WO2013100272A1 - 가압식 막모듈 정수장치 - Google Patents

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WO2013100272A1
WO2013100272A1 PCT/KR2012/003355 KR2012003355W WO2013100272A1 WO 2013100272 A1 WO2013100272 A1 WO 2013100272A1 KR 2012003355 W KR2012003355 W KR 2012003355W WO 2013100272 A1 WO2013100272 A1 WO 2013100272A1
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WO
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hollow fiber
fiber membrane
water
outlet
filtration unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/003355
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English (en)
French (fr)
Inventor
양형모
김대훈
한만재
허현철
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웅진케미칼 주식회사
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Priority claimed from KR1020110144664A external-priority patent/KR101373938B1/ko
Priority claimed from KR1020110144663A external-priority patent/KR101402399B1/ko
Priority claimed from KR1020110145422A external-priority patent/KR101425991B1/ko
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/21—Specific headers, end caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/26—Specific gas distributors or gas intakes

Definitions

  • the present invention relates to a pressurized membrane module water purifier, and more specifically, to add a collecting flow path to reduce the resistance to filter the raw water to the membrane length, and to reduce the operating cost by low operating pressure, high flow rate compared to the membrane area
  • the present invention relates to a pressurized membrane module water purification device capable of implementing water treatment and low energy.
  • a device for water purification by contaminating raw water containing contaminants In general, a device for water purification by contaminating raw water containing contaminants.
  • the membrane used for water purification or wastewater treatment to separate and remove contaminants is 0.1 to 0.5 micron microporous microfiltration membrane and 0.001 It is divided into ultrafiltration membranes of ⁇ 0.1 micron fine pores.
  • the membranes are classified into flat membranes and flat hollow fiber membranes.
  • Submerged membrane module water purifiers are used by depositing them in the contaminated water tank according to the type of water treatment using membranes. It can be distinguished by the pressurized membrane module water purifying device to fix and pressurize the contaminated water.
  • the submerged membrane module water purifier is provided with an air supply diffuser in the lower part of the contaminated water storage tank, and a flat or threaded hollow fiber membrane is fixed thereon to prevent contamination of the surface of the filtration membrane with fluidity of air bubbles. It is designed to prevent and to suck up the treated water with suction pump, and to operate it at low pressure, and to be used for raw water of high turbidity, so it is used not only for wastewater treatment but also for water treatment. It was not possible to operate at, which made it difficult to treat large quantities and high flow rates.
  • the pressurized membrane module water purifying device fixes the hollow fiber membrane in the form of a thread in a cylindrical pressure vessel and pressurizes the raw water to be treated from the outside into the pressure vessel to treat water. It can be.
  • a water treatment field using such a pressurized membrane module As a water treatment field using such a pressurized membrane module, it is widely used in various fields such as water purification equipment, pharmaceutical, semiconductor manufacturing and sewage treatment field, and industrial water treatment field.
  • Korean Patent Publication Nos. 2008-005772 and 2006-0019245 are provided with an outlet for discharging the product water passing through the separator on the upper part of the body, discharge the concentrated water in the lower part of the body and connected to a plurality of holes for air injection during backwashing.
  • Disclosed is a configuration for connecting pipes.
  • the conventional pressurized membrane module water purifier has a single water collecting structure through which the raw water is pressurized into the module and supplied through the membrane to be discharged and collected outside through the outlet of the upper part of the module, it is introduced into the lower part of the module body.
  • the flow path of the raw water discharged to the upper side has a limit in increasing the filtration resistance and improving the productivity of the produced water.
  • the raw water flows in one direction from the bottom to the top of the membrane to filter the entire area of the membrane evenly, thus increasing the contamination of the membrane and shortening the replacement time of the membrane, thereby increasing equipment maintenance costs. .
  • the present invention is to solve the problems as described above, the object is to reduce the resistance to filter the raw water to the membrane length by adding a collecting flow path, it is possible to reduce the operating cost by low operating pressure, compared to the membrane area
  • the present invention seeks to provide a pressurized membrane module water purification device capable of high flow water purification and low energy.
  • another object of the present invention is a pressurized membrane module water purifier to prevent the single-fiber of the hollow fiber membrane by optimizing the opening density through which the fluid flows in and out through the rectifying tube to uniformly distribute the pressure and flow rate of the fluid flowing into the hollow fiber membrane To provide.
  • the present invention is a hollow housing having a predetermined size of internal space;
  • a hollow fiber membrane filtration unit disposed in an inner space of the housing and filtering raw water pressurized and supplied into the housing according to a pressure difference;
  • An upper header unit having a first outlet for discharging the concentrated water that has not passed through the hollow fiber membrane filtration unit and a second outlet for discharging the product water filtered through the hollow fiber membrane filtration unit, and assembled to an upper end of the housing;
  • a residual water discharge and air supply module which discharges the residual water remaining in the hollow fiber membrane filtration unit to the outside and is provided with an outlet opening through which air for removing foreign matters is supplied;
  • a lower header part including a fourth outlet through which the raw water is pressurized and supplied, a third outlet connected to the outlet, and a fourth outlet through which the filtered water is filtered through the hollow fiber membrane filtration unit.
  • the plurality of hollow fiber membrane filtration unit is connected to the plurality of residual water discharge and the air supply module is inserted into the hollow fiber membrane through the hollow fiber inside the body of the hollow fiber membrane to bundle the residual water discharge and the air supply module to be separated And an insertion groove, and an end portion of the hollow fiber membrane corresponding to the lower header portion is formed in an opening.
  • the upper header portion includes an upper header having the first outlet on the outer surface of the body and an upper cap coupled to cover the open upper portion of the upper header with the second outlet.
  • the hollow fiber membrane filtration unit is inserted into the upper rectifying tube formed through the plurality of openings on the outer surface of the body.
  • the residual water discharge and air supply module is provided with a plurality of insertion pipes connected to the plurality of insertion grooves formed in the hollow fiber membrane filtration unit, the outlet and the inner space connected to the insertion pipe It includes a module body disposed in the header portion.
  • the lower header portion includes a lower header having the inlet on the outer surface of the body, and a lower cap coupled to cover the open lower portion of the lower header with the third outlet and the fourth outlet.
  • an hollow space between the hollow fiber membrane filter unit and the second discharge port is formed to form an upper space in which the output water discharged to the open upper portion of the hollow fiber membrane filter unit is filled, and to form the upper space.
  • the tops of the desert filters are spaced apart from each other.
  • the lower collecting space is connected to the fourth outlet.
  • the present invention is a hollow housing having a predetermined size of the inner space;
  • a hollow fiber membrane filtration unit disposed in an inner space of the housing and filtering raw water pressurized and supplied into the housing according to a pressure difference;
  • An upper header unit having a first outlet for discharging the concentrated water that has not passed through the hollow fiber membrane filtration unit and a second outlet for discharging the product water filtered through the hollow fiber membrane filtration unit, and assembled to an upper end of the housing;
  • a residual water discharge and air supply module which discharges the residual water remaining in the hollow fiber membrane filtration unit to the outside and is provided with an outlet opening through which air for removing foreign matters is supplied;
  • a lower header part assembled to a lower end of the housing having an inlet through which the raw water is pressurized and a third outlet connected to the outlet;
  • at least one collecting pipe inserted into the hollow fiber membrane filtration part to be in communication with the lower collecting space formed between the hollow fiber membrane filtration part and the residual discharge and air supply module to guide and discharge the production water
  • the collection pipe is made of a hollow pipe member inserted into the pipe arrangement hole formed in the longitudinal direction through the hollow fiber membrane filtration unit corresponding to the second outlet.
  • the water collecting pipe is made of the water impermeable material or the water permeable material.
  • the hollow fiber membrane filtration unit has an insertion groove into which the residual water discharge and air supply modules are inserted so as to separate the filtered water and the raw water through the hollow fiber inside the body of the hollow fiber membrane in which the hollow yarns are bundled together. And an end portion of the hollow fiber membrane corresponding to the lower header portion is opened.
  • the upper header portion includes an upper header having the first outlet on the outer surface of the body and an upper cap coupled to cover the open upper portion of the upper header with the second outlet.
  • the hollow fiber membrane filtration unit is inserted into the upper rectifying tube formed through the plurality of openings on the outer surface of the body.
  • the residual water discharge and air supply module is provided with a plurality of insertion pipes connected to the plurality of insertion grooves formed in the hollow fiber membrane filtration unit, the outlet and the inner space connected to the insertion pipe It includes a module body disposed in the header portion.
  • the lower header portion includes a lower header having the inlet on the outer surface of the body, and a lower cap having the third outlet and coupled to cover the open lower portion of the lower header.
  • the upper collecting space discharged to the open upper portion of the hollow fiber membrane filtration unit and the production water discharged from the upper end of the collecting pipe, the upper collecting space
  • the top of the inlet of the second outlet and the hollow fiber membrane filtration unit is spaced apart from each other to form a.
  • the present invention has a hollow fiber membrane filtration unit disposed in the inner space of the housing having a predetermined length, the first header having a first discharge port for the discharged concentrated water and the second discharge port for discharging the production water and the upper header portion assembled to the bottom of the housing;
  • the pressurized membrane module water purification apparatus comprising a lower header portion assembled to the lower end of the housing having an inlet through which the raw water is pressurized and the remaining water is discharged to the outside and supplied with an air for removing foreign matters.
  • a pressurized membrane module water purifying apparatus comprising a rectifying surface having a plurality of rectifying holes formed therethrough such that the opening density per unit area increases in a circumferential direction away from each outer surface corresponding to the first outlet and the inlet.
  • the upper and lower rectifying cylinders form a sealing surface on each outer surface corresponding to the first outlet and the inlet, and the rectifying surface is formed on both sides of the sealing surface.
  • the pore density is higher than that of other regions in the region facing the sealing surface corresponding to the first outlet and the inlet.
  • the rectifying holes are provided with the same through size or different through sizes.
  • a separate collection pipe for guiding upward discharge of the production water collected in the lower collection space is provided with the hollow fiber membrane filtration section.
  • the upper and lower ends of the hollow fiber membranes are provided by providing a rectifying surface having a plurality of rectifying holes formed therethrough so as to increase the perforation density per unit area toward the circumferential direction away from the outer surfaces of the upper and lower rectifying cylinders corresponding to the first outlet and the inlet.
  • FIG. 1 is an external view illustrating a pressurized membrane module water purifying apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view showing a pressure membrane module water purifying apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing the flow of the production water in the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing the residual water discharge and air supply discharge flow in the pressurized membrane module water purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the water purification performance of the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the water permeation performance of the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an external view illustrating a pressurized membrane module water purifying apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is an exploded perspective view showing the water purification performance of the pressurized membrane module water purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the flow of the production water in the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a residual water discharge and air supply discharge flow in the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a graph showing the water permeation performance of the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an external view illustrating a pressurized membrane module water purifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a pressurized membrane module water purifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing upper and lower rectifying cylinders provided in the pressurized membrane module water purifying apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a state diagram of assembling the bottom rectifier provided in the pressurized membrane module water purifying apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • Figure 16 is a schematic diagram showing the pressure distribution in the upper and lower rectifying cylinder provided in the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a view showing another upper and lower rectifying cylinders provided in the pressurized membrane module water purifying apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • Pressurized membrane module water purifying apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention, as shown in Figures 1 to 4, the housing 110, hollow fiber membrane filtration unit 120, the upper header portion 130, residual Water discharge and air supply module 140 and the lower header portion 150.
  • the housing 110 may include a hollow cylindrical member having a predetermined size and having a predetermined height to arrange the hollow fiber membrane filtration unit 120.
