KR20190090460A - Membrane unit for immersion type membrane separation system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오폐수나 하수를 처리하여 정화하는 침지식 막분리 장치의 분리막유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공사막모듈이 분리막 프레임에 설치되었을 때 폭기되는 공기압에 의해 발생되는 유동을 완충하여 중공사막모듈과 연결되는 헤더연결구나 흡입관연결구의 피로파괴나 손상을 방지하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 관한 것이다.The present invention relates to a separation membrane unit of the immersion membrane separation apparatus for treating and purifying waste water or sewage, and more particularly, the hollow fiber membrane by buffering the flow generated by the aerated air pressure when the hollow fiber membrane module is installed in the membrane frame The present invention relates to a membrane unit for an immersion type membrane separation device that prevents fatigue breakdown or damage of a header connector or a suction pipe connector connected to a module.
침지식 막분리 장치는 생물학적 공정이나 물리화학적 공정으로 오폐수에 포함된 용존오염물질과 미생물 및 부유물질 등의 이물질을 걸러내어 여과함으로써 오폐수를 정화하는 장치이다. 도 1과 같이, 분리막 유니트는 여과수단에 필요한 분리막인 중공사막모듈이 여러개 구비된 유니트이다.Immersion type membrane separation device is a device for purifying wastewater by filtering and filtering out dissolved pollutants and microorganisms and suspended solids contained in wastewater by biological process or physicochemical process. As shown in Figure 1, the separation membrane unit is a unit provided with a plurality of hollow fiber membrane module that is a separation membrane required for the filtration means.
분리막은 일반적으로 중공사막을 사용하는데, 한정된 공간내에서 처리용량을 높이고 집적화 하기 위해 중공사막 수백내지 수천개를 한데 모아서 일체로 묶은 중공사막모듈을 사용한다.Separation membranes generally use hollow fiber membranes. In order to increase and integrate the processing capacity in a limited space, hundreds to thousands of hollow fiber membranes are used together and hollow fiber membrane modules are bundled together.
중공사막모듈의 구조는 일반적으로 소정길이를 갖는 중공사막과 중공사막 상하단을 고정하는 헤더로 구성된다.The structure of the hollow fiber membrane module generally includes a hollow fiber membrane having a predetermined length and a header fixing upper and lower ends of the hollow fiber membrane.
헤더에는 여과 유로가 형성되어 있어서, 헤더에 연결된 펌프 등의 부압에 의해서 중공사막을 통해 여과수가 배출된다.A filter flow path is formed in the header, and the filtered water is discharged through the hollow fiber membrane by a negative pressure such as a pump connected to the header.
헤더의 재료는 금속이나 합성수지를 사용하는데, 무게가 가볍고 가격이 저렴하며 특히 성형성이 우수한 합성수지를 사용하는 것이 일반적이다.The material of the header is a metal or a synthetic resin, which is generally used a lightweight resin, low cost and particularly excellent moldability.
상기와 같은 중공사막모듈이 분리막 유니트에 설치될 때에는 분리막 유니트에 헤더를 안착시킬 수 있는 모듈지지대가 구비되고, 모듈지지대 사이에 중공사막모듈이 조립된다.When the hollow fiber membrane module is installed in the membrane unit, a module support for mounting a header on the membrane unit is provided, and the hollow fiber membrane module is assembled between the module supports.
분리막 유니트의 제조는 각각의 구성부들로 제작하였다가, 용접이나 끼워 맞춤으로 조립하는 것이 일반적인데 생산성이나 제품의 안전성에서 유리하기 때문이다.The manufacture of the membrane unit is usually made of individual components and then assembled by welding or fitting, because it is advantageous in terms of productivity or product safety.
중공사막모듈의 하부에는 여과 과정에서 중공사막의 미세공에 오염물질이 달라 붙어 폐색되는 것을 방지하기 위하여 산기관을 통해 공기 세척을 하게 되는데, 압축공기에 의한 오폐수의 유동으로 중공사막모듈에도 상당한 압력이 가해진다.In the lower part of the hollow fiber membrane module, air is washed through the diffuser to prevent contaminants from clogging due to contaminants in the micropores of the hollow fiber membrane during the filtration process. This is applied.
또한, 산기관을 통한 공기압은 일정한 압력이 균일하고 지속적으로 가해지는 것이 아니라 강하게 짧은 공기압이 반복되는 펄스압이 가해지기 때문에 중공사막모듈은 유동(상하좌우로 심하게 흔들림)이 발생될 수 밖에 없다.In addition, the air pressure through the diffuser is not uniformly and continuously applied to the constant pressure, but a strong short air pressure is applied to the pulse pressure is repeated because the hollow fiber membrane module is forced to flow (swaying up, down, left and right).
중공사막모듈이 심하게 흔들리면 헤더와 흡입관 사이를 연결하는 헤더연결구나 흡입관연결구의 결합부위가 지속적인 충격으로 피로하중이 누적되어 결국에는 파손되고 만다. 중공사막모듈은 소모품이기 때문에 일정기간 경과후 교체해야 하지만, 대부분 중공사막의 다른 문제보다는 헤더의 손상으로 인해 교체되는 경우가 더 많이 발생 된다. 따라서 헤더의 손상만 방지할 수 있으면 교체하지 않고 중공사막모듈의 사용기간을 늘릴 수 있는 것이다.If the hollow fiber membrane module vibrates severely, the coupling part of the header connector or suction tube connector connecting the header and the suction tube will accumulate fatigue load due to continuous impact and eventually break. Since the hollow fiber membrane module is a consumable, it must be replaced after a certain period of time, but most of the hollow fiber membrane modules are replaced due to header damage rather than other problems of the hollow fiber membrane. Therefore, if only the damage of the header can be prevented, it is possible to extend the service life of the hollow fiber membrane module without replacement.
