KR20220034869A - 침지된 멤브레인 유닛들을 이송하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

침지된 멤브레인 유닛들을 이송하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

침지된 멤브레인 시스템에서, 유입물은 개방 멤브레인 탱크로 유동한다. 멤브레인 탱크는 수평으로 이격된 다수의 침지된 멤브레인 유닛들을 가질 수 있다. 침지된 멤브레인 유닛은 멤브레인 케이스 내에 평탄 시트 멤브레인 요소들을 가질 수 있다. 하나 이상의 덕트들은, 침지된 멤브레인 유닛들로 유입물의 유동을 지향시키기 위해 탱크에 제공된다. 일부 예들에서, 유입물은 선택적으로 일반적으로 동일한 양들로, 선택적으로 단일 통과 유동 패턴으로 배플들을 통해 대응하는 침지된 멤브레인 유닛으로 이송되는 하위 스트림들로 분할된다. 멤브레인 탱크를 작동하는 프로세스에서, 유입물 유동은 멤브레인 탱크의 저부를 가로질러 지향되고 그리고 다수의 부분들로 분할된다. 다수의 부분들 각각은 탱크에 위치되는 대응하는 침지된 멤브레인 유닛의 저부로 직접적으로 이송된다. 유입물은 MBR(membrane bioreactor)의 혼합액일 수 있다.

Description

침지된 멤브레인 유닛들을 이송하기 위한 시스템 및 방법
[0001] 본 발명은 침지된 멤브레인 필터들(immersed membrane filters) 및 침지된 멤브레인 필터들을 작동하는 방법들에 관한 것이다.
[0002] 멤브레인들은 통상적으로 평탄 시트들, 튜브들 또는 중공 섬유들의 형태이다. 침지된 멤브레인 유닛에서, 다수의 멤브레인 요소들은, 모듈들 또는 카세트들로 함께 조립되고 그리고 개방 탱크에서 침지된다. 투과물은 중력 또는 멤브레인들의 내부 표면에 연결되는 투과물 펌프에 의해 생성되는 흡입에 의해 모듈들로부터 빼내어진다. 전형적인 적용들은, 식수를 생산하기 위해 표면 물을 여과하는 것, MBR(membrane bioreactor)에서 폐수를 처리하는 것 또는 3차 여과 적용에서 2차 유출물(effluent)을 처리하는 것을 포함한다. 이러한 적용들에서, 멤브레인들은 일반적으로 미세여과 또는 한외여과 범위의 기공들을 갖는다.
[0003] 침지된 중공 섬유 멤브레인 유닛들의 일부 예들은 미국 특허 제5,639,373호에 설명된다. 이러한 중공 섬유 멤브레인 유닛들에서, 중공 섬유 멤브레인들은 상부 포팅 헤드와 하부 포팅 헤드 사이에서 연장된다. 다른 예들에서, 단지 하나의 포팅 헤드가 존재하며 그리고/또는 멤브레인들은 수평으로 연장된다. 침지된 평탄 시트 멤브레인 유닛들의 일부 예들은 미국 특허 6,287,467에 설명된다. 평탄 시트 멤브레인 유닛들에서, 평탄 시트 멤브레인의 쌍들은 요소들을 형성하기 위해 프레임들 또는 스페이서들에 걸쳐 함께 조립된다. 이러한 요소들 중 많은 요소들은 카세트에 병렬로 배치된다. 카세트는 요소들 주위에 수직으로 배향되는 튜브를 형성하는, 대안적으로 슈라우드(shroud)로 불리는 멤브레인 케이스(membrane case)를 가질 수 있다. 폭기장치들의 세트는 카세트에 부착될 수 있다. 일부 경우들에서, 카세트 아래의 디퓨저 케이스는 수직으로 배향된 튜브에 폭기장치들의 세트를 포함한다. 폭기장치들은, 멤브레인들의 표면을 세척하는(scour) 버블들을 생성하고 그리고 또한 멤브레인들을 지나 상향으로 물을 순환하는 공기 리프트를 생성한다. 유사한 구조들에는 평탄 플레이트 세라믹 멤브레인들이 제공된다. 내부 프레임들 또는 간격들 없이 조립된 주름진 멤브레인 시트들을 갖는 대안적인 평탄 시트 침지된 멤브레인 유닛은 미국 공보 번호 US 2017/0095773에 설명되며, 이는 본원에 인용에 의해 포함된다.
[0004] 멤브레인 여과 시스템에서, 하나 이상의 침지된 멤브레인 유닛들은 전형적으로 개방(즉, 유리수(free water) 표면을 가지는) 멤브레인 탱크에 배치된다. MBR(membrane bioreactor)에서, 멤브레인 여과 시스템은 활성 슬러지 프로세스에서 2차 정화기와 같이 기능할 수 있다. 이러한 경우에, 물은 혼합액을 생성하기 위해 멤브레인 탱크 상류의 프로세스 탱크에서 처리되며, 이 혼합액은 멤브레인 탱크로 유동한다. 투과물은 멤브레인 탱크에 활성 슬러지를 남기는 멤브레인 유닛들을 통해 빼내어진다. 활성 슬러지는 멤브레인 탱크로부터 빼내어지고 그리고 WAS(waste activated sludge)와 RAS(return activated sludge)로 분할된다. RAS는 프로세스 탱크들로 복귀되고 그리고 활성 슬러지의 일부가 된다. 유입물(원 폐수) 유량(Q)은 투과물 유량 및 WAS 유량의 총합에 의해 대략적으로 균형을 이룬다. RAS 유량은 전형적으로 2Q 내지 5Q 범위에 있다.
[0005] 이러한 요약은 독자에게 본 발명 및 상세한 설명을 도입하도록 하지만, 청구된 발명을 제한하거나 규정하지 않도록 의도된다.