  • the housing 110 may be provided in a polygonal cross section such as a hollow cylindrical member or a square.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 120 is disposed in the inner space of the housing 110 to filter raw water, such as waste water, which is a treatment object that is pressurized and supplied to the inside of the housing 110, according to a pressure difference, and foreign substances included in the raw water. Filtration means to remove the.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 120 includes a hollow fiber membrane 121 that is bundled into a bundle so that the hollow yarn of the hollow tube having an empty center can increase the membrane area ratio per unit area, and the residual flow in the lower part of the body of the hollow fiber membrane 121 It is provided with an insertion groove 122 so that the insertion pipe of the discharge and air supply module 140 is inserted and connected.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 120 is fixed to the upper and lower ends of the housing 110 by the upper and lower ends are substantially cylindrical by the bonding means 125 such as urethane and silicon, and is fixed to the lower inner circumferential surface of the housing 110. 125, the interface between the inner surface of the housing 110 and the upper and lower ends of the hollow fiber membrane filtration unit is sealed.
  • the bonding means 125 such as urethane and silicon
  • the hollow fiber membrane filtration unit 120 is firmly fixed to the housing 110 through the adhesive means, and the raw water supplied into the housing 110 is prevented from flowing out into the unnecessary area.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 120 is formed so that the upper portion corresponding to the upper header portion 130 to discharge the production water through the second outlet 133 provided in the upper header portion 130.
  • the lower header portion 150 and the lower portion of the hollow fiber membrane filtration unit 120 corresponding to the lower header portion 150 also pass through the hollow fiber membrane filtration unit 120 to form an opening to discharge the filtered water to the outside.
  • the upper header part 130 does not pass through the hollow fiber membrane filter part 120 of the raw water supplied into the housing 110, and the first outlet 131 through which the concentrated water containing the filtered contaminant is discharged. And a second discharge port 133 through which the filtered water of the raw water passed through the hollow fiber membrane filtration unit 120 is discharged and detachably assembled to the upper end of the housing 110.
  • the upper header portion 130 includes an upper header 132 having the first outlet 131 on the outer surface of the body and a second outlet 133 to open the upper portion of the upper header 132. It includes an upper cap 134 coupled to cover.
  • the upper header 132 is a male screw portion formed on the upper outer circumferential surface and the upper cap 134 is shown and described as being assembled in a threaded manner by forming a female screw portion on the lower inner circumferential surface, but is not limited thereto. Or it may be assembled by other coupling method such as fusion method.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 120 and the second outlet 133 is filtered while passing through the hollow fiber membrane filtration unit 120 is filled with the production water discharged to the open top of the hollow fiber membrane 121 Is formed in the upper space 164 and the upper end of the inlet of the second outlet 133 and the hollow fiber membrane filtration unit 120 to form such a space is preferably spaced apart from each other.
  • the second outlet 133 may be installed in an arbitrary area corresponding to the upper space 164 filled with the production water, and is connected to the production water discharge line (not shown) for discharging the production water.
  • the residual water discharge and air supply module 140 discharges the residual water remaining inside the hollow fiber membrane filtration unit 120 to the outside when raw water supply is stopped, and is attached to the outer surface of the hollow fiber membrane filtration unit 120. It is an independent module member that is connected to the hollow fiber membrane filtration unit 120 is provided with an outlet inlet 141 is supplied with air for removing foreign matter to remove the foreign matter.
  • the residual water discharge and air supply module 140 is inserted into the insertion groove 122 formed in the lower portion of the hollow fiber membrane filtration unit 120 to guide discharge the residual water remaining in the hollow fiber membrane 121 in its own weight direction.
  • the lower header part 150 has an inlet 151 for supplying raw water, which is a treatment object from the outside, and an outlet inlet provided at a lower portion of the module body 143 constituting the residual water discharge and air supply module 140. And a third outlet 153 connected to 141 and a fourth outlet 154 through which the filtered water is passed through the hollow fiber membrane filtration unit 120.
  • the lower header unit 150 includes a lower header 152 having an inlet 151 connected to the raw water supply line on an outer surface of the body, and a third outlet 153 and a fourth outlet 154. And a lower cap 155 coupled to cover the open lower portion of the lower header 152.
  • the lower header 152 is a male screw portion formed on the lower outer peripheral surface and the lower cap 155 is formed and screwed to each other by forming a female screw portion on the lower inner peripheral surface, but is not limited thereto, but is not limited thereto. Or it may be assembled by other bonding methods such as welding.
  • an outlet inlet 141 of the module body 143 constituting the residual discharge and air supply module 140 is inserted into and disposed in the third outlet 153 provided in the lower cap 155.
  • the outer surface of the outlet inlet 141 is preferably provided with an O-ring member 141a so that the product water induced between the outer surface of the module body 143 and the inner surface of the lower cap 155 does not leak to the outside.
  • the outer surface of the module body 143 should be spaced apart from the inner surface of the lower cap 155 and the lower end of the hollow fiber membrane filtration unit 120 at a predetermined interval.
  • the outer diameter of the module body 143 is formed to be relatively smaller than the inner diameter of the lower cap 155, the module body 143 is spaced apart from the open lower end of the hollow fiber membrane filtration unit 120 desirable.
  • the production water filtered while passing through the hollow fiber membrane filtration unit 120 has a second discharge port 133 formed in the upper cap 134 of the upper header unit 130 assembled to the upper end of the housing 110.
  • the fourth discharge port 154 formed in the lower cap 155 of the lower header unit 150 assembled at the lower end of the housing 110 can be discharged to the outside at the same time to produce.
  • the remainder of the production water filtered while passing through the hollow fiber membrane 121 is discharged through the open lower end of the hollow fiber membrane 121 constituting the hollow fiber membrane filtration unit 120, the remaining production water After filling the space formed on the outside of the module body 143 of the residual water discharge and air supply module 140 is guided to the lower portion in the drawing in the direction of the weight formed on the lower cap 155 of the lower header portion 150 It is externally discharged through the four discharge ports 154.
  • the raw water pressurized and supplied through the inlet 151 passes through the hollow fiber membrane filtration unit 120, and the produced water is filtered on the upper and lower header parts 130 and 140 respectively assembled at both ends of the housing. Simultaneously discharged through the second discharge port 133 and the fourth discharge port 154 provided in the lower cap it is possible to improve the permeability and output compared to the discharge production of the production water in a single direction.
  • the contamination concentration of the interior of the housing 110 and the hollow fiber membrane filtration unit 120 is gradually increased, in particular, foreign substances filtered on the hollow fiber membrane 121 is gradually attached to the hollow fiber membrane ( The rate of permeation of the raw water passing through 121 is gradually reduced.
  • the inside of the housing 110 and the hollow fiber membrane filtration unit 120 to perform the operation is backwashing (back washing) cleaning and vibration washing with air, optionally chemical cleaning ( chemical cleaning) to separate and remove the contaminants attached to the hollow fiber membrane 121 to be removed.
  • the cleaning operation is performed in a state in which the inlet 151 for supplying raw water is closed, and the residual water disposed in the lower header part 150 after the inlet 151 is closed.
  • the outlet opening 141 of the discharge and air supply module 140 is opened, the residual water remaining in the hollow fiber membrane filtration unit 120 may be inserted into the module body 143 through the insertion tube 142 inserted into the insertion groove. Collected into the internal space of the), the collected residual water is discharged to the outside through the outlet inlet 141.
  • the air is pressurized and supplied to the inner space of the module body 143 by an air pump connected to the outlet inlet 141, the air is supplied to the housing 110 through the module body 143 and the insertion tube 142.
  • the contaminants fall off from the surface of the hollow fiber membrane 121 through the vibration of the hollow fiber membrane filtration unit 120 to be cleaned.
  • the foreign matter attached to the hollow fiber membrane filtration unit 120 is separated and separated by air and is externally discharged together with air through the first outlet 131 opened.
  • the backwash water When the backwash water is supplied through the second outlet 133 provided at the upper portion of the upper cap 134, the backwash water separates and detaches foreign substances while passing through the inside of the hollow fiber membrane filtration unit 120. , The separated foreign matter is discharged to the outside through the outlet 131 with the backwash water.
  • FIG 5 is a graph showing the water purification performance of the pressurized water purifier according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a graph showing the water permeability performance of the pressurized water purifier according to the first embodiment of the present invention.
  • the total length is 2270 mm
  • the outer diameter of the housing is 194 mm
  • the raw water is supplied to the apparatus of the present invention and the conventional apparatus having the filtration area of the hollow fiber membrane filtration unit at 60 m2, respectively, under the same pressurizing conditions, thereby assembling at both ends of the housing.
  • the permeate flow rate and the differential pressure of the produced water discharged through the second and fourth outlets of the upper and lower caps are measured, While it is shown as 35Kpa, the interlayer differential pressure in the conventional single catchment can be seen as high as 58Kpa.
  • the filtration pressure for treating the raw water in the device of the present invention capable of collecting both ends is reduced by about 40% compared to the conventional, thereby increasing the operating pressure and operating efficiency.
  • the apparatus of this invention is 44% or more compared with the former.
  • the housing 210 In the pressurized membrane module water purifying apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 7 to 10, the housing 210, the hollow fiber membrane filtration unit 220, the upper header unit 230, and the residue Water discharge and air supply module 240, the lower header portion 250 and the collection pipe 260.
  • the housing 210 may include a hollow cylindrical member having a predetermined size and having a predetermined height to arrange the hollow fiber membrane filtration unit 220.
  • the housing 210 may be provided in a polygonal cross section such as a hollow cylindrical member or a square.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 220 is disposed in the inner space of the housing 210 to filter the raw water, such as waste water, which is a treatment object that is pressurized and supplied to the inside of the housing 210 according to the pressure difference, foreign matter contained in the raw water. Filtration means to remove the.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 220 is a hollow fiber membrane 221 combined into a bundle so that the hollow yarn of the hollow tube of the hollow center can increase the membrane area ratio per unit area, and the raw water passing through the hollow fiber membrane 221 is filtered.
  • a plurality of insertion grooves 222 are provided in the body of the hollow fiber membrane 221 so that the number is guide drained.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 220 is fixed to the upper and lower ends of the housing 210 of the upper and lower ends by an adhesive means 225 such as urethane and silicon, and fixed to the upper inner circumferential surface and the lower inner circumferential surface of the housing 210.
  • the interface between the inner surface of the housing 210 and the upper and lower ends of the hollow fiber membrane filtration unit is sealed through 225.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 220 is firmly fixed to the housing 210 through the adhesive means, and the raw water supplied into the housing 210 is prevented from flowing out into the unnecessary area.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 220 is formed so that the upper portion corresponding to the upper header portion 230 to discharge the production water through the second outlet 233 provided in the upper header portion 230
  • the lower header portion 250 and the lower portion of the hollow fiber membrane filtration unit 220 corresponding to the lower header portion 250 also pass through the hollow fiber membrane filtration unit 220 to form an opening to discharge the filtered water to the outside.
  • the upper header portion 230 does not pass through the hollow fiber membrane filtration unit 220 of the raw water supplied into the housing 210, the first outlet 231 is discharged to the concentrated water containing the filtered contaminants And a second outlet 233 for discharging the filtered water from the raw water that has passed through the hollow fiber membrane filtration unit 220, and is detachably assembled to the upper end of the housing 210.
  • the upper header 230 includes an upper header 232 having the first outlet 231 on the outer surface of the body and a second outlet 233 to open the upper portion of the upper header 232. It includes an upper cap 234 coupled to cover.
  • the upper header 232 is a male screw portion formed on the upper outer peripheral surface and the upper cap 234 is shown and described as being assembled in a screw coupling method to each other by forming a female screw portion on the lower inner peripheral surface, but is not limited to this, the press-in method Or it may be assembled by other coupling method such as fusion method.
