WO2022005145A2 - 평판형 세라믹 분리막 모듈 - Google Patents

평판형 세라믹 분리막 모듈 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a plate-type ceramic separator module, and more particularly, to maximize the operating efficiency of the plate-type ceramic separator and to efficiently perform operation and management of the plate-type ceramic separator by utilizing backwashing. It relates to a separator module.
  • the need for high-efficiency and high-efficiency environmental water treatment technology is increasing due to deterioration of water quality due to urbanization and industrialization, an increase in difficult-to-degradable wastewater, strengthening of environmental regulations, and improvement of living standards.
  • the separation membrane module applied to the immersion process is immersed in a bioreactor.
  • a plate-type ceramic membrane applied to wastewater treatment it is vertically arranged in a long form and has a module structure that connects the pipe only at the top. .
  • This type of ceramic separator module is representative of Japan's Meidensha, and most Chinese companies imitate this type and apply it to MBR.
  • each ceramic separator has a pipe connection part mounted on the upper part and is fastened in parallel to the main pipe connected by an out-of-system pump.
  • the pressure gradient generated is non-uniform, so the head loss is large, and thus the water permeability may be reduced.
  • this ceramic separator module since the ceramic separator is vertically mounted and has a structure connected to the mother pipe from the top, it is difficult to expect a uniform pressure distribution between the top and the bottom of the ceramic separator as mentioned above, and it is difficult to expect a uniform pressure distribution between the top and the bottom of the ceramic separator. In the backwashing process in which air is blown into the furnace or chemicals are injected, uniform cleaning is not achieved. So, although it attempts to suppress the primary fouling by continuously aeration from the bottom of the ceramic separator module, in reality, the ceramic separator module is transferred to an out-of-system cleaning tank, cleaned with chemicals, transferred back into the system, installed, re-operated, etc. Operational management has the difficulties and difficulties of
  • ItN's CFM system has the advantage of being able to easily install a single module by reducing the size and weight of a single module by packaging horizontally arranged ceramic separators from the side, unlike Meidensha, which was previously described, and has the advantage of minimizing the pressure gradient.
  • these modules are stacked and connected to the frame, and finally, they are installed by immersion in the same way as Meidensha.
  • Meidensha and ItN are immersion-type structures that are easy to apply to existing wastewater treatment plants, but there is a limit to the high permeability of ceramic separators, so technology development is required to replace them.
  • the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to maximize the operating efficiency of the flat ceramic separator and to efficiently perform the operation and management of the flat ceramic separator by utilizing backwashing. To provide a ceramic separator module.
  • the above object is as a ceramic separator module that can be applied to a water treatment device, the front plate having a hole formed in the center; a decompression plate coupled to the front plate and having a decompression chamber; A plurality of flat ceramic separators manufactured by applying a tape casting method; a fixing unit coupled to the plurality of flat ceramic separators to fix the plurality of flat ceramic separators to the pressure reducing plate; a rear plate supporting a plurality of flat ceramic separators; a support bar positioned between the pressure reducing plate and the rear plate to fix the pressure reducing plate and the rear plate to maintain a constant distance, and to prevent the flat ceramic separator from being damaged by pressure; and a side plate screw-coupled from the side of the pressure reducing plate and the rear plate;
  • the flat ceramic separator module is coupled to a hole formed in the front plate, and a socket connected to an outlet pipe or backwash pipe so that filtered water flows out from inside the flat ceramic separator module or backwash air flows into the flat ceramic separator module ; may be included.
  • the flat ceramic separator module may include a handle coupled to a predetermined position of the front plate.
  • the present invention can be applied to a side stream type filtration device because it is possible to prevent pressure loss as much as possible and increase the water permeability.
  • the present invention can be installed singly or in plurality in the water treatment device, and when a problem occurs while operating the water treatment device by installing a plurality of pieces, only the corresponding module needs to be replaced, so that maintenance is convenient.
  • FIG. 1 is an exploded view of a plate-type ceramic separator module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a front plate according to an example.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a pressure reducing plate according to an example.