[0006] 침지된 멤브레인 시스템에서, 유입물은 개방 멤브레인 탱크 내로 유동하며, 투과물은 멤브레인들을 통해 제거되며, 그리고 농축물은 멤브레인 탱크 밖으로 유동한다. 본 발명자들은, 각각의 멤브레인 유닛을 버블들로 균일하게 세척함에도 불구하고, 탱크의 상이한 일부들에서의 멤브레인 유닛들 사이에서 오염 속도들이 상이할 수 있는 것을 관찰했다. 예를 들어, 멤브레인 유닛들이 좁은 탱크를 따라 일렬로 분포되며 그리고 탱크에는 일 단부로부터의 유입물이 이송되는 시스템에서, 최하류의 멤브레인 유닛은 가장 많이 오염된다. 이는, 탱크의 길이를 따라 발달하는 고형물(또는 다른 오염물) 농도 구배에 의해 적어도 부분적으로 유발될 수 있다. 그러나, 멤브레인 유닛들은 전형적으로, 공통 투과물 및 역세척 파이프들에 모두 연결되고 그리고 동일한 투과 및 세정 프로토콜들로 작동된다. 그 결과, 상류 멤브레인 유닛들은 효율적으로 작동되지 않거나, 하류 멤브레인 유닛들이 과도하게 오염된다. 그러나, 이 구성은, 이 구성이 다수의 병렬 멤브레인 탱크들을 가지는 경우 대형 시스템들을 생성하는 것을 용이하게 하기 때문에, MBR(membrane bioreactors)를 포함하는 많은 침지된 멤브레인 플랜트들에 사용된다. 이에 따라, 좁은 탱크들을 갖는 침지된 멤브레인 시스템들의 대형의 설치된 기초부가 이미 존재한다.
[0007] 본 명세서는, 하나 이상의 침지된 멤브레인 유닛들을 가지는 개방 멤브레인 탱크를 설명한다. 각각의 멤브레인 유닛은 하나 이상의 카세트들 또는 여과 멤브레인들을 포함하는 다른 구조들을 가질 수 있다. 선택적으로, 멤브레인 유닛들은 탱크의 길이를 따라 이격된다. 선택적으로, 침지된 멤브레인 유닛들은 멤브레인 케이스 내에 위치될 수 있는 평탄 시트 멤브레인 요소들을 가질 수 있다. 유입구는 탱크의 일 단부 상에서, 선택적으로 탱크의 저부에 가깝게 제공된다. 하나 이상의 덕트들은 유입구를 하나 이상의 침지된 멤브레인 유닛들에 연결시키기 위해 제공된다. 일부 예들에서, 덕트는 상이한 멤브레인 유닛에 각각 연결되는 다수의 개구들을 갖는다. 선택적으로, 개구들은, 상이한 멤브레인 유닛들로의 혼합액의 유동을 등화하는 것을 돕도록 선택될 수 있는, 다양한 크기들을 갖는다. 선택적으로, 덕트는 멤브레인 유닛 아래에 수평으로 연장되는 배플을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 멤브레인 탱크가 멤브레인 바이오리액터의 부품이다.
[0008] 본 명세서는 또한, 침지된 멤브레인 여과 시스템, 예를 들어, MBR의 개방 멤브레인 탱크를 작동시키는 프로세스를 설명한다. 프로세스에서, 멤브레인 탱크로의 유입물의 유동은 하나 이상의 침지된 멤브레인 유닛들의 저부로 지향된다. 선택적으로, 혼합액의 유동은 다수의 부분들로 분할될 수 있다. 일부 경우들에서, 다수의 부분들 각각의 유량은 다수의 부분들의 평균 유량의 10% 이내이다. 선택적으로, 유입물은 침지된 멤브레인 유닛을 통해 위로 추가로 지향된다. 어떤 경우들에서, 관류형 또는 수직 플러그 유동 체제는 멤브레인 유닛들을 통해 제공될 수 있다. 유입물은, 예를 들어, MBR에서와 같은 혼합액 또는 3차 여과에서와 같은 2차 유출물일 수 있다.
[0009] 본원에 설명되는 멤브레인 탱크 및 프로세스는, 유입물이 일반적으로 하나 이상의 침지된 멤브레인 유닛들로 직접적으로 이송되는 것을 초래한다. 이는, 유입물(예를 들어, 하류의 멤브레인 유닛으로 이송되는 유입물)이 다른 멤브레인 유닛들에 의해 사전-농축되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 선택적으로, 다양한 침지된 멤브레인 유닛들을 통한 유입물의 유량이 일반적으로 동일하도록, 시스템이 또한 구성될 수 있다. 선택적으로, 일반적으로 동일한 유량들로, 상이한 침지된 멤브레인 유닛들에 그의 원래 농도의 유입물을 제공하는 것은, 전체적으로 시스템이 보다 생산적이고 그리고/또는 작동하기에 보다 용이한 것을 초래할 수 있다. 더욱이, 유입물은 멤브레인 유닛들을 통해 위로 강제된다. 멤브레인 유닛을 통해 위로의 유입되는 물의 유동은, 인접한 멤브레인들을 서로 떨어지게 강제하고, 멤브레인 유닛에서 슬러지의 탈수 또는 유지를 억제하고, 그리고/또는 신선한 유입물을 멤브레인 유닛 전체에 걸쳐 분산시키는 것을 도울 수 있다. 이러한 방식으로, 침지된 멤브레인 탱크로의 유입물의 유동은 멤브레인 유닛들의 오염(fouling) 또는 슬러징(sludging)을 방지하는 것을 돕고 그리고/또는 멤브레인 세정 빈도를 감소시키는데 사용될 수 있다. MBR의 경우에, 재순환하는 RAS에서 수반되는 에너지의 일부는 액체 속도 또는 임펄스의 형태로 회수될 수 있다.
[0010] 도 1은 멤브레인 바이오리액터(membrane bioreactor)의 개략도이다.
[0011] 도 2는 도 1의 멤브레인 바이오리액터의 멤브레인 탱크의 개략적인 측면도이며, 하나의 측면은 제거되어 덕트를 나타낸다.
[0012] 도 3은 탱크의 전방이 제거된 경우의 도 2의 멤브레인 탱크의 개략적인 단면도이다.
[0013] 도 4는 멤브레인 시트의 에지 도면을 도시한다.
[0014] 도 5는 도 4에서와 같은 멤브레인 시트를 포함하는 멤브레인 모듈의 입면도를 도시한다.
[0015] 도 6은 공급 액체 및 투과 유동 방향들을 도시하는 절취 개방된 모듈의 개략적 사시도이다.
[0016] 도 7은 함께 적층된 도 5의 모듈들 중 3개의 입면도를 도시한다.
[0017] 도 8은 도 5의 모듈들 중 수개를 포함하는 블록의 등축도이다.
[0018] 도 9는 도 8의 블록의 일부의 확대도이다.
[0019] 도 10은 도 8의 블럭의 섹션의 확대도이다.
[0020] 도 11은 함께 적층된 도 8의 블록들 중 3개를 가지는 카세트(cassette)의 등축도이다.
[0021] 도 12는 다른 덕트의 등축도이다.