  • the hollow fiber membrane filtration unit 220 and the second outlet 233 is filtered while passing through the hollow fiber membrane filtration unit 220 is filled with the production water discharged to the open upper portion of the hollow fiber membrane 221
  • the upper space 264 is formed, and the upper end of the inlet of the second outlet 233 and the hollow fiber membrane filtration unit 220 is preferably spaced apart from each other to form such a space.
  • the second outlet 233 may be installed in an arbitrary area corresponding to the upper space in which the production water is filled, and is connected to the production water discharge line (not shown) for discharging the production water.
  • the residual water discharge and air supply module 240 discharges the residual water remaining inside the hollow fiber membrane filtration unit 220 to the outside when raw water supply is stopped, and is attached to the outer surface of the hollow fiber membrane filtration unit 220. It is an independent module member connected to the hollow fiber membrane filtration unit 220 having an outlet inlet 241 to which the foreign matter removal air is supplied to remove the foreign substances.
  • the residual water discharge and air supply module 240 is inserted into the insertion groove 222 formed in the lower portion of the hollow fiber membrane filtration unit 220 to guide discharge the residual water remaining in the hollow fiber membrane 221 in its own weight direction. And a plurality of insertion pipes 242 to which foreign matter removal air is supplied from the outside and the outlet inlet 241, and an inner space connected to the insertion pipes 242 and inserted into the lower header part 250. It includes a module body 243 is disposed.
  • the lower header part 250 is an inlet 251 for supplying raw water, which is a treatment object from the outside, and an outlet inlet provided at a lower portion of the module body 243 constituting the residual water discharge and air supply module 240.
  • a third discharge port 253 connected to the 241 is detachably assembled to the lower end of the housing 210
  • the lower header part 250 includes a lower header 252 having an inlet 51 connected to the raw water supply line on an outer surface of the body, and a third outlet 253 to open the lower header 252. And a lower cap 255 coupled to cover the lower portion.
  • the lower header 252 is a male screw portion formed on the lower outer peripheral surface and the lower cap 255 is shown and described as being assembled in a threaded manner by forming a female screw portion on the lower inner peripheral surface, but is not limited thereto. Or it may be assembled by other bonding methods such as welding.
  • an outlet inlet 241 of the module body 243 constituting the residual discharge and air supply module 240 is inserted into the third outlet 253 provided in the lower cap 255,
  • the outer surface of the outlet inlet 241 is preferably provided with an O-ring member 241a so that the product water induced between the outer surface of the module body 243 and the inner surface of the lower cap 255 does not leak to the outside.
  • the outer surface of the module body 243 constituting the residual discharge and air supply module 240 is in close contact with the inner surface of the lower cap 255, the lower end of the hollow fiber membrane filtration unit 220 and the module body Between the upper surfaces of the 243 is filtered while passing through the hollow fiber membrane filtration unit 220 is filled with the product water discharged through the hollow fiber membrane is opened, the second outlet 233 is filled with the production water The lower catchment space 265 is formed to be discharged to the outside through.
  • the collecting pipe 260 is a second outlet of the upper header portion 230 for the production water filled in the lower collecting space 265 formed between the hollow fiber membrane filter 220 and the residual discharge and air supply module 240 It is inserted into the at least one pipe arrangement hole 229 formed in the longitudinal direction through the body of the hollow fiber membrane filtration unit 220 so as to guide discharge to the (233) side.
  • the collecting pipe 260 is a passage connecting the upper space 264 formed at the upper end of the hollow fiber membrane filtration unit 220 and the lower collecting space 265 formed at the lower end of the hollow fiber membrane filtration unit 220. It is to play a role.
  • the water collecting pipe 260 is illustrated and described as being inserted into the pipe arrangement hole 229 formed through the hollow fiber membrane filtration unit 220 corresponding to the second outlet 233, but is not limited thereto. It may be made of a hollow pipe member of a predetermined length that is inserted into a plurality of pipe arrangement holes formed to penetrate at any position of the filter unit 220.
  • the water collecting pipe 260 is made of an impermeable material that does not penetrate the production water passing through the inner surface of the pipe arrangement hole 229 or a water permeable material into which the production water penetrates the inner surface of the pipe arrangement hole 229. It may be made of.
  • the pressurized feed water passes through the hollow fiber membrane filtration unit 220 to be filled in the lower collecting space 265 without passing through the hollow fiber membrane filtration unit 220.
  • the upper guide discharged in the opposite direction through the self-weighting through the hollow fiber membrane filter unit 220 is combined with the production water discharged through the upper end and the upper collecting space formed between the upper cap 234 and the hollow fiber membrane filter unit 220 and then Production is discharged to the outside through the second outlet 233 of the upper cap 234.
  • the rest of the production water filtered while passing through the hollow fiber membrane 221 is discharged through the open lower end of the hollow fiber membrane 221 constituting the hollow fiber membrane filtration unit 220, the remaining production water Is filled in the lower collecting space 165 formed between the module body 243 and the hollow fiber membrane filter 220 of the residual water discharge and air supply module 240.
  • the guide drainage flow path of the collecting pipe 260 inserted into the pipe arrangement hole 229 of the hollow fiber membrane filtration unit 220 by the raw water supply pressure it does not pass through the hollow fiber membrane and faces upward in the drawing.
  • the guide is filled in the upper collecting space 264 formed between the upper cap 234 and the bonding means 225 and then discharged to the outside through the second outlet 233 of the upper cap 234.
  • the raw water pressurized and supplied through the inlet 251 passes through the hollow fiber membrane filtration unit 220, and the filtered water is discharged upward through the open upper portion of the hollow fiber membrane filtration unit, and at the same time, separately from the hollow fiber membrane filtration unit. Opening of the hollow fiber membrane as it is conventionally discharged through the second discharge port 233 provided in the upper cap 234 of the upper header 230 after discharged upward through the collecting pipe 260 which is a guide drainage channel provided It is possible to improve the permeability rate and the yield of water produced as compared to discharging the produced water only to the upper part.
  • the contamination concentration of the interior of the housing 210 and the hollow fiber membrane filtration unit 120 is gradually increased, in particular, the foreign matter filtered on the hollow fiber membrane 221 is gradually attached to the hollow fiber membrane ( The permeation speed of the raw water passing through 221 is gradually reduced.
  • the inside of the housing 210 and the hollow fiber membrane filtration unit 220 to perform the operation is back washing (washing back) and vibration washing by air, optionally chemical cleaning ( chemical cleaning) to separate and remove the contaminants attached to the hollow fiber membrane 221.
  • the cleaning operation is performed in a state in which the inlet for supplying raw water is closed, and after the inlet 251 is closed, residual water discharged and air disposed in the lower header part 250.
  • the outlet inlet 241 of the supply module 240 is opened, the residual water remaining in the hollow fiber membrane filtration unit 220 is internal to the module body 243 through the insertion tube 242 inserted into the insertion groove. Collected into the space, the collected residual water is discharged to the outside through the inlet 241.
  • the foreign matter attached to the hollow fiber membrane filtration unit 220 is discharged to the outside with air through the first discharge port 231 is separated and separated by air.
  • the backwash water When the backwash water is supplied through the second outlet 233 provided at the upper portion of the upper cap 234, the backwash water separates and detaches foreign substances while passing through the inside of the hollow fiber membrane filtration unit 220. , The separated foreign matter is discharged to the outside through the outlet 231 with the backwash water.
  • FIG. 11 is a graph showing the water permeation performance of the pressure-type membrane module water purifying apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the total length is 2270 mm
  • the outer diameter of the housing is 194 mm
  • the raw water is supplied to the apparatus of the present invention and the conventional apparatus each having a filtration area of 60 m 2 of the hollow fiber membrane filtration unit under the same pressurizing conditions, thereby assembling on the upper end of the housing.
  • the permeate flow rate and filtration flow rate of the produced water discharged through the second outlet of the upper cap was measured, as shown in the graph of FIG. 11, the raw water passed through the hollow fiber membrane filtration part was 28% or more superior to the conventional one. It can be seen that.
  • the pressurized membrane module water purifier 300 according to the third embodiment of the present invention, as shown in Figure 12 and 13, the housing 110, hollow fiber membrane filtration unit 120, the upper header portion 130, the residual Water discharge and air supply module 140, the lower header portion 150 and the upper, lower rectifying cylinders (301, 302).
  • the upper and lower rectifying cylinders 301 and 302 provided in the apparatus are provided at the upper and lower ends of the hollow fiber membrane filtration unit 120, and the raw water, which is a fluid flowing into the housing 110, and the concentrated water, which is a fluid discharged from the housing. It is to prevent the single yarn of the hollow fiber membrane filtration unit 120 disposed in the housing by making the pressure and the flow velocity uniform.
  • the upper and lower rectifying cylinders (301, 301) is shown and described as being applied to the first embodiment to collect the production water at both ends of the housing having a collecting flow path at both ends of the housing, but is not limited thereto, and is not limited thereto. It is also applied to the second embodiment in which the collecting pipe is disposed and filtered to prevent single yarns of the hollow fiber membranes.
  • the upper and lower rectifying cylinders 301 and 302 are disposed between the inner surfaces of the upper and lower headers 132 and 152 and the upper and lower outer surfaces of the hollow fiber membrane filter 120. It is a substantially hollow cylindrical structure disposed.
  • the upper outer surface of the hollow fiber membrane filtration unit 120 through the first outlet 131 and the inlet 151 formed in the upper and lower headers (132, 152) on the outer surface of the body of the upper, lower rectifying cylinders (301, 302) Corresponding to the first outlet 131 and the inlet 151 so as to equalize the pressure and flow rate of the concentrated water which is the fluid discharged through and the raw water which is the fluid being pressurized to the lower outer surface of the hollow fiber membrane filtration unit 120
  • the plurality of rectifying holes 304 penetrates toward the circumferential direction away from each outer surface to provide a rectifying surface having a high pore density per unit area.
  • the first discharge port 131, the outer surface corresponding to the inlet 151 may be provided with a sealing surface 303 of a predetermined size that the fluid does not pass through the rectifying hole 304 is not formed through.
  • a rectifying surface 305 including a plurality of rectifying parts formed by penetrating a plurality of rectifying holes 304 through which fluid passes through the left and right sides of the sealing surface 303, and the width of the rectifying part is sealed.
  • the opening area can be large by forming a wider circumferential direction away from the surface 303.
  • rectifying hole 304 is shown and described as being formed with the same through-size each other, but is not limited to this may be formed with a different through-size.
  • rectifying hole 304 is illustrated and described as being provided in a substantially circular hole, but is not limited thereto, and may be formed through a polygon such as an oval or a triangle or a square.
  • the opening density of the rectifying surface 305 formed by the plurality of rectifying parts spaced at a predetermined interval corresponds to the sealing surface 303 which is an outer surface corresponding to the first outlet 131 and the inlet 151. It is preferable that the rectifying part of the facing area is formed highest.
  • the upper and lower rectifiers 301 and 302 are disposed to correspond to the first outlet 131 and the inlet 151 of the upper and lower header parts 130 and 150 provided at the upper and lower ends of the housing 110. While the pressure of the concentrated water discharged through the first outlet 131 and the raw water introduced through the inlet 151 is increased and the flow rate is faster, the lower pressure and the slower flow rate are generated as the distance is farther from the hollow. This is where desert monoclinic occurs.
  • the first discharge port 131 and the inlet hole (2), and the rectifying surface 305 to uniform the pressure and flow rate of the fluid passing between the inlet 151 and the lower end of the hollow fiber membrane filtration unit 120
  • the hole density per unit area at the center of the sealing surface 303 and the corresponding rectifying surface is formed to be the highest. It may be provided.
  • the hollow fiber membrane close to the inlet through which raw water is introduced and the hollow fiber membrane close to the first outlet through which the discharged water is discharged is subjected to an external force, which is a high pressure of the fluid. Wealth can no longer function.
