KR20140001011U - Hollow fiber membrane module and hollow fiber membrane module unit - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 실린더형 용기; 상기 실린더형 용기 내에 배치되는 다수개의 중공사막을 포함하는 중공사막 다발; 및 상기 실린더형 용기의 양단부에 배치되는 뚜껑체를 구비하며, 상기 중공사막 다발은 그의 일단부측 또는 양단부측이 개구 상태가 되도록 상기 실린더형 용기의 양단부에 접착 고정되어 있는 중공사막 모듈로서, 상기 실린더형 용기의 외주면에, 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈에 관한 것이다.The present invention, a cylindrical container; A hollow fiber membrane bundle including a plurality of hollow fiber membranes disposed in the cylindrical container; And a lid body disposed at both ends of the cylindrical container, wherein the hollow fiber membrane bundle is a hollow fiber membrane module adhesively fixed to both ends of the cylindrical container such that one end side or both end sides thereof are opened. It relates to the hollow fiber membrane module which is formed in the outer peripheral surface of a type | mold container with a pair or more opposing side nozzles.
Description
본 발명은 원수를 여과 처리하는 중공사막 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a hollow fiber membrane module for filtering raw water.
막여과법은, 에너지 절약, 공간 절약, 노동력 절약 및 제품의 품질 향상 등의 특징을 갖기 때문에, 여러 가지 분야에서 사용이 확대되고 있다. 예를 들면, 정밀 여과막이나 한외 여과막을 하천수나 지하수나 하수 처리수로부터 공업용수나 수돗물을 제조하는 정수 공정에 적용하는 경우를 들 수 있다.Since membrane filtration has characteristics such as energy saving, space saving, labor saving, and product quality improvement, its use has been expanded in various fields. For example, the case where a microfiltration membrane and an ultrafiltration membrane are applied to the water purification process which manufactures industrial water or tap water from a river water, groundwater, or sewage treatment water is mentioned.
또한 중공사막 모듈은, 단위 면적당의 막 면적이 크게 확보 가능하므로, 다수의 유체 처리 분야, 예를 들면, 한외 여과막에 의한 효소의 농축·탈염, 주사액용수의 제조, 전착 도료의 회수, 초순수의 최종 여과, 오폐수 처리, 하천수·호소수·복류수의 제탁, 정밀 여과막에 의한 약품 정제, 제균, 제탁 등에 적용되고 있다.In addition, since the hollow fiber membrane module can secure a large membrane area per unit area, many fluid treatment fields, for example, concentration and desalination of enzymes by ultrafiltration membranes, preparation of injection water, recovery of electrodeposition paint, and final ultrapure water It is applied to filtration, waste water treatment, sewage of river water, lake water, and effluent water, purification of medicine by a microfiltration membrane, disinfection, and sedimentation.
중공사막 모듈에는, 크게 나누어, 가압형 중공사막 모듈과 침지형 중공사막 모듈이 존재한다. 가압형 중공사막 모듈은 다수개의 다공질 중공사막 다발을 내압성의 실린더형 용기 내에 장전하여, 중공사막 다발의 양단부와 실린더형 용기를 접착제로 접착 고정하고, 접착 고정부를 절단하여 중공사막의 내부를 개구시킨 구조가 되어 있으며, 가압한 공급수를 막 모듈 내에 도입하여, 중공사막의 막에 의해서 여과를 행하는 타입의 막 모듈이다. 한편, 침지형 중공사막 모듈은, 중공사막 다발의 양단부를 각각 접착제로 접착 고정시킨 후, 접착 고정부를 절단하여 중공사막의 내부를 개구시킨 구조의 막 모듈로서, 여과액측을 흡인하여 여과하는 흡인 여과 방식을 채용한 타입의 막 모듈이다.The hollow fiber membrane module is roughly divided into a pressurized hollow fiber membrane module and an immersion hollow fiber membrane module. The pressurized hollow fiber membrane module loads a plurality of porous hollow fiber membrane bundles into a pressure resistant cylindrical container, adhesively fixes both ends of the hollow fiber membrane bundle and the cylindrical container with an adhesive, and cuts the adhesive fixing part to open the inside of the hollow fiber membrane. It is a membrane module of the type which introduce | transduces pressurized feed water into a membrane module, and performs filtration by the membrane of a hollow fiber membrane. Meanwhile, the immersion hollow fiber membrane module is a membrane module having a structure in which both ends of the hollow fiber membrane bundles are adhesively fixed with an adhesive, and then the adhesive fixing part is cut to open the inside of the hollow fiber membrane. This is a membrane module of the type employing the method.
