WO2014106982A1 - 중공사막 모듈 - Google Patents

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WO2014106982A1
WO2014106982A1 PCT/KR2013/008861 KR2013008861W WO2014106982A1 WO 2014106982 A1 WO2014106982 A1 WO 2014106982A1 KR 2013008861 W KR2013008861 W KR 2013008861W WO 2014106982 A1 WO2014106982 A1 WO 2014106982A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
air
diffuser
membrane module
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/008861
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김상윤
김도희
최웅
김민정
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from KR1020130052049A external-priority patent/KR102045496B1/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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/18—Use of gases
    • B01D2321/185—Aeration

Definitions

  • the present invention relates to a hollow fiber membrane module, and more particularly, to a hollow fiber membrane module capable of easily removing contaminants in an upper region.
  • membrane technology is a type of separation technology that utilizes material selective permeation properties of polymeric materials.
  • Existing membranes are of various types, such as spiral wound, tubular, hollow, and plate and frame.
  • the hollow fiber type uses a hollow tube having a diameter of 0.2 to 2 mm and a hollow hollow tube, the ratio of the membrane area per unit volume is relatively higher than that of the other types, resulting in higher productivity.
  • Hollow fiber membrane is formed into a bundle of hollow fiber modules.
  • immersion hollow fiber membrane modules are used by directly immersing them in a tank of fluid to be treated.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional immersion hollow fiber membrane module.
  • the conventional hollow fiber membrane module includes a hollow fiber membrane 10 having a hollow 12 therein, a support 20 coupled to a lower end of the hollow fiber membrane 10, and the hollow fiber membrane
  • the collector 30 is coupled to the upper end of the 10.
  • a support 40 for connecting the support 20 and the collector 30 is provided between the support 20 and the collector 30.
  • the support portion 20 is provided with an outlet hole, a nozzle, an air diffuser or an air hole 22 (hereinafter, referred to as an “acid hole 22") through which air flows.
  • Air flowing out through the acid pores 22 moves to the upper region to shake the hollow fiber membrane 10 so that contaminants on the surface of the hollow fiber membrane 10 are removed from the surface of the separator.
  • the upper region of the hollow fiber membrane 10 may be more severe pollution due to the operating pressure difference than the lower region. Since some of the air leaked through the acid pores 22 of the support part 20 is released to the outside of the hollow fiber membrane module, contamination of the upper region of the hollow fiber membrane 10 may be further increased.
  • an object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module capable of suppressing the occurrence of contamination of the upper region of the hollow fiber membrane.
  • another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module that can suppress air from escaping to the outside of the hollow fiber membrane module.
  • Another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module capable of evenly dispersing air.
  • the hollow fiber membrane A support part provided at a lower end of the hollow fiber membrane having lower acid pores; A collector provided at an upper end of the hollow fiber membrane; And an air flow passage formed therein, and air diffusers through which air flows outwards, one end of which is connected to the support and the other end of which is connected to the collector.
  • the diffuser may be configured to be connected to the center of the collector.
  • the outer diameter of the diffuser may be 50% or less of the outer diameter of the collector.
  • the lower acid pores may be configured to be formed within half of the radius of the support.
  • the acid pores may be configured to have different diameters.
  • the acid pores may be formed at different intervals (pitch).
  • the acid pores may be configured with first acid pores, second acid pores, and third acid pores spaced up and down.
  • the first acid pores, the second acid pores, and the third acid pores may be configured to have different diameters, respectively.
  • Partitions for partitioning the inside of the diffuser into different spaces may be configured such that an air supply pipe is connected to each of the spaces partitioned by the partitions.
  • the acid pores may be configured to be formed above the half (H / 2) of the height (H) of the diffuser.
  • the hollow fiber membrane module may further include an air distribution unit having a through hole therein and protruding from the lower end of the diffuser so that the through hole communicates with an air flow path of the diffuser.
  • the through hole of the air distribution unit may have a minimum flow cross-sectional area of 3.0 ⁇ 10 ⁇ 4 to 3.2 ⁇ 10 ⁇ 4 m 2.
  • the support part is formed with a storage space for temporarily storing the air flowing into the diffuser
  • the air distribution unit may be formed to protrude from 0.1 to 100 mm from the ceiling of the storage space.
  • the outer surface of the air distribution unit may be formed to gradually reduce the outer width along the protruding direction.
  • the air distribution unit may have a circular or polygonal cross section.
  • the outer surface of the air distribution unit may be provided with a guide portion for guiding air is cut or penetrated.
  • the air distribution unit may be configured to adjust the protruding length to the ceiling of the storage space.
  • the air distribution unit is screwed to the diffuser, the air distribution unit, the through-hole body is formed therein; An incision formed by cutting the body around the through hole; And an inclined portion whose inner width is reduced along the protruding direction.
  • An end of the diffuser may be provided with a guide inclined surface formed to reduce the outer width along the protruding direction.
  • the guide inclined surface may be formed in surface contact with the inclined portion.
  • an air flow path formed therein and provided with an acid pores for air to flow outwards so that one end is connected to the support and the other end is connected to the collector
  • the diffuser By arranging the diffuser in the center of the collector and the support, it is possible to more effectively suppress the air supplied through the diffuser from escaping out of the module.
  • the outer diameter of the diffuser can be formed to 50% or less of the diameter of the collector to ensure the installation area of the hollow fiber membrane.
  • bubbles air bubbles of various sizes can be formed to separate contaminant particles of various sizes from the surface of the hollow fiber membrane.
  • the outer surface of the air distribution portion is configured such that the outer width is gradually reduced along the protruding direction, so that more air can be distributed outward along the radial direction of the support.
  • the air distribution unit detachably to the support or diffuser, it can be easily replaced with another air distribution unit.
  • FIG. 1 is a view showing a conventional immersion hollow fiber membrane module
  • Figure 2 is a side view of the hollow fiber membrane module according to an embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are views showing a modification of the diffuser of FIG. 2, respectively;
  • FIG. 5 is a side view of a hollow fiber membrane module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side view of a hollow fiber membrane module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view of a hollow fiber membrane module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged view of the support area of FIG. 8.
  • FIG. 11 is a bottom view of the air distribution unit of FIG. 8;
  • FIG. 16 is a sectional view of main parts of the hollow fiber membrane module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a sectional view showing the main parts of a hollow fiber membrane module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a perspective view of the air distribution unit of FIG. 17;
  • 19 is a view for explaining the operation of the air distribution unit of FIG.
  • the hollow fiber membrane module according to an embodiment of the present invention, the hollow fiber membrane 110; A support 130 provided at the lower end of the hollow fiber membrane 110; A collector 150 provided at an upper end of the hollow fiber membrane 110; And an air flow passage formed therein and air diffusers 163 through which air flows outwards, one end of which is connected to the support 130 and the other end of which is connected to the collector 150. It can be provided.
  • the hollow fiber membrane 110 may be composed of, for example, a plurality of bundles having a predetermined number (preset number) of the hollow fiber membranes 110.
  • a support 130 may be provided at the lower end of the hollow fiber membrane 110.
  • the lower end of the hollow fiber membrane 110 may be configured to be blocked by the potting material of the support 130.
  • the support 130 may be implemented, for example, in a disk shape.
  • the support 130 may be provided with a lower acid pores 133 so that air can flow out.
  • the air 132, the air bubbles, and the bubbles (hereinafter, referred to as “air”) leaked through the lower acid pores 133 of the support part 130 may be moved upward.
  • the collector 150 may be provided at an upper end of the hollow fiber membrane 110.
  • An upper end of the hollow fiber membrane 110 may be coupled to and supported by the collector 150.
  • the upper end of the hollow fiber membrane 110 may be configured to be open so that water (permeate) introduced into the hollow fiber membrane 110 can flow out. As a result, the permeated water transmitted from the collector 150 to each of the hollow fiber membranes 110 may be collected and collected.
  • the collector 150 may be implemented in a disk shape having a predetermined diameter (D).
  • a suction force (negative pressure, negative pressure; Negative Pressure) may be applied to facilitate the inflow of permeated water. Accordingly, the upper region near the upper end of the hollow fiber membrane 110 may be promoted to be relatively polluted compared to the lower region far from the upper end.
  • the collector 150 may be connected to a pump (not shown) so that suction force may act.
  • the diffuser 160 may be provided between the support 130 and the collector 150.
  • one end (lower end) of the diffuser 160 may be connected to the support 130, and the other end (upper end) of the diffuser 160 may be connected to the collector 150.
  • the diffuser 160 may be formed to be shorter than the length of the hollow fiber membrane 110, for example. As a result, each of the hollow fiber membranes 110 may be disposed so as to flow loosely between the collector 150 and the support 130. According to this configuration, each of the hollow fiber membranes 110 is shaken by the air (air bubbles, bubbles) 124 flowing out from the diffuser 160 and / or the support portion 130 to move upwards Contaminants on the surface of 110 may be separated (removed) from the surface of the hollow fiber membrane 110.
  • An air passage may be formed in the diffuser 160.
  • a plurality of acid pores 163 may be formed in the upper region of the diffuser 160 to allow air to flow out.
  • the acid pores 163 may be formed above the half (H / 2) of the height (H) of the diffuser (160). As a result, by concentrating air to the upper region of the hollow fiber membrane 110 in which contamination occurs mainly, contaminants of the hollow fiber membrane 110 may be effectively removed.
  • the acid pores 163 may be formed to have the same diameter d, for example.
  • the acid pores 163 may be formed at regular intervals (pitch) p along the circumferential direction.
  • the acid pores 163 may be formed in a plurality of stages along the vertical direction.
  • the diffuser 163 of the diffuser 160 is formed in six stages, but the size, spacing, and number of stages of the diffuser 163 may be appropriately adjusted.