  • the opening area of the rectifying surface 305 formed by the rectifying part faces the first outlet 131 and the inlet 151. It gradually widens in the direction circumferentially away from the position and faces the sealing surface 303 so that the opening area of the corresponding rectifying surface 305 is the largest.
  • the opening density of the rectifying surface 305 adjacent to the sealing surface 303 corresponding to the first outlet 131 and the inlet 151 is opposite to the sealing surface 303 as shown in FIG. 16. Opening density of the fluid pressure and flow rate flowing between the upper and lower ends of the first outlet 131, the inlet 151 and the corresponding hollow fiber membrane 121 by gradually increasing toward the center of the corresponding rectifying surface 305 Since it is possible to uniformly disperse into the high rectifying surface, the external force applied to the hollow fiber membrane is equalized to prevent single yarns of the hollow fiber membrane.

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Abstract

가압식 막모듈 정수장치를 제공한다. 본 발명은 일정크기의 내부공간을 갖는 중공형 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 배치되어 상기 하우징의 내부로 가압공급되는 원수를 압력차에 따라 여과하는 중공사막 여과부; 상기 중공사막 여과부를 통과하지 못한 농축수가 배출되는 제1배출구와, 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제2배출구를 구비하여 상기 하우징의 상단에 조립되는 상부헤더부; 상기 중공사막여과부에 잔류하는 잔류수를 외부로 배출하고, 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구를 구비하여 상기 중공사막부에 연결되는 잔류수배출 및 에어공급모듈; 및 상기 원수가 가압공급되는 유입구와, 상기 유출입구와 연결되는 제3배출구 및 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제4배출구를 구비하는 하부헤더부;를 포함한다.

Description

가압식 막모듈 정수장치
본 발명은 가압식 막모듈 정수장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 집수유로를 추가하여 막길이 대비 원수를 여과하는 저항을 줄이고, 낮은 운전압력에 의해서 운전비용을 절감할 수 있고, 막면적 대비 고유량 정수처리 및 저에너지를 구현할 수 있는 가압식 막모듈 정수장치에 관한 것이다.
일반적으로 오염물질을 내포한 원수를 수처리하여 정수하는 장치에 있어서 오염물질을 분리여과하여 제거하기 위한 정수장치나 오폐수 처리장치에 이용되는 여과막(Membrane)은 0.1 ~ 0.5 마이크론의 미세 공극의 정밀 여과막과 0.001 ~ 0.1 마이크론의 미세 공극의 한외 여과막으로 구분하고 있다.
이를 다시 막의 형태에 따라 분류하면 평판 형태의 평막과 실 형태의 중공사막으로 대별되고, 막을 이용한 정수처리형태에 따라 오염원수탱크 내부에 침적시켜서 사용하는 침지식 막모듈 정수장치와, 압력용기 내부에 고정하고 오염원수를 가압시켜 사용하는 처리하는 가압식 막모듈 정수장치로 구별될 수 있다.
여기서, 침지식 막모듈 정수장치는 오염원수 저장조의 하부에 막의 오염을 방지하기 위해 공기공급용 산기관을 설치하고 그 위에 평막 또는 실형태의 중공사막을 고정시켜 공기방울의 유동성으로 여과막 표면의 오염을 방지하고 흡인 펌프로 처리수를 흡입하여 여과 처리하도록 되어 있으며, 저압으로 운전이 가능하고, 고탁도의 원수에 사용이 가능하여 하폐수 처리 뿐만 아니라 정수처리에 사용되고 있지만 막오염이 발생한 경우, 일정압력 이상에서 운전이 불가능하여 대량 및 고유량 정수처리가 곤란하였다.
이에 반하여, 가압식 막모듈 정수장치는 원통형의 압력용기 내부에 실 형태의 중공사막을 고정시켜 외부로부터 처리대상 원수를 압력용기 내부로 가압공급하여 수처리하는 것으로, 고압에서도 운전이 가능하여 다양한 수처리 분야에 응응될 수 있는 것이다.
이러한 가압식 막모듈을 이용한 수처리분야로는 정수장치 뿐만 아니라 제약, 반도체 제조 분야 및 하수처리 분야, 산업용수 처리분야 등, 다방면으로 폭넓게 사용되고 있다.
대한민국 특허공개 2008-005772호와 2006-0019245호에는 분리막을 통과한 생산수가 배출하는 배출구를 몸체상부에 구비하고, 몸체하부에는 농축수를 배출하고, 역세척시 공기 주입을 위한 다수의 구멍과 연결된 파이프를 연결시키는 구성을 개시하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 가압식 막모듈 정수장치는 원수를 모듈내부로 가압하여 공급하는 압력에 의해 막을 통과시켜 모듈상부의 배출구를 통하여 외부배출하여 집수하는 단일 집수구조를 갖기 때문에, 모듈몸체의 하부로 유입된 원수가 상부로 배출되는 유로가 길어지면서 여과저항을 증대시키고, 생산수의 생산성을 향상시키는데 한계가 있었다.
또한, 원수가 분리막의 하부로부터 상부로 일방향으로 통과하면서 여과하는 구조에 의해서 분리막의 전체면적을 균등하게 활용하지 못하기 때문에 분리막의 오염을 가중시키고, 분리막의 교체시기가 짧아져 설비유지비가 증가되었다.
그리고, 고유량 처리능력을 요구하는 수처리 시장의 실정에 맞추어 정수처리량을 증대시키기 위해서 모듈길이가 길어지는 경우, 분리막을 통과하는 원수의 저항 및 압력손실이 증가되는 한편, 운전압력이 증가되어 에너지 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 집수유로를 추가하여 막길이 대비 원수를 여과하는 저항을 줄이고, 낮은 운전압력에 의해서 운전비용을 절감할 수 있고, 막면적 대비 고유량 정수처리 및 저에너지를 구현할 수 있는 가압식 막모듈 정수장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 중공사막에 유출입되는 유체의 압력과 유속을 전체적으로 일정하게 분배하도록 정류통에 관통형성되어 유체가 유출입되는 개구밀도를 최적화하여 중공사막의 단사를 방지하는 가압식 막모듈 정수장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 일정크기의 내부공간을 갖는 중공형 하우징 ; 상기 하우징의 내부공간에 배치되어 상기 하우징의 내부로 가압공급되는 원수를 압력차에 따라 여과하는 중공사막 여과부 ; 상기 중공사막 여과부를 통과하지 못한 농축수가 배출되는 제1배출구와, 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제2배출구를 구비하여 상기 하우징의 상단에 조립되는 상부헤더부 ; 상기 중공사막여과부에 잔류하는 잔류수를 외부로 배출하고, 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구를 구비하여 상기 중공사막부에 연결되는 잔류수배출 및 에어공급모듈 ; 및 상기 원수가 가압공급되는 유입구와, 상기 유출입구와 연결되는 제3배출구 및 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제4배출구를 구비하는 하부헤더부 ;를 포함하는 가압식 막모듈 정수장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 중공사막 여과부는 중공사가 다발로 합쳐진 중공사막의 몸체내부에 상기 중공사를 통과하여 여과된 생산수와 원수를 분리시킬 수 있도록 상기 잔류수 배출 및 에어공급모듈이 삽입연결되는 복수개의 삽입홈을 포함하고, 상기 하부헤더부와 대응하는 중공사막의 단부는 개구형성된다.
바람직하게, 상기 상부헤더부는 상기 제1배출구를 몸체외부면에 구비하는 상부헤더와, 상기 제2배출구를 구비하여 상기 상부헤더의 개방된 상부를 덮도록 결합되는 상부캡을 포함한다.
바람직하게, 상기 상부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 상부정류통을 삽입배치한다.
바람직하게, 상기 잔류수 배출 및 에어공급모듈은 상기 중공사막 여과부에 형성된 복수개의 삽입홈과 연결되는 복수개 삽입관과, 상기 유출입구를 구비하고, 상기 삽입관과 연결되는 내부공간을 갖추어 상기 하부헤더부에 배치되는 모듈몸체를 포함한다.
바람직하게, 상기 하부헤더부는 상기 유입구를 몸체 외부면에 구비하는 하부헤더와, 상기 제3배출구와 제4배출구를 구비하여 상기 하부헤더의 개방된 하부로 덮도록 결합되는 하부캡을 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 하부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 하부정류통을 삽입배치한다.
바람직하게, 상기 중공사막 여과부와 상기 제2배출구사이에는 상기 중공사막 여과부의 개방된 상부로 배출된 생산수가 채워지는 상부공간을 형성하고, 상기 상부공간을 형성하도록 상기 제2배출구의 입구와 중공사막 여과부의 상단은 서로 이격배치된다.
바람직하게, 상기 잔류배출 및 에어공급모듈과 상기 하부헤더부사이에는 상기 중공사막 여과부의 개방된 하부를 통과하면서 여과처리된 후 하향 배출되는 생산수가 채워지는 하부집수공간을 형성하고, 상기 하부집수공간은 상기 제4배출구와 연결된다.
또한, 본 발명은 일정크기의 내부공간을 갖는 중공형 하우징 ; 상기 하우징의 내부공간에 배치되어 상기 하우징의 내부로 가압공급되는 원수를 압력차에 따라 여과하는 중공사막 여과부 ; 상기 중공사막 여과부를 통과하지 못한 농축수가 배출되는 제1배출구와, 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제2배출구를 구비하여 상기 하우징의 상단에 조립되는 상부헤더부 ; 상기 중공사막여과부에 잔류하는 잔류수를 외부로 배출하고, 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구를 구비하여 상기 중공사막부에 연결되는 잔류수배출 및 에어공급모듈 ; 상기 원수가 가압공급되는 유입구와, 상기 유출입구와 연결되는 제3배출구를 구비하여 상기 하우징의 하단에 조립되는 하부헤더부 ; 및 상기 중공사막 여과부와 잔류배출 및 에어공급모듈사이에 형성되는 하부집수공간과 연통되도록 상기 중공사막 여과부에 삽입배치되어 상기 제2배출구로 생산수를 안내배출하는 적어도 하나의 집수배관을 포함하는 가압식 막모듈 정수장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 집수배관은 상기 제2배출구와 대응하는 중공사막 여과부에 길이방향으로 관통형성된 배관배치공에 삽입배치되는 중공파이프부재로 이루어진다.
더욱 바람직하게, 상기 집수배관은 상기 불투수성 소재 또는 투수성 소재로 이루어진다.
바람직하게, 상기 중공사막 여과부는 중공사가 다발로 합쳐진 중공사막의 몸체내부에 상기 중공사를 통과하여 여과된 생산수와 원수를 분리시킬 수 있도록 상기 잔류수배출 및 에어공급모듈이 삽입되는 삽입홈을 포함하고, 상기 하부헤더부와 대응하는 중공사막의 단부는 개구형성된다.
바람직하게, 상기 상부헤더부는 상기 제1배출구를 몸체외부면에 구비하는 상부헤더와, 상기 제2배출구를 구비하여 상기 상부헤더의 개방된 상부를 덮도록 결합되는 상부캡을 포함한다.
바람직하게, 상기 상부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 상부정류통을 삽입배치한다.
바람직하게, 상기 잔류수 배출 및 에어공급모듈은 상기 중공사막 여과부에 형성된 복수개의 삽입홈과 연결되는 복수개 삽입관과, 상기 유출입구를 구비하고, 상기 삽입관과 연결되는 내부공간을 갖추어 상기 하부헤더부에 배치되는 모듈몸체를 포함한다.
바람직하게, 상기 하부헤더부는 상기 유입구를 몸체 외부면에 구비하는 하부헤더와, 상기 제3배출구를 구비하여 상기 하부헤더의 개방된 하부로 덮도록 결합되는 하부캡을 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 하부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 하부정류통을 삽입배치한다.