[0022] 도 13은 도 12의 덕트의 최상부 상의 도 11에서와 같은 2개의 카세트들의 일부들의 등축도이다.
[0023] 도 14는 탱크에 설치되는 다른 덕트의 최상부 상의 도 11에서와 같은 7개의 카세트들의 일부들의 부분적으로 절취된 등축도이다.
[0024] 도 1은 활성 슬러지 프로세스를 사용하는 MBR(membrane bioreactor)(100)을 도시한다. 폐수(102), 예를 들어, 산업 폐수 또는 도시 하수는 수집되고 그리고 조대 스크린(104) 및 선택적으로 미세 스크린(106)을 통과한다. 미세 스크린(106)은, 예를 들어, 2mm 내지 5mm의 개구들을 가질 수 있고, 그리고 도 1에 도시된 포지션에서보다 MBR(100)에서 추가로 하류에 위치될 수 있다. 스크리닝된(screened) 폐수(102)는 정화기 또는 회전 벨트 필터와 같은 1차 처리 유닛(108)을 통해 유동한다. 1차 처리 유닛(108)은 1차 슬러지(110) 및 1차 유출물(112)을 생성한다.
[0025] 1차 유출물(112)은 하나 이상의 프로세스 탱크들(114)로 유동한다. 일부 예들에서, 하나의 호기성 프로세스 탱크(114)가 존재한다. 다른 예들에서, 호기성, 무산소 및/또는 혐기성 처리 구역들을 포함하는 일련의 2개 이상의 프로세스 탱크들(114)이 존재할 수 있다. 프로세스 탱크(114)의 미생물들은 1차 유출물(112)을 소화하고 그리고 혼합액(116)을 생성한다. 혼합액(116)은 멤브레인 탱크(70)로 전달된다. 도시된 예에서, 혼합액(116)은 멤브레인 탱크(70)로 펌핑된다. 다른 예들에서, 혼합 액체는 중력에 의해 멤브레인 탱크(70)로 유동한다.
[0026] 멤브레인 탱크(70)는 하나 이상의 덕트들(80) 및 하나 이상의 멤브레인 유닛들(120)을 포함한다. 하나 이상의 덕트들(80)은 멤브레인 탱크(70)의 유입구(86)로부터 멤브레인 유닛(120)의 저부까지 연장된다. 덕트(80)는, 혼합액(116)이 하나 이상의 멤브레인 유닛들(120)에 도달하기 위해 멤브레인 탱크(70)에서 관통하여 유동하는 플레넘(plenum)을 제공한다. 그 후, 혼합액(116)은 멤브레인 유닛(120)을 통해 위로 그리고 멤브레인 유닛(120) 외부에서 멤브레인 탱크(70)로 유동한다. 투과물 펌프(122)는, 혼합액이 멤브레인 유닛(120)을 통과함에 따라, 혼합액(116)으로부터 투과물을 빼낸다. 이에 따라, 혼합액(116)은 멤브레인 유닛들에서 농축되고 그리고 멤브레인 유닛들을 활성 슬러지(126)로서 남겨둔다. 활성 슬러지(126)는, 예를 들어, 펌프 또는 중력에 의해 멤브레인 탱크(70)로부터 빼내어지고 그리고 WAS(waste activated sludge)(128) 및 RAS(return (또는 recycled) activated sludge)(130)로 분할된다.
[0027] 도 1에서, 멤브레인 탱크(70)는 MBR(100)의 부품이다. MBR(100)로의 폐수(102)의 유량은 통상적으로 Q로 불린다. RAS(130)의 유량은 예를 들어 1Q 내지 5Q의 범위에 있을 수 있다. 혼합액(116)의 유량은 예를 들어 2Q 내지 6Q일 수 있다. 이에 따라, 상당한 양의 에너지가 MBR(100)에서 순환하는 RAS에 적용된다. 이는, 혼합액(116)이 상당한 유량 및/또는 에너지 함량을 가지는 멤브레인 탱크(70) 내로 유동하는 것을 초래할 수 있다. 그러나, 일부 경우들에서, 멤브레인 탱크(70)는 식수(potable water) 또는 산업 공정 용수를 생산하도록 의도된, 지표수 또는 지하수 여과 시스템과 같은 다른 여과 시스템 또는 다른 프로세스에 의해 이미 처리되었던 폐수를 폴리쉬(polish)하도록 의도된 3차 여과 시스템의 부품일 수 있다.
[0028] 멤브레인 탱크(70)는 도 2에서 측면도로 그리고 도 3에서 단부도에 도시된다. 멤브레인 탱크(70)는 멤브레인 탱크(70)의 폭의 2배 이상 또는 4배 이상인 길이를 가질 수 있다. 멤브레인 탱크(70)의 벽들과 멤브레인 유닛들(120)의 전방, 측면들, 및 후방 사이의 간격은 도시된 예들에서보다 더 가까울 수 있다.
[0029] 도시된 예에서, 덕트(80)는 멤브레인 탱크(70)의 저부에 의해 부분적으로 형성된다. 측벽들(82)은 멤브레인 탱크(70)의 저부로부터 멤브레인 유닛(120)의 저부까지 위쪽으로 연장된다. 덕트(80)는 멤브레인 유닛들(120) 아래에서 탱크(70)의 길이를 따라 연장된다. 덕트(80)의 하류 단부는 단부 벽(84)에 의해 폐쇄된다. 덕트(80)의 최상부는 플레이트(88)로 형성된다. 멤브레인 유닛들(120)의 수평 치수들과 길이 및 폭에서 일반적으로 동일한 갭(89)을 제공하는 플레이트들(88)은 불연속적이다.
[0030] 덕트(80)는 선택적으로 배플들(90)을 갖는다. 도시된 예에서, 배플들(90)을 통해 유동하는 물이 멤브레인 유닛들(120)에 진입하기 전에 갭들(89)의 전체 영역에 걸쳐 분산될 수 있도록, 배플들(90)은 플레이트들(88)로부터 아래로 연장된다. 갭(89)은 그 위에 있는 멤브레인 유닛(120)의 수평 단면적의 적어도 80%인 영역을 가질 수 있다. 배플들(90)은 또한, 카세트(90)의 저부 아래에서, 수평으로 적어도 도중까지, 선택적으로 끝까지 연장된다. 배플들(90)의 수평 연장은 개구(92)를 규정한다. 선택적으로, 개구들(92)은 멤브레인 유닛들(120)로의 총 유입 혼합액 유동의 선택된 분할을 제공하는 것을 돕기 위해 서로에 대해 상이한 크기들을 갖는다. 멤브레인 유닛(120)의 저부의 실질적으로 전체(즉, 80% 이상 또는 90% 이상) 또는 전체에 걸친 배플(90)의 수평 연장은 하지만 덕트(80)의 최상부로 아래로 변위되고, 보다 넓은 범위의 유입 유량들에 걸쳐 멤브레인 유닛들(120) 중에 유입 유동의 선택된 분배를 발생시키는 경향이 있다. 이론으로 제한하는 것으로 의도하지 않지만, 이는, 부분적으로 개구들(92)이 갭들(89)에 비해 영역이 작기(즉, 50% 이하) 때문이거나, 개구들(92)이 갭들(89) 상류에서 유입 유동으로 대면하기 때문일 수 있다.