가압형 중공사막 모듈은, 침지형에 비하여 여과 압력을 보다 크게 설정할 수 있으므로, 막 면적당의 처리량이 증가하여, 그 때문에 처리에 필요한 중공사막 개수를 줄일 수 있으며, 설치 면적을 작게 할 수 있는 등의 장점을 갖는다.Since the pressurized hollow fiber membrane module can set the filtration pressure higher than that of the immersion type, the throughput per membrane area is increased, so that the number of hollow fiber membranes required for the treatment can be reduced, and the installation area can be reduced. Has
일반적으로, 도 13에 도시한 바와 같이, 중공사막 모듈 (1)은 실린더형 용기 (3)의 양단부에, 노즐 (7a), 노즐 (7b)가 형성된 뚜껑체 (6a), 뚜껑체 (6b)를 액밀로 결합하고, 또한 실린더형 용기 (3)의 외주면에는, 실린더형 용기 (3)의 길이 방향의 중심선 (10)과 수직 방향으로 사이드 노즐 (5)가 형성되어 있다. 여과를 중공사막의 외주막으로부터 내주 방향으로 행하는 외압식 여과의 경우, 일단의 뚜껑체 (6b)의 노즐 (7b)로부터 가압한 공급수를 도입하고, 중공사막에 의해서 여과된 여과액을 다른 일단의 뚜껑체 (6a)의 노즐 (7a)로부터 취출한다. 한편, 여과되지 않은 농축물이나 중공사막 모듈 (1) 내의 공기 등은 사이드 노즐 (5)로부터 배출된다.Generally, as shown in FIG. 13, the hollow
또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 중공사막 모듈 (1)은 개별적으로 각 사이드 노즐 (5)로부터 배출된 배수(排水)를 통과시키는 외부 배관 (11)과 이음매(도시하지 않음)를 통해 각각 접속되고, 복수개의 중공사막 모듈 (1)을 외부 배관 (11)의 길이 방향에 인접하여 배치하며, 이들을 하나의 운전 단위로 한 중공사막 모듈 유닛 (16)의 형태로 막 여과 운전을 행한다.In addition, as shown in FIG. 16, the hollow
이러한 중공사막 모듈 유닛 (16)에 있어서는, 외부 배관 (11) 및 이것을 지지하는 프레임류(도시하지 않음)가 필요해지기 때문에, 중공사막 모듈 유닛 (16) 전체의 제조 비용이 높아지고, 또한 사이드 노즐 (5)가 외부 배관 (11)과 수직 방향으로 형성되어 있기 때문에, 외부 배관 (11)의 상하로 무효 공간이 생겨, 중공사막 모듈 유닛 (16) 전체의 설치 면적이 커진다는 과제가 있었다.In such a hollow fiber
이를 해결하는 방법으로서, 개개의 중공사막 모듈의 사이드 노즐에 개별적으로 배관을 부착하고, 예를 들면, 중공사막 모듈 상부에 설치한 외부 배관에 상기 배관을 연결하는 것 등이 일반적으로 알려져 있다. 이것에 의해서 설치부의 무효 공간의 감소를 도모하여, 중공사막 모듈 유닛의 설치 면적을 작게 하는 것을 가능하게 하고 있다. 그러나, 이 구성에 있어서도 사이드 노즐 분의 설치 면적은 필요하다. 또한, 외부 배관은 여전히 필요하며, 제조 비용면에서의 우위성은 발견되지 않았다.As a method of solving this problem, it is generally known that pipes are individually attached to side nozzles of individual hollow fiber membrane modules, and the pipes are connected to external pipes installed on the hollow fiber membrane modules, for example. As a result, the void space of the mounting portion can be reduced, and the installation area of the hollow fiber membrane module unit can be reduced. However, also in this structure, the installation area of a side nozzle is necessary. In addition, external piping is still needed and no advantage in manufacturing costs has been found.
이들 문제를 해결하는 방법으로서, 뚜껑체에 사이드 노즐을 일체 형상으로 함으로써 설치 면적의 공간 절약화를 실현하는 수단이 개시되어 있다(특허문헌 1). 또한, 이 방식에서는 중공사막 모듈과 사이드 노즐과의 흐름의 압력 손실을 감소시키기 위해서, 뚜껑체의 중심선으로부터 치우친 위치에 사이드 노즐을 설치하여, 연결부의 개구 면적을 크게 함으로써, 중공사막 모듈과 사이드 노즐 사이의 연결부의 흐름에 큰 압력 손실을 주는 일 없이, 모듈 설치 면적의 공간 절약화가 가능하였다.As a method of solving these problems, the means which realizes space saving of installation area by disclosing the side nozzle to a lid body is disclosed (patent document 1). Moreover, in this system, in order to reduce the pressure loss of the flow of a hollow fiber membrane module and a side nozzle, a side nozzle is provided in the position which shifted from the centerline of a lid body, and the opening area of a connection part is enlarged, and a hollow fiber membrane module and a side nozzle are enlarged. The space saving of the module installation area was possible without giving a large pressure loss to the flow between the connections therebetween.