중공사막모듈의 교체기간이 늘어난다는 것은, 침지식 막분리 장치의 수리비나 관리비 감소를 의미하므로 장치를 운용하는 비용을 크게 감소 시킬 수 있다.Increasing the replacement period of the hollow fiber membrane module means a reduction in the repair and maintenance costs of the immersion membrane separation device can significantly reduce the cost of operating the device.
하지만, 지금까지는 모듈지지대에 조립되는 중공사막모듈의 헤더가 조립 후에 유동이 발생하지 않도록 하는데 필요한 기술개발에 집중하였다. 그래서 결합부분이 조금도 움직이지 못하도록 헤더의 다른 부분에 보조 구조물을 덧대어 고정하거나 또 다른 홀더를 이용하여 이중으로 잡아주는 구조를 갖추는 것이 일반적이었지만, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 실제로 현장에서 사용하다 보면 헤더나 흡입관에 결합된 헤더연결구나 흡입관연결구의 기저부가 사용중에 자주 파손된다.However, up to now, the header of the hollow fiber membrane module assembled to the module support has focused on developing the technology necessary to prevent the flow after assembly. Thus, it was common to have a structure in which an auxiliary structure is fixed to another part of the header so as to prevent the coupling part from moving at all, or it is doubled by using another holder. However, as shown in FIGS. In use, the header or the base of the suction pipe connection coupled to the suction pipe is frequently damaged during use.
도 2는 종래의 중공사막모듈 헤더의 유출공에 결합된 헤더연결구에 의해서 헤더의 유출공 부분이 파손된 상태를 나타낸 것이고, 도 3은 종래의 중공사막모듈 헤더의 유출공에 결합된 헤더연결구에 의해 유출공이 부분이 파손되어 유출공에 끼워진 헤더연결구의 나사부가 외부로 노출된 상태를 나타낸 것이며, 도 4는 종래의 흡인관 탭홀에 결합된 흡입관연결구가 한쪽으로 기울어져 흡입관연결구의 나사부가 부러지기 전 상태를 나타낸 것이고, 도 5는 종래의 분리막 유니트에 설치된 흡입관연결구가 흡입관의 탭홀에 끼워진 상태에서 기저부가 완전히 절단되어 기저부만 탭홀에 끼워진 상태로 남아 있는 것을 나타낸 것이다.Figure 2 shows a state in which the outlet hole of the header is broken by the header connector coupled to the outlet of the conventional hollow fiber membrane module header, Figure 3 is a header connector coupled to the outlet of the conventional hollow fiber membrane module header The outflow hole is damaged and the thread part of the header connector inserted into the outflow hole is exposed to the outside. FIG. 4 shows that the suction pipe connector coupled to the conventional suction pipe tap hole is inclined to one side before the screw of the suction pipe connector is broken. Figure 5 shows the state, the suction pipe connector installed in the conventional membrane unit is inserted in the tap hole of the suction pipe, the base portion is completely cut and only the bottom portion is inserted into the tap hole.
헤더연결구나 흡입관연결구와 같은 연결구가 파손되는 과정을 설명하면, 연결구는 중공사막모듈과 흡입관 사이에 결합되어 중공사막모듈에서 흡입한 정수를 흡입관으로 보내 외부로 송출하는 연결관이나 마찬가지 인데, 중공사막모듈에서 발생한 유동이 연결관에 전달되거나 흡입관에서 발생한 유동이 연결관에 전달되면 중공사막모듈과 결합된 연결구 부분과 흡입관에 결합된 연결구 부분에 부하가 집중되어 그곳이 결국 파손된다.Explaining the process of breaking a connector such as a header connector or a suction pipe connector, the connector is similar to a connector that is coupled between the hollow fiber membrane module and the suction pipe and sends purified water sucked from the hollow fiber membrane module to the suction pipe to the outside. When the flow generated from the module is transferred to the connection pipe or the flow generated from the suction pipe is transmitted to the connection pipe, the load is concentrated on the connector part coupled to the hollow fiber membrane module and the connector part coupled to the suction pipe, and eventually breaks there.
도 6은 은 중공사막모듈에서 발생한 유동력과 흡입관에서 발생한 유동력이 연결구를 통해 상호간에 영향을 미치지 못하도록 하나의 헤더연결구를 중공사막모듈 측에 결합하고 흡입관연결구를 흡입관연결구에 각각 결합하도록 한 후 헤더연결구와 흡입관연결구를 서로 연결한 것을 분리한 후 확대하여 상세히 나타낸 것이다.Figure 6 is to combine the one header connector to the hollow fiber membrane module side and the suction pipe connector to the suction pipe connector so that the flow force generated in the hollow fiber membrane module and the flow force generated in the suction pipe does not affect each other through the connector The header connector and the suction pipe connector are separated from each other and then expanded in detail.
중공사막모듈을 통해서 엘자형의 헤더연결구에 유동력이 전달되면 헤더연결구가 흡입관연결구에서 수직방향으로 자유 진동하면서 그 유동력이 흡입관연결구에 과도하게 전달되지 않으므로 흡입관연결구와 흡입관 사이 결합 부분에 유동력이 전달되지 않아 파손이 방지되고, 같은 방식으로 흡입관에서 발생한 유동력이 중공사막모듈과 헤더연결구 결합 부분에 전달되지 않아 파손이 방지된다.When the flow force is transmitted to the el-shaped header connector through the hollow fiber membrane module, the header connector freely vibrates vertically from the suction pipe connector and the flow force is not excessively transmitted to the suction pipe connector. This is not transmitted to prevent damage, and in the same way the flow force generated in the suction pipe is not transmitted to the coupling portion of the hollow fiber membrane module and the header connector to prevent damage.