바람직하게, 상기 중공사막 여과부와 상기 제2배출구사이에는 상기 중공사막 여과부의 개방된 상부로 배출되고 상기 집수배관의 상단으로 부터 배출된 생산수가 채워지는 상부집수공간을 형성하고, 상기 상부집수공간을 형성하도록 상기 제2배출구의 입구와 중공사막 여과부의 상단은 서로 이격배치된다.
또한, 본 발명은 일정길이를 갖는 하우징의 내부공간에 배치되는 중공사막 여과부와, 농축수가 배출되는 제1배출구와 생산수가 배출되는 제2배출구를 구비하여 하우징의 하단에 조립되는 상부헤더부와, 원수가 가압공급되는 유입구와 잔류수를 외부로 배출하고 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구를 구비하여 상기 하우징의 하단에 조립되는 하부헤더부를 포함하는 가압식 막모듈 정수장치에 있어서, 상기 상부헤더부와 상기 중공사막여과부 상단사이에 배치되는 상부정류통과, 상기 하부헤더부와 상기 중공사막여과부 하단사이에 배치되는 하부정류통을 포함하고, 상기 중공사막여과부 상단을 거쳐 제1배출구를 통해 배출되는 유체와, 상기 유입구를 통해 상기 중공사막 여과부 하단으로 유입되는 유체의 압력과 유속을 균일하게 하도록 상기 제1배출구, 유입구와 대응하는 각 외부면으로부터 멀어지는 원주방향으로 갈수록 단위면적당 개공밀도가 높아지도록 복수개의 정류공이 관통형성된 정류면을 구비하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 상,하부정류통은 상기 제1배출구, 유입구와 대응하는 각 외부면에 밀폐면을 형성하고, 상기 정류면은 상기 밀폐면의 좌우양측으로 형성된다.
더욱 바람직하게, 상기 개공밀도는 상기 제1배출구, 유입구와 대응하는 밀폐면과 마주하는 영역에 다른 영역에 비하여 가장 높게 형성된다.
더욱 바람직하게, 상기 정류공은 서로 동일한 관통크기로 구비되거나 서로 다른 관통크기로 구비된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 가압공급되는 원수가 통과하는 중공사막 여과부를 구비하는 하우징 상,하단으로 여과처리된 생산수를 배출하여 집수할 수 있도록 변경함으로써 중공사막 여과부의 길이 및 면적 대비 원수를 여과처리하는데 발생하는 저항 및 차압을 줄일 수 있기 때문에 정수장치를 보다 낮은 운전압력으로 가동하여 운전비용을 절감할 수 있는 한편, 동일 조건 종래대비 생산수 처리 및 생산량을 증대시켜 단위시간당 고유량 조건을 만족시킬 수 있다. .
(2) 가압공급되는 원수가 통과하는 중공사막 여과부의 몸체 내부에 하부집수공간에 집수된 생산수를 상향으로 배출안내하는 별도의 집수배관을 구비하여 여과처리된 생산수를 중공사막 여과부와 더불어 집수배관을 통하여 동시에 배출생산함으로써 중공사막 여과부의 길이 및 면적 대비 원수를 여과처리하는데 발생하는 저항 및 차압을 줄일 수 있기 때문에 정수장치를 보다 낮은 운전압력으로 가동하여 운전비용을 절감할 수 있는 한편, 동일 조건 종래대비 생산수 처리 및 생산량을 증대시켜 단위시간당 고유량 조건을 만족시킬 수 있다.
(3) 중공사막 여과부의 전체면적을 균등하게 사용하여 사용수명을 연장하고, 이로 인하여 소모품의 교체주기를 줄여 설비유지비를 절감할 수 있다.
(4) 제1배출구, 유입구와 대응하는 각 상,하부 정류통의 외부면으로부터 멀어지는 원주방향으로 갈수록 단위면적당 개공밀도가 높아지도록 복수개의 정류공이 관통형성된 정류면을 구비함으로써 중공사막의 상,하단으로 유출입되는 유체의 압력과 유속을 전체적으로 일정하게 분배하여 중공사막의 단사를 방지할 수 있기 때문에 가압식 막모듈 제품의 사용수명을 연장하고, 제품의 신뢰도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치를 도시한 외관도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치를 도시한 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에서 생산수의 흐름을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에서 잔류수배출 및 에어공급 배출 흐름을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치의 정수성능을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치의 투수성능을 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치를 도시한 외관도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치의 정수성능을 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에서 생산수의 흐름을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에서 잔류수배출 및 에어공급 배출 흐름을 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치의 투수성능을 도시한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 제3실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치를 도시한 외관도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치를 도시한 분해사시도이다.
도 14는 본 발명의 제3실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에 구비되는 상,하부정류통을 도시한 것으로서,
(a)는 사시도이고,
(b)는 전개도이다.
도 15는 본 발명의 제3실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에 구비되는 하부정류통을 조립하는 상태도이다.
도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에 구비디는 상,하부정류통에서의 압력분포를 도시한 개략도이다.
도 17은 본 발명의 제3실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치에 구비되는 다른 상,하부정류통을 도시한 것으로서,
(a)는 사시도이고,
(b)는 전개도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치(100)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(110), 중공사막 여과부(120), 상부헤더부(130), 잔류수배출 및 에어공급모듈(140) 및 하부헤더부(150)를 포함한다.
상기 하우징(110)은 상기 중공사막 여과부(120)를 배치하도록 일정크기의 내부공간을 구비하고, 일정높이를 갖는 중공형 원통부재로 이루어질 수 있다.
이러한 하우징(110)은 중공형 원통부재 또는 사각과 같은 다각단면상으로 구비될 수도 있다.
상기 중공사막 여과부(120)는 상기 하우징(110)의 내부공간에 배치되어 상기 하우징(110)의 내부로 가압공급되는 처리대상물인 오폐수와 같은 원수를 압력차에 따라 여과하여 원수에 포함된 이물질을 제거하는 여과수단이다.
상기 중공사막 여과부(120)는 중앙이 비어있는 실관의 중공사가 단위면적당 막면적비를 높일 수 있도록 다발로 합쳐진 중공사막(121)을 포함하고, 상기 중공사막(121)의 몸체 하부에는 상기 잔류류배출 및 에어공급모듈(140)의 삽입관이 삽입되어 연결될 수 있도록 삽입홈(122)을 구비한다.
이러한 중공사막 여과부(120)는 우레탄, 실리콘과 같은 접착수단(125)에 의해서 상,하부단이 대략 원통형으로 고정되어 상기 하우징(110)의 상단 내주면과 하단 내주면에 고정되고, 상기 접착수단(125)을 매개로 하여 상기 하우징(110)의 내면과 중공사막여과부의 상,하단간의 계면을 실링하게 된다.
이에 따라, 상기 접착수단을 매개로 하여 중공사막 여과부(120)를 하우징(110)에 확고히 고정함과 동시에 상기 하우징(110)내로 공급된 원수가 불필요영역으로 유출되는 것을 방지한다.
여기서, 상기 중공사막 여과부(120)는 상기 상부헤더부(130)와 대응하는 상부가 상기 상부헤더부(130)에 구비되는 제2배출구(133)를 통해 생산수를 배출할 수 있도록 개구형성되고, 상기 하부헤더부(150)와 대응하는 중공사막 여과부(120)의 하부도 중공사막 여과부(120)를 통과하면서 여과처리된 생산수를 외부로 배출할 수 있도록 개구형성한다.
상기 상부헤더부(130)는 상기 하우징(110)의 내부로 공급된 원수 중 상기 중공사막 여과부(120)를 통과하지 못하고, 여과된 오염물질을 포함하는 농축수가 배출되는 제1배출구(131)와, 상기 중공사막 여과부(120)를 통과한 원수 중 여과처리된 생산수가 배출되는 제2배출구(133)를 구비하여 상기 하우징(110)의 상단에 착탈가능하게 조립된다.
이러한 상부헤더부(130)는 상기 제1배출구(131)를 몸체외부면에 구비하는 상부헤더(132)와, 상기 제2배출구(133)를 구비하여 상기 상부헤더(132)의 개방된 상부를 덮도록 결합되는 상부캡(134)을 포함한다.
여기서, 상기 상부헤더(132)는 상단 외주면에 수나사부를 형성하고 상기 상부캡(134)은 하단 내주면에 암나사부를 형성하여 서로 나사결합방식으로 조립되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 압입방식 또는 융착방식과 같은 다른 결합방식으로 조립될 수도 있다.
또한, 상기 중공사막 여과부(120)와 상기 제2배출구(133)사이에는 상기 중공사막 여과부(120)를 통과하면서 여과처리된 후 중공사막(121)의 개방된 상부로 배출된 생산수가 채워지는 상부공간(164)을 형성하며 이러한 공간을 형성하도록 상기 제2배출구(133)의 입구와 중공사막 여과부(120)의 상단은 서로 이격배치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 제2배출구(133)는 생산수가 채워지는 상부공간(164)과 대응하는 임의영역에 설치될 수 있으며, 생산수를 배출하는 생산수배출라인(미도시)과 연결된다.
상기 상부헤더(132)의 내부면과 상기 중공사막 여과부(120)의 상단 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부(135)를 관통형성한 상부정류통(136)을 삽입배치한다.
상기 잔류수배출 및 에어공급모듈(140)은 원수공급 중단시 상기 중공사막 여과부(120)의 내부에 잔류하는 잔류수를 외부로 배출하고, 상기 중공사막 여과부(120)의 외부면에 부착된 이물질을 제거하도록 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구(141)를 구비하여 상기 중공사막 여과부(120)와 연결되는 독립적인 모듈부재이다.
이러한 잔류수 배출 및 에어공급모듈(140)은 상기 중공사막 여과부(120)에 하부에 형성된 삽입홈(122)으로 삽입되어 상기 중공사막(121)에 잔류하는 잔류수를 자중방향으로 안내배출하고, 외부로부터 공급된 이물제거용 에어를 중공사막 여과부의 내부로 배출하는 복수개 삽입관(142)과, 상기 유출입구(141)를 구비하고, 상기 삽입관(142)과 연결되는 내부공간을 갖추어 상기 하부헤더부(150)에 삽입배치되는 모듈몸체(143)를 포함한다.
상기 하부헤더부(150)는 외부로부터 처리대상물인 원수가 공급되는 유입구(151)와, 상기 잔류수배출 및 에어공급모듈(140)을 구성하는 모듈몸체(143)의 하부에 구비된 유출입구(141)와 연결되는 제3배출구(153) 및 상기 중공사막 여과부(120)를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제4배출구(154)를 구비한다.
이러한 하부헤더부(150)는 원수공급라인과 연결되는 유입구(151)를 몸체 외부면에 구비하는 하부헤더(152)와, 상기 제3배출구(153)와 제4배출구(154)를 구비하여 상기 하부헤더(152)의 개방된 하부로 덮도록 결합되는 하부캡(155)을 포함한다.
여기서, 상기 하부헤더(152)는 하단 외주면에 수나사부를 형성하고 상기 하부캡(155)은 하단 내주면에 암나사부를 형성하여 서로 나사결합방식으로 조립되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 압입방식 또는 용착방식과 같은 다른 결합방식으로 조립될 수도 있다.
상기 하부헤더(152)의 내부면과 상기 중공사막 여과부(120)의 하단 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부(137)를 관통형성한 하부정류통(138)을 삽입배치한다.