중공사막에 파손이 있었을 경우, 중공사막은 여과막으로서의 역할을 하지 않아, 공급수와 여과액이 혼합되게 된다는 문제가 발생하며, 이를 막기 위해서, 일반적으로는 파손된 중공사막의 개구단을 눈먹임하여 밀봉함으로써 모듈 보수하는 것이 필요해진다. 그러나, 특허문헌 1에 개시된 중공사막 모듈에서는, 이 중공사막의 개구단의 눈먹임ㆍ밀봉 작업에 있어서, 뚜껑체와 사이드 노즐이 일체 형상으로 되어 있기 때문에, 보수 작업에서 뚜껑체의 탈착 작업을 행할 경우, 연결되어 유닛화된 모듈의 뚜껑체의 연결뿐만 아니라, 사이드 노즐의 연결도 해제할 필요가 있어, 작업으로서 대규모의 것이 되게 되는 문제가 있었다.If the hollow fiber membrane is damaged, the hollow fiber membrane does not play a role as a filtration membrane, which causes a problem that the feed water and the filtrate are mixed. By doing so, it is necessary to repair the module. However, in the hollow fiber membrane module disclosed in
또한, 막 여과 운전 시에 중공사막에 파손이 없는지를 일상적으로 확인하는 등의 중공사막 모듈의 정기적인 유지 보수가 필요해지는데, 중공사막 모듈 간을 연결하는 특허문헌 1에 개시된 중공사막 모듈에 있어서는, 여과 운전 시의 유지 보수 작업에 있어서의 작업 효율이 저하될 우려가 있었다.In addition, although the periodic maintenance of the hollow fiber membrane module, such as routinely checking whether the hollow fiber membrane is damaged during membrane filtration operation, is required, in the hollow fiber membrane module disclosed in
본 발명은, 외부 배관을 생략하고 또한 조립 부재를 간략화함으로써, 공간 절약 및 저비용, 더구나 유지 보수성이 우수한 중공사막 모듈 및 중공사막 모듈 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module and a hollow fiber membrane module unit which are excellent in space saving, low cost, and further maintainability by eliminating external piping and simplifying the assembly member.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중공사막 모듈 및 중공사막 모듈 유닛은, 다음과 같이 특정된다.The hollow fiber membrane module and the hollow fiber membrane module unit of the present invention for achieving the above object are specified as follows.
(1) 실린더형 용기; (1) a cylindrical container;
상기 실린더형 용기 내에 배치되는 다수개의 중공사막을 포함하는 중공사막 다발; 및A hollow fiber membrane bundle including a plurality of hollow fiber membranes disposed in the cylindrical container; And
상기 실린더형 용기의 양단부에 배치되는 뚜껑체를 구비하며, A lid body disposed at both ends of the cylindrical container,
상기 중공사막 다발은 그의 일단부측 또는 양단부측이 개구 상태가 되도록 상기 실린더형 용기의 양단부에 접착 고정되어 있는 중공사막 모듈로서, The hollow fiber membrane bundle is a hollow fiber membrane module adhesively fixed to both ends of the cylindrical container such that one end side or both end sides thereof are in an open state,
상기 실린더형 용기의 외주면에, 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.A hollow fiber membrane module, characterized in that at least one pair of side nozzles facing each other is formed on an outer circumferential surface of the cylindrical container.
(2) 상기 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐로부터 선택되는 한쌍의 사이드 노즐의 중심선이, 상기 실린더형 용기의 길이 방향의 중심선과 수직의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 중공사막 모듈.(2) The hollow fiber membrane module according to (1), wherein the center lines of the pair of side nozzles selected from the pair of the opposite side nozzles are perpendicular to the center line in the longitudinal direction of the cylindrical container.
(3) 상기 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐로부터 선택되는 한쌍의 사이드 노즐의 중심선이, 상기 실린더형 용기의 길이 방향의 중심선과 꼬인 위치의 관계에 있는 것을 특징으로 하는 (2)에 기재된 중공사막 모듈(3) The hollow fiber membrane module according to (2), wherein the center lines of the pair of side nozzles selected from the pair of the opposite side nozzles are in a twisted position with the center line in the longitudinal direction of the cylindrical container.