  • the acid pores 163 may be arranged such that the acid pores of each stage are arranged in an odd order of the acid pores 165a and the even ends of the acid pores 165b. It may be configured. As a result, the pattern of the air flowing out through the acid pores 163 becomes more diverse, so that the hollow fiber membrane 110 may be more effectively shaken to more effectively remove contaminants in the hollow fiber membrane 110.
  • the diffuser 160 may be configured to have, for example, a diameter of 50% (D / 2) or less of the diameter (D) of the collector 150. In this case, when the diameter of the collector 150 exceeds 50%, the installation area of the hollow fiber membrane 110 may be relatively small, which may lower the water treatment ability.
  • An air supply unit 140 may be provided at one side of the diffuser 160 to supply air into the diffuser 160.
  • the air supply unit 140 may be connected to a blowing fan (not shown) to supply air.
  • the air supply unit 140 may be connected to the support unit 130.
  • air (bubble) 132 may flow out through the diffuser 163 of the diffuser 160 and the lower diffuser 133 of the support 130.
  • the air supply unit 140 may be configured to supply the appropriate air to the lower acid pores 133 of the support 130 and the acid pores 163 of the diffuser 160.
  • Air (air droplets) 132 flowing out through the lower acid pores 133 of the support unit 130 moves upwards and shakes the hollow fiber membrane 110 so that the contaminants on the surface of the hollow fiber membrane 110 are hollow. To be separated from the desert 110 surface.
  • the air leaked through the acid pores 163 of the diffuser 160 is discharged to the upper region of the hollow fiber membrane 110, the pollutants in the upper region of the hollow fiber membrane 110 is relatively polluted generated Make it easy to separate.
  • the hollow fiber membrane module of the present embodiment the hollow fiber membrane 110; A support 130 provided at the lower end of the hollow fiber membrane 110; A collector 150 provided at an upper end of the hollow fiber membrane 110; And an air flow passage formed therein and air diffusers 163 through which air flows outwards, one end of which is connected to the support 130 and the other end of which is connected to the collector 150. It can be provided.
  • the lower end of the hollow fiber membrane 110 is provided with a support 130, the upper end may be connected to the collector 150.
  • the air diffuser 163 may be provided in the upper region of the diffuser 160 to allow air to flow out.
  • the acid pores 163 may include, for example, first acid pores 166a disposed above, second acid pores 166b disposed below the first acid pores 166a, and the second acid pores. It may be configured to include a third acid pores (166c) disposed below the (166b).
  • the first acid pores 166a may be configured to have a relatively small first diameter d1.
  • the first acid pores 166a may be spaced apart from the first pitch p1 in the circumferential direction.
  • the first acid pores 166a may be arranged to form a plurality of stages spaced apart from each other, for example.
  • the second acid pores 166b may be configured to have a second diameter d2 larger than the first diameter d1 of the first acid pores 166a.
  • the second acid pores 166b may be spaced apart along the circumferential direction with a second pitch p2 that is larger than the first pitch of the first acid pores 166a.
  • the second acid pores 166b may be configured to include, for example, a plurality of stages spaced vertically.
  • the third acid pores 166c may be configured to include, for example, a third diameter d3 larger than the second diameter d2 of the second acid pores 166b.
  • the third acid pores 166c may be spaced apart from each other in a circumferential direction with a third pitch p3 that is greater than the second pitch p2 of the second acid pores 166b.
  • the diameters and pitches of the first acid pores 166a, the second acid pores 166b, and the third acid pores 166c may be appropriately adjusted.
  • the air supply unit 140 may be connected to the diffuser 160 to supply air to the diffuser 160.
  • the air supply unit 140 may be, for example, connected to the support unit 130 to supply air to the diffuser 160.
  • the air flowing out through the second acid pores 166b that are relatively larger than the first acid pores 166a may be further spaced apart from the diffuser 160 (for example, an intermediate point).
  • the hollow fiber membrane 110 (for example, the hollow fiber membranes 110 disposed about halfway between the rim of the collector 150 and the outer diameter of the diffuser 160) is relatively shaken, The intermediate hollow fiber membrane 110 is shaken to remove contaminants in the hollow fiber membrane 110.
  • the air (bubble) flowed out through the largest third acid pores (166c) is relatively far away from the diffuser 160 (closer to the rim of the collector 150) is moved upward relatively relatively far
  • the hollow fiber membrane 110 (for example, the hollow fiber membrane 110 disposed in the outer region) is shaken to remove contaminants on the surface of the hollow fiber membrane 110.
  • the hollow fiber membrane 110 module of the present embodiment has a different distance from the diffuser 160 through the first acid pores 166a to the third acid pores 166c having different diameters. As air flows upward, each hollow fiber membrane 110 spaced apart from the diffuser 160 at different intervals may be appropriately shaken to effectively separate and remove contaminants on the surface of each hollow fiber membrane 110.
  • the hollow fiber membrane module of the present embodiment the hollow fiber membrane 110; A support 130 provided at the lower end of the hollow fiber membrane 110; A collector 150 provided at an upper end of the hollow fiber membrane 110; And an air flow passage formed therein and air diffusers 163 through which air flows outwards, one end of which is connected to the support 130 and the other end of which is connected to the collector 150. It can be provided.
  • the lower end and the upper end of the hollow fiber membrane 110 may be provided with a support 130 and the collector 150, respectively.
  • An diffuser 160 may be provided between the support 130 and the collector 150.
  • An air passage may be formed in the diffuser 160.
  • a partition wall 167 may be provided inside the diffuser 160 to partition a space.
  • a plurality of barrier ribs 167 may be formed.
  • first partition walls 168a to 168c may be provided.
  • a first partition 168a may be formed in the upper upper region of the diffuser 160, and a second partition 168b may be spaced apart from the lower side of the first partition 168a. .
  • the third partition 168c may be spaced apart from the lower side of the second partition 168b. As a result, the first space 169a, the second space 169b, and the third space 169c may be partitioned in the diffuser 160.
  • the first acid pores 166a may be formed through the outer wall of the first space 169a partitioned by the first partition wall 168a.
  • a second acid pore 166b having a larger diameter d2 than the first acid pore 166a may be formed therethrough.
  • a third acid pore 166c having a larger diameter d3 than the second acid pore 166b may be formed therethrough.
  • the air supply unit 140 may include an air supply pipe 170 for supplying air into the diffuser 160.
  • the air supply pipe 170 is, for example, the first supply pipe (171a) for supplying air to the first space (169a), the second space (169b) is disposed inside the second space (169b) It may be provided with a second supply pipe (171b) for supplying air to the third supply pipe (171c) disposed in the interior of the third space (169c) for supplying air to the third space (169c).
  • Air flowing out through the first acid pores 166a through the third acid pores 166c moves upwards, respectively, and shakes surrounding hollow fiber membranes 110 to remove contaminants on the surface of each hollow fiber membrane 110. It can be done.
  • air can be supplied to the first spaces 169a to 369c in an appropriate amount (or pressure), and the degree of air leakage (outflow amount and / or outflow depending on the degree of contamination of the hollow fiber membrane 110). Pressure) can be adjusted to effectively remove the contaminants of the respective hollow fiber membrane (110).
  • the hollow fiber membrane module according to an embodiment of the present invention, the hollow fiber membrane 110; A support part 130 having a lower acid pores 133 and coupled to a lower portion of the hollow fiber membrane 110; A collector 150 coupled to an upper portion of the hollow fiber membrane 110 to collect permeate; An air flow path 162 is provided therein, one end of which is connected to the support 130 and the other end of which is connected to the collector 150 to be spaced apart from the lower acid pores 133 of the support 130.
  • An air diffuser 160 for discharging air; And an air distribution unit 190 having a through hole 192 therein, wherein the through hole 192 protrudes from a lower end of the diffuser 160 to communicate with the air flow path 162.
  • the hollow fiber membrane 110 may be composed of, for example, a plurality of bundles 112.
  • Each bundle 112 of the hollow fiber membrane 110 is, for example, enlarged in Figure 4, a predetermined number (for example, several to several hundred) of the hollow fiber 114 (hollow fiber, medium air) Iii).
  • Each bundle 112 of the hollow fiber membrane 110 may be spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the lower end of the hollow fiber membrane 110 may be configured to be blocked by the potting material 134 of the support 130.
  • the lower end of the hollow fiber membrane 110 is surrounded by the potting material 134 is blocked.
  • the support 130 may be implemented, for example, in a disk shape.
  • the supporter 130 may be provided with a lower diffuser 131 for radiating air 132.
  • the lower diffuser 131 may include a plurality of lower diffuser holes 133 formed through the support 130.
  • the lower acid pores 133 may be formed through the potting material 134.
  • the lower acid pores 133 may be formed to be spaced apart, for example, at a predetermined distance.
  • the lower acid pores 133 may be formed, for example, between the bundles 112 of the hollow fiber membrane 110.
  • the lower acid pores 133 may be formed to be scattered according to a predetermined pattern. As a result, the air supplied to the bottom of the support 130 may be diffused through the lower acid pores 133.
  • the collector 150 may be provided at an upper end of the hollow fiber membrane 110.
  • the upper end of the hollow fiber membrane 110 may be configured to be open. As a result, water (permeated water) introduced into each of the hollow yarns may be discharged through the upper end of the hollow fiber membrane 110 and collected (joined) by the collector 150 and may be discharged.
  • the collector 150 may be implemented, for example, in a disk shape.
  • a suction force may be applied to the upper end of the hollow fiber membrane 110 or the collector 150 so that the inflow of the permeate of the hollow fiber membrane 110 is promoted.
  • the collector 150 may be connected to a pump (not shown) so that suction force can act.
  • An diffuser 160 may be provided between the support 130 and the collector 150.
  • An air passage 162 may be provided inside the diffuser 160.
  • One end of the diffuser 160 may be connected to the support 130, and the other end thereof may be connected to the collector 150.
  • the diffuser 160 is configured as one, but may be configured in plural.