또한, 상기 하부캡(155)에 구비되는 제3배출구(153)에는 상기 잔류배출 및 에어공급모듈(140)을 구성하는 모듈몸체(143)의 유출입구(141)가 삽입배치되고, 삽입배치되는 유출입구(141)의 외부면에는 상기 모듈몸체(143)의 외부면과 상기 하부캡(155)의 내부면사이로 유도된 생산수가 외부로 유출되지 않도록 오링부재(141a)를 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 잔류배출 및 에어공급모듈(140)을 구성하는 모듈몸체(143)의 외부면과 상기 하부캡(155)의 내부면사이에는 상기 중공사막 여과부(120)를 통과하면서 여과처리된 후 하부가 개방된 중공사막을 통해 배출된 생산수가 채워지고, 채워진 생산수를 상기 제4배출구(154)를 통하여 외부로 배출할 수 있도록 하부집수공간(165)을 형성한다.
이러한 하부집수공간(165)을 형성하기 위해서 상기 모듈몸체(143)의 외부면은 상기 하부캡(155)의 내부면 및 중공사막 여과부(120)의 하부단으로부터 일정간격을 두고 이격되어야 하는바, 상기 모듈몸체(143)의 외경은 상기 하부캡(155)의 내경보다 상대적으로 작게 형성하고, 상기 모듈몸체(143)는 상기 중공사막 여과부(120)의 개방된 하부단으로부터 이격배치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 중공사막 여과부(120)를 통과하면서 여과처리된 생산수는 상기 하우징(110)의 상단에 조립된 상부헤더부(130)의 상부캡(134)에 형성된 제2배출구(133)와 더불어 상기 하우징(110)의 하단에 조립된 하부헤더부(150)의 하부캡(155)에 형성된 제4배출구(154)를 통하여 동시에 외부로 배출하여 생산할 수 있는 것이다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 중공사막(121)을 통과하면서 여과된 생산수 중 일부는 상기 중공사막(121)을 통하여 자중의 반대방향인 도면상 상부로 안내되어 상부헤더부(130)의 상부캡(134)에 형성된 제2배출구(133)를 통하여 외부배출된다.
이와 동시에, 상기 중공사막(121)을 통과하면서 여과된 생산수 중 나머지는 상기 중공사막 여과부(120)를 구성하는 중공사막(121)의 개방된 하부단을 통하여 배출되는바, 이러한 나머지 생산수는 상기 잔류수배출 및 에어공급모듈(140)의 모듈몸체(143)의 외측에 형성된 공간에 채워진 후 자중방향인 도면상 하부로 안내되어 하부헤더부(150)의 하부캡(155)에 형성된 제4배출구(154)를 통하여 외부배출된다.
이에 따라, 상기 유입구(151)를 통하여 가압공급된 원수가 중공사막 여과부(120)를 통과하여 여과처리된 생산수는 상기 하우징의 양단에 각각 조립된 상,하부헤더부(130,140)의 상,하부캡에 구비되는 제2배출구(133)와 제4배출구(154)를 통하여 동시에 배출되어 단일방향으로 생산수를 배출생산하는 것에 비하여 투수율 및 생산량을 향상시킬 수 있는 것이다.
이때, 상기 중공사막 여과부(120)의 삽입홈에 삽입관이 삽입된 모듈몸체(143)의 유출입구(141)는 닫혀진 상태이므로 이를 통한 생산수의 외부배출은 이루어지지 않으며, 상기 중공사막 여과부(120)를 미처 통과하지 못한 농축수는 상기 배출구(131)를 통하여 외부로 배출된다.
한편, 수처리 조작을 장시간 하게 되면, 상기 하우징(110)의 내부와 중공사막 여과부(120)의 오염농도가 점점 늘어나게 되고 특히 상기 중공사막(121)에 여과된 이물질이 점차 많이 붙게 되어 중공사막(121)을 통과하는 원수의 투수속도가 점차 줄어들게 된다.
이때 상기 하우징(110)의 내부와 중공사막 여과부(120)를 세정하는 작업을 실시하게 되는바, 이러한 세정작업은 백워싱(back washing) 세정 및 공기에 의한 진동세정, 경우에 따라 화학세정(chemical cleaning)을 통해 중공사막(121)에 부착된 오염물질을 분리이탈시켜 제거할 수 있게 된다.
즉, 이러한 세정작업은 도 4에 도시한 바와 같이, 원수가 공급되는 유입구(151)가 닫혀진 상태에서 이루어지게 되며, 상기 유입구(151)가 닫혀진 후 상기 하부헤더부(150)에 배치된 잔류수배출 및 에어공급모듈(140)의 유출입구(141)를 개방하게 되면, 상기 중공사막 여과부(120)내에 잔류하는 잔류수는 상기 삽입홈에 삽입된 삽입관(142)을 통하여 모듈몸체(143)의 내부공간으로 집수되고, 집수된 잔류수는 유출입구(141)를 통해 외부로 배출되는 것이다.
이어서, 상기 유출입구(141)와 연결되는 에어펌프에 의해서 에어를 상기 모듈몸체(143)의 내부공간으로 가압공급하게 되면, 공기가 모듈몸체(143), 삽입관(142)을 통하여 하우징(110)으로 공급되어 중공사막 여과부(120)의 진동을 통해 오염물질이 중공사막(121)의 표면으로부터 떨어져 세정이 이루어진다.
이때, 상기 중공사막 여과부(120)에 부착된 이물질은 에어에 의해서 분리이탈되어 개방된 제1배출구(131)를 통하여 에어와 더불어 외부배출되는 것이다.
그리고, 상기 상부캡(134)의 상부에 구비된 제2배출구(133)를 통하여 역세척수를 공급하게 되면, 역세척수가 중공사막 여과부(120)의 내부로부터 외부로 통과하면서 이물질을 분리이탈시키고, 분리된 이물질은 역세척수와 더불어 배출구(131)를 통하여 외부로 배출되는 것이다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 정수장치의 정수성능을 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 가압식 정수장치의 투수성능을 도시한 그래프이다.
즉, 전체길이가 2270mm이고, 하우징의 외경이 194mm이고, 중공사막 여과부의 여과면적을 60㎡ 로 하는 본 발명의 장치와 종래의 장치에 각각 동일한 가압조건으로 원수를 공급함으로써, 하우징의 양단에 조립된 상,하부캡의 제2,4배출구를 통하여 배출생산되는 생산수의 투과유량 및 차압을 측정하게 되면, 도 5의 그래프와 같이 동일한 투과유량 조건에서 양단집수가 가능한 본 발명에서의 막간차압은 35Kpa 으로 나타나는 반면에 단일집수가 가능한 종래에서의 막간차압은 58Kpa로 높게 나타남을 알 수 있다.
이에 따라, 양단집수가 가능한 본 발명의 장치에서 원수를 처리하는 여과압력이 종래대비 40%정도 감소되고, 이로 인하여 운전압력 및 운전효율을 높일 수 있는 것이다.
또한, 원수가 중공사막 여과부를 통과하는 투수도에 있어서도 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치가 종래에 비하여 44%이상 우수해짐을 알 수 있다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치(200)는 도 7 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 하우징(210), 중공사막 여과부(220), 상부헤더부(230), 잔류수배출 및 에어공급모듈(240), 하부헤더부(250) 및 집수배관(260)을 포함한다.
상기 하우징(210)은 상기 중공사막 여과부(220)를 배치하도록 일정크기의 내부공간을 구비하고, 일정높이를 갖는 중공형 원통부재로 이루어질 수 있다.
이러한 하우징(210)은 중공형 원통부재 또는 사각과 같은 다각단면상으로 구비될 수도 있다.
상기 중공사막 여과부(220)는 상기 하우징(210)의 내부공간에 배치되어 상기 하우징(210)의 내부로 가압공급되는 처리대상물인 오폐수와 같은 원수를 압력차에 따라 여과하여 원수에 포함된 이물질을 제거하는 여과수단이다.
상기 중공사막 여과부(220)는 중앙이 비어있는 실관의 중공사가 단위면적당 막면적비를 높일 수 있도록 다발로 합쳐진 중공사막(221)과, 상기 중공사막(221)을 통과한 원수가 여과처리된 생산수가 안내배수되도록 상기 중공사막(221)의 몸체내부에 복수개의 삽입홈(222)을 구비한다.
이러한 중공사막 여과부(220)는 우레탄, 실리콘과 같은 접착수단(225)에 의해서 상,하부단이 대략 원통형으로 고정되어 상기 하우징(210)의 상단 내주면과 하단 내주면에 고정되고, 상기 접착수단(225)을 매개로 하여 상기 하우징(210)의 내면과 중공사막여과부의 상,하단간의 계면을 실링하게 된다.
이에 따라, 상기 접착수단을 매개로 하여 중공사막 여과부(220)를 하우징(210)에 확고히 고정함과 동시에 상기 하우징(210)내로 공급된 원수가 불필요영역으로 유출되는 것을 방지한다.
여기서, 상기 중공사막 여과부(220)는 상기 상부헤더부(230)와 대응하는 상부가 상기 상부헤더부(230)에 구비되는 제2배출구(233)를 통해 생산수를 배출할 수 있도록 개구형성되고, 상기 하부헤더부(250)와 대응하는 중공사막 여과부(220)의 하부도 중공사막 여과부(220)를 통과하면서 여과처리된 생산수를 외부로 배출할 수 있도록 개구형성한다.
상기 상부헤더부(230)는 상기 하우징(210)의 내부로 공급된 원수 중 상기 중공사막 여과부(220)를 통과하지 못하고, 여과된 오염물질을 포함하는 농축수가 배출되는 제1배출구(231)와, 상기 중공사막 여과부(220)를 통과한 원수 중 여과처리된 생산수가 배출되는 제2배출구(233)를 구비하여 상기 하우징(210)의 상단에 착탈가능하게 조립된다.
이러한 상부헤더부(230)는 상기 제1배출구(231)를 몸체외부면에 구비하는 상부헤더(232)와, 상기 제2배출구(233)를 구비하여 상기 상부헤더(232)의 개방된 상부를 덮도록 결합되는 상부캡(234)을 포함한다.
여기서, 상기 상부헤더(232)는 상단 외주면에 수나사부를 형성하고 상기 상부캡(234)은 하단 내주면에 암나사부를 형성하여 서로 나사결합방식으로 조립되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 압입방식 또는 융착방식과 같은 다른 결합방식으로 조립될 수도 있다.
또한, 상기 중공사막 여과부(220)와 상기 제2배출구(233)사이에는 상기 중공사막 여과부(220)를 통과하면서 여과처리된 후 중공사막(221)의 개방된 상부로 배출된 생산수가 채워지는 상부공간(264)을 형성하며 이러한 공간을 형성하도록 상기 제2배출구(233)의 입구와 중공사막 여과부(220)의 상단은 서로 이격배치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 제2배출구(233)는 생산수가 채워지는 상부공간과 대응하는 임의영역에 설치될 수 있으며, 생산수를 배출하는 생산수배출라인(미도시)과 연결된다.
상기 상부헤더(232)의 내부면과 상기 중공사막 여과부(220)의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부(235)를 관통형성한 상부정류통(236)을 삽입배치한다.
상기 잔류수배출 및 에어공급모듈(240)은 원수공급 중단시 상기 중공사막 여과부(220)의 내부에 잔류하는 잔류수를 외부로 배출하고, 상기 중공사막 여과부(220)의 외부면에 부착된 이물질을 제거하도록 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구(241)를 구비하여 상기 중공사막 여과부(220)와 연결되는 독립적인 모듈부재이다.
이러한 잔류수 배출 및 에어공급모듈(240)은 상기 중공사막 여과부(220)의 하부에 형성된 삽입홈(222)으로 삽입되어 상기 중공사막(221)에 잔류하는 잔류수를 자중방향으로 안내배출하고, 외부로부터 이물제거용 에어가 공급되는 복수개 삽입관(242)과, 상기 유출입구(241)를 구비하고, 상기 삽입관(242)과 연결되는 내부공간을 갖추어 상기 하부헤더부(250)에 삽입배치되는 모듈몸체(243)를 포함한다.