수평방향 유동력은 헤더연결구 외주에 끼워진 오링에 의해서 흡수되는데, 헤더연결구의 상부 외경이 흡입관연결구 하부 내경 보다 1 ~ 2mm 작게 설계되어 있고, 그 공간을 신축성 있는 오링이 막으면서 수밀을 유지하므로 오링의 신축성에 의해 수평방향 유동력을 흡수하게 된다.The horizontal flow force is absorbed by the O-ring fitted to the outer circumference of the header connector.The upper outer diameter of the header connector is designed to be 1 ~ 2mm smaller than the lower inner diameter of the suction pipe connector, and the space of the O-ring is prevented by the elastic O-ring. Elasticity absorbs the horizontal flow force.
그런데 분리막 유니트는 수중에 설치되어 있고, 수중에는 진흙과 같은 오염되고 점성이 있는 물질이 있어서, 분리막 유니트를 오랫동안 사용하면 헤더연결구 사이나 흡입관연결구 사이에 오염물질이 끼여 휘거나 뒤틀린다.However, the membrane unit is installed in the water, and there is a contaminated and viscous material such as mud in the water, and contaminants are bent or twisted between the header connector or the suction pipe connector when the membrane unit is used for a long time.
헤더연결구와 흡입관연결구의 휨량이나 뒤틀림량이 적으면 1 ~ 2mm 차이 나는 직경 차이로 그 힘이나 뒤틀림을 보상하여 상쇄될 수 있지만, 휨량이나 뒤틀림량이 많아지면 결국 결합부에 유동력이 집중되어 사용중에 도 2에 나타낸 바와 같이, 파손되거나 부러지고 만다.If the amount of warpage or twist between the connector and the inlet pipe is small, the difference in diameter can be compensated by the difference in diameter by 1 ~ 2mm, but the amount of warpage or the amount of warpage can be offset by increasing the amount of warpage or distortion. As shown in Figure 2, it breaks or breaks.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 것으로, 중공사막모듈을 분리막 유니트에 조립한 후, 중공사막모귤연결구와 흡입관연결구를 통해 서로 간에 연통시킬 때 헤더의 유출공에 결합되는 중공사막오듈연결구와 탭홀에 결합되는 흡입관연결구에 인가되는 유동력을 패스시키거나 흡수할 수 있는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트를 제공한다.The present invention is to solve the problems as described above, after the hollow fiber membrane module is assembled to the membrane unit, the hollow fiber membrane module connector is coupled to the outlet hole of the header when communicating with each other through the hollow fiber membrane connector and suction pipe connector The present invention provides a membrane unit for an immersion type membrane separation device capable of passing or absorbing a flow force applied to a suction pipe connector coupled to a tap hole.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트에 있어서, 분리막 프레임; 상기 분리막 프레임에 설치되고 내부에는 유로가 형성되어 있으며 하부에는 유로와 연통되는 다수의 탭홀이 형성된 흡입관; 상기 분리막 프레임에 다수 장착되고 내부에 유로가 형성된 헤더와 헤더 사이에 중공사막이 연결되어 이루어지고 양측단에 헤더의 유로와 연통되는 유출공이 형성된 중공사막모듈; 상기 헤더의 유출공에 일단이 끼워져 결합되며 다른 일단은 절곡 상향되어 상기 흡입관의 탭홀 방향으로 향하는 헤더연결구; 상기 흡입관의 탭홀에 일단이 끼워지고 다른 일단은 상기 헤더연결구 방향으로 향하는 흡입관연결구; 상기 헤더연결구와 상기 흡입관연결구 사이에 끼워져 수직방향으로 슬라이딩되면서 이동가능하게 결합되며, 중간의 플랜지를 통해 구분되어 상바디와 하바디로 이루어지고, 상기 상바디와 하바디에는 링홈을 형성한 후 링홈에 오링이 끼워져 수밀을 유지하면서 상기 헤더연결구와 흡입관연결구의 내벽면 사이에 수평 방향으로 이동할 수 있도록 1 ~ 2mm의 유격이 형성되어 상기 중공사막모듈과 흡입관을 통해 전달되는 수직방향 유동력과 수평방향 유동력을 연동하면서 지속적으로 흡수하는 중간연결구; 및 상기 분리막 프레임의 하부에 설치되어 폭기압을 발생시켜 수류를 만들어 냄으로써 중공사막모듈의 중공사막에 달라붙은 이물질을 제거하는 산기관;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a membrane unit for an immersion membrane separation apparatus, comprising: a membrane frame; A suction pipe installed in the membrane frame and having a flow path formed therein and having a plurality of tap holes communicating with the flow path at a lower portion thereof; A hollow fiber membrane module mounted on the separation membrane frame and having a hollow fiber membrane connected between a header and a header formed therein, and having outflow holes communicating at both ends thereof with a flow path of the header; One end is fitted into the outlet hole of the header and the other end is bent upward and directed toward the tap hole of the suction pipe; A suction pipe connector having one end fitted into a tap hole of the suction pipe and the other end of which is directed toward the header connector; It is inserted between the header connector and the suction pipe connector is slidably coupled while sliding in the vertical direction, and is divided into an upper flange and a lower body by a middle flange, and the ring body is formed in the upper body and the lower body after forming a ring groove O-ring is inserted into the vertical flow force and horizontal direction transmitted through the hollow fiber membrane module and the suction pipe is formed so as to move in the horizontal direction between the inner wall surface of the header connector and the suction pipe connector while maintaining the watertight Intermediate connector continuously absorbs the flow force; And an air diffuser installed at the lower portion of the membrane frame to remove a foreign substance adhering to the hollow fiber membrane of the hollow fiber membrane module by generating an aeration pressure to generate a water flow. To provide.