  • FIG. 4 is a view schematically showing before lamination of a ceramic support according to an example.
  • FIG. 5 is a view schematically showing after lamination of a ceramic support according to an example.
  • FIG. 6 is a view showing a planar ceramic separator according to an example.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a fixing unit according to an example.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a coupling relationship between a plate-type ceramic separator and a fixing unit according to an example.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a rear plate according to an example.
  • FIG. 10 is a view showing a water treatment device to which a flat ceramic separator module according to an embodiment of the present invention is applied.
  • identification numbers (first, second, etc.) are used for convenience of description, and identification numbers do not describe the order of each step, and each step does not clearly describe a specific order in context. It may be performed differently from the order specified above. That is, each step may be performed in the same order as the specified order, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
  • the flat ceramic separator module 100 can be applied to a water treatment apparatus, and includes a front plate 110 having a hole 111 formed in the center thereof; a pressure reducing plate 120 coupled to the front plate 110 and having a pressure reducing chamber 121; A plurality of plate-type ceramic separators 130 capable of separating the solids in the treated water; a fixing unit 140 coupled to the plurality of flat ceramic separators 130 to fix the plurality of flat ceramic separators 130 to the pressure reducing plate 120 ; a rear plate 150 supporting a plurality of flat ceramic separators 130; It is positioned between the pressure reduction plate 120 and the rear plate 150 to fix the pressure reduction plate 120 and the rear plate 150 to maintain a constant distance, and prevents the plate-type ceramic separator 130 from being damaged by pressure.
  • the present invention is a ceramic module that is easy to apply to a side stream type water treatment device, and maximizes the operating efficiency of the flat ceramic separator 130 and efficiently manages the operation and management of the flat ceramic separator 130 by utilizing backwashing. have an effect that can be performed.
  • the front plate 110 (see FIG. 2 ) has a hole 111 formed in the center and functions as a support plate of the flat plate type separator module.
  • the front plate 110 may be formed to be larger than the pressure reducing plate 120 or the rear plate 150 , and through this, it may be coupled to a side stream type water treatment device as shown in FIG. 12 .
  • Various methods may be applied for the coupling method, but may be coupled to the water treatment device and the O-ring through the O-ring groove formed along the edge of the front plate 110 .
  • the hole 111 formed in the center of the front plate 110 may be coupled to the socket 180 , and the socket 180 may cause filtered water to flow out from the inside of the flat ceramic separator module 100 or the flat ceramic separator module 100 .
  • a handle 190 may be formed at a predetermined position of the front plate 110 in order to install and move the flat ceramic separator module 100 .
  • the pressure reducing plate 120 (refer to FIG. 3 ) is fastened to the front plate 110 , has a pressure reduction chamber 121 , and may be fastened to the front plate 110 in various ways, for example, to be screwed and fastened to the front plate 110 .
  • the present invention is not limited thereto.
  • the pressure reduction plate 120 may be formed by forming a pressure reduction chamber 121 on one surface that is screwed to the front plate 110 , and a central portion of the plate has a step difference with the side portion.
  • a plurality of slits 122 may be formed on the other surface to which the fixing unit 140 is coupled to be firmly fixed to the fixing unit 140 .
  • An O-ring is positioned between the front plate 110 and the side portion of the pressure reducing plate 120 to prevent leakage of filtered water or backwash air.
  • the decompression chamber 121 formed in the decompression plate 120 functions to distribute the pressure of the filtered water discharged through the socket 180 or the backwash air flowing into the module, thereby maximizing the filtration and backwashing efficiency.
  • this backwashing method can perform a backwashing process using a minimum amount of air compared to the conventional oxygenation method for preventing fouling of the separation membrane, so that the internal dissolved oxygen can be efficiently managed.
  • the flat ceramic separator 130 may separate solids and liquids when treated water mixed with solids flows, and a plurality of flat ceramic separators 130 may be provided in parallel.
  • the flat ceramic separator 130 may be manufactured by various methods, for example, a ceramic separator manufactured by an extrusion method, a ceramic separator manufactured by applying a tape casting method, etc. may be used.