상기 하부헤더부(250)는 외부로부터 처리대상물인 원수가 공급되는 유입구(251)와, 상기 잔류수배출 및 에어공급모듈(240)을 구성하는 모듈몸체(243)의 하부에 구비된 유출입구(241)와 연결되는 제3배출구(253)를 상기 하우징(210)의 하단에 착탈가능하게 조립된다
이러한 하부헤더부(250)는 원수공급라인과 연결되는 유입구(51)를 몸체 외부면에 구비하는 하부헤더(252)와, 상기 제3배출구(253)를 구비하여 상기 하부헤더(252)의 개방된 하부로 덮도록 결합되는 하부캡(255)을 포함한다.
여기서, 상기 하부헤더(252)는 하단 외주면에 수나사부를 형성하고 상기 하부캡(255)은 하단 내주면에 암나사부를 형성하여 서로 나사결합방식으로 조립되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 압입방식 또는 용착방식과 같은 다른 결합방식으로 조립될 수도 있다.
상기 하부헤더(252)의 내부면과 상기 중공사막 여과부(220)의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부(237)를 관통형성한 하부정류통(238)을 삽입배치한다.
또한, 상기 하부캡(255)에 구비되는 제3배출구(253)에는 상기 잔류배출 및 에어공급모듈(240)을 구성하는 모듈몸체(243)의 유출입구(241)가 삽입배치되고, 삽입배치되는 유출입구(241)의 외부면에는 상기 모듈몸체(243)의 외부면과 상기 하부캡(255)의 내부면사이로 유도된 생산수가 외부로 유출되지 않도록 오링부재(241a)를 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 잔류배출 및 에어공급모듈(240)을 구성하는 모듈몸체(243)의 외부면은 하부캡(255)의 내부면에 밀착되고, 상기 중공사막 여과부(220)의 하단과 상기 모듈몸체(243)의 상부면사이에는 상기 중공사막 여과부(220)를 통과하면서 여과처리된 후 하부가 개방된 중공사막을 통해 배출된 생산수가 채워지고, 채워진 생산수를 상기 제2배출구(233)를 통하여 외부로 배출할 수 있도록 하부집수공간(265)을 형성한다.
상기 집수배관(260)은 상기 중공사막 여과부(220)와 잔류배출 및 에어공급모듈(240)사이에 형성되는 하부집수공간(265)에 채워진 생산수를 상부헤더부(230)의 제2배출구(233)측으로 안내배출하도록 상기 중공사막 여과부(220)의 몸체에 길이방향으로 관통형성되는 적어도 하나의 배관배치공(229)에 삽입배치된다.
상기 집수배관(260)은 상기 중공사막 여과부(220)의 상단에 형성되는 상부공간(264)과 상기 중공사막 여과부(220)의 하단에 형성되는 하부집수공간(265)을 서로 연결하는 통로 역활을 수행하는 것이다.
이러한 집수배관(260)은 상기 제2배출구(233)와 대응하는 중공사막 여과부(220)에 관통형성된 배관배치공(229)에 삽입배치되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 중공사막 여과부(220)의 임의위치에 관통형성되는 복수개의 배관배치공에 삽입배치되는 일정길이의 중공파이프부재로 이루어질 수 있다.
상기 집수배관(260)은 상기 배관배치공(229)의 내부면을 통과하는 생산수가 침투되지 못하는 불투수성 소재로 이루어지거나 상기 배관배치공(229)의 내부면을 통과하는 생산수가 침투되는 투수성 소재로 이루어질 수 있다.
이에 따라, 가압공급된 원수가 상기 중공사막 여과부(220)를 통과하여 상기 하부집수공간(265)에 채워지는 생산수는 상기 중공사막 여과부(220)를 거치지 않고 상기 집수배관(260)을 통해 자중반대방향인 상향안내배출되어 상기 중공사막 여과부(220)의 상단을 통해 배출되는 생산수와 상기 상부캡(234)과 중공사막여과부(220)사이에 형성된 상부집수공간에 합쳐진 다음 상기 상부캡(234)의 제2배출구(233)를 통해 외부로 생산배출되는 것이다.
즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 중공사막(221)을 통과하면서 여과된 생산수 중 일부는 원수의 공급압력에 의해서 자중의 반대방향인 도면상 상부로 안내되어 상부헤더부(230)의 상부캡(234)에 형성된 제2배출구(233)를 통하여 외부배출된다.
이와 동시에, 상기 중공사막(221)을 통과하면서 여과된 생산수 중 나머지는 상기 중공사막 여과부(220)를 구성하는 중공사막(221)의 개방된 하부단을 통하여 배출되는바, 이러한 나머지 생산수는 상기 잔류수배출 및 에어공급모듈(240)의 모듈몸체(243)와 상기 중공사막 여과부(220)사이에 형성된 하부집수공간(165)에 채워지게 된다.
이어서, 원수공급압력에 의해서 상기 중공사막 여과부(220)의 배관배치공(229)에 삽입배치된 집수배관(260)의 안내배수유로를 통하여 중공사막을 거치지 않고 자중반대방향인 도면상 상부로 안내되어 상기 상부캡(234)과 접착수단(225)사이에 형성된 상부집수공간(264)에 채워진 다음 상기 상부캡(234)의 제2배출구(233)를 통하여 외부로 생산배출된다.
이에 따라, 상기 유입구(251)를 통하여 가압공급된 원수가 중공사막 여과부(220)를 통과하여 여과처리된 생산수는 중공사막 여과부의 개방된 상부를 통해 상향배출됨과 동시에 중공사막 여과부에 별도로 구비되는 안내배수유로인 집수배관(260)을 통해 상향배출된 후 상부헤더부(230)의 상부캡(234)에 구비되는 제2배출구(233)를 통하여 배출되기 때문에 종래와 같이 중공사막의 개방된 상부로만 생산수를 배출생산하는 것에 비하여 투수율 및 생산수 생산량을 향상시킬 수 있는 것이다.
이때, 상기 중공사막 여과부(220)의 삽입홈으로 삽입관이 삽입된 모듈몸체(243)의 유출입구(241)는 닫혀진 상태이므로 이를 통한 생산수의 외부배출은 이루어지지 않으며, 상기 중공사막 여과부(220)를 미처 통과하지 못한 농축수는 상기 배출구(231)를 통하여 외부로 배출된다.
한편, 수처리 조작을 장시간 하게 되면, 상기 하우징(210)의 내부와 중공사막 여과부(120)의 오염농도가 점점 늘어나게 되고 특히 상기 중공사막(221)에 여과된 이물질이 점차 많이 붙게 되어 중공사막(221)을 통과하는 원수의 투수속도가 점차 줄어들게 된다.
이때 상기 하우징(210)의 내부와 중공사막 여과부(220)를 세정하는 작업을 실시하게 되는바, 이러한 세정작업은 백워싱(back washing) 세정 및 공기에 의한 진동세정, 경우에 따라 화학세정(chemical cleaning)을 통해 중공사막(221)에 부착된 오염물질을 분리이탈시켜 제거할 수 있게 된다.
즉, 이러한 세정작업은 도 10에 도시한 바와 같이, 원수가 공급되는 유입구가 닫혀진 상태에서 이루어지게 되며, 상기 유입구(251)가 닫혀진 후 상기 하부헤더부(250)에 배치된 잔류수배출 및 에어공급모듈(240)의 유출입구(241)를 개방하게 되면, 상기 중공사막 여과부(220)내에 잔류하는 잔류수는 상기 삽입홈에 삽입된 삽입관(242)을 통하여 모듈몸체(243)의 내부공간으로 집수되고, 집수된 잔류수는 유출입구(241)를 통해 외부로 배출되는 것이다.
이어서, 상기 유출입구(241)와 연결되는 에어펌프에 의해서 에어를 상기 모듈몸체(243)의 내부공간으로 가압공급하게 되면, 공기가 모듈몸체(243), 삽입관(242)을 통하여 하우징(210)로 공급되어 중공사막 여과부(220)의 진동을 통해 중공사막(221)의 외부면에 부착된 이물질을 탈락제거하는 세정작업이 이루어지는 것이다.
이때, 상기 중공사막 여과부(220)에 부착된 이물질은 에어에 의해서 분리이탈되어 개방된 제1배출구(231)를 통하여 에어와 더불어 외부배출되는 것이다.
그리고, 상기 상부캡(234)의 상부에 구비된 제2배출구(233)를 통하여 역세척수를 공급하게 되면, 역세척수가 중공사막 여과부(220)의 내부로부터 외부로 통과하면서 이물질을 분리이탈시키고, 분리된 이물질은 역세척수와 더불어 배출구(231)를 통하여 외부로 배출되는 것이다.
도 11은 본 발명의 제2실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치의 투수성능을 도시한 그래프이다.
즉, 전체길이가 2270mm이고, 하우징의 외경이 194mm이고, 중공사막 여과부의 여과면적을 60㎡ 로 하는 본 발명의 장치와 종래의 장치에 각각 동일한 가압조건으로 원수를 공급함으로써, 하우징의 상단에 조립된 상부캡의 제2배출구를 통하여 배출생산되는 생산수의 투과유량 및 여과유속을 측정하게 되면, 도 11의 그래프와 같이 원수가 중공사막 여과부를 통과하는 투수도에 있어서 종래에 비하여 28%이상 우수해짐을 알 수 있다.
중공사막 여과부를 통과하는 막여과 유속에 있어도 종래 일일 4.29㎥ 의 생산수가 여과되는 반면에 본 발명의 장치는 일일 5.49㎥의 생산수가 생산배출됨을 알 수 있다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 가압식 막모듈 정수장치(300)는 도 12 와 도 13에 도시한 바와 같이, 하우징(110), 중공사막 여과부(120), 상부헤더부(130), 잔류수배출 및 에어공급모듈(140), 하부헤더부(150) 및 상,하부 정류통(301,302)을 포함한다.
이러한 장치에 구비되는 상,하부정류통(301,302)을 중공사막 여과부(120)의 상,하단에 구비함으로서 상기 하우징(110)의 내부로 유입되는 유체인 원수와 하우징으로부터 배출되는 유체인 농축수의 압력 및 유속을 균일하게 하여 하우징 내에 배치된 중공사막 여과부(120)의 단사를 방지하는 것이다.
본 발명의 제3실시예에 개시된 정수장치의 구성부품은 제1실시예와 동일한 바 동일한 도면부호를 부여하고 이하 설명은 생략한다.
여기서, 상기 상,하부정류통(301,301)은 집수유로를 하우징의 양단에 구비하여 생산수를 양단집수하는 제1실시예에 적용되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 중공사막 여과부에 집수배관을 배치하여 여과처리하는 제2실시예에도 적용되어 중공사막의 단사를 방지할 수 있다.
상기 상,하부 정류통(301,302)은 도 14와 도 15에 도시한 바와 같이, 상기 상,하부헤더(132,152)의 각 내부면과 상기 중공사막 여과부(120)의 상,하단외부면 사이에 배치되는 대략 중공형상의 원통구조물이다.
상기 상,하부정류통(301,302)의 몸체외부면에는 상기 상,하부헤더(132,152)에 형성된 제1배출구(131)와 유입구(151)를 통해 상기 중공사막 여과부(120)의 상단 외부면을 통해 배출되는 유체인 농축수와, 상기 중공사막 여과부(120) 하단 외부면으로 가압유입되는 유체인 원수의 압력과 유속을 균일하게 하도록 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 대응하는 각 외부면으로부터 멀어지는 원주방향으로 갈수록 복수개의 정류공(304)이 관통형성되어 단위면적당 개공밀도가 높은 정류면을 구비할 수 있다.