(4) 상기 실린더형 용기의 길이 방향에서, 상기 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐로부터 선택되는 한쌍의 사이드 노즐이 형성되는 부분의 실린더형 용기의 내경이, 상기 사이드 노즐이 형성되지 않은 부분의 실린더형 용기의 내경보다도 큰 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 중공사막 모듈.(4) In the longitudinal direction of the cylindrical container, the inner diameter of the cylindrical container in the part where a pair of side nozzles selected from the opposing pair of side nozzles is formed is a cylindrical container in the part where the side nozzle is not formed. The hollow fiber membrane module as described in any one of (1)-(3) characterized by being larger than the inner diameter of the.
(5) 상기 뚜껑체가 투명한 부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재한 중공사막 모듈.(5) The hollow fiber membrane module according to any one of (1) to (4), wherein the lid member is made of a transparent member.
(6) (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 중공사막 모듈의 복수개가, 상기 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐로부터 선택되는 한쌍의 사이드 노즐에 의해 서로 연결하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈 유닛.(6) A plurality of hollow fiber membrane modules according to any one of (1) to (5), wherein the hollow fiber membranes are configured to be connected to each other by a pair of side nozzles selected from one or more pairs of opposing side nozzles. Module unit.
본 발명에 따르면, 외부 배관을 생략함으로써, 공간 절약 및 저비용이며, 또한 유지 보수 시에 높은 작업 효율을 갖는 것을 실현할 수 있는 중공사막 모듈 및 중공사막 모듈 유닛을 제공할 수 있다.According to the present invention, by eliminating the external piping, it is possible to provide a hollow fiber membrane module and a hollow fiber membrane module unit that can realize a space saving, low cost, and high work efficiency during maintenance.
도 1은 본 발명의 중공사막 모듈이 예를 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1의 중공사막 모듈의 종단면도이다.
도 3은 도 1의 중공사막 모듈에 있어서의 사이드 노즐의 중심면에서의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 중공사막 모듈 유닛(1열)의 예를 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 중공사막 모듈 유닛(다열)의 예를 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 중공사막 모듈의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 7은 도 6의 중공사막 모듈에서의 사이드 노즐의 중심면에서의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 중공사막 모듈의 또한 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 9는 도 8의 중공사막 모듈에 있어서의 사이드 노즐의 중심면에서의 횡단면도이다.
도 10은 본 발명의 중공사막 모듈의 또한 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 중공사막 모듈의 또한 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 12는 본 발명의 중공사막 모듈의 또한 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 13은 종래의 중공사막 모듈의 예를 도시하는 개략도이다.
도 14는 도 13의 중공사막 모듈의 종단면도이다.
도 15는 도 13의 중공사막 모듈에 있어서의 사이드 노즐의 중심면에서의 횡단면도이다.
도 16은 종래의 중공사막 모듈 유닛의 예를 도시하는 개략도이다.1 is a schematic view showing an example of a hollow fiber membrane module of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the hollow fiber membrane module of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a transverse cross-sectional view at the center plane of the side nozzles in the hollow fiber membrane module of FIG. 1. FIG.
4 is a schematic view showing an example of the hollow fiber membrane module units (1 row) of the present invention.
5 is a schematic view showing an example of the hollow fiber membrane module unit (multiline) of the present invention.
6 is a schematic view showing another example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view at the center plane of the side nozzles in the hollow fiber membrane module of FIG. 6. FIG.
8 is a schematic view showing still another example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
FIG. 9 is a transverse cross-sectional view at the center plane of the side nozzles in the hollow fiber membrane module of FIG. 8. FIG.
10 is a schematic view showing still another example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
11 is a schematic view showing still another example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
12 is a schematic view showing still another example of the hollow fiber membrane module of the present invention.
It is a schematic diagram which shows an example of the conventional hollow fiber membrane module.
14 is a longitudinal cross-sectional view of the hollow fiber membrane module of FIG. 13.
FIG. 15 is a transverse cross-sectional view at the center plane of the side nozzles in the hollow fiber membrane module of FIG. 13. FIG.
16 is a schematic view showing an example of a conventional hollow fiber membrane module unit.
이하, 본 발명에 대해서, 최량의 실시 형태를 모식적으로 도시한 도면을 참조하면서 설명한다. 다만, 본 발명의 범위가 이들 도면으로 제한되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated, referring drawings which demonstrated typically best embodiment. However, the scope of the present invention is not limited to these drawings.
