problem that must be accompanied.

이에 반해, 본 발명에 의하면, 조대기포 생성용 산기장치 없이 본 발명의 여과막 모듈(200)이 호기조(400)의 처리되어야 유체 내에 침지된다. 미세기포 발생기(500)에서 제공되는 미세기포들이 여과막 모듈(200)의 제2 헤더(220)의 제1 홈(S1)에 포집된 상태로 소정 기간 존재하게 된다. 이때 미세기포들 간의 충돌로 인해 직경이 더 큰 기포가 지속적으로 생성되고, 제2 헤더(220)의 5 내지 7mm 직경의 관통홀들(h1)을 통해 조대기포가 중공사막(230)을 향해 분출된다. 제2 헤더(220)의 관통홀들(h1)을 통해 분출되는 조대기포는 중공사막(230)을 스크러빙함으로써 중공사막(230) 표면에 부착되어 있는 오염물질을 제거함과 동시에 제1 헤더(210)에 부딪혀 여과막 모듈(200)을 진동시킴으로써 파울링을 방지한다.On the contrary, according to the present invention, the filtration membrane module 200 of the present invention without the coarse bubble generating diffuser is immersed in the fluid only after the aeration tank 400 is processed. The microbubbles provided by the microbubble generator 500 are present in the first groove S1 of the second header 220 of the filtration membrane module 200 in a predetermined period. In this case, bubbles having a larger diameter are continuously generated due to the collision between the micro bubbles, and coarse bubbles are blown toward the hollow fiber membrane 230 through the through holes h1 having a diameter of 5 to 7 mm of the second header 220. . The coarse bubbles ejected through the through holes h1 of the second header 220 scrub the hollow fiber membrane 230 to remove contaminants attached to the surface of the hollow fiber membrane 230 and at the same time, the first header 210. The fouling is prevented by vibrating the filtration membrane module 200.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 여과막 모듈(200)이 호기조(400)에 적용되면 조대기포 생성용 산기장치 없이도 여과막 모듈(200)의 오염을 효과적으로 방지할 수 있고, 그 결과 여과 시스템의 설치 및 가동 비용을 최소화할 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 5, when the filtration membrane module 200 of the present invention is applied to the aerobic tank 400, contamination of the filtration membrane module 200 can be effectively prevented without the coarse air bubble generation apparatus, and as a result, the filtration membrane module 200 is filtered. The cost of installing and running the system can be minimized.

200: 여과막 모듈 210: 제1 헤더
220: 제2 헤더 221: 바디
222: 측면 돌출부 230: 중공사막
240: 고정부 300: 산기장치
400: 탈질조 500: 미세기포 발생기
600: 블로어200: filtration membrane module 210: first header
220: second header 221: body
222: side protrusion 230: hollow fiber membrane
240: fixed portion 300: diffuser
400: denitrification tank 500: microbubble generator
600: blower

Claims (11)