여기서, 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 대응하는 외부면에는 상기 정류공(304)이 관통형성되지 않아 유체가 통과하지 못하는 일정크기의 밀페면(303)을 구비할 수 있다.
이러한 밀폐면(303)의 좌우양측으로 일정간격을 두고 유체가 통과하는 복수개의 정류공(304)이 관통형성된 복수개의 정류부를 포함하는 정류면(305)을 구비하고, 상기 정류부의 폭이 상기 밀폐면(303)으로부터 멀어지는 원주방향으로 갈수록 넓게 형성하여 개공면적을 크게 형성할 수 있다.
또한, 상기 정류공(304)은 서로 동일한 관통크기로 형성되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 서로 다른 관통크기로 형성될 수도 있다.
이와 더불어 상기 정류공(304)은 대략 원형공으로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 타원형 또는 삼각, 사각과 같은 다각형으로 관통형성될 수도 있다.
그리고, 일정간격을 두고 이격되는 복수개의 정류부에 의해서 형성되는 정류면(305)의 개공밀도는 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 대응하는 외부면인 밀폐면(303)과 대응하여 마주하는 영역의 정류부가 가장 높게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 상,하부 정류통(301,302)은 상기 하우징(110)의 상,하단에 구비되는 상,하부 헤더부(130.150)의 제1배출구(131)와 유입구(151)와 대응하도록 배치됨으로써 이에 근접할수록 상기 제1배출구(131)를 통해 배출되는 농축수와, 상기 유입구(151)를 통해 유입되는 원수의 압력이 높아지고 유속이 빨라지게 되는 반면에 이들로부터 멀어질수록 낮은 압력과 느린 유속이 발생되어 중공사막의 단사 현상이 발생되는 곳이다.
한편, 상기 상,하부정류통(301,302)의 몸체외부면에 형성되는 정류공(304)은 도 17에 도시한 바와 같이, 상기 제1배출구(131)와 중공사막 여과부(120)의 상단사이를 통과하는 유체와, 상기 유입구(151)와 중공사막여과부(120)의 하단사이를 통과하는 유체의 압력과 유속을 균일하게 하는 정류면(305)이 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 대응하는 각 외부면으로부터 멀어지는 원주방향으로 갈수록 서로 인접하는 정류공(304)의 간격이 서서히 좁아지면서 상기 밀페면(303)과 대응하는 정류면 중앙의 단위면적당 개공밀도를 가장 높게 형성하여 구비될 수도 있다.
종래에는 원수가 유입되는 유입구와, 배출수가 배출되는 제1배출구에 근접하는 중공사막이 유체의 높은 압력인 외력을 받게 되어 중공사막 여과부의 상,하단부에 구비되는 중공사막이 단사됨으로써, 중공사막 여과부의 본래 기능을 수행하지 못하게 되었다.
이에 따라, 상기 상,하부 정류통(301,302)의 외부면에 관통형성된 복수개의 정류공(304)에 의해서 구비되는 정류부들간의 간격을 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 마주하는 위치로부터 원주방향으로 갈수록 서로 인접하는 정류부들간의 간격을 좁혀 개구밀도를 높이게 되면, 상기 정류부에 의해서 형성되는 정류면(305)의 개공면적이 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 마주하는 위치로부터 원주방향으로 멀어지는 방향으로 서서히 넓어지고, 상기 밀폐면(303)과 마주하여 대응하는 정류면(305)의 개구면적이 가장 크게 형성되는 것이다.
이로 인하여, 상기 상,하부 정류통(201,202)의 외부면에 인가되는 압력 손실이 보상되어 상,하부 정류통(201,202)의 모든 위치에서 균등한 유속과 압력을 유지할 수 있게 되는 것이다.
즉, 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 대응하는 밀폐면(303)에 인접하는 정류면(305)의 개구밀도는 도 16에 도시한 바와 같이, 상기 밀폐면(303)과 마주하여 대응하는 정류면(305)의 중앙으로 갈수록 서서히 높게 형성됨으로써 상기 제1배출구(131), 유입구(151)와 대응하는 중공사막(121)의 상,하단 사이에서 흐르는 유체 압력과 유속을 개구밀도가 높은 정류면으로 고르게 분산시킬 수 있기 때문에 상기 중공사막에 가해지는 외력을 동일하게 하여 중공사막의 단사를 방지하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (23)

  1. 일정크기의 내부공간을 갖는 중공형 하우징 ;
    상기 하우징의 내부공간에 배치되어 상기 하우징의 내부로 가압공급되는 원수를 압력차에 따라 여과하는 중공사막 여과부 ;
    상기 중공사막 여과부를 통과하지 못한 농축수가 배출되는 제1배출구와, 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제2배출구를 구비하여 상기 하우징의 상단에 조립되는 상부헤더부 ;
    상기 중공사막여과부에 잔류하는 잔류수를 외부로 배출하고, 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구를 구비하여 상기 중공사막부에 연결되는 잔류수배출 및 에어공급모듈 ; 및
    상기 원수가 가압공급되는 유입구와, 상기 유출입구와 연결되는 제3배출구 및 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제4배출구를 구비하는 하부헤더부 ;를 포함하는 가압식 막모듈 정수장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중공사막 여과부는 중공사가 다발로 합쳐진 중공사막의 몸체내부에 상기 중공사를 통과하여 여과된 생산수와 원수를 분리시킬 수 있도록 상기 잔류수 배출 및 에어공급모듈이 삽입연결되는 복수개의 삽입홈을 포함하고,
    상기 하부헤더부와 대응하는 중공사막의 단부는 개구형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부헤더부는 상기 제1배출구를 몸체외부면에 구비하는 상부헤더와, 상기 제2배출구를 구비하여 상기 상부헤더의 개방된 상부를 덮도록 결합되는 상부캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 상부정류통을 삽입배치하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 잔류수 배출 및 에어공급모듈은 상기 중공사막 여과부에 형성된 복수개의 삽입홈과 연결되는 복수개 삽입관과, 상기 유출입구를 구비하고, 상기 삽입관과 연결되는 내부공간을 갖추어 상기 하부헤더부에 배치되는 모듈몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부헤더부는 상기 유입구를 몸체 외부면에 구비하는 하부헤더와, 상기 제3배출구와 제4배출구를 구비하여 상기 하부헤더의 개방된 하부로 덮도록 결합되는 하부캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 하부정류통을 삽입배치하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공사막 여과부와 상기 제2배출구사이에는 상기 중공사막 여과부의 개방된 상부로 배출된 생산수가 채워지는 상부공간을 형성하고, 상기 상부공간을 형성하도록 상기 제2배출구의 입구와 중공사막 여과부의 상단은 서로 이격배치되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잔류배출 및 에어공급모듈과 상기 하부헤더부사이에는 상기 중공사막 여과부의 개방된 하부를 통과하면서 여과처리된 후 하향 배출되는 생산수가 채워지는 하부집수공간을 형성하고, 상기 하부집수공간은 상기 제4배출구와 연결되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  10. 일정크기의 내부공간을 갖는 중공형 하우징 ;
    상기 하우징의 내부공간에 배치되어 상기 하우징의 내부로 가압공급되는 원수를 압력차에 따라 여과하는 중공사막 여과부 ;
    상기 중공사막 여과부를 통과하지 못한 농축수가 배출되는 제1배출구와, 상기 중공사막 여과부를 통과하여 여과처리된 생산수가 배출되는 제2배출구를 구비하여 상기 하우징의 상단에 조립되는 상부헤더부 ;
    상기 중공사막여과부에 잔류하는 잔류수를 외부로 배출하고, 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구를 구비하여 상기 중공사막부에 연결되는 잔류수배출 및 에어공급모듈 ;
    상기 원수가 가압공급되는 유입구와, 상기 유출입구와 연결되는 제3배출구를 구비하여 상기 하우징의 하단에 조립되는 하부헤더부 ; 및
    상기 중공사막 여과부와 잔류배출 및 에어공급모듈사이에 형성되는 하부집수공간과 연통되도록 상기 중공사막 여과부에 삽입배치되어 상기 제2배출구로 생산수를 안내배출하는 적어도 하나의 집수배관을 포함하는 가압식 막모듈 정수장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 집수배관은 상기 제2배출구와 대응하는 중공사막 여과부에 길이방향으로 관통형성된 배관배치공에 삽입배치되는 중공파이프부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 집수배관은 상기 불투수성 소재 또는 투수성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 중공사막 여과부는 중공사가 다발로 합쳐진 중공사막의 몸체내부에 상기 중공사를 통과하여 여과된 생산수와 원수를 분리시킬 수 있도록 상기 잔류수배출 및 에어공급모듈이 삽입되는 삽입홈을 포함하고, 상기 하부헤더부와 대응하는 중공사막의 단부는 개구형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 상부헤더부는 상기 제1배출구를 몸체외부면에 구비하는 상부헤더와, 상기 제2배출구를 구비하여 상기 상부헤더의 개방된 상부를 덮도록 결합되는 상부캡을 포함하는 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 상부정류통을 삽입배치하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  16. 제10항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 잔류수 배출 및 에어공급모듈은 상기 중공사막 여과부에 형성된 복수개의 삽입홈과 연결되는 복수개 삽입관과, 상기 유출입구를 구비하고, 상기 삽입관과 연결되는 내부공간을 갖추어 상기 하부헤더부에 배치되는 모듈몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  17. 제10항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 하부헤더부는 상기 유입구를 몸체 외부면에 구비하는 하부헤더와, 상기 제3배출구를 구비하여 상기 하부헤더의 개방된 하부로 덮도록 결합되는 하부캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하부헤더의 내부면과 상기 중공사막 여과부의 외부면 사이에는 몸체외부면에 복수개의 개구부를 관통형성한 하부정류통을 삽입배치하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  19. 제10항 내지 제12항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 중공사막 여과부와 상기 제2배출구사이에는 상기 중공사막 여과부의 개방된 상부로 배출되고 상기 집수배관의 상단으로 부터 배출된 생산수가 채워지는 상부집수공간을 형성하고, 상기 상부집수공간을 형성하도록 상기 제2배출구의 입구와 중공사막 여과부의 상단은 서로 이격배치되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  20. 일정길이를 갖는 하우징의 내부공간에 배치되는 중공사막 여과부와, 농축수가 배출되는 제1배출구와 생산수가 배출되는 제2배출구를 구비하여 하우징의 하단에 조립되는 상부헤더부와, 원수가 가압공급되는 유입구와 잔류수를 외부로 배출하고 이물제거용 에어가 공급되는 유출입구를 구비하여 상기 하우징의 하단에 조립되는 하부헤더부를 포함하는 가압식 막모듈 정수장치에 있어서,
    상기 상부헤더부와 상기 중공사막여과부 상단사이에 배치되는 상부정류통과, 상기 하부헤더부와 상기 중공사막여과부 하단사이에 배치되는 하부정류통을 포함하고,
    상기 중공사막여과부 상단을 거쳐 제1배출구를 통해 배출되는 유체와, 상기 유입구를 통해 상기 중공사막 여과부 하단으로 유입되는 유체의 압력과 유속을 균일하게 하도록 상기 제1배출구, 유입구와 대응하는 각 외부면으로부터 멀어지는 원주방향으로 갈수록 단위면적당 개공밀도가 높아지도록 복수개의 정류공이 관통형성된 정류면을 구비하는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 상,하부정류통은 상기 제1배출구, 유입구와 대응하는 각 외부면에 밀폐면을 형성하고, 상기 정류면은 상기 밀폐면의 좌우양측으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 개공밀도는 상기 제1배출구, 유입구와 대응하는 밀폐면과 마주하는 영역에 다른 영역에 비하여 가장 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 정류공은 서로 동일한 관통크기로 구비되거나 서로 다른 관통크기로 구비되는 것을 특징으로 하는 가압식 막모듈 정수장치.
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