  • the ceramic separator to which the tape casting method is applied may include a ceramic support and a ceramic coating film formed on the upper surface, lower surface, and side surfaces of the ceramic support (refer to FIGS. 4 to 6 ).
  • the ceramic support includes a sheet molded body in which at least two or more ceramic sheets are laminated and a channel sheet having a flow path, and may be formed by laminating and pressing the sheet molded body on the upper and lower surfaces of the channel sheet, respectively.
  • the fixing unit 140 (refer to FIG. 7 ) is respectively coupled to the plurality of flat ceramic separators 130 to fix the plurality of flat ceramic separators 130 to the pressure reducing plate 120 .
  • the fixing unit 140 is formed in a structure that is open as much as possible except for the portion coupled to the pressure reducing plate 120 and the flat ceramic separator 130 to distribute the filtering pressure or backwashing air.
  • the rear plate 150 (refer to FIG. 9 ) is positioned on the opposite side of the front plate 110 , and supports the plurality of flat ceramic separators 130 .
  • the rear plate 150 maintains an interval between the plurality of flat ceramic separators 130 , serves to fix the entire module, and protects from external shocks that may occur during transportation or operation of the module.
  • a groove may be formed in the rear plate 150 to allow the plate-type ceramic separator 130 to be coupled thereto.
  • the support bar 160 is positioned between the pressure reducing plate 120 and the rear plate 150 to fix the pressure reducing plate 120 and the rear plate 150 to maintain a constant distance, and the flat ceramic separator 130 by pressure. ) to prevent damage.
  • the support bar 160 may be made of a hard material such as stainless steel to effectively support the module.
  • the side plate 170 is screwed from the side of the pressure reducing plate 120 and the rear plate 150, and protects the inside of the module from impact, and the components positioned between the front plate 110 and the rear plate 150 are external. It functions to support so that it does not separate.
  • the side plate 170 may be made of a hard material such as stainless steel to effectively support the module.
  • FIG. 10 is a view showing a water treatment apparatus 200 to which the flat ceramic separator module 100 according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the flat ceramic separator module 100 is effectively used in a side stream type water treatment apparatus.
  • a plurality of such flat ceramic separator modules 100 may be installed to maximize the filtration efficiency of the water treatment device 200, and each may perform a function independently, thereby facilitating maintenance.

Abstract

본 발명은 평판형 세라믹 분리막 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 평판형 세라믹 분리막의 운전효율을 극대화시키고, 역세척을 활용하여 평판형 세라믹 분리막의 운영관리를 효율적으로 수행할 수 있는 평판형 세라믹 분리막 모듈에 관한 것이다.

Description

평판형 세라믹 분리막 모듈
본 발명은 평판형 세라믹 분리막 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 평판형 세라믹 분리막의 운전효율을 극대화시키고, 역세척을 활용하여 평판형 세라믹 분리막의 운영관리를 효율적으로 수행할 수 있는 평판형 세라믹 분리막 모듈에 관한 것이다.
도시화와 산업화에 따른 수질 악화, 난분해성 폐수의 증가, 환경규제강화 및 생활수준 향상 등으로 고효율 고성능 환경 수처리 기술의 필요성이 증가하고 있고 이에 따라 MBR과 같은 분리막을 이용한 수처리 공정이 각광을 받고 있다.
대부분 환경 수처리에서는 침지형 분리막 여과공정을 채택하고 있다. 침지형 공정에 적용되는 분리막 모듈은 생물반응조에 침지시키는 형태로, 특히 하폐수처리에 적용되는 평판형 세라믹 분리막의 경우에는 길이가 긴 형태로 수직하게 나란히 배열되어 상부에만 배관을 연결하는 모듈 구조가 일반적이다. 이러한 세라믹 분리막 모듈 형태는 일본의 메이덴샤의 제품이 대표적이고 대부분의 중국 기업들이 이러한 형태를 모방하여 MBR에 적용하고 있다.