  • the hollow fiber membrane 110 has a longer length than the distance between the support 130 and the collector 150 may be configured to be loosely cast. As a result, each of the hollow fiber membranes 110 flows by the action of the air supplied through the lower acid pores 133 and / or the diffuser 160 of the support unit 130. Foreign matter adhering to the surface can be removed.
  • the support 130 may be provided with an air supply unit 140 so that air can be supplied.
  • the air supply unit 140 may be provided with a blower (blower).
  • a storage space 136 may be formed at the bottom of the support 130 to temporarily store air.
  • the diffuser 160 may be connected to the support 130 so that a lower end thereof communicates with the storage space 136.
  • the upper diffuser 161 may be provided in the upper region of the diffuser 160 to be spaced apart from the lower diffuser 133 of the support 130.
  • the upper diffuser 161 may include, for example, a plurality of diffuser pores 163 formed through the diffuser 160.
  • the upper diffuser 175 may be configured to include at least one branch pipe 176 coupled to the diffuser 160 by having a plurality of nozzle holes 177 on an outer surface thereof. It may be.
  • the branch pipes 176 may be arranged in plurality and spaced apart from each other in the vertical direction and / or the circumferential direction.
  • the support 130 may be provided with an air distribution unit 190.
  • the air distribution unit 190 may allow the air to be properly distributed to the lower acid pores 133 and the diffuser 160 of the support 130.
  • the outlet pressure of the upper diffuser 161 of the diffuser 160 is lower than the lower diffuser 131 of the support 130, the air supplied to the inside of the storage space 136 Concentrated and outflowed to the diffuser 160, the lower diffuser 133 disposed on the outside of the support 130 disposed relatively far from the inlet of the diffuser 160 may be provided with relatively less air.
  • the hollow fiber membrane 110 disposed outside in the radial direction of the support 130 may be relatively less contaminant than the hollow fiber membrane 110 disposed in the center.
  • the air distribution unit 190 is disposed to protrude downward from the ceiling 138 of the storage space 136 to allow more air inside the storage space 136 to the outside along the radial direction of the support 130. Can be distributed to be moved. As a result, it is possible to promote the removal of contaminants adhered to the surface of the hollow fiber membrane 110 disposed outside the support 130.
  • the air distribution unit 190 may include a through hole 192 and the through hole 192 may be disposed in communication with the air flow path 162 of the diffuser 160. As a result, the air passing through the air distribution unit 190 may be introduced into the diffuser 160.
  • the air distribution unit 190 may be configured to protrude downward from the lower end of the diffuser (160).
  • the air distribution unit 190 may include, for example, a body 191 having a through hole 192 therein.
  • the body 191 of the air distribution unit 190 may be configured to include, for example, an outer surface 193 of which an outer width (or outer diameter) is gradually reduced in the protruding direction.
  • air may be guided away from the air distribution unit 190 along the outer surface 193 of the air distribution unit 190. Accordingly, more air (air volume) is moved to the outer (border) area of the support 130 along the radial direction of the support 130, so that it is relatively uniform with respect to the entire area of the support 130 (evenly). Acid can be achieved.
  • the outer surface 193 of the air distribution unit 190 is illustrated as having a straight line (cross section), but may be configured as a curved line (cross section).
  • the minimum flow cross-sectional area (A1) is configured to be smaller than the minimum flow cross-sectional area (A) of the diffuser (160) Can be. Thereby, the air (air amount) which flows into the diffuser 160 can be suppressed.
  • the through hole 192 of the air distribution unit 190 may be formed to have a minimum flow cross-sectional area of 3.0 ⁇ 10 -4 to 3.2 ⁇ 10 -4 m 2.
  • the air distribution unit 190 may be formed to protrude from 0.1 to 100 mm from the ceiling 138 of the storage space 136.
  • the air distribution unit 190 may be configured such that a portion (upper) region is inserted into the support 130.
  • the ceiling 138 of the storage space 136 may be formed with a recessed portion 139 recessed upward so that the air distribution unit 190 may be inserted. According to this configuration, the protrusion length H1 of the ceiling 138 of the storage space 136 of the air distribution unit 190 can be finely adjusted.
  • Body 191 of the air distribution unit 190 for example, the outer surface 193 may be implemented in a circular or polygonal shape. Thereby, the pattern of the air guided to the outside of the air distribution unit 190 can be configured in various ways.
  • the air distribution unit 190 may be configured to have a circular outer surface 193a.
  • the air distribution unit 190 may be configured to include an outer surface 193b having a rectangular shape.
  • the air distribution unit 190 may be configured to include an outer surface 193c having a polygonal shape.
  • the outer surface 193 of the air distribution unit 190 is illustrated as being implemented in a hexagon among polygons, but may be configured in various ways such as triangle, pentagon, octagon.
  • the through hole 192 is formed in a circular shape, the minimum flow cross-sectional area A may be formed in the same shape.
  • the outer surface 193 of the air distribution unit 190 may be provided with a guide portion 195 for guiding the air by cutting a portion or through.
  • the air is guided in a direction away from the air distribution unit 190 by the outer surface 193 of the air distribution unit 190, thereby suppressing the shortage of air in the proximal region of the air distribution unit 190. can do.
  • the guide 195 may be formed to be cut (recessed) inward, for example, as shown in FIG. 15.
  • the guide 195 is cut out in an arc shape, but the size, shape, position, and number may be appropriately adjusted.
  • the guide unit 195 may extend in parallel with the through hole 192 of the air distribution unit 190.
  • the air supplied into the storage space 136 may move upward.
  • the air distribution unit 190 may allow a part of air to be supplied to the diffuser 160 through the through hole 192. At the same time, the air distribution unit 190 may guide the air away from the air distribution unit 190 by the outer surface 193 inclined upward.
  • the phenomenon in which the air supplied to the storage space 136 is mainly concentrated in the diffuser 160 and the lower diffuser 133 disposed close to the diffuser 160 can be suppressed.
  • the air is evenly distributed to each of the lower acid pores 133 of the support 130 by the air distribution unit 190, so that foreign matter adhered to the surface of each hollow fiber membrane 110 may be evenly removed.
  • Hollow fiber membrane module of the present embodiment the hollow fiber membrane 110; A support part 130 having a lower acid pores 133 and coupled to a lower portion of the hollow fiber membrane 110; A collector 150 coupled to an upper portion of the hollow fiber membrane 110 to collect permeate; An air passage 162 is provided therein, one end of which is connected to the support part 130 and the other end of which is connected to the collector 150 to diffuse air into an area spaced from the lower acid pores 133.
  • Organ 160 And an air distribution unit 210 having a through hole 215 therein, the through hole 215 protruding from the lower end of the diffuser 160 to communicate with the air flow path 162. Can be.
  • the diffuser 160 may be disposed at the center of the support 130 and the collector 150.
  • the support 130 may be provided with a storage space 136 in which air is temporarily stored.
  • the air distribution unit 210 may be provided in the storage space 136.
  • the air distribution unit 210 may be provided with a through hole 215 to allow air to pass therethrough.
  • the through hole 215 may be configured to have a predetermined minimum flow cross-sectional area (A2).
  • the air distribution unit 210 may be formed of a plurality of different minimum flow cross-sectional area (A2).
  • the air distribution unit 210 may be provided detachably to the support 130 or the diffuser (160).
  • the diffuser 160 may be configured to protrude from the ceiling 138 of the storage space 136.
  • the air distribution unit 210 may be detachably coupled to the diffuser 160, for example.
  • the air distribution unit 210 may be configured to, for example, adjust the protrusion length H2 with respect to the ceiling 138 of the storage space 136. Thereby, the amount of air moved outward in the radial direction of the support part 130 by the air distribution unit 210 can be adjusted.
  • the diffuser 160 may include a male screw portion 216
  • the air distribution unit 210 may include a female screw portion 214 that is screwed to the male screw portion 216.
  • the air distribution unit 210 may include, for example, a body 211 having a through hole 215 formed therein.
  • the body 211 is, for example, a cylindrical cylindrical portion 212 and the distribution portion 213 is formed to gradually reduce the outer width along the protruding direction on one side of the cylindrical portion 212 to distribute air ) May be provided.
  • the female screw portion 214 may be formed in the cylindrical portion 212.
  • the through hole 215 may have a minimum flow cross section A2 at the lower end of the distribution part 213.
  • the air distribution unit 210 may be fixed to the diffuser 160 at a predetermined protruding length (H2).
  • the air distribution unit 210 is rotated relative to the diffuser 160 during use so that the air distribution unit by appropriately adjusting the projection length (H2) to the ceiling 138 of the air distribution unit 210, The amount of air guided to the outside of the support part 130 can be adjusted by 210.
  • the air distribution unit 210 when the air distribution unit 210 is moved so that the protrusion length (H2) with respect to the ceiling 138 of the storage space 136 is increased, the amount of air moved to the outside of the support 130 is increased, When the protruding length H2 of the air distribution unit 210 is reduced, the amount of air moving to the outside of the support 130 may be reduced.
  • the minimum flow cross-sectional area (A2) is different (for example, the minimum flow of the through-hole 215 of the first air distribution unit 210 is installed) It can be replaced with the air distribution unit 210 having a through hole 215 (larger or smaller than the cross-sectional area).
  • Hollow fiber membrane module of the present embodiment the hollow fiber membrane 110; A support part 130 having a lower acid pores 133 and coupled to a lower portion of the hollow fiber membrane 110; A collector 150 coupled to an upper portion of the hollow fiber membrane 110 to collect permeate; An air passage 162 is provided therein, one end of which is connected to the support part 130 and the other end of which is connected to the collector 150 to diffuse air into an area spaced from the lower acid pores 133.
  • Organ 160 And an air distribution unit 230 having a through hole 235 therein, wherein the through hole 235 protrudes from the lower end of the diffuser 160 to communicate with the air flow path 162. Can be.
  • a storage space 136 may be provided to temporarily store air.