또한, 상기 흡입관연결구의 하부에 형성되는 흡입관홀더부와 상기 중간연결구의 플랜지 상면 사이 및 상기 헤더연결구의 상부에 형성되는 헤더홀더부와 상기 중간연결구의 하면 사이에는 플랜지에 유동력이 전달되었을 때 그 유동력이 탄성적으로 흡수하여 헤더나사부와 흡입관나사부로 전달함으로써 헤더나사부와 흡입관나사부의 파손을 방지하는 오링이 끼워져 있는 것을 특징으로 하고, 상기 상바디와 하바의 외주에는 링홈이 두개 형성되고, 각각의 링홈에 탄성적인 오링이 삽입되어, 상기 중간연결구가 상대적으로 많이 기울어지더라도 수밀을 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, between the suction pipe holder portion formed in the lower portion of the suction pipe connector and the upper surface of the flange of the intermediate connector and between the header holder portion formed in the upper portion of the header connector and the lower surface of the intermediate connector when the flow force is transmitted to the flange O-rings are inserted to prevent breakage of the header screw portion and the suction tube screw portion by elastically absorbing the fluid force and being transferred to the header screw portion and the suction pipe screw portion, and two ring grooves are formed on the outer circumferences of the upper body and the lower bar, respectively. The elastic O-ring is inserted into the ring groove of the, characterized in that the intermediate connector can maintain the watertight even if the relative inclination is much inclined.
본 발명에 따르면, 분리막 유니트 가동중 산기관의 폭기압에 의해 중공사막모듈에 충격력이 가해지더라도, 그 충격력이 헤더의 유출공에 결합된 헤더연결구나 흡입관의 탭홀에 결합된 흡입관연결구에 과도하게 인가되지 않아 그 결합부분의 피로파괴를 방지할 수 있다.According to the present invention, even when an impact force is applied to the hollow fiber membrane module by the aeration pressure of the diffuser during operation of the membrane unit, the impact force is excessively applied to the header connector coupled to the outlet hole of the header or the suction tube connector coupled to the tap hole of the suction pipe. This prevents fatigue breakdown of the joint.
또한, 헤더연결구나 흡입관연결구가 과도하게 휘거나 뒤틀려 있더라도 그 휨이나 뒤틀림을 보상할 수 있는 구조가 형성되어 있다. 즉, 헤더연결구와 헤더연결구 사이 및 흡입관연결구와 흡입관연결구 사이에 진흙 같은 이물질이 끼여서 휘거나 뒤틀려도 중간연결구가 관절처럼 움직여 그 휨이나 뒤틀림을 상쇄한다.In addition, even when the header connector or the suction pipe connector is excessively bent or twisted, a structure that can compensate for the bending or the distortion is formed. That is, even if the mud-like foreign matter is caught or twisted between the header connector and the header connector, and between the suction pipe connector and the suction pipe connector, the intermediate connector moves like a joint to offset its bending or distortion.
게다가, 헤더연결구나 흡입관연결구가 사용중에 파손되면 교체 비용도 많이 들어가고 교체하는 도중에는 장치의 가동을 중지해야 하기 때문에 이때는 제대로 오염수를 처리할 수 없는데, 이런 문제들이 크게 감소하기 때문에 장기적으로는 처리 효율를 크게 높일 수 있다.In addition, if the header connector or suction line connector is damaged during use, it will be expensive to replace and the equipment must be shut down during the replacement process, and contaminated water cannot be properly treated at this time. It can be greatly increased.
도 1은 종래의 분리막 유니트의 주요부 사시도이다.
도 2는 종래의 중공사막모듈 헤더의 유출공에 결합된 헤더연결구에 의해서 헤더의 유출공 부분이 파손된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 종래의 중공사막모듈 헤더의 유출공에 결합된 헤더연결구에 의해 유출공이 부분이 파손되어 유출공에 끼워진 헤더연결구의 나사부가 외부로 노출된 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 종래의 흡인관 탭홀에 결합된 흡입관연결구가 한쪽으로 기울어져 흡입관연결구의 나사부가 부러지기 전 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 종래의 분리막 유니트에 설치된 흡입관연결구가 흡입관의 탭홀에 끼워진 상태에서 기저부가 완전히 절단되어 기저부만 탭홀에 끼워진 상태로 남아있는 것을 나타낸 것이다.
도 6은 종래의 헤더연결구와 흡입관 연결구의 상세도이다.
도 7은 본 발명에 따른 분리막 유니트의 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 분리막 유니트의 주요부 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 헤더연결구와 중간연결구 및 흡입관연결구의 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 헤더연결구와 중간연결구 및 흡입관연결구가 분리막 유니트에 결합된 상태의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 헤더연결구와 흡입관연결구가 관절 기능을 하는 중간연결구에 의해서 유동력에 따라 각도 변화되는 것을 개념적으로 나타낸 것이다.1 is a perspective view of main parts of a conventional membrane unit.
2 shows a state in which the outlet hole of the header is damaged by a header connector coupled to the outlet hole of the conventional hollow fiber membrane module header.
3 shows a state in which the outlet hole is damaged by a header connector coupled to the outlet hole of the conventional hollow fiber membrane module header, so that the screw part of the header connector inserted into the outlet hole is exposed to the outside.
4 shows a state before the suction pipe connector coupled to the suction pipe tap hole is inclined to one side and the screw of the suction pipe connector is broken.
FIG. 5 shows that the bottom part is completely cut in the state where the suction pipe connector installed in the conventional membrane unit is fitted into the tap hole of the suction pipe so that only the bottom part is inserted into the tap hole.
6 is a detailed view of a conventional header connector and suction pipe connector.
7 is a front view of the separator unit according to the present invention.
8 is a perspective view of an essential part of the separator unit according to the present invention.
9 is an exploded perspective view of a header connector, an intermediate connector, and a suction pipe connector according to the present invention.
