KR20200106571A

KR20200106571A - 공기세정 중공사막 카트리지 모듈

Info

Publication number: KR20200106571A
Application number: KR1020190022364A
Authority: KR
Inventors: 임태형; 박성균; 안성효; 정현훈; 이재영; 선지윤; 김준
Original assignee: 주식회사 서진에너지; 박성균
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2020-09-15

Abstract

본 발명은 공기세정 중공사막 카트리지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수개의 모듈을 서로 수직 혹은 수평방향으로 용이하게 적층 가능한 카트리지 방식을 제공하여 여과효율을 높이고, 공기주입부 및 공기가이드를 구성하여 중공사막을 효율적으로 공기 세정함으로써 중공사막의 유지 및 관리가 용이한 공기세정 중공사막 카트리지 모듈에 관한 것이다.

Description

공기세정 중공사막 카트리지 모듈{CARTRIDGE TYPE HOLLOW FIBER MEMBRANE MODULE FOR AIR SCOURING}

중공사막 모듈(hollow fiber membrane module)은 표면에 무수히 많은 작은 기공이 뚫려 있고, 가운데 공간이 비어 있는 가는 섬유인 중공사(hollow fiber)를 분리막으로 이용하는 여과 처리장치이다.

중공사막 모듈은 여러 가지 물질이 혼합되어 있는 다성분 액체로부터 기공 크기보다 큰 물질을 배제하고, 기공 크기보다 작은 특정 물질만을 선택적으로 통과시켜 효과적으로 여과하는 장치이다.

이와 같은 중공사막 모듈은 무균수, 음용수 제조 등의 한외여과나 정밀여과분야에서 널리 이용되어 왔으며, 최근 하수 처리장에서의 기존의 침전조 대신 슬러지와 처리수를 분리하는 고액 분리 등에도 다양하게 적용된다.

하수 처리에 사용되는 중공사막 모듈은 폭기조에 중공사막이 적용되는 방식에 따라서 외부 순환 방식 및 모듈 침지 방식으로 나뉘는데, 최근에는 하수 처리에 침지 방식이 주로 사용된다.

종래의 침지식 중공사막 장치는 폐수의 여과효율을 높이기 위해 별도의 설비가 설치되어 중공사막 장치 규모를 증가시키는 방식을 취하였다. 이때, 추가적인 설치 비용 및 유지 비용이 발생할 수 있다는 점을 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 여과효율 증가 방법 및 조립형 모듈화와 같은 고효율 침지식 중공사막 모듈 장치에 대한 기술개발이 필요한 실정이다.

한국등록특허공보 제10-0812187호

본 발명의 목적은, 하우징 밑면에 공중사막의 공기세정을 위한 공기공급부 및 공기가 분리막 유닛으로 이동하도록 유도하는 공기가이드가 구성되어 오염된 공중사막을 용이하게 보수 및 관리할 수 있는 공기세정 중공사막 카트리지 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 공기세정 중공사막 카트리지 모듈은 정후면, 좌우면 및 밑면으로 형성되는 하우징; 및 중공사막 다발이 지지대 및 포팅제에 의해 고정되어 형성되는 복수개의 분리막 유닛;을 포함하며, 상기 밑면은, 하측에서 상기 분리막 유닛으로 공기를 공급하는 공기공급부; 및 공기가 상기 공기공급부에서 상기 분리막 유닛에 공급되도록 가이드 하는 공기가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밑면은, 상기 분리막 유닛 하측부에 통공이 형성되고 각각의 상기 통공 양측에 상기 공기가이드가 위치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은, 복수개가 서로 적층되도록 정후면의 높이가 좌우면의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분리막 유닛은, 복수개의 상기 공기가이드 사이에 위치되며 상기 하우징과 탈부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정후면은, 일측에 여과수를 배출하는 유출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지대는, 상기 중공사막 다발을 통과한 여과수를 집수하여 상기 유출구로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 정후면은, 양측에 손잡이가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌우면은, 적어도 일부가 개방되어 상기 중공사막 다발이 외부에 노출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은, 침지된 상기 하우징이 인양되도록 인양고리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분리막 유닛은, 파이프 형태의 두 개로 구성된 상기 지지대 사이에 상기 중공사막 다발이 위치되고 일측의 상기 지지대 내부에 상기 포팅제가 상기 중공사막 다발을 고정시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 하우징 밑면에 공중사막의 공기세정을 위한 공기공급부 및 공기가 분리막 유닛으로 이동하도록 유도하는 공기가이드가 구성되어 오염된 공중사막이 보수 및 관리가 용이하고 이에 따른 관리 비용 절감 효과가 발생하게 된다.