  • the storage space 136 may be provided with an air distribution unit 230.
  • the air distribution unit 230 may be configured to have an outer surface whose outer width is reduced along the protruding direction so that the air moves to the outside.
  • the air distribution unit 230 may be configured to be detachable with respect to the support 130 or the diffuser (160).
  • the air distribution unit 230 may be configured to be screwed with respect to the support 130 or the diffuser (160).
  • the diffuser 160 may be configured to protrude from the ceiling 138 of the storage space 136.
  • the air distribution unit 230 may be screwed to the lower end of the diffuser (160).
  • the air distribution unit 230 may be configured to adjust the projection length (H3) for the ceiling 138 of the storage space 136.
  • the air distribution unit 230 is screwed to the support 130 or the diffuser 160, the length of the screw portion is made long, and the air distribution unit 230 is raised, the storage space ( Protruding length (H3) of the air distribution unit 230 with respect to the ceiling 138 of 136 can be adjusted.
  • the air distribution unit 230 may be configured to be able to adjust the minimum flow cross-sectional area (A3) of the through hole 235.
  • the air distribution unit 230 may include, for example, a body 231 in which the through hole 235 is formed; An incision 237 formed by cutting the body 231 around the through hole 235; And an inclined portion 238 whose inner width is reduced along the protruding direction.
  • the body 231 may be formed such that at least one region has an outer width reduced in a protruding direction.
  • the body 231 is formed such that the cylindrical portion 232 having a cylindrical shape and the outer width (outer diameter) gradually decrease along the protruding direction at one side of the cylindrical portion 232.
  • a distribution unit 233 for distributing air may be provided.
  • a female screw portion 234 may be formed in the cylindrical portion 232 to be screwed to the male screw portion 216 of the diffuser 160.
  • the body 231 (actually, the distribution part 233) includes a plurality of cutouts 237 cut along one direction (the lower end in the drawing) along the moving direction of air. ) May be formed.
  • the number and size (width and length) of the cutout 237 may be appropriately adjusted.
  • the diffuser 160 may be provided with a guide inclined surface 217 formed to reduce the outer width in the protruding direction.
  • the guide inclined surface 217 may be formed on an outer side (lower side in the drawing) of the male screw part 216.
  • the guide slope 217 may be configured to be in surface contact with the inclined portion 238. As a result, when the air distribution unit 230 moves upward, the inclined portion 238 is pushed out by the guide inclined surface 217, and thus the minimum flow cross section A3 of the through hole 235 may be increased. have.
  • the air distribution unit 230 may be located at a predetermined protruding length (H3).
  • Air may be supplied into the storage space 136, and the supplied air may move upward.
  • the air distribution unit 230 may guide the air moved upward at a predetermined position to be moved to the outside of the support 130.
  • the air distribution unit 230 may adjust the amount of air moved to the outside of the support 130 by adjusting the protruding length (H3).
  • the air distribution unit 230 may adjust the amount of air introduced into the diffuser 160 by adjusting the minimum flow cross-sectional area (A3) of the through hole 235.
  • the inclined portion 238 of the guide inclined surface 217 of the diffuser 160 and the air distribution unit 230 may be rotated in a direction in which the contact surface is relatively moved.
  • the guide inclined surface 217 presses the inclined portion 238 to the The inclined portion 238 is spread outward as shown in FIG. 19.
  • the minimum flow cross-sectional area A4 of the through hole 235 is increased.
  • the protruding length H4 of the ceiling 138 of the air distribution unit 230 may be reduced.
  • the amount of air introduced into the air distribution unit 230 may increase, and the amount of air moving in a direction away from the air distribution unit 230 may be reduced.

Abstract

본 발명은, 중공사막 모듈에 관한 것으로서, 바중공사막; 하부산기공을 구비하여 상기 중공사막의 하단부에 구비되는 지지부; 상기 중공사막의 상단부에 구비되는 콜렉터; 및 내부에 공기유로가 형성되고, 외면에 공기가 유출되는 산기공을 구비하고, 일 단은 상기 지지부에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터에 연결되는 산기관;을 구비하여 구성된다. 이에 의해, 중공사막의 상부영역의 오염 발생을 억제할 수 있다.

Description

중공사막 모듈
중공사막 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 상부영역의 오염물질을 용이하게 제거할 수 있도록 한 중공사막 모듈에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 분리막 기술은 고분자 재료의 물질 선택투과 성질을 이용한 분리기술의 일 종이다.
기존의 분리막은 나권형(spiral wound), 관형(tubular), 중공사형(hollow), 판틀형(plat and frame) 등 여러 형식이 있다.
상기 중공사형은 직경이 0.2~2 mm이고 중앙이 비어있는 실관 형상의 중공사를 이용하므로, 단위부피당 막면적비가 다른 형식에 비하여 상대적으로 높아서 더 높은 생산성을 가진다.
중공사형 분리막은 중공사를 다발지어 모듈로 형성된다.
중공사막 모듈 중 소위 침지식 중공사막 모듈은 처리하고자 하는 유체의 수조에 직접 침지하여 사용된다.
도 1은 종래의 침지식 중공사막 모듈을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 중공사막 모듈은, 내부에 중공(12)이 구비된 중공사막(10)과, 상기 중공사막(10)의 하단에 결합되는 지지부(20)와, 상기 중공사막(10)의 상단에 결합되는 콜렉터(30)를 구비한다.
상기 지지부(20) 및 콜렉터(30) 사이에는 상기 지지부(20) 및 콜렉터(30)를 연결하는 지지체(40)가 마련된다.
상기 지지부(20)에는 공기가 유출되는 유출공, 노즐, 산기구 또는 산기공(22)(이하, "산기공(22)"이라 표기함)이 마련된다.
상기 산기공(22)을 통해 유출된 공기는 상부영역으로 이동하면서 상기 중공사막(10)을 흔들어 상기 중공사막(10)의 표면의 오염물질이 분리막 표면에서 제거되도록 한다.
그런데, 이러한 종래의 침지식 중공사막 모듈에 있어서는, 상기 지지부(20)의 산기공(22)을 통해 유출된 공기(기포) 중 일부는 중공사막 모듈의 외측으로 이탈(이동)되어 중공사막(10)의 표면에 부착된 오염물질의 분리(제거)에 기여하지 못하게 된다.
특히, 중공사막(10)의 상부영역은 하부영역에 비해 운전 압력 차에 기인하여 오염정도는 더욱 심하게 될 수 있다. 상기 지지부(20)의 산기공(22)을 통해 유출된 공기 중 일부가 중공사막 모듈의 외측으로 이탈되므로 상기 중공사막(10)의 상부영역의 오염이 더욱 가중될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 중공사막의 상부영역의 오염 발생을 억제할 수 있는 중공사막 모듈을 하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 중공사막 모듈의 외부로 공기가 이탈되는 것을 억제할 수 있는 중공사막 모듈을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 공기를 골고루 산기시킬 수 있는 중공사막 모듈을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 목적 달성을 위해, 중공사막; 하부산기공을 구비하여 상기 중공사막의 하단부에 구비되는 지지부; 상기 중공사막의 상단부에 구비되는 콜렉터; 및 내부에 공기유로가 형성되고, 외면에 공기가 유출되는 산기공을 구비하고, 일 단은 상기 지지부에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터에 연결되는 산기관;을 포함하는 중공사막 모듈을 제공한다.
여기서, 상기 산기관은 상기 콜렉터의 중심에 연결되게 구성될 수 있다.
상기 산기관의 외경은 상기 콜렉터의 외경의 50%이하로 구성될 수 있다.
상기 하부산기공은 상기 지지부의 반경의 절반 이내에 형성되게 구성될 수 있다.
상기 산기공은 서로 다른 직경을 가지게 구성될 수 있다.
상기 산기공은 서로 다른 간격(피치)로 형성될 수 있다.
상기 산기공은 상하로 이격된 제1산기공, 제2산기공 및 제3산기공을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1산기공, 제2산기공 및 제3산기공은 서로 다른 직경을 각각 구비하게 구성될 수 있다.
상기 산기관의 내부를 서로 다른 공간으로 구획하는 격벽을 구비하고, 상기 격벽에 의해 구획된 공간에는 공기공급관이 각각 연결되게 구성될 수 있다.
상기 격벽에 의해 구획된 공간에는 서로 다른 크기의 산기공이 각각 형성되게 구성될 수 있다.
상기 산기공은 상기 산기관의 높이(H)의 절반(H/2)의 상측에 형성되게 구성될 수 있다.
한편, 상기 중공사막 모듈은, 내부에 관통공을 구비하고 상기 관통공이 상기 산기관의 공기유로와 연통되게 상기 산기관의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 공기분배부의 관통공은 최소 유동단면적이 3.0×10-4 내지 3.2×10-4㎡을 구비하게 형성될 수 있다.
상기 지지부에는 상기 산기관으로 유입되는 공기가 일시 저장되는 저장공간이 형성되고, 상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장으로부터 0.1 내지 100㎜ 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 공기분배부의 외면은 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되게 형성될 수 있다.
상기 공기분배부는 단면이 원형 또는 다각형으로 구성될 수 있다.
상기 공기분배부의 외면에는 일부가 절취되거나 관통되어 공기를 안내하는 안내부가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장에 대한 돌출 길이를 조절 가능하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부는 상기 산기관에 나사결합되고, 상기 공기분배부는, 내부에 상기 관통공이 형성된 바디; 상기 관통공의 둘레에 상기 바디를 절개하여 형성된 절개부; 및 돌출방향을 따라 내폭이 감소되는 경사부;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 산기관의 단부에는 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성된 안내경사면이 구비될 수 있다.
상기 안내경사면은 상기 경사부와 면접촉되게 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 공기유로가 형성되고 외면에 공기가 유출되는 산기공을 구비하여 일 단은 지지부에 연결되고 타 단은 콜렉터에 연결되는 산기관을 구비하도록 함으로써, 산기관을 통해 공급된 공기가 모듈의 외측으로 이탈되는 것을 억제할 수 있다.