10 is a cross-sectional view of the header connector, the intermediate connector and the suction pipe connector according to the present invention coupled to the separator unit.
11 conceptually shows that the header connector and the suction pipe connector according to the present invention are angularly changed according to the flow force by the intermediate connector having a joint function.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상호간의 용접으로 형성된 구조물이 모서리 부분에서는 분해조립이 편리한 볼트로 결합되어 일체화됨으로써 직육면체 형태를 이루는 분리막 프레임(110)이 구비된다.As shown in Figure 7 to 10, the structure formed by welding with each other in the corner portion is provided with a
분리막 프레임(110)의 상단과 하단에는 분리막 프레임(110)의 양측을 가로질러 연결하는 모듈지지대(120)가 형성된다. 모듈지지대(120)는 분리막 프레임 양측을 연결하면서 구조도 강화시킨다.The upper and lower ends of the
모듈지지대(120)는 분리막 프레임(110)에 용접으로 결합할수도 있으나 손상되었을 때 교체가 용이하도록 볼트/너트 방식으로 체결하는 것도 가능하다.The
상하의 모듈지지대(120) 사이에는 중공사막모듈(130)의 일정간격으로 다수 설치된다. 중공사막모듈(130)은 합성수지재의 헤더(132)를 서로 이격시켜 상하로 배치하고 그 사이에 다수의 중공사막(136)을 연결하여 이루어진 것으로, 상측의 헤더(132)에는 중공사막(136)과 연통되는 유로가 형성되어 있다. Between the upper and
중공사막(136)은 헤더(132)에 결합될 때 다발로 이루어진 중공사막(136)의 끝이 헤더(132)의 유로에 위치되도록 한 후 여기에 접착제를 부어서 굳혀 고정 시킨다. When the
중공사막(136)이 합성수지재로 이루어진 음료수 빨대와 같이 유연성이 있어, 기계적인 결합수단으로는 헤더(132)에 결함 없이 수밀을 유지하면서 단단히 고정시키는데 어려움이 있기 때문에 접착제를 이용한 것이다.Since the
접착제를 발라서 굳어진 결합부분은 사용중에 지속적인 충격력이 발생하면 손상될 수 있고, 특히 유로가 형성된 합성수지제 헤더(132)도 파손될 수 있기 때문에 중공사막모듈(130)을 분리막 프레임(110)에 조립하여 고정할 때 중공사막모듈(130)을 단단히 고정하면서도 산기관 때문에 필연적으로 발생하는 펄스압의 충격에 의한 수류의 반복적인 유동에도 견딜 수 있어야 한다. 즉 피로파괴가 쉽게 일어나지 않아야 한다. 상부측 헤더(132)의 양측단에는 헤더의 유로와 연통되는 유출공(134)이 형성된다. Bonded part hardened by applying adhesive may be damaged if a continuous impact force occurs during use, and in particular, the
분리막 프레임의 상단 양측에는 흡입관(140)이 설치된다. 흡입관(140)은 내부에 유로가 형성되어 있고 외부에 펌프 등에 연결되어 있어 부압이 형성된다. 흡입관(140)은 중공사막모듈의 헤더(132)와 연결시켜 중공사막모듈(130)을 통해 흡수한 정수를 흡입관(140)을 통해 외부로 송출함으로써 지속적인 정수가 가능하다. 흡입관(140)의 하부에는 다수의 탭홀(142)이 형성되어 있다.
중공사막모듈(130)과 흡입관(140) 사이에는 중공된 헤더연결구(150)와 흡입관연결구(160)를 통해 유로가 서로 연결된다.Between the hollow
헤더(132)의 유출공(134)에 헤더연결구(150)가 결합되는데, 헤더연결구(150)는 엘자(L) 형태로 중간이 절곡되어 있고, 일단는 헤더나사부(152)가 형성되고 다른 일단에는 헤더홀더부(154)가 형성되어 있다.The
헤더연결구(150)의 헤더나사부(152)는 유출공(134)에 끼워져 결합된다. 유출공(134)에도 탭이 형성되어 있어서 헤더나사부(152)가 여기에 볼트/너트 방식으로 결합된다. 헤더나사부(152)에는 링홈(RN)과 링홈에 끼워진 오링(OR)이 형성되어 있어서 유출공(134)에 결합되면 수밀이 유지된다.The
흡입관(140)의 탭홀(142)에는 흡입관연결구(160)가 결합되는데, 흡인관연결구(160)의 일단에는 흡입관나사부(162)가 형성되고, 다른 일단에는 흡입관홀더부(164)가 형성된다. 흡입관나사부(162)는 탭홀(142)에 끼워져 볼트/너트 방식으로 결합된다. 흡입관나사부(162)에도 링홈(RN)과 링홈에 끼워지는 오링(OR)이 형성되어 있어서 탭홀(142)에 결합되면 수밀이 유지된다.The
헤더연결구(150)의 헤더홀더부(154)와 흡입관연결구(160)의 흡입관홀더부(164)는 상하로 일정거리 이격된 상태로 대응되어 일직선상에 만나도록 설계되어 있다.The
헤더홀더부(154)와 흡입관홀더부(164) 사이에는 중간연결구(170)가 결합된다. 중간연결구(170)는 중간에 외측으로 링처럼 돌출된 플랜지(172)를 기준으로 상부는 상바디(174)가 구분되고, 하부는 하바디(176)로 구분된다. 하바디(176)는 헤더홀더부(154)게 삽입되고, 상바디는 흡입관홀더부(164)에 삽입된다.An
상바디(174)와 하바디(176)에는 링홈(RN)이 각각 2열로 형성되고, 각각의 링홈에는 오링(OR)이 끼워진다. 상바디와 하바디는 헤더홀더의 내경과 흡입관홀더의 내경 보다 직경이 1 ~ 2mm 작다. 내경과 직경 차이는 오링이 막아서 수밀을 유지한다. 따라서 오링의 두께는 내경과 직경 차이를 감안하여 설정한다.The
헤더홀더부(154)나 흡입관홀더부(164)의 수직방향 중심선이 1 ~ 2mm 수평방향으로 이동하더라도 사용중에 중간연결구(170)를 교체하여 끼울 수 있고, 끼워진 상태에서 틀어지더라도 끼워진 상태로 그 이동량 만큼 연동해서 수평 이동할 수 있다. 내경과 직경 차이가 클수록 수평 이동량은 커지나 수밀을 유지할 수 없으므로 내경과 직경 차이는 1 ~ 2mm가 바람직하다.Even if the vertical center line of the