[0031] 도시된 예에서, 제1 (상류) 배플(90)과 연관된 개구(92)의 높이는 제1 배플(90)과 플레이트들(88) 사이의 수직 거리에 의해 규정된다. 중간 배플(90)과 연관된 개구(92)의 높이는 중간 배플(90)과 제1 배플(90) 사이의 수직 거리에 의해 규정된다. 최하류 멤브레인 유닛(120)을 위한 배플(90)은 탱크(70)의 플로어의 일부 및 덕트(80)의 단부(84)에 의해 제공된다. 최하류 멤브레인 유닛(120)을 위한 개구(92)는 중간 배플(90)과 탱크(70)의 저부 사이에 규정된다. 대안적으로, 별도의 덕트(80)는 각각의 멤브레인 유닛(120)에 대해 제공될 수 있지만, 별도의 덕트가 부가의 재료 및 제조를 요구할 것이고 그리고 덕트 또는 덕트들(80)의 전체적인 헤드 손실을 가능하게는 증가시킬 것이 예상된다. 도시된 예에서, 개구들(92)과 갭들(89) 사이의 덕트(80)의 부품들은, 혼합액이 덕트(80)로부터 멤브레인 유닛들(120)의 저부로 유동하기 위한 경로들을 제공한다.
[0032] 멤브레인 유닛들(120)은 선택적으로, 멤브레인들 자체를 포함하는 수직으로 연장되는 도관을 제공하는 구조인, 대안적으로 슈라우드(shroud)로 불리는 멤브레인 케이스를 포함한다. 멤브레인 케이스는 별도의 구조일 수도 있거나, 멤브레인 유닛(120)의 다른 부품들과 일체로 형성될 수 있다. 멤브레인 유닛들(120)은 선택적으로 송풍기(134)로부터 공기가 제공될 때 버블들을 생성하는 폭기장치들(132)을 포함한다. 일부 경우들에서, 폭기장치들(132)은, 예를 들어 멤브레인 케이스 내에 위치되는 멤브레인 유닛들(120)과 통합된다. 다른 경우들에, 폭기장치들은 멤브레인 유닛들(120) 아래, 선택적으로 덕트(80)를 멤브레인 유닛(120)과 연결시키는 수직으로 연장되는 도관을 제공하는 슈라우드 또는 폭기장치 케이스에 배치될 수 있다. 멤브레인들이 멤브레인 케이스 내에 있는 경우, 멤브레인들은 바람직하게는 액체가 멤브레인 유닛들을 통해 멤브레인들을 지나 위로 유동하기 위한 수직 통로들을 제공하도록 배열된다. 예를 들어, 멤브레인들은 평탄 시트 멤브레인들 또는 평탄 세라믹 멤브레인들일 수 있다.
[0033] 일부 예들에서, 덕트(80)와 혼합액 유입구(86) 사이의 연결들, 및 덕트(80)와 멤브레인 유닛(120)의 저부 사이의 연결들은 일반적으로 유밀형이다. 유입구(86) 및 멤브레인 유닛들(120)에 대한 연결들과 달리, 덕트(80)는 일반적으로 폐쇄된 플레넘이다. 멤브레인 및 폭기장치 케이스들은 사용되는 경우, 일반적으로 폐쇄된 튜브들이다. 이러한 방식으로, 멤브레인 탱크(70)로의 유입물은 일반적으로 멤브레인 유닛들(120)에 직접적으로 제공된다. 멤브레인 탱크(70)에 이지 농축된 유입물을 덕트(80)를 통해 멤브레인 유닛들에 이송되는 유입물의 혼합은 실질적으로 존재하지 않는다. 그러나, 이들은 대규모 민간 작업들이기 때문에, 완벽한 유밀형 연결들 또는 완벽한 폐쇄된 덕트들 또는 멤브레인 케이스들이 예상되지 않는다. 예를 들어, 덕트(80)의 굽힘된 시트 금속 플랜지와 멤브레인 탱크(70)의 콘크리트 벽 또는 플로어, 또는 카세트(50)의 프레임 사이의 연결들은 어느 정도 누출될 수 있으며, 그리고 덕트(80) 자체는 완벽한 유밀형 연결들과 함께 연결되지 않은 다수의 피스들로 제조될 수 있다. 그러나 개방형 멤브레인 탱크(70) 및 침지된 멤브레인 유닛들(120)의 사용은, 완전히 에워싸인 시스템에 비해 대형 시스템들의 보다 경제적인 구성을 허용한다.