상기 산기관을 상기 콜렉터 및 지지부의 중심에 배치되도록 함으로써 산기관을 통해 공급되는 공기가 모듈의 외측으로 이탈되는 것을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 산기관의 외경은 상기 콜렉터의 직경의 50%이하로 형성되도록 함으로써 중공사막의 설치면적을 확보할 수 있다.
또한, 산기관의 산기공이 서로 다른 직경을 구비하도록 함으로써 다양한 크기의 기포(공기방울)을 형성할 수 있어 다양한 크기의 오염물질 입자를 중공사막의 표면으로부터 분리되게 할 수 있다.
또한, 산기공이 서로 다른 피치(간격)를 구비하여 배치되도록 함으로써 기포가 다양하게 분포되게 하여 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 산기관의 내부 공간을 복수 개로 구획하고 격벽에 의해 구획된 공간에 공기공급관이 각각 구비되도록 함으로써 다양한 크기의 기포를 원활하게 형성되도록 할 수 있다.
또한, 하부산기공을 구비한 지지부 및 내부에 공기유로가 구비고 상기 하부산기공과 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관을 구비하도록 구성됨으로써, 중공사막의 상부영역의 오염물질이 제거될 수 있다.
또한, 관통공을 구비하고 산기관의 하단으로 돌출되는 공기분배부를 구비함으로써, 중공사막의 하부영역 및 상부영역에 공기가 적절하게 분배될 수 있다.
또한, 공기분배부의 외면이 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되도록 구성됨으로써, 지지부의 반경방향을 따라 외측으로 더 많이 공기가 분배될 수 있다.
또한, 공기분배부의 외면에 일부 절취되거나 관통된 안내부를 마련함으로써, 공기분배부에 근접된 영역에 공기가 희박하게 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 공기분배부를 지지부 또는 산기관에 착탈되게 구성함으로써, 다른 공기분배부로 용이하게 교체될 수 있다.
또한, 공기분배부를 지지부 또는 산기관에 나사결합되도록 함으로써, 공기분배부의 돌출 길이를 조절하여 상기 지지부의 외곽으로 이동하는 공기의 분배량을 조절할 수 있다.
또한, 공기분배부에 절개부를 형성하고 공기분배부를 반경방향으로 확장 또는 수축되도록 함으로써, 산기관의 내부로 유입되는 공기의 유량을 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 침지식 중공사막 모듈을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈의 측면도,
도 3 및 도 4는 각각 도 2의 산기관의 변형례를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈의 측면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈의 측면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈의 측면도,
도 8은 도 7의 단면도,
도 9는 도 8의 지지부영역의 확대도,
도 10은 도 7의 상부산기부의 변형례,
도 11은 도 8의 공기분배부의 저면도,
도 12 내지 도 15는 각각 도 8의 공기분배부의 변형례,
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈의 요부단면도,
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 중공사막 모듈의 요부단면도,
도 18은 도 17의 공기분배부의 사시도,
도 19는 도 17의 공기분배부의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 상기 중공사막(110)의 하단부에 구비되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상단부에 구비되는 콜렉터(150); 및 내부에 공기유로가 형성되고 외면에 공기가 유출되는 산기공(163)을 구비하고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되는 산기관(160);을 구비할 수 있다.
중공사막(110)은, 예를 들면, 소정 개수(미리 설정된 개수)의 중공사막(110)을 구비한 복수의 다발로 구성될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 하단부에는 지지부(130)가 구비될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 하단부는, 예를 들면, 상기 지지부(130)의 포팅재에 의해 차단되게 구성될 수 있다.
상기 지지부(130)는, 예를 들면, 원반형상으로 구현될 수 있다.
상기 지지부(130)에는 공기가 유출될 수 있게 하부산기공(133)이 구비될 수 있다.
상기 지지부(130)의 하부산기공(133)을 통해 유출된 공기(132), 공기방울, 기포(이하, "공기"로 표기함)는 상측으로 이동될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부에는 콜렉터(150)가 구비될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부는 상기 콜렉터(150)에 결합되어 지지될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부는 상기 중공사막(110)의 내부로 유입된 물(투과수)이 유출될 수 있게 개방되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 콜렉터(150)에서 상기 각 중공사막(110)의 내부로 투과된 투과수가 집수(수집)되어 유출될 수 있다.
상기 콜렉터(150)는, 예를 들면, 소정 직경(D)을 가지는 원반형상으로 구현될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부에는 투과수의 유입이 촉진될 수 있게 흡인력(음압,부압; Negative Pressure)이 작용하게 구성될 수 있다. 이에 따라, 상기 중공사막(110)의 상단부에 가까운 상부영역이 상단부로부터 멀리 떨어진 하부영역에 비해 상대적으로 오염이 촉진될 수 있다.
상기 콜렉터(150)에는 흡인력이 작용할 수 있게 도시 않은 펌프와 연결될 수 있다.
한편, 상기 지지부(130)와 상기 콜렉터(150) 사이에는 산기관(160)이 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 산기관(160)의 일 단부(하단부)는 상기 지지부(130)에 연결되고 상기 산기관(160)의 타 단부(상단부)는 상기 콜렉터(150)에 연결될 수 있다.
상기 산기관(160)은, 예를 들면, 상기 중공사막(110)의 길이에 비해 짧게 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 중공사막(110)은 상기 콜렉터(150)와 상기 지지부(130) 사이에 느슨하게 늘어져 유동가능하게 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 산기관(160) 및/또는 상기 지지부(130)로부터 유출되어 상향 이동하는 공기(공기방울, 기포)(124)에 의해 상기 각 중공사막(110)이 흔들리면서 상기 각 중공사막(110)의 표면의 오염물질이 상기 중공사막(110)의 표면으로부터 분리(제거)될 수 있다.
상기 산기관(160)의 내부에는 공기유로가 형성될 수 있다.
상기 산기관(160)의 상부영역에는 공기가 유출될 수 있게 복수의 산기공(163)이 관통 형성될 수 있다.
상기 산기공(163)은 상기 산기관(160)의 높이(H)의 절반(H/2)의 상측에 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이에 의해, 오염이 주로 발생하는 상기 중공사막(110)의 상부영역에 공기가 집중적으로 공급되도록 함으로써 상기 중공사막(110)의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 산기공(163)은, 예를 들면, 동일한 직경(d)을 가지게 형성될 수 있다.
상기 산기공(163)은 원주방향을 따라 일정한 간격(피치)(p)로 형성될 수 있다.
상기 산기공(163)은 상하방향을 따라 복수의 단으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 산기관(160)의 산기공(163)은 6단으로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 산기공(163)의 크기, 간격 및 단의 수는 적절히 조절될 수 있다.
상기 산기공(163)은, 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 상측의 3단의 산기공(163a)은 상하로 열을 이루게 배치되고, 하측의 3단의 산기공(163b)은 상측의 3단의 산기공(163a)의 원주방향을 따른 사이에 각각 배치되게 구성될 수도 있다. 이에 의해, 산기공(163)을 통해 유출되는 공기의 패턴이 다양하게 될 수 있다.
또한, 상기 산기공(163)은, 예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이, 각 단의 산기공이 홀수 단의 산기공(165a)과 짝수 단의 산기공(165b)이 서로 지그재그로 배치되게 구성될 수도 있다. 이에 의해, 산기공(163)을 통해 유출된 공기의 패턴이 더욱 다양하게 되어 상기 중공사막(110)을 더욱 효과적으로 흔들어 상기 중공사막(110)의 오염물질을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 산기관(160)은, 예를 들면, 상기 콜렉터(150)의 직경(D)의 50%(D/2)이하의 직경을 구비하게 구성될 수 있다. 여기서, 상기 콜렉터(150)의 직경이 50%를 초과하게 되면 상기 중공사막(110)의 설치면적이 상대적으로 작아져 수처리 능력이 저하될 수 있다.
상기 산기관(160)의 일 측에는 상기 산기관(160)의 내부에 공기를 공급할 수 있게 공기공급부(140)가 구비될 수 있다.
상기 공기공급부(140)는 공기를 공급할 수 있게 도시 않은 송풍팬과 연결될 수 있다.
예를 들면, 상기 공기공급부(140)는 상기 지지부(130)에 연결될 수 있다. 이에 의해, 상기 산기관(160)의 산기공(163) 및 상기 지지부(130)의 하부산기공(133)을 통해 공기(기포)(132)가 유출될 수 있다. 여기서, 상기 공기공급부(140)는 상기 지지부(130)의 하부산기공(133) 및 상기 산기관(160)의 산기공(163)으로 적절한 공기가 공급되게 구성될 수 있음은 물론이다.
이러한 구성에 의하여, 상기 공기공급부(140)를 통해 공기가 공급되면 상기 지지부(130)의 하부산기공(133) 및 상기 산기관(160)의 산기공(163)을 통해 공기가 유출될 수 있다.
상기 지지부(130)의 하부산기공(133)을 통해 유출된 공기(공기방울)(132)는 상측으로 이동하면서 상기 중공사막(110)을 흔들어 상기 중공사막(110) 표면의 오염물질이 상기 중공사막(110) 표면으로부터 분리될 수 있도록 한다.
한편, 상기 산기관(160)의 산기공(163)을 통해 유출된 공기는 상기 중공사막(110)의 상부영역으로 유출됨으로써 상대적으로 오염이 심하게 발생되는 중공사막(110)의 상부영역의 오염물질이 쉽게 분리될 수 있도록 한다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 상기 중공사막(110)의 하단부에 구비되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상단부에 구비되는 콜렉터(150); 및 내부에 공기유로가 형성되고 외면에 공기가 유출되는 산기공(163)을 구비하고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되는 산기관(160);을 구비할 수 있다.
상기 중공사막(110)의 하단에는 지지부(130)가 구비되고, 상단부에는 콜렉터(150)가 연결될 수 있다.