중간연결구(170)의 플랜지(172) 저면과 상면의 외주에도 오링(OR)이 끼워진다. 여기에 끼워지는 오링은 플랜지 외면에 밀착시킨다. 중간연결구의 플랜지 두께는 헤더홀더와 흡입관홀더 사이의 이격거리를 감안하여 설정한 것으로, 플렌지는 중간연결구가 헤더홀더나 흡입관홀더의 끼움 위치를 고정하는 기능도 하지만, 중간연결구의 뒤틀림이 과도하게 일어나지 않게 방지하는 기능도 한다.The O-ring (OR) is also fitted to the outer circumference of the bottom and top of the
분리막 유니트의 바닥에는 펌프를 통해 중공사막모듈의 밑에서 위로 압축된 공기를 분출시키는 산기관(510)이 설치된다. 산기관(510)은 중공파이프 형태로 분리막 유니트 바닥에 다수 설치되고, 일정간격으로 다수의 공기구멍이 형성되어 있어서 펌프를 통해 압축공기를 중공사막모듈(130)을 향해 분출한다.An air diffuser 510 is installed at the bottom of the membrane unit to eject compressed air upward from the bottom of the hollow fiber membrane module through a pump. The diffuser 510 is installed at the bottom of the membrane unit in the form of a hollow pipe, and a plurality of air holes are formed at predetermined intervals to blow out the compressed air toward the hollow
이와 같이, 산기관(510)은 중공사막(136)의 미세공에 달라붙은 오염물질을 털어내기 위한 것으로, 균일한 압력으로 분출되면 잘 제거되지 않기 때문에 일정시간간격마다 폭기 시킨다. 즉, 펄스 공기압력을 중공사막(136)에 불어 줌으로써 미세공에 달라 붙은 오염물질 제거효과를 높이는 것이다.As described above, the diffuser 510 is used to shake off the contaminants stuck to the micropores of the
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 분리막 유니트의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the membrane unit according to the present invention configured as described above are as follows.
중공사막모듈(130)이 조립된 상태에서 오페수처리장치에 분리막 유니트가 설치되어 가동시키면 산기관(180)을 통해 폭기압이 분출된다.When the membrane unit is installed and operated in the effluent treatment apparatus while the hollow
폭기압이 분출되면 폭기압의 영향을 받은 수류에 의해 분리막 프레임(110) 전체가 유동되는 것은 물론이고, 중공사막모듈(130)도 유동 된다.When the aeration pressure is ejected, as well as the
중공사막모듈(130)의 헤더(132)가 유동하면, 유출공(134)에 결합된 헤더나사부(152)에 그 유동력이 인가되어 헤더연결구(150) 전체가 유동한다. 헤더(132)의 유출공(134) 끼워진 부분은 헤더나사부(152) 이므로 헤더나사부(152)에 유동력이 집중된다. 헤더연결구(150)의 헤더홀더부(154)가 고정되어 있지 않다면 헤더나사부(152)에 유동력이 인가되어도 자유 진동하기 때문에 헤더나사부(152)에 유동력이 집중되지 않지만, 헤더홀더부(154)가 흡입압력을 만들어내기 위해 닫힌 연속되는 유로를 형성하기 위해서 필연적으로 고정되어 있기 때문에 유동력이 발생된다.When the
헤더연결구(150)를 유연한 고무호스로 형성하면 유동력을 유연성으로 패싱시키면서 흡수할 수 있지만, 유연한 고무호스일 때는 물속에서 장기간 사용하면 찢어지는 등 여러 가지 문제가 발생 되어 유연한 고무호스의 사용은 어렵다.When the
헤더연결구(150)에 전달된 유동력은 이와 연결된 중간연결구(170)와 흡입관연결구(160)에 전달된다. 헤더연결구(150)와 흡입관연결구(160)에 전달된 유동력을 흡수하지 못하거나 적절히 분산시키지 못하면 헤더나사부(152)나 흡입관나사부(162)에 유동력이 집중되어 지속적으로 인가되면 결국은 그 부분이 피로파괴 된다.The flow force transmitted to the
헤더연결구(150)의 헤더홀더부(154)에 전달된 수직방향 유동력은 중간연결구(170)에 그 유동력을 전달하지 않고 헤더홀더부(154)가 수직 방향으로 슬라이딩 진동하며 움직이면서 유동력을 패쓰하고 흡수한다. 헤더홀더부(154)에 삽입 결합된 중간연결구의 하바디(176)가 헤더홀더부(154) 내부에서 수직 방향으로 자유롭게 이동할 수 있으므로 유동력이 인가되지 않고 흡수된다.The vertical flow force transmitted to the
마찬가지로 중간연결구(170)와 흡입관(140)을 통해 흡입관연결구(160)에 전달된 유동력은 흡입관홀더부(164)가 수직방향으로 슬라이딩 진동하며 움직이면서 유동력을 흡수한다. 흡입관홀더부(164)에 삽입 결합된 중간연결구(170)의 상바디(174)가 흡입관홀더부(164) 내부에서 수직 방향으로 자유롭게 이동할 수 있으므로 유동력이 인가되지 않고 흡수된다.Similarly, the flow force transmitted to the
헤더연결구(150)와 흡입관연결구(160)에 전달된 수평방향 유동력도 해소되지 않으며 헤더나사부(152)와 유출공(134)의 결합부분 흡입관나사부(164)가 탭홀(142)의 결합부분을 결국 피로파괴 시킨다.The horizontal flow force transmitted to the
수직방향 유동력은 헤더홀더부(154)의 깊이와 그 안에서 상하로 슬라이딩 하는 하바디(176) 사이의 유격공간의 거리 차이면 수직방향 진동이 크더라도 충분히 유동 높이를 확보할 수 있는 거리이지만, 수평방향 유동력은 헤더홀더부(154) 내경과 하바디(176) 직경차이와 흡입관홀더부(164) 내경과 상바디(174) 직경차이의 범위 안에서 흡수할 수 있다. 본 발명에서 그 직경차이는 1 ~ 2mm 정도이다.The vertical flow force is a distance that can secure a sufficient flow height even if the vertical vibration is large if the distance between the depth of the