[0034] 통상적으로 교반 탱크 반응기(stirred tank reactor)로 작동되는 개방 멤브레인 탱크(70)에 있음에도 불구하고, 도 2 및 도 3의 예의 멤브레인 유닛들(120)은 관류 직교류(once-through crossflow)와 보다 유사한 유동 체제 하에서 작동할 수 있다. 바람직하게는, 멤브레인 탱크(70)에 진입하는 유입물의 적어도 90% 또는 적어도 95%는, 덕트(80)를 통해 멤브레인 유닛들(120)으로 지향되며, 그리고 멤브레인 유닛들(120)을 통해 위로 유동하는 유입물의 10% 이하 또는 5% 이하는, 유입구(86)로부터 멤브레인 탱크(70)까지의 유입물과는 대조적으로 덕트(80) 외부의 멤브레인 탱크(70)로부터 유입된다. 선택적으로, 덕트(80) 및 덕트로 그리고 덕트로부터의 연결들은, 멤브레인 유닛들(120)의 저부에서 유입물의 TSS(total suspended solids) 농도가 유입물의 TSS 농도보다 더 높은, 5% 이하 또는 3% 이하가 되도록 충분히 폐쇄되고 그리고 밀착된다. 이에 의해, 멤브레인 탱크(70)의 상이한 부품들에서 멤브레인 유닛들(120)에 도달하는 유입물의 농도가 또한 일반적으로 등화된다. 덕트(80)는 또한, 멤브레인 탱크(70)의 상이한 부품들에서 멤브레인 유닛들(120)로의 일반적으로 균일한 흐름 분배를 제공하는 것을 도울 수 있다. 멤브레인 유닛들(120)이 멤브레인 케이스들(및 폭기장치들(132)이 멤브레인 유닛들 아래에 있는 경우 폭기장치 케이스들)을 포함하는 예들에서, 멤브레인 유닛들(120)을 떠나는 물의 농도는 또한 일반적으로 등화된다. 예를 들어, 도 1에서와 같은 MBR(100)에서, 멤브레인 유닛들(120)의 최상부에서의 물(농축물)의 TSS(total suspended solids) 농도는, 전체로서 멤브레인 탱크(120)에서 활성 슬러지(126)의 TSS 농도보다 5% 이하만큼 더 작다. 혼합액(116) 및 활성 슬러지(126)는 고형물들이 높은 MBR(100)의 경우에, 멤브레인 유닛들(120) 사이의 고형물 농도의 차이를 감소시키는 것은, 멤브레인 세정 빈도를 감소시킬 수 있고, 그리고 멤브레인 유닛들(120)의 평균 플럭스를 증가시킬 수 있다.
[0035] 유입물(즉, 혼합액(116))은, 유입물 유량 및 멤브레인 유닛들의 멤브레인 케이스들의 개방 수평 단면적에 의해 대체로 결정되는 평균 속도로 덕트(80)로부터 멤브레인 유닛들(120)의 멤브레인 케이스들을 통해 위로 유동한다. 멤브레인 유닛(120)을 통한 한번의 통과에서 유입물의 상당한 농도를 달성하는 능력(이는 과도한 RAS 재순환 속도들 또는 6Q 이상을 회피하는 것을 도움)은 이들의 횡단면적(점유공간)에 대한 멤브레인 유닛(120)의 패킹 밀도에 의해 대체로 결정된다. 평탄 형태(즉, 평탄 시트 또는 평탄 세라믹) 멤브레인들의 높은 점유공간은 가까운 간격 및/또는 다수의 시트 스택들에 의해 가능할 수 있다. 예를 들어, 멤브레인들 사이의 분명한 수직 공간(즉, 면 대 면(face-to-face) 분리)은 5mm 이하, 3mm 이하, 또는 2mm 이하일 수 있다. 멤브레인 유닛들(120)은 수직으로 적층되는 2개 또는 3개 이상의 모듈들로 제조될 수 있다.
[0036] MBR의 4개의 멤브레인 유닛들(120)로의 하나의 시도에서, 도 11에 도시된 바와 같은 카세트(50)의 형태의 각각은 멤브레인 시트들 사이에 1.5mm의 면-대-면 간격을 가지며, 2.78Q의 RAS 재순환 속도는 0.023m/s의 카세트들(50)에서 평균 (위로의) 액체 속도를 발생시켰다. RAS 재순환 속도를 5Q 및 5.6Q로 증가시키는 것은, 각각 0.035 및 0.046m/s의 평균 (위로의) 액체 속도들을 발생시킨다. 평균 액체 속도는, 카세트에서 깨끗한 공간들의 수평 영역(즉, 개별의 멤브레인들 사이의 수직으로 연장되는, 폭이 1.5mm인 다수의 갭들의 누적 영역) 및 각각의 카세트의 저부로의 유입 유량을 고려하여, 하지만 카세트 내로 제공되는 버블들에 대한 조절 없이 계산되었다. 0.023 m/s의 속도로 작동하는 동안, 4개의 카세트들의 최상부에 수집되는 물의 최대 및 최소 MLSS(mixed liquor suspended solids) 농도 사이의 20% 차이가 존재하였으며(즉, 평균으로부터의 약 10% 편차), 그리고 4개의 카세트들 중 2개는 다른 2개의 카세트들보다 더 높은 오염 속도를 가졌다. 0.046m/s으로 작동할 때, 4개의 카세트들의 최상부에 수집되는 물의 최대 및 최소 혼합액 MLSS(mixed liquor suspended solids) 농도 사이의 단지 10%의 차이가 존재하였으며(즉, 평균으로부터 약 5%의 변동), 그리고 4개의 카세트들 모두는 유사한 낮은 오염 속도들을 가졌다. 0.035m/s의 속도로의 작동은 또한, 4개의 카세트들 모두에서 유사한 낮은 오염 속도들을 갖는 지속가능한 작동을 발생시켰다. 이론에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않고, 가장 낮은 속도에서의 상대적으로 열악한 결과들은, (다양한 개구 크기들을 갖지만, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 않은 배플 설계를 사용하는) 이러한 특정 덕트에서 낮은 RAS 재순환 속도 또는 둘 모두의 조합으로 발생하였던 4개의 카세트들 사이의 총 유입 유동의 동일하지 않은 분배에 대해 낮은 속도 자체로 인한 것이었을 수 있다.
[0037] 선택적으로, 멤브레인 유닛의 평균 액체 속도는 0.025m/s 이상 또는 0.03m/s 이상이다. 하나 이상의 매개변수들(예를 들어, RAS 재순환 속도)의 수정의 경우, 최대 0.05m/s, 최대 0.7m/s 또는 최대 0.1m/s의 보다 높은 평균 액체 속도들이 달성될 수 있다. 이러한 속도들은 종래의 밀봉된 시스템들(즉, 플레이트 및 프레임 시스템들, 내측/아웃 중공 섬유 시스템들 또는 관형 멤브레인 시스템들)에서 교차 유동 여과에 전형적으로 사용되는 속도들에 훨씬 아래에 있으며, 이 속도들은 일반적으로 깨끗한 유입물을 여과할 때 일반적으로 약 0.2m/s 이상이고 그리고 혼합액을 여과할 때 1.0m/s 이상이다. 이론에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않지만, 수반되는 훨씬 보다 낮은 속도들 때문에, 본원에 설명되는 시스템 및 프로세스에서의 멤브레인 표면에 걸쳐 유동하는 액체의 전단력은, 유체 전단이 전형적인 횡단 유동 여과 시스템들에서 재료인 동일한 의미에서 효과적이지 않을 수 있다. 그러나, 다수의 카세트들을 통한 일반적으로 일관된 유체 속도로 신선한 혼합액을 제공하는 것은, 카세트들 중에 일관된 조건들을 유리하게 제공하는 것으로 보이며, 이는, 이에 의해 다른 것들보다 더 신속하게 오염되는 하나 이상의 카세트들에 의해 결정되는 시스템에 대한 세정 및 작동 프로토콜들을 가지는 것을 회피한다. 더욱이, 액체의 강제된 유동은 하나 이상의 효과들, 예를 들어, 멤브레인들을 떨어지게 강제하거나 멤브레인들 사이로부터 밖으로 고형물들의 초기 축적들을 강제하는 것을 제공할 수 있으며, 이들은 관련된 전단력이 아니지만, 그럼에도 불구하고 카세트를 통한 액체의 버블 유도된 (즉, 에어리프트) 유동에 의해 제공되지 않는 방식으로 오염되는 것 또는 슬러징(sludging)을 회피하는 것을 돕기 위해 유동하는 유입물의 에너지를 사용한다.