한편, 상기 산기관(160)의 상부영역에는 공기가 유출될 수 있게 산기공(163)이 구비될 수 있다.
상기 산기공(163)은, 예를 들면, 상측에 배치되는 제1산기공(166a), 상기 제1산기공(166a)의 하측에 배치되는 제2산기공(166b) 및 상기 제2산기공(166b)의 하측에 배치되는 제3산기공(166c)을 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1산기공(166a)은 상대적으로 작은 제1직경(d1)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제1산기공(166a)은 원주방향을 따라 제1피치(p1)로 이격배치될 수 있다.
상기 제1산기공(166a)은, 예를 들면, 상하로 이격된 복수의 단을 이루게 배치될 수 있다.
상기 제2산기공(166b)은 상기 제1산기공(166a)의 제1직경(d1)에 비해 큰 제2직경(d2)을 가지게 구성될 수 있다.
상기 제2산기공(166b)은 상기 제1산기공(166a)의 제1피치에 비해 큰 제2피치(p2)로 원주방향을 따라 이격배치될 수 있다.
상기 제2산기공(166b)은, 예를 들면, 상하로 이격된 복수의 단을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제3산기공(166c)은, 예를 들면, 상기 제2산기공(166b)의 제2직경(d2)에 비해 큰 제3직경(d3)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 제3산기공(166c)은, 예를 들면, 상기 제2산기공(166b)의 제2피치(p2) 보다 큰 제3피치(p3)로 원주방향을 따라 이격 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1산기공(166a), 제2산기공(166b) 및 제3산기공(166c)의 직경 및 피치, 상하로 배치된 단 수는 적절히 조절될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 산기관(160)에는 상기 산기관(160)으로 공기를 공급할 수 있게 공기공급부(140)가 연결될 수 있다.
상기 공기공급부(140)는, 예를 들면, 상기 지지부(130)에 연결되어 상기 산기관(160)의 내부로 공기를 공급할 수 있게 구성될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 공기공급부(140)를 통해 공기가 공급되면 공기 중 일부는 상기 지지부(130)의 하부산기공(133)을 통해 유출되어 상향 이동된다. 이에 의해 상기 중공사막(110)이 흔들리면서 중공사막(110) 표면의 오염물질이 분리될 수 있다.
한편, 공급된 공기 중 다른 일부는 상기 산기관(160)을 따라 상향 이동하여 상기 제1산기공(166a) 내지 제3산기공(166c)을 통해 유출될 수 있다. 이때, 상대적으로 작은 제1산기공(166a)을 통해 유출된 공기는 상기 산기관(160)에 가까운 거리에서 상향 이동될 수 있다. 이에 의해, 상대적으로 상기 산기관(160)에 근접 배치된 중공사막(110)을 흔들어 상기 중공사막(110)의 표면의 오염물질이 제거되도록 한다.
그리고, 상기 제1산기공(166a)에 비해 상대적으로 큰 제2산기공(166b)을 통해서 유출된 공기는 상대적으로 산기관(160)으로부터 더 이격되어(예를 들면 중간 지점) 상향 이동될 수 있다. 이에 의해, 상대적으로 멀리 배치된 중공사막(110)(예를 들면 상기 콜렉터(150)의 테두리와 상기 산기관(160)의 외경 사이의 중간 정도에 배치된 중공사막(110)들)을 흔들어 상기 중간의 중공사막(110)을 흔들어 중공사막(110)의 오염물질이 제거되도록 한다.
또한, 가장 큰 제3산기공(166c)을 통해 유출된 공기(기포)는 상대적으로 상기 산기관(160)으로부터 더 멀리 이격(상기 콜렉터(150)의 테두리에 근접)되어 상향 이동됨으로써 상대적으로 멀리 배치된 중공사막(110)(예를 들면 외곽영역에 배치된 중공사막(110))을 흔들어 상기 중공사막(110)의 표면의 오염물질이 제거될 수 있도록 한다.
이러한 구성에 의하여, 상기 공기공급부(140)를 통해 상기 산기관(160)의 내부로 공기가 공급되면 상기 산기관(160)의 상부로 이동된 공기는 상기 제1산기공(166a) 내지 제3산기공(166c)을 통해 각각 유출된다.
본 실시예의 중공사막(110) 모듈은, 상술한 바와 같이, 서로 다른 직경의 제1산기공(166a) 내지 제3산기공(166c)을 통해 상기 산기관(160)으로부터 각각 다른 이격거리를 가지고 공기가 상향 유동함에 따라 상기 산기관(160)으로부터 서로 다른 간격으로 이격배치된 각 중공사막(110)을 적절히 흔들어 각 중공사막(110) 표면의 오염물질을 효과적으로 분리제거되게 할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 상기 중공사막(110)의 하단부에 구비되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상단부에 구비되는 콜렉터(150); 및 내부에 공기유로가 형성되고 외면에 공기가 유출되는 산기공(163)을 구비하고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되는 산기관(160);을 구비할 수 있다.
상기 중공사막(110)의 하단 및 상단에는 지지부(130) 및 콜렉터(150)가 각각 구비될 수 있다.
상기 지지부(130)와 상기 콜렉터(150) 사이에는 산기관(160)이 구비될 수 있다.
상기 산기관(160)의 내부에는 공기유로가 형성될 수 있다.
한편, 상기 산기관(160)의 내부에는 공간을 구획하는 격벽(167)이 구비될 수 있다.
상기 격벽(167)은 복수 개가 형성될 수 있다.
상기 산기관(160)의 내부에는, 예를 들면, 제1격벽(168a) 내지 제3격벽(168c)이 구비될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 산기관(160)의 내부 상부영역에 제1격벽(168a)이 형성되고, 상기 제1격벽(168a)의 하측에는 제2격벽(168b)이 이격 형성될 수 있다.
상기 제2격벽(168b)의 하측에 제3격벽(168c)이 이격 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 산기관(160)의 내부에는 제1공간(169a), 제2공간(169b) 및 제3공간(169c)이 각각 구획형성될 수 있다.
상기 제1격벽(168a)에 의해 구획된 제1공간(169a)의 외벽에는, 예를 들면, 제1산기공(166a)이 관통 형성될 수 있다.
상기 제2공간(169b)의 외벽에는, 예를 들면, 상기 제1산기공(166a)에 비해 큰 직경(d2)을 가지는 제2산기공(166b)이 관통 형성될 수 있다.
상기 제3공간(169c)의 외벽에는, 예를 들면, 상기 제2산기공(166b)에 비해 큰 직경(d3)을 가지는 제3산기공(166c)이 관통 형성될 수 있다.
상기 공기공급부(140)는 상기 산기관(160)의 내부에 공기를 공급하는 공기공급관(170)을 구비할 수 있다.
상기 공기공급관(170)은, 예를 들면, 상기 제1공간(169a)에 공기를 공급하는 제1공급관(171a), 상기 제2공간(169b)의 내부에 배치되어 상기 제2공간(169b)에 공기를 공급하는 제2공급관(171b) 및 상기 제3공간(169c)의 내부에 배치되어 상기 제3공간(169c)에 공기를 공급하는 제3공급관(171c)을 구비할 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 제1공급관(171a) 내지 제3공급관(171c)을 통해 공기가 상기 제1공간(169a) 내지 제3공간(169c)에 각각 공급되면, 해당 공간에 형성된 제1산기공(166a) 내지 제3산기공(166c)을 통해 공기가 각각 유출될 수 있다.
상기 제1산기공(166a) 내지 제3산기공(166c)을 통해 유출된 공기는 각각 상측으로 이동하면서 주위의 중공사막(110)을 흔들어줌으로써 각 중공사막(110)의 표면에 오염물질이 제거되게 할 수 있다.
본 실시예의 중공사막 모듈은, 상술한 바와 같이, 서로 다른 직경의 제1산기공(166a) 내지 제3산기공(166c)을 통해 서로 다른 크기의 공기방울(기포)가 각각 상향 이동되어 서로 다른 영역에 배치된 중공사막(110)을 각각 흔들어줌으로써 중공사막(110)의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
더욱이, 상기 제1공간(169a) 내지 제3공간(169c)에 공기를 적절한 양(또는 압력)으로 공급할 수 있어 상기 중공사막(110)의 오염 정도에 따라 공기의 유출 정도(유출량 및/또는 유출압)를 각각 조절할 수 있어 상기 각 중공사막(110)의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 하부산기공(133)을 구비하고, 상기 중공사막(110)의 하부에 결합되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터(150)(collector); 내부에 공기유로(162)가 구비되고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되어 상기 지지부(130)의 하부산기공(133)으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관(160); 및 내부에 관통공(192)을 구비하고, 상기 관통공(192)이 상기 공기유로(162)와 연통되게 상기 산기관(160)의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부(190);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 중공사막(110)은, 예를 들면, 복수의 다발(112)로 구성될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 각 다발(112)은, 예를 들면 도 4에 확대 도시된 바와 같이, 미리 설정된 개수(예를 들면, 수개 내지 수백개)의 중공사(114)(hollow fiber, 中空絲)를 구비할 수 있다.
상기 중공사막(110)의 각 다발(112)은 서로 미리 설정된 간격으로 이격 배치될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 하단부는, 예를 들면, 상기 지지부(130)의 포팅재(134)에 의해 차단되게 구성될 수 있다. 상기 중공사막(110)의 하단부는 상기 포팅재(134)에 의해 둘러쌓여 차단된다.
상기 지지부(130)는, 예를 들면, 원반형상으로 구현될 수 있다.
상기 지지부(130)에는 공기(132)를 산기시키는 하부산기부(131)가 구비될 수 있다.
상기 하부산기부(131)는 상기 지지부(130)를 관통하여 형성된 복수의 하부산기공(133)을 구비할 수 있다. 상기 하부산기공(133)은 상기 포팅재(134)를 관통하여 형성될 수 있다.