헤더홀더부(154)와 하바디(176) 직경차이를 크게한 후 수밀을 유지하기 위해서는 오링(OR)을 직경차이 만큼 두껍게 형성한 후 오링의 신축성에 의해서 수평방향으로 이동할 수 있지만, 오링(OR)이 두꺼워지면 작은 수압만으로도 오링이 열려서 수밀을 유지할 수 없다.In order to maintain the water tightness after increasing the diameter difference between the
헤더연결구(150)나 흡입관연결구(160)가 분리막 유니트 설계시 정해진 오차의 한계대로 유지된다면 내경과 직경 차이가 1mm 보다 작아도 수평방향 진동을 충분히 상쇄시킬 수 있지만, 헤더연결구(150)나 흡입관연결구(160)는 사용중에 이웃하는 헤더연결구(150)나 흡입관연결구(160) 사이 사이에 진흙처럼 끼는 이물질 때문에 과도하게 휘거나 뒤틀리는 경우가 많으므로, 할 수만 있다면 내경과 직경 차이를 크게 벌려서 헤더연결구나 흡입관연결구를 수평방향으로 많이 이동될 수 있게 하는 것이 바람직하다.If the
수밀을 유지하면서 헤더연결구(150)와 흡입관연결구(160)를 상대적으로 많이 수평방향으로 진동 이동을 보상하기 위해서 중간연결구(170)의 상바디(174)와 하바디(176)에 각각 수평 이동공간을 1 ~ 2mm 확보하는 오링(OR)이 끼워져 있으므로, 도 ?와 같은 상태에서, 헤더홀더부(154)가 좌측으로 1 ~ 2mm 이동하고, 흡입관홀더부(164)가 우측으로 1 ~ 2mm 이동하더라도 수평방향 유동력이 헤더홀더부(154)나 흡입관홀더부(164)에 과도하게 인가되지 않고 흡수된다.In order to compensate for the vibration movement of the
즉, 중간연결구(170)가 플랜지(172)를 기준으로 상바디(174)와 하바디(176)를 통해 관절처럼 움직이며 각각 수평방향 진동에 연동함으로써 실질적으로는 내경과 직경차이 1 ~ 2mm 2배인 2 ~ 4mm 까지 수평방향 유동력은 흡수할 수 있다.That is, the
헤더홀더부(154)와 흡입관홀더부(164)가 수평방향으로 이동할 수 있는 한계 이상으로 헤더연결구(150)와 흡입관연결구(160)가 휘거나 뒤틀리면 헤더홀더부(154)나 흡입관홀더부(164)가 견디지 못하고 파손될 수 밖에 없는데, 그때는 휨이나 뒤틀림에 의한 힘이 중간연결구(170)의 플랜지(172)에 의해서 힘을 분산시켜 헤더홀더부(154)와 흡입관홀더부(164)의 파손을 방지한다.If the
도 11과 같이, 헤더홀더부(154)나 흡입관홀더부(164)의 수평 이동이 과도해지면 중간연결구(170)의 수직축이 한쪽 방향으로 과도하게 기울어진 것이다. 중간연결구(170)가 기울어지면 헤더홀더부(154)의 상단 일측이나 흡입관홀더부(164)의 하단 일측이 플랜지(172)면에 접촉한다.As shown in FIG. 11, when the horizontal movement of the
헤더홀더부(154)와 상단과 흡입관홀더부(164)의 하단이 플랜지(172)에 접촉되면 상바디(174)와 하바디(176)에 의해서 헤더홀더부(154)와 흡입관홀더부(164)의 내측에서 작용하는 힘의 일부가 플랜지(172)면에 전달되어 수평방향의 힘이 수직방향으로 작용함으로써 헤더홀더부(154)와 흡입관홀더부(164)가 반경방향으로 터져 파손되는 것이 방지된다. 헤더연결구(150)나 흡입관연결구(160)의 휨이나 뒤틀림이 더 심해지면 플랜지 면에 수평방향의 힘이 수직방향으로 전환되어 분산되더라도 파손되겠지만 수평방향의 힘을 플랜지(172)에 의해 수직방향으로 일부 전환시키는 것만으로도 그 파손 정도를 크게 감소 시킬 수 있다.When the
이와 같이, 산기관(140)의 폭기압에 의한 유동력이 중공사막모듈(130)이나 흡기관 등 분리막 유니트 전체에 가해지더라도 그 유동력을 관절처럼 각도가 변화되면서 수밀을 유지하면서 수직방향과 수평방향으로 연동하여 유동력을 흡수하거나 상쇄시킴으로써 헤더(132)의 유출공(134)에 결합된 헤더연결구(150)와 흡입관(140)의 탭홀(142)에 결합된 흡입관연결구(160)의 파손을 방지할 수 있다.As such, even when the flow force due to the aeration pressure of the
110 : 분리막 프레임 120 : 모듈지지대
130 : 중공사막모듈 132 : 헤더
134 : 유출공 136 : 중공사막
140 : 흡입관 142 : 탭홀
150 : 헤더연결구 152 : 헤더나사부
154 : 헤더홀더부 160 : 흡입관연결구
162 : 흡입관나사부 164 : 흡입관홀더부
170 : 중간연결구 172 : 플랜지
174 : 상바디 176 : 하바디
180 : 산기관110: membrane frame 120: module support
130: hollow fiber membrane module 132: header
134: outflow hole 136: hollow fiber membrane
140: suction pipe 142: tap hole
150: header connector 152: header thread
154: header holder portion 160: suction pipe connector
162: suction pipe screw 164: suction pipe holder
170: intermediate connector 172: flange
174: Body Body 176: Body Body
180: diffuser
Claims (3)
분리막 프레임(110);
상기 분리막 프레임에 설치되고 내부에는 유로가 형성되어 있으며 하부에는 유로와 연통되는 다수의 탭홀이 형성된 흡입관(140);
상기 분리막 프레임에 다수 장착되고 내부에 유로가 형성된 헤더와 헤더 사이에 중공사막이 연결되어 이루어지고 양측단에 헤더의 유로와 연통되는 유출공이 형성된 중공사막모듈(130);
상기 헤더의 유출공에 일단이 끼워져 결합되며 다른 일단은 절곡 상향되어 상기 흡입관의 탭홀 방향으로 향하는 헤더연결구(150);
상기 흡입관의 탭홀에 일단이 끼워지고 다른 일단은 상기 헤더연결구 방향으로 향하는 흡입관연결구(160);
상기 헤더연결구와 상기 흡입관연결구 사이에 끼워져 수직방향으로 슬라이딩되면서 이동가능하게 결합되며, 중간의 플랜지를 통해 구분되어 상바디와 하바디로 이루어지고, 상기 상바디와 하바디에는 링홈을 형성한 후 링홈에 오링이 끼워져 수밀을 유지하면서 상기 헤더연결구와 흡입관연결구의 내벽면 사이에 수평 방향으로 이동할 수 있도록 1 ~ 2mm의 유격이 형성되어 상기 중공사막모듈과 흡입관을 통해 전달되는 수직방향 유동력과 수평방향 유동력을 연동하면서 지속적으로 흡수하는 중간연결구(170); 및
상기 분리막 프레임의 하부에 설치되어 폭기압을 발생시켜 수류를 만들어 냄으로써 중공사막모듈의 중공사막에 달라붙은 이물질을 제거하는 산기관(180);