본 발명에서의 가압형 중공사막 모듈 (1)의 예를 도 1에, 그의 종단면도를 도 (2)에 도시하였다. 중공사막 모듈 (1)은 수백개로부터 수만개의 중공사막을 묶은 중공사막 다발 (2)가 내압성의 실린더형 용기 (3)에 장전되고, 중공사막 다발 (2)의 양단부가 접착제 (4)로 접착 고정되어 이루어지는 구조이다. 도 1의 중공사막 모듈 (1)에서는, 그의 접착 고정부의 일단부측은 중공사막 단부면이 개구된 상태에서 접착 고정되고, 다른 한쪽의 일단부측은 중공사막 단면이 폐색된 상태에서 접착 고정되어 있지만, 접착 고정부의 양단부 모두 중공사막 단면이 개구된 상태에서 접착 고정된 타입의 중공사막 모듈일 수도 있다.An example of the pressurized hollow
또한, 중공사막 단면이 개구된 상태로 하는 방법으로서는 공지된 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 중공사막단의 개구부(또는 중공부)를 미리 접착제 등으로 밀봉한 상태에서, 유동성의 수지를 복수의 중공사막 사이에 유입시키고 고화시킴으로써 접착 고정부를 형성하고, 상기 접착 고정부 및 중공사막단의 밀봉부를 절단함으로써 개구부를 노출시키는 방법을 들 수 있다.In addition, a well-known method can be employ | adopted as a method of making the hollow fiber membrane cross section open. For example, in the state where the opening part (or hollow part) of the hollow fiber membrane end was previously sealed with an adhesive or the like, an adhesive fixing part was formed by flowing and solidifying a fluid resin between the plurality of hollow fiber membranes, thereby forming the adhesive fixing part and The method of exposing an opening part by cutting the sealing part of a hollow fiber membrane end is mentioned.
또한, 중공사막 모듈 (1)은 막 여과 운전 시에 종 배치, 즉 양단부 접착 고정부를 실질적으로 연직 방향으로 배치하여 막 여과 운전을 행할 수도 있다. 별법으로, 중공사막 모듈 (1)은 횡 배치, 즉 양단부 접착 고정부를 실질적으로 수평 방향으로 배치하여 막 여과 운전을 행할 수도 있다. 그러나 에어 스크러빙(에어에 의한 막 세정) 시의 필요 에어량이 적다는 점에서 종 배치에 의한 운전 쪽이 바람직하다.In addition, the hollow
실린더형 용기 (3)에 대해서는, 소재는 특별히 제한되지 않지만, 생산성, 비용, 경량화의 관점에서, 또한, 공급수에 포함되는 여러 가지 물질에 관한 내약품성, 옥외에서의 사용을 상정한 내후성도 고려하여, 통상은 폴리염화비닐(PVC), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 공중합체(ABS) 등의 수지나, 이들의 복합 소재(폴리머 얼로이 등)가 선택된다.For the
중공사막에 대해서는, 다공질의 중공사막이면 특별히 제한되지 않지만, 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에테르술폰(PES) 등의 유기 소재나 세라믹 등의 무기 소재로 형성되는 중공사막인 것이 바람직하며, 또한 막 강도의 관점에서 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 중공사막인 것이 보다 바람직하다. 중공사막 표면의 세공 직경에 대해서도 특별히 제한되지 않지만, 0.001 ㎛ 내지 1 ㎛의 범위 내에서 편의 선택할 수 있다. 또한, 중공사막의 외경에 대해서도 특별히 제한되지 않지만, 중공사막의 요동성이 높고, 세정성이 우수하기 때문에, 250 ㎛ 내지 2000 ㎛의 범위 내인 것이 바람직하다.The hollow fiber membrane is not particularly limited as long as it is a porous hollow fiber membrane, but inorganic materials such as organic materials such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyether sulfone (PES), and ceramics It is preferable that it is a hollow fiber membrane formed with the polyvinylidene fluoride (PVDF) system hollow fiber membrane from a viewpoint of film strength. Although it does not restrict | limit especially about the pore diameter of a hollow fiber membrane surface, either can select a bias within the range of 0.001 micrometer-1 micrometer. In addition, the outer diameter of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but is preferably within the range of 250 µm to 2000 µm because the hollow fiber membrane has high oscillation properties and excellent cleaning properties.