여과막 모듈에 있어서,
제1 헤더;
상기 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 제1 헤더의 하부에 위치하는 제2 헤더; 및
상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 여과막을 포함하고,
상기 제2 헤더에 복수 개의 관통홀들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 여과막 모듈.In the filtration membrane module,
A first header;
A second header positioned below the first header during the water treatment operation of the filtration membrane module; And
A filtration membrane between the first and second headers,
A filtration membrane module, characterized in that a plurality of through holes are formed in the second header. 제 1 항에 있어서,
상기 제2 헤더가 기포 포집을 위한 제1 홈을 갖도록, 상기 제2 헤더는 바디 및 상기 바디의 외주변으로부터 연장되어 형성된 측면 돌출부를 포함하고,
상기 제2 헤더의 관통홀들은 상기 측면 돌출부에 형성된 것을 특징으로 하는 여과막 모듈.The method of claim 1,
The second header includes a body and side protrusions extending from an outer periphery of the body such that the second header has a first groove for bubble collection,
The through-holes of the second header, the filtration membrane module, characterized in that formed in the side protrusion. 제 2 항에 있어서,
상기 제2 헤더의 바디에는 상기 제1 홈의 반대 측에 위치하는 제2 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 여과막 모듈.The method of claim 2,
The membrane module of claim 2, wherein a second groove is formed on a body opposite to the first groove. 제 3 항에 있어서,
상기 제2 홈의 적어도 일부를 채우는 고정부를 더 포함하고,
상기 여과막이 상기 고정부에 포팅된 것을 특징으로 하는 여과막 모듈.The method of claim 3, wherein
Further comprising a fixing portion for filling at least a portion of the second groove,
The filtration membrane module, characterized in that the filtration membrane is ported to the fixed portion. 제 3 항에 있어서,
상기 제2 홈의 일부만을 채우는 고정부를 더 포함하고,
상기 여과막이 상기 고정부에 포팅되어 있으며,
상기 제2 헤더의 바디와 상기 고정부 사이에 상기 여과막을 투과한 여과수를 위한 집수공간이 형성된 것을 특징으로 하는 여과막 모듈.The method of claim 3, wherein
Further comprising a fixing part for filling only a portion of the second groove,
The filtration membrane is potted to the fixed portion,
A filtration membrane module, characterized in that a collecting space for filtration water passing through the filtration membrane is formed between the body of the second header and the fixing portion. 제 5 항에 있어서,
상기 여과막은 중공사막이고,
상기 중공사막의 중공이 상기 집수공간과 연통된 것을 특징으로 하는 여과막 모듈.The method of claim 5, wherein
The filtration membrane is a hollow fiber membrane,
Filtration membrane module, characterized in that the hollow of the hollow fiber membrane is in communication with the collecting space. 처리되어야 할 유체 내에 침지될 복수 개의 여과막 모듈들; 및
상기 여과막 모듈들의 하방에 위치하며, 상기 여과막 모듈들의 수 처리 작업 중에 상기 유체 내에 기포를 제공하는 산기장치를 포함하되,
상기 여과막 모듈 각각은,
제1 헤더;
상기 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 제1 헤더의 하부에 위치하는 제2 헤더; 및
상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 여과막을 포함하고,
상기 제2 헤더에 복수 개의 관통홀들이 형성되어 있어, 상기 산기장치로부터 제공되는 기포가 상기 제2 헤더의 관통홀들을 통해 상기 여과막 측으로 상승하는 것을 특징으로 하는 여과 시스템.A plurality of filtration membrane modules to be immersed in the fluid to be treated; And
Located in the bottom of the filtration membrane module, including an air diffuser for providing air bubbles in the fluid during the water treatment operation of the filtration membrane modules,
Each of the filtration membrane modules,
A first header;
A second header positioned below the first header during the water treatment operation of the filtration membrane module; And
A filtration membrane between the first and second headers,
A plurality of through holes are formed in the second header, so that bubbles provided from the air diffuser rise to the filtration membrane through the through holes of the second header. 제 7 항에 있어서,
상기 제2 헤더가 상기 기포의 포집을 위한 제1 홈을 갖도록, 상기 제2 헤더는 바디 및 상기 바디의 외주변으로부터 연장되어 형성된 측면 돌출부를 포함하고,
상기 제2 헤더의 관통홀들은 상기 측면 돌출부에 형성된 것을 특징으로 하는 여과 시스템.The method of claim 7, wherein
The second header includes a body and a lateral protrusion extending from an outer periphery of the body such that the second header has a first groove for collecting the bubbles.
The through holes of the second header are formed in the side projections. 제 8 항에 있어서,
상기 산기장치는 배관을 포함하고,
상기 배관은 그 길이방향이 상기 제2 헤더의 길이방향에 수직이 되도록 배치되고,
상기 배관에는 그 길이방향을 따라 형성된 복수 개의 산기홀들이 형성되어 있으며,
상기 산기홀들을 통해 조대기포(coarse bubble)가 분출되는 것을 특징으로 하는 여과 시스템.The method of claim 8,
The diffuser includes a pipe,
The pipe is arranged such that its longitudinal direction is perpendicular to the longitudinal direction of the second header,
The pipe is formed with a plurality of diffuser holes formed along the longitudinal direction,
And a coarse bubble is ejected through the air holes. 여과막 모듈; 및
상기 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 여과막 모듈의 하방에 위치하게 되는 미세기포 발생기를 포함하되,
상기 여과막 모듈은,
제1 헤더;
상기 여과막 모듈의 수 처리 작업 중에 상기 제1 헤더의 하부에 위치하는 제2 헤더; 및
상기 제1 및 제2 헤더들 사이의 여과막을 포함하고,
상기 제2 헤더가 상기 미세기포의 포집을 위한 제1 홈을 갖도록, 상기 제2 헤더는 바디 및 상기 바디의 외주변으로부터 연장되어 형성된 측면 돌출부를 포함하고,
상기 제2 헤더의 측면 돌출부에는 복수 개의 관통홀들이 형성되어 있으며,
상기 미세기포 발생기에 의해 생성된 미세기포들이 상기 제2 헤더의 제1 홈에 소정 기간 포집됨으로써 상기 미세기포들이 상기 관통홀들을 통해 상기 여과막을 향해 분출될 때는 조대기포가 되는 것을 특징으로 하는 여과 시스템.Filtration membrane module; And
Including a micro-bubble generator that is located below the filtration membrane module during the water treatment operation of the filtration membrane module,
The filtration membrane module,
A first header;
A second header positioned below the first header during the water treatment operation of the filtration membrane module; And
A filtration membrane between the first and second headers,
The second header includes a body and a side protrusion extending from an outer periphery of the body such that the second header has a first groove for collecting the microbubbles.
A plurality of through holes are formed in the side protrusion of the second header,
The micro-bubbles generated by the micro-bubble generator is trapped in the first groove of the second header for a predetermined period of time so that when the micro-bubbles are ejected toward the filtration membrane through the through-holes becomes a coarse bubble. 제 10 항에 있어서,
상기 제2 헤더의 관통홀들의 직경은 5 내지 7mm인 것을 특징으로 하는 여과 시스템.11. The method of claim 10,
The diameter of the through holes of the second header is 5 to 7mm.
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