을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트.In the membrane unit for immersion membrane separation apparatus,
Separation membrane frame 110;
A suction pipe 140 installed at the separator frame and having a flow path formed therein and a plurality of tab holes formed at a lower portion thereof in communication with the flow path;
A hollow fiber membrane module 130 mounted to the separation membrane frame and having a hollow fiber membrane connected between a header and a header formed therein, and having outflow holes communicating at both ends of the header channel;
A header connector 150 coupled to one end of the outlet hole of the header, the other end of which is bent upward and directed toward the tap hole of the suction pipe;
One end is inserted into the tap hole of the suction pipe and the other end is the suction pipe connector 160 toward the header connector;
It is inserted between the header connector and the suction pipe connector is slidably coupled while sliding in the vertical direction, and is divided into an upper flange and a lower body by a middle flange, and the ring body is formed in the upper body and the lower body after forming a ring groove O-ring is inserted into the vertical flow force and horizontal direction transmitted through the hollow fiber membrane module and the suction pipe is formed so as to move in the horizontal direction between the inner wall surface of the header connector and the suction pipe connector while maintaining the watertight An intermediate connector 170 continuously absorbing the flow force; And
An diffuser 180 installed at a lower portion of the separation membrane frame to generate a stream of aeration to remove foreign matter stuck to the hollow fiber membrane of the hollow fiber membrane module;
Separation membrane unit for an immersion type membrane separation apparatus comprising a.
상기 흡입관연결구의 하부에 형성되는 흡입관홀더부와 상기 중간연결구의 플랜지 상면 사이 및 상기 헤더연결구의 상부에 형성되는 헤더홀더부와 상기 중간연결구의 하면 사이에는 플랜지에 유동력이 전달되었을 때 그 유동력이 탄성적으로 흡수하여 헤더나사부와 흡입관나사부로 전달함으로써 헤더나사부와 흡입관나사부의 파손을 방지하는 오링이 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트.The method of claim 1,
The flow force when the flow force is transmitted to the flange between the suction pipe holder portion formed in the lower portion of the suction pipe connector and the upper surface of the flange of the intermediate connector and the lower surface of the header connector and the header connector formed on the upper portion of the header connector A membrane unit for an immersion type membrane separation device, characterized in that an O-ring is fitted to prevent the breakage of the header screw portion and the suction tube screw portion by absorbing this elastically and passing it to the header screw portion and the suction tube screw portion.
상기 상바디와 하바의 외주에는 링홈이 두개 형성되고, 각각의 링홈에 탄성적인 오링이 삽입되어, 상기 중간연결구가 상대적으로 많이 기울어지더라도 수밀을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 침지식 막분리 장치용 분리막 유니트.The method of claim 1,
Two ring grooves are formed on the outer circumference of the upper body and the lower bar, and an elastic O-ring is inserted into each ring groove, so that the intermediate connector can maintain the watertight even when the intermediate connector is inclined much. Membrane unit.
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