중공사막 다발 (2)의 양단부를 실린더형 용기 (3)에 접착 고정시킬 때의 접착제 (4)에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등의 열경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.Although it does not restrict | limit especially about the
본 발명의 중공사막 모듈 (1)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 실린더형 용기 (3)의 외주면에, 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐 (5)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 도 1에 도시하는 예에서는, 대향하는 한쌍의 사이드 노즐 (5)의 중심선 (9)가 실린더형 용기 (3)의 길이 방향의 중심선 (10)과 직교하고 있으며, 도 3에 사이드 노즐 (5)의 중심면에서의 횡단면도를 나타낸다.The hollow
실린더형 용기 (3)의 외주면에, 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐 (5)가 형성되어 있는 것에 의해, 도 4에 나타낸 바와 같이, 중공사막 모듈 (1)의 복수 라인을, 상기 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐로부터 선택되는 한쌍의 사이드 노즐 (5)에 의해 연결하여 1열의 중공사막 모듈 유닛을 구성할 수 있기 때문에, 종래에는 각각의 중공사막 모듈로부터 개별적으로 접속되어 있었던 외부 배관의 생략이 가능해진다. 사이드 노즐 (5) 끼리의 연결에는, 종래의 사이드 노즐과 외부 배관과의 접속과 마찬가지로, 클램프 형상 등의 이음매 (12)를 이용하면 된다.As the pair of one or
또한 도 5에 도시한 바와 같이, 1열의 중공사막 모듈 유닛을 그의 열과 직각의 방향으로 병렬하여 다열로 배치하고, 각 열에 있어서 한쪽의 말단에 연결된 중공사막 모듈 (1)의 사이드 노즐 (5)의 개구부 각각에 집수 배관 (15)를 접속하며, 다른 한쪽의 말단에 연결된 중공사막 모듈 (1)의 사이드 노즐 (5)의 개구부 각각을 액밀로 막음으로써, 다열의 중공사막 모듈 유닛 (16)이 된다. 종래의 중공사막 모듈 유닛의 양태에서는, 도 16에 도시한 바와 같이, 외부 배관 (11)의 양측에 중공사막 모듈 (1)을 열거하여 배치하고 개개의 사이드 노즐 (5)로 접속한, 2열의 중공사막 모듈 유닛 (16)이 기본이었지만(도 16에서는, 2열의 중공사막 모듈 유닛 (16)이 2조 도시되어 있음) 본 발명의 양태에서는, 중공사막 모듈 유닛 (16)의 구성 단위는 1열이 기본이 되기 때문에, 보다 자유도가 높은 중공사막 모듈 유닛 (16)의 설계가 가능해진다.In addition, as shown in Fig. 5, one row of hollow fiber membrane module units are arranged in multiple rows in parallel in a direction perpendicular to the rows thereof, and the
여기서, 본 발명의 중공사막 모듈 (1)을 이용한 여과 기구에 대해서, 중공사막의 외주막면으로부터 내주 방향으로 행하는 외압식 여과의 경우에서 설명한다. 이 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 각각의 중공사막 모듈 (1)에 의해 여과되지 않은 농축물이나 중공사막 모듈 (1) 내의 공기 등은 사이드 노즐 (5)로부터 배출되지만, 각각의 중공사막 모듈 (1)은 사이드 노즐 (5) 끼리가 연결되어 있기 때문에, 하류측(집수 배관 (15)측)의 중공사막 모듈 (1)로의 반복 유입, 실린더형 용기 (3)의 내주면과 중공사막 다발 (2)와의 간극 (13)에서의 통과 및 합류, 또한 하류측의 중공사막 모듈로의 배출을 반복하면서 배출되어 간다.Here, the filtration mechanism using the hollow
따라서, 사이드 노즐 (5)의 내부를 흐르는 수량은 하류측일수록 증대되기 때문에, 사이드 노즐 (5)의 내경은 중공사막 모듈 (1)의 연결 개수 분의 물의 양에 걸맞는 내경으로 할 필요가 있고, 일반적으로 연결 중공사막 모듈 (1)의 개수를 N으로 하면, 사이드 노즐 (5)의 내경은 종래의 사이드 노즐의 내경의 √N 배인 것이 바람직하다.Therefore, since the amount of water flowing inside the
본 발명에서는, 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐로부터 선택되는 한쌍의 사이드 노즐 (5)의 중심선 (9)가, 실린더형 용기 (3)의 길이 방향의 중심선 (10)이 수직의 관계에 있는 형태가 바람직하다. 특히 바람직하게는, 예를 들면 도 6 또는 도 7에 도시한 바와 같이, 대향하는 한쌍의 사이드 노즐의 중심선 (9)와 실린더형 용기 (3)의 길이 방향의 중심선 (10)이 수직, 또한 꼬인 위치에 있는 형태를 들 수 있다. 또한, 여기서 사이드 노즐 및 실린더형 용기의 중심선이란, 길이 방향에 수직인 임의의 단면에서의 중심을 길이 방향으로 연결한 직선을 의미한다. "수직"이란, 두 개의 직선이 직각의 관계에 있는 것을 나타내는 것으로, 동시에, 반드시 모든 경우에서 두 개의 직선이 교차하고 있는 것을 의미하는 것은 아닌 관계를 나타낸다. 또한, "꼬인 위치" 관계란, 공간 내의 두 개의 직선이 평행이 아니고, 또한, 교차하고 있지 않을 때, 즉 두 개의 직선이 동일 평면에 존재하지 않을 때의 두 직선의 위치 관계이다. 이것은 사이드 노즐 (5)의 개구 방향으로부터 보아 사이드 노즐 (5)가 수평 방향으로 오프셋되어 있는 형태인 것을 나타낸다.In the present invention, it is preferable that the