[0038] 도 4 내지 도 11은 카세트(50) 또는 카세트의 다양한 부품들의 예를 설명한다. 카세트(50)는 멤브레인 유닛(120)을 제공하기 위해 단독으로 또는 다중 카세트들(50)의 세트로 사용될 수 있다.
[0039] 도 4은 대안적으로 요소로 불리는 멤브레인 시트(10)의 예를 도시한다. 멤브레인 시트(10)는 내부 채널들(14)을 제공하기 위해 형성되고 그리고 함께 결합된 2개의 기판 시트들(12)로 구성된다. 기판 시트들(12)의 외측들은 다공성 분리 층(16)으로 코팅된다. 분리 층(16)은 기판 시트들(12) 위에 도프(dope)를 형성하는 멤브레인 형성 도프(membrane forming dope)를 캐스팅하고(casting) 그리고 그 후 ??치 배스(quench bath)에서 도프를 경화함으로써 제조될 수 있다. 이는 전형적으로 한외여과 또는 정밀여과 범위에서 NIPS(non-solvent induced phase separation) 방법에 따라 기공들을 발생시킨다. 2개의 기판 시트들(12) 사이의 중앙 시트(18)는 선택적이지만, 바람직하다면, 보다 강성적인 멤브레인 시트(10)를 제공하기 위해 부가될 수 있다. 다른 예들에서, 요소들은, 예를 들어, Kubota 또는 Microdyn Nadir 요소들의 방식으로 프레임 또는 간격 위에 함께 부착되는 2개의 평탄 시트 멤브레인들로 제조될 수 있다. 다른 예들에서, 요소들은 플레이트 형태 세라믹으로 제조될 수 있다.
[0040] 도 5는 멤브레인 모듈(20)을 도시한다. 모듈(20)은 하나 이상의 멤브레인 시트들(10)을 갖는다. 내부 채널들(14)에 개방된 멤브레인 시트들(10)의 모서리들(즉, 도 1에 도시되는 모서리들)은 대안적으로, 대안적으로 포팅 헤드들 또는 투과물 수집기들로 불리는 헤더들(22)에서 포팅된다(potted). 사용시, 헤더들(22)은 일반적으로 수직으로 배향되며 그리고 내부 채널들(14)은 일반적으로 수평이다. 예를 들어 펌프 또는 싸이훤(siphon)에 의해 헤더들(22)의 투과물 포트들(24)에 적용되는 흡입은 투과물(26)이 내부 채널들(14)에서 생성되고 그리고 헤더들(22)을 통해 유동하는 것을 유발한다. 선택적으로, 투과물은 멤브레인 시트(10)의 하나 또는 둘 모두의 단부들로부터 빼내어질 수 있다. 모듈(20)은 통상적으로 다수의 평행한 멤브레인 시트들(10)을 갖는다. 인접한 멤브레인 시트들(10)은 일반적으로 동일한 폭, 예를 들어 1.5mm 내지 4mm 폭의 수직 갭들에 의해 분리된다. 일 예에서, 모듈(20)은 폭이 약 1900mm, 높이가 약 800mm, 그리고 두께가 약 60mm이고 그리고 일반적으로 그의 두께에 걸쳐 동일하게 이격된 16개의 멤브레인 시트들(10)을 포함한다. 이 예에서, 헤더들(22)과 외부 멤브레인 시트들(10)은 멤브레인 케이스를 형성한다. 다른 예들에서, 모듈은 별도의 멤브레인 케이스로 둘러싸여질 수 있다.
[0041] MBR(membrane bioreactor) 또는 여과 플랜트에서 사용될 때, 모듈(20) 아래로부터 제공되는 버블들(28)은 여과되고 있는 액체(30)가 인접한 멤브레인 시트들(10) 사이의 갭들을 통하는 것을 포함하여, 모듈(20)을 통해 위로 유동하는 것을 돕는다.
[0042] 도 6은 모듈(20)을 통한 액체(30)의 유동을 추가적으로 예시하기 위해 절취 개방된 모듈(20)의 개략도를 도시한다. 멤브레인 시트들(10)의 물결(undulating) 모양은, 혼합액이 상승함에 따라, 액체(30)에서 난류를 생성한다. 멤브레인 시트들(10)은 액체(30) 및 버블들(28)이 멤브레인 시트들 사이를 이동함에 따라 진동한다. 버블들(28)은 액체 유동을 보조하는 것 이외에도, 멤브레인 시트들(10)의 일부 직접 세척을 제공할 수 있다.
[0043] 도 7은 3개의 모듈들(20)의 스택(32)을 도시한다. 모듈들(20)은 상하로 수직으로 적층된다. 하부 모듈의 투과물 포트들(24)은 상부 모듈의 헤더들(22)에서의 소켓들(보이지 않음)에 끼워맞춤한다. 가장 낮은 모듈(20)에서의 소켓들은 플러깅된다(plugged). 가장 높은 모듈의 투과 포트들(24)은 투과물 인출 파이프에 연결될 수 있고, 그리고 3개 모두의 모듈들(20)로부터 투과물을 인출하는데 사용될 수 있다. 스택들(32)은 또한, 2개, 4개 또는 다른 수의 모듈들(20)로 제조될 수 있다. 인접한 모듈들의 헤더들(22)이 수직으로 정렬되고 연속적이기 때문에, 공급 액체는 헤더들(22)에 의해 방해받지 않고 전체 스택(32)을 통해 수직으로 유동할 수 있다.