또한, 정후면과 좌우면의 높이 차이 및 손잡이의 구성으로 복수개의 하우징이 적층되기 용이하여 복수개의 공기세정 중공사막 카트리지 모듈의 쉽게 설치가능하고 폐수 및 하수의 여과 효율을 높이는 효과가 발생하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 공기세정 중공사막 카트리지 모듈의 사시도이다.
도 2(a)는 본 발명에 따른 유출구가 형성된 일측의 정후면를 도시한 단면도이다.
도 2(b)는 본 발명에 따른 유출구가 없는 다른 측면의 정후면를 도시한 단면도이다.
도 3는 본 발명에 따른 좌우면의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기주입부 및 공기가이드가 포함된 밑면의 사시도이다.
도 5은 도 4의 A방향에서 밑면을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 분리막 유닛을 도시한 단면도이다.

본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기세정 중공사막 카트리지 모듈(1000)의 사시도이다. 공기세정 중공사막 카트리지 모듈(1000)이 하우징(100) 및 분리막 유닛(200)으로 구성되고 하우징(100)은 정후면(110), 좌우면(120), 밑면(130) 및 인양고리(140)로 구성되는 것을 확인할 수 있다.

도 1을 참고하면, 복수개의 분리막 유닛(200)은 하우징(100) 내부에 삽입될 수 있고, 하우징(100)과 부착 및 탈착될 수 있다. 따라서, 지속적인 사용으로 인해 오염된 분리막 유닛(200)은 하우징(100)과 분리하여 보수 또는 교체될 수 있다.

또한, 복수개의 하우징(100)이 수직방향으로 서로 용이하게 적층되도록 정후면(110)의 높이가 좌우면(120)의 높이보다 높게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상층에 적층되는 하우징(100)의 밑면(130)이 하층에 위치되는 하우징(100)의 정후면(110)과 좌우면(120)의 높이 차로 인해 생긴 공간에 들어감으로써, 복수개의 하우징(100)이 용이하게 적층될 수 있다.

그리고, 하나의 독립된 하우징(100)으로 구성된 공기세정 중공사막 카트리지 모듈(1000)을 사용할 때, 침지된 하우징(100)이 인양되도록 하우징(100)의 어느 일면에 인양고리(140)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 인양고리(140)가 양 측의 정후면(110)에 더 포함되는 것으로 제시되었지만, 이는 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아니며 인양고리(140)은 상술된 역할을 수행하면 충분하며 특별한 구성의 제한이 있지 않음을 유의한다.

또한, 하우징(100)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리이미드와 같은 소수성 중합체로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 하우징(100)은 직육면체 형태로 제시되어 있지만, 이는 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아니며 하우징(100)은 상술된 역할을 수행하면 충분하며 특별한 구성의 제한이 있지 않음을 유의한다.

도 2(a)는 본 발명에 따른 유출구(111)가 형성된 일측의 정후면(110)를 도시한 도면이고, 도 2(b)는 본 발명에 따른 유출구(111)가 없는 다른 측면의 정후면(110)를 도시한 도면이다.

도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, 양쪽의 정후면(110)은 직사각형의 판형으로 구성될 수 있고 양쪽 정후면(110) 모두 손잡이(112)를 더 포함할 수 있다. 특히, 유출구(111)가 형성된 일측의 정후면(110)에는 유출구(111)가 정후면(110)의 상측 및 하측에 적어도 하나이상 구성될 수 있다. 유출구(111)는 공기세정 중공사막 카트리지 모듈(1000)을 통과한 여과수를 배출시키는 역할을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 유출구(111)는 원형의 관 형태로 제시되어 있지만, 이는 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아니기에 유출구(111)의 형태 및 위치는 특별한 제한이 있지 않음을 유의한다.

도 3는 본 발명에 따른 좌우면(120)을 도시한 단면도이다. 도 3을 참고하면, 좌우면(120)은 폐수가 하우징(100) 내부로 쉽게 침투될 수 있도록 직사각형에 중간부가 일부 제외된 판형으로 구성될 수 있고 하나 이상의 통공을 포함할 수 있다. 이러한 좌우면(120)의 형태로 인하여 후술되는 분리막 유닛(200)의 중공사막 다발(230)과 폐수가 용이하게 접촉될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 좌우면(120)는 원형의 관 형태로 제시되어 있지만, 이는 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아니기에 유출구(111)의 형태 및 위치는 특별한 제한이 있지 않음을 유의한다.