상기 하부산기공(133)은, 예를 들면, 미리 설정된 거리로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 하부산기공(133)은, 예를 들면, 상기 중공사막(110)의 각 다발(112) 사이에 형성될 수 있다.
상기 하부산기공(133)은 미리 설정된 패턴(pattern)에 따라 산포되게 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 지지부(130)의 저부로 공급된 공기가 상기 하부산기공(133)을 통해 산기될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부에는 콜렉터(150)가 구비될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부는 개방되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 각 중공사의 내부로 유입된 물(투과수)는 상기 중공사막(110)의 상단부를 통해 유출되고, 상기 콜렉터(150)에서 수집(합류)되어 유출될 수 있다.
상기 콜렉터(150)는 예를 들면, 원반 형상으로 구현될 수 있다.
상기 중공사막(110)의 상단부 또는 상기 콜렉터(150)에는 상기 중공사막(110)의 투과수의 유입이 촉진될 수 있게 흡인력(음압, 또는 부압)이 작용하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 콜렉터(150)는 흡입력이 작용할 수 있게 도시 않은 펌프와 연결될 수 있다.
상기 지지부(130)와 상기 콜렉터(150) 사이에는 산기관(160)이 구비될 수 있다.
상기 산기관(160)의 내부에는 공기유로(162)가 구비될 수 있다.
상기 산기관(160)의 일 단부는 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단부는 상기 콜렉터(150)에 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 산기관(160)이 하나로 구성된 경우를 예시하고 있으나, 복수 개로 구성될 수도 있다.
상기 중공사막(110)은 상기 지지부(130) 및 콜렉터(150) 사이의 거리에 비해 더 긴 길이를 구비하여 느슨하게 드리워지게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 지지부(130)의 하부산기공(133) 및/또는 산기관(160)을 통해 공급된 공기의 작용에 의해 상기 각 중공사막(110)이 유동되면서 상기 중공사(114)의 각 표면에 부착된 이물질이 제거될 수 있다.
한편, 상기 지지부(130)에는 공기가 공급될 수 있게 공기공급부(140)가 구비될 수 있다. 상기 공기공급부(140)는 도면에는 도시하지 아니하였으나 블라워(송풍기)가 구비될 수 있다.
상기 지지부(130)의 저부에는 공기가 일시 저장될 수 있게 저장공간(136)이 형성될 수 있다.
상기 산기관(160)은 하단이 상기 저장공간(136)과 연통되게 상기 지지부(130)에 연결될 수 있다.
상기 산기관(160)의 상부영역에는 상기 지지부(130)의 하부산기공(133)으로부터 이격되게 상부산기부(161)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 상부산기부(161)는,예를 들면, 상기 산기관(160)을 관통하여 형성된 복수의 산기공(163)을 구비할 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 외면에 복수의 노즐공(177)을 구비하여 산기관(160)에 결합되는 적어도 하나의 분기관(176)을 구비하게 상부산기부(175)가 구성될 수도 있다. 상기 분기관(176)은, 예를 들면, 복수 개로 구성되어 상하방향 및/또는 둘레방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 지지부(130)에는 공기분배부(190)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는 상기 지지부(130)의 하부산기공(133) 및 상기 산기관(160)으로 공기가 적절히 분배되게 할 수 있다. 여기서, 상기 산기관(160)의 상부산기부(161)는 상기 지지부(130)의 하부산기부(131)에 비해 출구 압력이 상대적으로 낮기 때문에 상기 저장공간(136)의 내부에 공급된 공기가 상기 산기관(160)으로 집중 및 유출되고, 상기 산기관(160)의 입구로부터 상대적으로 멀리 배치된 상기 지지부(130)의 외곽에 배치된 하부산기공(133)에는 상대적으로 공기가 덜 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 외측에 배치된 중공사막(110)은 중앙에 배치된 중공사막(110)들에 비해 오염물질이 상대적으로 덜 제거될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 하향 돌출되게 배치되어 상기 저장공간(136)의 내부의 공기를 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 외측으로 더 많이 이동되게 분배되게 할 수 있다. 이에 의해, 상기 지지부(130)의 외곽에 배치된 중공사막(110)의 표면에 부착된 오염물질의 제거를 촉진시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(190)는 관통공(192)을 구비하고 상기 관통공(192)이 상기 산기관(160)의 공기유로(162)와 연통되게 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(190)를 통과한 공기가 상기 산기관(160)의 내부로 유입될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는, 예를 들면, 상기 산기관(160)의 하단으로부터 하향 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는, 예를 들면, 내부에 관통공(192)이 구비된 바디(191)를 구비할 수 있다.
상기 공기분배부(190)의 바디(191)는, 예를 들면, 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭(또는 외경)이 감소된 외면(193)을 구비하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 공기가 상기 공기분배부(190)의 외면(193)을 따라 상기 공기분배부(190)로부터 멀어지게 안내될 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 상기 지지부(130)의 외곽(테두리)영역으로 더 많은 공기(공기량)가 이동되어 상기 지지부(130)의 전면적에 대해 상대적으로 균일하게(골고루) 산기가 이루어질 수 있다. 본 실시예에서, 상기 공기분배부(190)의 외면(193)이 직선(단면)으로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 곡선(단면)으로 구성될 수도 있다.
상기 공기분배부(190)의 관통공(192)은, 예를 들면 도 9에 도시된 바와 같이, 최소 유동단면적(A1)이 상기 산기관(160)의 최소 유동단면적(A)보다 작게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 산기관(160)의 내부로 유입되는 공기(공기량)를 억제할 수 있다.
상기 공기분배부(190)의 관통공(192)은, 예를 들면, 최소 유동단면적이 3.0×10-4 내지 3.2×10-4㎡을 구비하게 형성될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는, 예를 들면, 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 0.1 내지 100㎜ 돌출되게 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(190)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 일부(상부)영역이 상기 지지부(130)의 내부로 삽입되게 구성될 수도 있다.
상기 저장공간(136)의 천장(138)에는 상기 공기분배부(190)가 삽입될 수 있게 상향 함몰된 함몰부(139)가 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 공기분배부(190)의 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H1)를 미세하게 조절할 수 있다.
상기 공기분배부(190)의 바디(191)는, 예를 들면, 외면(193)이 원형 또는 다각형 형상으로 구현될 수 있다. 이에 의해, 공기분배부(190)의 외측으로 안내되는 공기의 패턴을 다양하게 구성할 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 공기분배부(190)는 원형의 외면(193a)을 구비하게 구성될 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 공기분배부(190)는 사각형 형상의 외면(193b)을 구비하게 구성될 수 있다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 공기분배부(190)는 다각형 형상의 외면(193c)을 구비하게 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 공기분배부(190)의 외면(193)이 다각형 중 육각형으로 구현된 경우를 예시하고 있지만, 삼각형, 오각형, 팔각형 등 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 관통공(192)이 원형으로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 최소 유동단면적(A)이 동일하게 다른 형상으로 형성될 수도 있다.
한편, 상기 공기분배부(190)의 외면(193)에는, 일부가 절취되거나 관통되어 공기를 안내하는 안내부(195)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(190)의 외면(193)에 의해 공기가 공기분배부(190)로부터 멀어지는 방향으로 안내되어 오히려 상기 공기분배부(190)의 근접영역에 공기가 부족하게 되는 것을 억제할 수 있다.
상기 안내부(195)는, 예를 들면 도 15에 도시된 바와 같이, 내측으로 절취(함몰)되게 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 안내부(195)가 원호형으로 절취 형성된 경우를 예시하고 있으나, 크기, 모양, 위치, 개수는 적절히 조절될 수 있다.
상기 안내부(195)는 상기 공기분배부(190)의 관통공(192)과 나란하게 연장될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 중공사막 모듈이 처리될 원수의 내부에 배치되고 운전이 개시되면, 상기 공기공급부(140)를 통해 상기 지지부(130)의 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급될 수 있다.
상기 저장공간(136)의 내부로 공급된 공기는 상향 이동될 수 있다.
상기 공기분배부(190)는 일부의 공기를 관통공(192)을 통해 상기 산기관(160)으로 공급되게 할 수 있다. 이와 동시에 상기 공기분배부(190)는 외측으로 상향 경사진 외면(193)에 의해 공기가 상기 공기분배부(190)로부터 멀어지는 방향으로 안내할 수 있다.
이에 의해, 상기 저장공간(136)으로 공급된 공기가 주로 상기 산기관(160) 및 상기 산기관(160)에 가깝게 배치된 하부산기공(133)으로 집중되는 현상을 억제할 수 있다.
상기 공기분배부(190)에 의해 상기 지지부(130)의 각 하부산기공(133)으로 골고루 공기가 분산됨으로써, 상기 각 중공사막(110)의 표면에 부착된 이물질이 골고루 제거될 수 있다.
이하, 도 16을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.
본 실시예의 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 하부산기공(133)을 구비하고, 상기 중공사막(110)의 하부에 결합되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터(150); 내부에 공기유로(162)가 구비되고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되어 상기 하부산기공(133)으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관(160); 및 내부에 관통공(215)을 구비하고, 상기 관통공(215)이 상기 공기유로(162)와 연통되게 상기 산기관(160)의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부(210);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 산기관(160)은 상기 지지부(130) 및 콜렉터(150)의 중앙에 배치될 수 있다.
상기 지지부(130)에는 공기가 일시 저장되는 저장공간(136)이 마련될 수 있다.
한편, 상기 저장공간(136)에는 공기분배부(210)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(210)에는 공기가 통과할 수 있게 관통공(215)이 구비될 수 있다.
상기 관통공(215)은 미리 설정된 최소 유동단면적(A2)을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 도면에는 도시하지 아니하였으나, 서로 다른 최소 유동단면적(A2)을 가지는 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 상기 지지부(130) 또는 상기 산기관(160)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.