[0044] 도 8은 프레임(42)에서 복수의 모듈들(20)을 포함하는 블록(40)을 도시한다. 모듈들(20)은 프레임(42)에 나란히 배치된다. 모듈(20)은 프레임(42) 안으로 또는 밖으로 수직으로 미끄러질 수 있다. 프레임(42)에 있을 때, 모듈(20)의 헤더들(22)은, 도시되는 예에서 프레임(42)에 부착된 플라스틱 몰딩들(44)에 의해 제공되는 대응하는 슬롯들 내에 끼워맞춤한다. 비록 다른 재료들이 또한 사용될 수 있지만, 프레임(42)은 바람직하게는 스테인리스 강으로 제조된다. 측면 플레이트들(45)은 모듈들(20)에 평행한 프레임의 측면들을 덮는다. 헤더들(22)은 다수의 모듈들(20)을 각각 포함하며 그리고 인접한 헤더들(22)은 서로 접촉하거나, 접촉하고 있는 것에 가깝고, 예를 들어 서로 10mm 미만 또는 서로 5mm 미만으로 떨어져 있다. 측면 플레이트들(45) 및 헤더들(22)은 이에 의해 블록(40)을 통해 수직으로 연장되는 유체 통로를 규정하는 일체형 멤브레인 케이스를 형성한다.
[0045] 도 9는 블럭(40)의 최상부의 확대도를 도시한다. 블록(40)의 최상부의 플랜지(46) 및 블록(40)의 저부 상의 유사한 플랜지(도 9에서 미도시)는 상부 또는 하부 블록(40)을 지지하고 그리고 스택의 블록들(40)이 함께 체결되는 것을 허용하는데 사용될 수 있다. 모듈들(20)의 투과물 포트들(24)은 도 4에 설명된 바와 같이 스택에서 모듈들(20) 사이의 투과물 연결을 허용하기 위해 플랜지(46) 위로 돌출한다.
[0046] 도 10은 블록(40)의 일부의 수평 단면의 확대도를 도시한다. 헤더(22)는 헤더(22), 멤브레인 시트들(10)의 에지들 및 멤브레인 시트들(10) 사이의 포팅 수지(27)에 의해 규정되는 투과물 챔버(23)를 포함한다. 투과물 챔버(23)는 투과물 포트들(24) 및 소켓들과 유체 연통한다. 프레임(42)에 모듈(20)을 유지하기 위해, 볼트(48)는 프레임(42)을 통과하고, 그리고 헤더(22)에 부착되는 너트(25) 내로 나사결합되거나, 도시된 바와 같이 플라스틱 성형된 헤더(22)와 일체로 성형된다.
[0047] 도 11은 수직으로 함께 상하로 적층되는 3개의 블록들(40)로 구성되는 카세트(50)를 도시한다. 선택적으로, 카세트(50)는 1개, 2개, 4개 또는 다른 수의 블록들(40)을 갖는다. 상부 블록(40)의 투과물 포트들(24)은 선택적으로 도시된 바와 같은 커넥터 파이프들(52)을 통해 투과물 헤더 파이프(54)에 연결된다. 블록들(40)의 프레임들(42)은 도시되는 예에서 그들의 단부들 상의 너트들을 갖는 나사결합식 로드들인 스트럿들(struts)(58)에 의해 서로 연결된다. 스트럿들(58)은 또한, 탱크에 카세트(50)를 걸기 위해 사용될 수 있는 카세트 프레임(56)에 상부 블록(40)을 부착한다. 공기 공급 파이프들(60)은, 카세트의 저부로의 공기가 가장 낮은 블록(40) 아래에서 폭기장치들(보이지 않음) 세트로 공급되게 한다. 수직으로 인접한 블록(40)의 몰딩들(44) 및 측면 플레이트들(45)은, 유체들이 카세트(50)를 통해 유동하도록 연속적인 수직으로 연장되는 통로를 형성한다. 이에 의해, 카세트(50)는 전체적으로 일체형 멤브레인 케이스를 갖는다. 대안적으로, 별도의 멤브레인 케이스가 제공될 수 있다.
[0048] 카세트(50)는 카세트 프레임(56)에 부착된 크레인 또는 호이스트에 의해 멤브레인 탱크(70) 내로 하강되거나 멤브레인 탱크(70)로부터 밖으로 리프트될 수 있다. 카세트 프레임(56)은 멤브레인 탱크(70)의 레지들 상에 안착될 수 있다. 도시된 예에서, 카세트(50)는 84개의 모듈들(20)을 갖는다. 부피별 패킹 밀도는 450m2/m3 내지 500m2/m3이다. 점유공간별 패킹 밀도는 약 850m2/m3이다. 일 예에서, 각각의 모듈(20)은 폭이 약 7cm 내지 10cm이다. 모듈들(20)은 카세트(50)에서 1 내지 5개의 모듈들(20)의 높이로 수직 스택으로 배열될 수 있다. 카세트(50)에서의 모듈들(20)의 각각의 스택은 스택에서 가장 낮은 모듈(20) 아래에 폭이 약 3cm 내지 6cm의 하나의 폭기장치를 갖는다.
[0049] 적합한 멤브레인 시트들, 모듈들, 블록들, 및 카세트들을 설명하는 부가 정보는 미국 공보 번호 US 2017/0095773(2017년 4월 6일자로 공보된 Fibracast Ltd에 의한 “Method of Operating Membrane Filter”), 국제 공보 번호 WO 2013/056373(2013년 4월 25일자로 공보된 Fibracast Ltd.의 “Coating Device and Process for Coating Formed Sheet Membrane Elemen”), 및 국제 공보 번호 WO 2011/130853(2011년 10월 27일자로 공보된 Fibracast Ltd.에 의한 “Formed Sheet Membrane Element and Filtration System”)에서 발견될 수 있으며, 이들은 본원에 인용에 의해 포함된다.
[0050] 도 12 및 도 13은 다른 덕트(80)의 2개의 도면들을 도시한다. 이 예에서, 덕트(80)는 각각 하나의 카세트(50)를 가지는 2개의 멤브레인 유닛들(120)로 유입물을 지향시킨다. 배플(90)은 플레이트(88) 아래에 위치되는 수직 시트에 연결되는 수평 시트로 제조된다. 상류 배플의 개구(92)는, 덕트(80)의 폭에 덕트(80)의 최상부 아래로의 수평 시트(94)의 변위를 곱한 값에 의해 면적이 규정된다. 하류 배플의 개구(92)는, 덕트(80)의 폭에 멤브레인 탱크(70)의 플로어 위의 수평 시트(94)의 변위를 곱한 값에 의해 면적이 규정된다.