도 4는 발명에 따른 공기주입부(131) 및 공기가이드(132)가 포함된 밑면(130)의 사시도이고, 도 5는 도 4의 A방향에서 밑면(130)을 도시한 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참고하면, 밑면(130)의 하측에 공기주입부(131)가 위치되어 밑면(130)의 일정하게 형성된 통공을 통해 하우징(100) 내부로 공기를 공급할 수 있다.

밑면(130)에 형성된 통공은 후술되는 분리막 유닛(200)이 하우징(100)에 결합되는 위치에 형성될 수 있다. 이때, 공기주입부(131)에서 공급되는 공기가 분리막 유닛(200)에 분사되어 분리막 유닛(200)을 세정시킬 수 있다.

공기가이드(132)는 공기주입부(131)에서 공급되는 공기가 각 통공 상측에 위치한 해당 분리막 유닛(200)으로 분사되도록 공기 흐름을 유도하는 역할을 수행한다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 공기가이드(132)는 일정 두께의 판형으로 구성될 수 있고 밑면(130)에 형성된 통공에 따라 복수개로 구성될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 분리막 유닛(200)을 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 분리막 유닛(200)은 중공사막 다발(230)이 지지대(210) 및 포팅제(220)에 의해 고정되어 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 분리막 유닛(200)은 두 개로 구성된 지지대(210) 사이에 중공사막 다발(230)이 위치되고 일측의 지지대(210) 내부에 포팅제(220)가 중공사막 다발(230)을 고정시킬 수 있다.

또한, 지지대(210)은 중공사막 다발(230)을 통과한 여과수를 집수하여 유출구로 이동시키는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 역할을 수행하기 위해, 지지대(210)는 내부가 비워져 있는 파이프 형태로 구성될 수 있고 유출구(111)과 연결되어 일체형으로 구성될 수 있다.

익히 알려진 것처럼 중공사막은 중간에 일부 공간이 비어 있는 가는 섬유이고, 포팅제(220)는 중공사막 다발(230)의 일측부를 고정시키는 역할을 한다. 중공사막 다발(230)을 액상 혹은 젤 타입의 포팅제(220)에 침지시킨 후, 포팅제(220)가 굳으면 일정 부분을 잘라냄으로써 중공사막 다발(230)을 고정시킴으로써, 분리막 유닛(200)이 제작될 수 있다.

또한, 본 발명의 분리막 유닛(200)의 구성 및 형태로 인해, 지지대(210)는 적어도 일부가 중공사막 다발(230)으로 둘러 쌓여서 구성될 수 있다.

상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000: 공기세정 중공사막 카트리지 모듈
100: 하우징
110: 정후면
111: 유출구
112: 손잡이
120: 좌우면
130: 밑면
140: 인양고리
131: 공기공급부
132: 공기가이드
200: 분리막 유닛
210: 지지대
220: 포팅제
230: 중공사막 다발

Claims

정후면, 좌우면 및 밑면으로 형성되는 하우징; 및
중공사막 다발이 지지대 및 포팅제에 의해 고정되어 형성되는 복수개의 분리막 유닛;을 포함하며,
상기 밑면은,
하측에서 상기 분리막 유닛으로 공기를 공급하는 공기공급부; 및
공기가 상기 공기공급부에서 상기 분리막 유닛에 공급되도록 가이드 하는 공기가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 밑면은,
상기 분리막 유닛 하측부에 통공이 형성되고 각각의 상기 통공 양측에 상기 공기가이드가 위치되는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
복수개가 서로 적층되도록 정후면의 높이가 좌우면의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 분리막 유닛은,
복수개의 상기 공기가이드 사이에 위치되며 상기 하우징과 탈부착되는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 정후면은,
일측에 여과수를 배출하는 유출구가 형성되는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제5항에 있어서,
상기 지지대는,
상기 중공사막 다발을 통과한 여과수를 집수하여 상기 유출구로 이동시키는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 정후면은,
양측에 손잡이가 형성되는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 좌우면은,
적어도 일부가 개방되어 상기 중공사막 다발이 외부에 노출되는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 하우징은,
침지된 상기 하우징이 인양되도록 인양고리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.
제1항에 있어서,
상기 분리막 유닛은,
파이프 형태의 두 개로 구성된 상기 지지대 사이에 상기 중공사막 다발이 위치되고 일측의 상기 지지대 내부에 상기 포팅제가 상기 중공사막 다발을 고정시키는 것을 특징으로 하는,
공기세정 중공사막 카트리지 모듈.