상기 산기관(160)은 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 돌출되게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 상기 산기관(160)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대해 돌출길이(H2)를 조절하게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(210)에 의해 상기 지지부(130)의 반경방향을 따라 외측으로 이동되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
예를 들면, 상기 산기관(160)에는, 수나사부(216)가 구비되고, 상기 공기분배부(210)에는 상기 수나사부(216)에 나사결합되는 암나사부(214)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는, 예를 들면, 내부에 관통공(215)이 형성된 바디(211)를 구비할 수 있다.
상기 바디(211)는, 예를 들면, 원통형상의 원통형상부(212)와, 상기 원통형상부(212)의 일 측에 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되게 형성되어 공기를 분배하는 분배부(213)를 구비할 수 있다.
상기 원통형상부(212)의 내부에 상기 암나사부(214)가 형성될 수 있다.
상기 관통공(215)은 상기 분배부(213)의 하단에서 최소 유동단면적(A2)을 구비할 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 중공사막 모듈이 처리될 원수의 내부에 배치되고 운전이 개시되면, 상기 공기공급부(140)를 통해 상기 지지부(130)의 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는 미리 설정된 돌출길이(H2)로 상기 산기관(160)에 고정될 수 있다.
상기 공기분배부(210)는 사용도중 상기 산기관(160)에 대해 상대회전되게 하여 상기 공기분배부(210)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H2)를 적절히 조절함으로써, 상기 공기분배부(210)에 의해 상기 지지부(130)의 외곽으로 안내되는 공기량을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(210)가 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H2)가 증가하게 이동되면 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동되는 공기량이 증가하고, 상기 공기분배부(210)의 돌출길이(H2)가 감소하게 이동되면 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동하는 공기량이 감소될 수 있다.
한편, 상기 산기관(160)의 내부로 유입되는 공기량을 조절하고자 할 경우, 최소 유동단면적(A2)이 다른(예를 들면, 최초 설치된 공기분배부(210)의 관통공(215)의 최소 유동단면적에 비해 크거나 작은) 관통공(215)을 구비한 공기분배부(210)로 교체할 수 있다.
이하, 도 17 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
본 실시예의 중공사막 모듈은, 중공사막(110); 하부산기공(133)을 구비하고, 상기 중공사막(110)의 하부에 결합되는 지지부(130); 상기 중공사막(110)의 상부에 결합되어 투과수를 수집하는 콜렉터(150); 내부에 공기유로(162)가 구비되고, 일 단은 상기 지지부(130)에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터(150)에 연결되어 상기 하부산기공(133)으로부터 이격된 영역에 공기를 산기시키는 산기관(160); 및 내부에 관통공(235)을 구비하고, 상기 관통공(235)이 상기 공기유로(162)와 연통되게 상기 산기관(160)의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부(230);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 지지부(130)의 저부에는, 도 17에 도시된 바와 같이, 공기가 일시 저장되는 저장공간(136)이 마련될 수 있다.
상기 저장공간(136)에는 공기분배부(230)가 구비될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 공기가 외측으로 이동되게 돌출방향을 따라 외폭이 감소된 외면을 구비하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 상기 지지부(130) 또는 상기 산기관(160)에 대해 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 상기 지지부(130) 또는 상기 산기관(160)에 대해 나사결합되게 구성될 수 있다.
상기 산기관(160)은 상기 저장공간(136)의 천장(138)으로부터 돌출되게 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 공기분배부(230)는 상기 산기관(160)의 하단에 나사결합될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H3)를 조절할 수 있게 구성될 수 있다.
예를 들면, 상기 공기분배부(230)는 상기 지지부(130) 또는 산기관(160)에 나사결합되고, 나사부 길이를 길게 하고, 상기 공기분배부(230)가 승강 되도록 함으로써, 상기 저장공간(136)의 천장(138)에 대한 상기 공기분배부(230)의 돌출길이(H3)를 조절할 수 있다.
한편, 상기 공기분배부(230)는, 예를 들면, 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)을 조절할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는, 예를 들면, 내부에 상기 관통공(235)이 형성되는 바디(231); 상기 관통공(235)의 둘레에 상기 바디(231)를 절개하여 형성된 절개부(237); 및 돌출방향을 따라 내폭이 감소되는 경사부(238);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 바디(231)는, 예를 들면, 적어도 일 영역이 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 예를 들면, 상기 바디(231)는, 원통형상을 구비한 원통형상부(232) 및 상기 원통형상부(232)의 일 측에서 돌출방향을 따라 외폭(외경)이 점진적으로 감소되게 형성되어 공기를 분배하는 분배부(233)를 구비할 수 있다.
상기 원통형상부(232)의 내부에는 상기 산기관(160)의 수나사부(216)에 나사결합될 수 있게 암나사부(234)가 형성될 수 있다.
상기 바디(231)(실제로는 상기 분배부(233))에는, 예를 들면 도 18에 도시된 바와 같이, 일 단(도면상 하단)으로부터 공기의 이동방향을 따라 절개된 복수의 절개부(237)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 절개부(237)의 개수 및 크기(폭 및 길이)는 적절히 조절될 수 있다.
한편, 상기 산기관(160)에는 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성된 안내경사면(217)이 구비될 수 있다.
상기 안내경사면(217)은 상기 수나사부(216)의 바깥쪽(도면상 하측)에 형성될 수 있다.
상기 안내경사면(217)은 상기 경사부(238)와 면접촉되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(230)의 상향 이동시 상기 안내경사면(217)에 의해 상기 경사부(238)가 가압되면서 외측으로 벌어져 상기 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)가 증가될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 실시예의 중공사막 모듈이 처리될 원수의 내부에 배치되고 운전이 개시되면, 상기 공기공급부(140)를 통해 상기 지지부(130)의 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 미리 설정된 돌출길이(H3)에 위치될 수 있다.
상기 저장공간(136)의 내부로 공기가 공급되고, 공급된 공기는 상향 이동될 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 미리 설정된 위치에서 상향 이동되는 공기를 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동되게 안내할 수 있다.
상기 공기분배부(230)는 돌출길이(H3)를 조절함으로써 상기 지지부(130)의 외곽으로 이동되는 공기량을 조절할 수 있다.
또한, 상기 공기분배부(230)는 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)을 조절함으로써 상기 산기관(160)의 내부로 유입되는 공기량을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 관통공(235)의 최소 유동단면적(A3)을 증가시키고자 할 때는, 상기 산기관(160)의 안내경사면(217)과 상기 공기분배부(230)의 경사부(238)가 면접촉되어 상대이동되는 방향으로 상기 공기분배부(230)를 회전시키면 된다.
상기 안내경사면(217)과 상기 경사부(238)가 접촉된 상태에서 상기 공기분배부(230)를 동일한 방향으로 계속 회전시키면, 상기 안내경사면(217)이 상기 경사부(238)를 가압하여 상기 경사부(238)는 도 19에 도시된 바와 같이, 외측으로 벌어지게 된다. 이에 의해, 상기 관통공(235)의 최소 유동단면적(A4)가 증가된다. 이때, 상기 공기분배부(230)의 천장(138)에 대한 돌출길이(H4)는 작아질 수 있다. 이에 의해, 상기 공기분배부(230)의 내부로 유입되는 공기량은 증가하고, 상기 공기분배부(230)로부터 멀어지는 방향으로 이동하는 공기량은 감소될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 중공사막;
    하부산기공을 구비하여 상기 중공사막의 하단부에 구비되는 지지부;
    상기 중공사막의 상단부에 구비되는 콜렉터; 및
    내부에 공기유로가 형성되고, 외면에 공기가 유출되는 산기공을 구비하고, 일 단은 상기 지지부에 연결되고 타 단은 상기 콜렉터에 연결되는 산기관;
    을 포함하는 중공사막 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산기관은 상기 콜렉터의 중심에 연결되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산기관의 외경은 상기 콜렉터의 외경의 50%이하인 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하부산기공은 상기 지지부의 반경의 절반 이내에 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산기공은 서로 다른 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 산기공은 서로 다른 간격(피치)로 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산기공은 상하로 이격된 제1산기공, 제2산기공 및 제3산기공을 구비하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1산기공, 제2산기공 및 제3산기공은 서로 다른 직경을 구비하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 산기관의 내부를 서로 다른 공간으로 구획하는 격벽을 구비하고, 상기 격벽에 의해 구획된 공간에는 공기공급관이 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 격벽에 의해 구획된 공간에는 서로 다른 크기의 산기공이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 산기공은 상기 산기관의 높이(H)의 절반(H/2)의 상측에 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부에 관통공을 구비하고, 상기 관통공이 상기 산기관의 공기유로와 연통되게 상기 산기관의 하단으로부터 돌출되는 공기분배부;를 더 포함하는 중공사막 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공기분배부의 관통공은 최소 유동단면적이 3.0×10-4 내지 3.2×10-4㎡을 구비하게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 지지부에는 상기 산기관으로 유입되는 공기가 일시 저장되는 저장공간이 형성되고,
    상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장으로부터 0.1 내지 100㎜ 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 공기분배부의 외면은 돌출방향을 따라 점진적으로 외폭이 감소되게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 공기분배부는 단면이 원형 또는 다각형으로 구성되고,
    상기 공기분배부의 외면에는 일부가 절취되거나 관통되어 공기를 안내하는 안내부가 구비되는 것을 특징으로 하는 중고사막 모듈.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 공기분배부는 상기 저장공간의 천장에 대한 돌출 길이를 조절 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 공기분배부는 상기 산기관에 나사결합되고,
    상기 공기분배부는, 내부에 상기 관통공이 형성된 바디; 상기 관통공의 둘레에 상기 바디를 절개하여 형성된 절개부; 및 돌출방향을 따라 내폭이 감소되는 경사부;를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 산기관의 단부에는 돌출방향을 따라 외폭이 감소되게 형성된 안내경사면이 구비되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 안내경사면은 상기 경사부와 면접촉되게 형성되는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.
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