이 형태에서는, 대향하는 한쌍의 사이드 노즐 (5)의 중심선 (9)가 실린더형 용기 (3)의 길이 방향의 중심선 (10)과 직교하는 형태와 비교하여, 사이드 노즐 (5) 및 실린더형 용기 (3)의 내부에서의 흐름의 압력 손실을 감소시킬 수 있다. 한편, 대향하는 한쌍의 사이드 노즐 (5)의 중심선 (9)가 실린더형 용기 (3)의 길이 방향의 중심선 (10)과 직교하는 형태이면, 실린더형 용기 (3) 및 사이드 노즐 (5)의 형상이 컴팩트하고 또한 심플해져서 성형 비용을 감소시킬 수 있다.In this aspect, the
본 발명의 중공사막 모듈에 있어서는, 요구되는 기능에 따라, 대향하는 한쌍의 사이드 노즐 (5)의 중심선 (9)와 실린더형 용기 (3)의 길이 방향의 중심선 (10)의 관계를 적절하게 결정하면 된다.In the hollow fiber membrane module of the present invention, the relationship between the
또한, 본 발명에서는, 도 8 또는 도 9에 도시한 바와 같이, 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐로부터 선택되는 한쌍의 사이드 노즐 (5)가 형성되는 부분의 실린더형 용기 (3)의 내경이, 사이드 노즐이 형성되지 않은 부분의 실린더형 용기의 내경보다도 큰 형태인 것이 바람직하다. 이 형태에서는, 실린더형 용기 (3)의 내주면과 중공사막 다발 (2)와의 간극 (13)을 넓게 할 수 있기 때문에, 실린더형 용기 (3)의 내경이 균일한 형태와 비교하여, 실린더형 용기 (3)의 내부에서의 흐름의 압력 손실을 감소시킬 수 있다.In addition, in this invention, as shown in FIG. 8 or FIG. 9, the inner diameter of the
또한, 사이드 노즐과 뚜껑체는 별개의 부재로 구성되는 것이 바람직하다. 중공사막에 파손이 있었을 경우, 중공사막은 여과막으로서의 역할을 하지 않아, 공급수와 여과액이 혼합되게 된다는 문제가 발생하며, 이를 막기 위해서, 일반적으로는 파손된 중공사막의 개구단을 눈먹임하여 밀봉함으로써 모듈 보수하는 것이 필요해지는데, 사이드 노즐과 뚜껑체가 별개의 부재로 구성되어 있다는 것에 의해 여과 운전 시의 유지 보수 작업에서의 작업 효율이 높아지기 때문이다.Moreover, it is preferable that a side nozzle and a lid body are comprised by separate members. If the hollow fiber membrane is damaged, the hollow fiber membrane does not play a role as a filtration membrane, which causes a problem that the feed water and the filtrate are mixed. This is necessary to repair the module because the work efficiency in the maintenance work during the filtration operation is increased by the side nozzle and the lid being constituted by separate members.
따라서, 뚜껑체는 용이하게 탈착이 가능하고, 또한, 내액의 누설을 막기 위해서 액밀로 밀봉되어 있는 상태에서 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이것을 달성하는 접속 수단으로서는, 나사 접속, 클램프 접속, 플랜지 접속 등의 다양한 방법을 들 수 있다.Therefore, it is preferable that the lid body is easily detachable and is connected in a state of being sealed with a liquid seal in order to prevent leakage of the inner liquid. As a connection means which achieves this, various methods, such as a screw connection, a clamp connection, a flange connection, are mentioned.
또한, 상기 유지 보수에 있어서의 중공사막에 파손의 유무를 간결히 확인하는 수단의 하나로서, 뚜껑체가 투명한 부재로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 뚜껑체를 분리하는 일 없이 여과 운전 중에도 시각적으로 중공사막에 파손의 유무를 확인하는 것이 가능해진다. 뚜껑체를 구성하는 투명한 부재는, 뚜껑체의 내측을 흐르는 유체의 상태를 그의 외측에서 보고 알 수 있는 정도의 것이면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 투명 타입의 폴리염화비닐(PVC), 아크릴 수지, 또는 폴리카보네이트라는 수지 등을 들 수 있다.Moreover, it is preferable that a cover body is comprised by the transparent member as one of the means which confirms the presence or absence of damage to the hollow fiber membrane in the said maintenance simply. Thereby, it becomes possible to visually confirm the presence or absence of damage to a hollow fiber membrane even during filtration operation, without removing a lid body. The transparent member constituting the lid is not particularly limited as long as it can be seen from the outside of the fluid flowing through the lid, and for example, polyvinyl chloride (PVC), acrylic resin, Or resins such as polycarbonates.