[0051] 도 14는 3개의 멤브레인 유닛들(120) 아래로 연장되는 다른 덕트(80)를 도시한다. 제1 멤브레인 유닛(98)은 3개의 카세트들(50)을 갖는다. 제2 및 제3 멤브레인 유닛들(120)은 각각 2개의 카세트들(50)을 갖는다.
[0052] 유입구에서 멀리 하류로 연장되는 행으로 동일한 크기의 5개의 멤브레인 유닛들과의 사용을 위해 의도되는 덕트의 다른 예는, 전산 유체 역학을 사용하여 MBR에서 사용되는 것으로 모델링되었다. 덕트(80)는 일반적으로 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 구성되었지만, 보다 많은 배플들(90) 및 개구들(92)을 갖는다. 각각의 중간 개구(92)의 면적은 덕트(80)의 폭에 상류 배플(90)의 수평 시트(94) 아래의 현재 배플의 수평 시트(94)의 변위를 곱한 값에 의해 면적이 규정된다.
[0053] 표 1은 동일한 개구 크기들을 갖는 전술된 모델링 예에서 개구를 통한 혼합액의 평균 속도를 나타낸다. 표 1에 표시된 바와 같이, 동일한 개구 크기들의 경우, 상이한 개구들을 통한 혼합액 속도는 유사하지만 서로 동일하지 않다.
Figure pct00001
[0054] 표 2는 조절된(비동일한) 개구 크기들을 갖는 전술된 모델링 예에서 개구를 통한 혼합액의 평균 속도를 나타낸다. 표 2에 표시된 바와 같이, 배플들 및/또는 개구들을 조절함으로써 개구들을 통한 유동 속도를 실질적으로 등화하는 것이 가능하다. 추가 조절은 멤브레인 유닛들을 통한 평균 액체 속도를 실질적으로 등화할 수 있다. 선택적으로, 각각의 멤브레인 유닛들을 통해 유동하는 액체의 속도는 선택된 유입물 유량, 예를 들어 평균 또는 피크 설계 유량에서 모든 멤브레인 유닛들을 통한 평균 속도의 10% 이내이도록 만들어질 수 있다. 평균 속도보다 실질적으로 더 낮은 경우의 멤브레인 유닛이 멤브레인 유닛의 최상부에서 보다 농축된 혼합액에 노출될 것이고 그리고/또는 이동하는 액체에 의해 덜 효과적으로 세정되기 때문에 일반적으로 동일한 속도들이 바람직하다.
Figure pct00002
[0055] 실험의 MBR은 도 11에서와 같이 2개의 카세트들을 갖는 별도의 멤브레인 탱크를 가졌다. 탱크는 카세트들보다 훨씬 컸다. RAS(Return Active sludge) 재순환 속도는 4Q였다. 멤브레인 탱크는 처음에 덕트 없이 작동되었다. 멤브레인 탱크는 나중에 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 덕트(80)와 함께 작동되었다. 덕트와 함께 그리고 덕트 없이 작동하는 동안, 2psi였던 TMP(trans-membrane pressure)을 증가시키지 않고, 덕트가 부가되었을 때, 투과물 생성은 두 배가 넘었다.

Claims (16)

  1. 침지된 멤브레인 시스템(immersed membrane system)을 작동하는 방법으로서,
    다수의 침지된 멤브레인 유닛들(immersed membrane units)을 가지는 멤브레인 탱크(membrane tank)를 제공하는 단계;
    상기 멤브레인 탱크에 유입물을 이송하는 단계;
    상기 유입물을 다수의 부분들로 분할하는 단계; 및
    상기 유입물의 부분들 중 하나를 상기 복수의 침지된 멤브레인 유닛들의 각각 하나의 저부로 지향시키는 단계를 포함하는,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 침지된 멤브레인 시스템은, 적어도 1Q 또는 적어도 2Q의 복귀 활성 슬러지 유량(return activated sludge flow rate)으로 작동되는 멤브레인 바이오리액터(membrane bioreactor)의 부품인,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 유입물의 부분들을 상기 복수의 멤브레인 유닛들을 통해 위로 지향시키는 단계를 더 포함하는,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 멤브레인 탱크가 신장되고 그리고/또는 상기 멤브레인 유닛들이 상기 멤브레인 탱크의 길이를 따라 이격되는,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 멤브레인 탱크에 이송되는 상기 유입물의 적어도 90%는 상기 침지된 멤브레인 유닛들의 저부들로 직접적으로 유동하는,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 부분들 각각의 유량은 상기 다수의 부분들의 평균 유량의 10% 이내인,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입물을 덕트(duct)를 통해 선택적으로 유동시키는 단계를 포함하며, 상기 다수의 부분들 각각은 별도의 개구를 통해 상기 덕트를 떠나는,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입물은 실질적으로 단일 통과로 상기 멤브레인 유닛들을 통해 유동하는,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 멤브레인 유닛들의 위로의 속도는 0.025m/s 이상인,
    침지된 멤브레인 시스템을 작동하는 방법.
  10. 멤브레인 여과 시스템(membrane filtration system)으로서,
    멤브레인 탱크;
    상기 멤브레인 탱크 내에서 이격되는 복수의 침지된 멤브레인 유닛; 및,
    상기 멤브레인 탱크의 유입구로부터 상기 복수의 침지된 멤브레인 유닛들에 대응하는 복수의 개구들까지 연장되는 하나 이상의 덕트들을 포함하는,
    멤브레인 여과 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 멤브레인 유닛들 각각은, 멤브레인 케이스 내에 평탄 시트 또는 평탄 플레이트 세라믹 멤브레인 요소들의 하나 이상의 카세트들을 가지며, 상기 멤브레인 케이스는 상기 카세트를 통해 수직으로 배향되는 유동 경로를 생성하는,
    멤브레인 여과 시스템.
  12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 멤브레인 유닛들은 전체적으로, 멤브레인들 유닛들의 폭의 적어도 2배인,
    멤브레인 여과 시스템.
  13. 제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    배플들을 갖는 덕트를 포함하며, 상기 배블들은 상기 배플 위의 멤브레인 유닛의 적어도 일부 아래로 수평으로 연장되는,
    멤브레인 여과 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 배플들은 상기 덕트의 최상부 아래에서 수직으로 변위되는,
    멤브레인 여과 시스템.
  15. 제10 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구들은 비동일한 크기들을 가지는,
    멤브레인 여과 시스템.
  16. 제10 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구들의 크기는 상기 멤브레인 유닛의 점유공간의 50% 미만인,
    멤브레인 여과 시스템.
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