또한, 한쌍 이상의 사이드 노즐에 대해서는, 실린더형 용기의 외주면에 형성되는 것으로 제한되는 것은 아니고, 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 외주면에 한쌍 이상의 사이드 노즐 (5)가 형성된 실린더체 (8)을 실린더형 용기 (3)에 액밀로 결합시키는 구성일 수도 있다.In addition, about one or more pair of side nozzles, it is not limited to what is formed in the outer peripheral surface of a cylindrical container, For example, as shown in FIG. 10, the
또한, 본 발명에서는, 대향하는 사이드 노즐의 수는 한쌍으로 제한되는 것이 아니며, 두쌍 이상일 수도 있다. 대향하는 사이드 노즐을 두쌍 이상 가진 형태로서는, 도 11이나 도 12에서 도시되는 형태를 들 수 있다.In the present invention, the number of opposing side nozzles is not limited to one pair, and may be two or more pairs. As a form which has two or more pair of opposing side nozzles, the form shown in FIG. 11 or 12 is mentioned.
이상과 같이, 본 발명의 중공사막 모듈에 있어서는, 사이드 노즐이 배관의 역할도 하기 때문에, 외부 배관을 생략할 수 있어서, 중공사막 모듈 유닛 전체의 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 또한 중공사막 모듈 유닛의 설치 면적을 작게 하여 공간 절약화를 실현하는 것, 또한, 조립 부재의 형상 간략화에 의해 높은 유지 보수성을 양립시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 중공사막 모듈의 제작에 있어서는, 종래와 마찬가지의 가공 방법으로 대응할 수 있는 것이며, 뚜껑체 등의 별도의 구성 부재의 변경도 불필요하기 때문에, 용이하게 채용이 가능하다.As described above, in the hollow fiber membrane module of the present invention, since the side nozzle also plays a role of piping, external piping can be omitted, thereby reducing the manufacturing cost of the entire hollow fiber membrane module unit. In addition, the installation area of the hollow fiber membrane module unit can be reduced to realize space saving, and high maintenance can be achieved by simplifying the shape of the assembly member. Moreover, in manufacture of the hollow fiber membrane module of this invention, since it can cope with the processing method similar to the conventional one, since change of other structural members, such as a lid body, is unnecessary, it is easy to employ | adopt.
1: 중공사막 모듈
2: 중공사막 다발
3: 실린더형 용기
4: 접착제
5: 사이드 노즐
6a, 6b: 뚜껑체
7a, 7b: 노즐
8: 실린더체
9: 사이드 노즐의 중심선
10: 실린더형 용기의 길이 방향의 중심선
11: 외부 배관
12: 이음매
13: 실린더형 용기 내주면과 중공사막 다발의 간극
14: 중공사막 모듈의 내부에서의 물의 흐름
15: 집수 배관
16: 중공사막 모듈 유닛1: hollow fiber membrane module
2: hollow fiber membrane bundle
3: cylindrical container
4: glue
5: side nozzle
6a, 6b: cap body
7a, 7b: nozzle
8: cylinder body
9: centerline of side nozzle
10: longitudinal center line of the cylindrical container
11: external piping
12: seam
13: clearance between the inner circumferential surface of the cylindrical container and the bundle of hollow fiber membranes
14: flow of water inside the hollow fiber membrane module
15: sump piping
16: hollow fiber membrane module unit
Claims (6)
상기 실린더형 용기 내에 배치되는 다수개의 중공사막을 포함하는 중공사막 다발; 및
상기 실린더형 용기의 양단부에 배치되는 뚜껑체를 구비하며,
상기 중공사막 다발은 그의 일단부측 또는 양단부측이 개구 상태가 되도록 상기 실린더형 용기의 양단부에 접착 고정되어 있는 중공사막 모듈로서,
상기 실린더형 용기의 외주면에, 대향하는 한쌍 이상의 사이드 노즐이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.Cylindrical vessels;
A hollow fiber membrane bundle including a plurality of hollow fiber membranes disposed in the cylindrical container; And
A lid body disposed at both ends of the cylindrical container,
The hollow fiber membrane bundle is a hollow fiber membrane module adhesively fixed to both ends of the cylindrical container such that one end side or both end sides thereof are in an open state,
A hollow fiber membrane module, characterized in that at least one pair of side nozzles facing each other is formed on an outer circumferential surface of the cylindrical container.
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