메이덴샤의 세라믹 분리막 모듈에서 각각의 세라믹 분리막은 상부에 배관연결부가 마운트되고 계외의 펌프로 연결된 모배관에 병렬로 체결되는 구조로서 펌프에서 흡입할 때 수직으로 세워진 세라믹 분리막의 상하부 및 복잡한 배관구조에서 발생하는 압력구배가 불균일하여 손실수두가 크며, 이에 따라 투수량이 저하될 수 있다.
그리고 모듈의 하부에서 세라믹 분리막 사이로 지속적인 폭기를 진행함으로써 분리막 표면의 파울링을 억제하고 계내의 물과 슬러지의 순환 및 산소공급이 가능하다고 주장하지만 실제로는 폭기된 공기방울에 의한 분리막 표면의 파울링의 세척효과가 미미할 뿐만 아니라 산소의 과잉공급으로 인해 무산소조나 혐기조로의 반송에서 용존산소 농도 관리가 어렵다는 평가가 있다.
또한 이러한 세라믹 분리막 모듈에서는 세라믹 분리막이 수직으로 길게 장착되고 상부에서 모배관에 연결되는 구조이기 때문에, 앞서 언급한 바와 같이 세라믹 분리막의 상부와 하부의 균일한 압력분포를 기대하기 어려울 뿐만 아니라 세라믹 분리막 내부로 역압으로 공기를 불어넣어 세정하거나 약품을 주입하는 역세공정에서 균일한 세정이 이루어지지 않는다. 그래서 세라믹 분리막 모듈의 하부에서 지속적으로 폭기하여 1차적인 파울링의 억제를 시도하지만 실제로는 세라믹 분리막 모듈을 계외세정조로 이송하여 약품에 의해 세정하며 다시 계내로 이송하여 설치, 재운전하는 등 운영관리의 번거로움과 어려움을 안고 있다.
ItN의 CFM 시스템은 앞서 설명한 메이덴샤와는 다르게 수평하게 배열된 세라믹 분리막을 측면에서 패키징하여 단일 모듈의 크기와 무게를 줄여 작업자가 손쉽게 설치할 수 있으며, 압력구배를 최소화하였다는 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 모듈들은 적층하여 프레임에 연결되며 최종적으로는 메이덴샤와 같은 방식으로 침지하여 설치하며 파울링을 억제하기 위하여 모듈의 하부에서 과폭기를 수행해야 하는 단점이 있다.
메이덴샤와 ItN은 침지형으로써 기존의 하폐수처리장에 적용하기 쉬운 구조이지만 세라믹 분리막의 고투수성을 적용할 수 없는 한계가 있어 이를 대체하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 평판형 세라믹 분리막의 운전효율을 극대화시키고, 역세척을 활용하여 평판형 세라믹 분리막의 운영관리를 효율적으로 수행할 수 있는 평판형 세라믹 분리막 모듈을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 수처리 장치에 적용될 수 있는 세라믹 분리막 모듈로서, 중심부에 홀이 형성된 전면 플레이트; 전면 플레이트와 체결되고, 감압실을 구비하는 감압 플레이트; 테이프 캐스팅 방식을 적용하여 제조된 복수 개의 평판형 세라믹 분리막; 복수 개의 평판형 세라믹 분리막과 각각 결합되어 복수 개의 평판형 세라믹 분리막을 감압 플레이트에 고정시키는 고정부; 복수 개의 평판형 세라믹 분리막을 지지하는 후면 플레이트; 감압 플레이트와 후면 플레이트 사이에 위치하여 감압 플레이트와 후면 플레이트가 일정한 거리를 유지하도록 고정시키고, 압력에 의해 평판형 세라믹 분리막이 파손되는 것을 방지하기 위한 서포트 바; 및 감압 플레이트 및 후면 플레이트의 측면에서 나사 결합되는 측면 플레이트;를 포함하는 평판형 세라믹 분리막 모듈에 의해 달성될 수 있다.
바람직하게, 평판형 세라믹 분리막 모듈은 전면 플레이트에 형성된 홀에 결합되고, 평판형 세라믹 분리막 모듈 내부로부터 여과수가 유출되거나 평판형 세라믹 분리막 모듈 내부로 역세 공기가 유입되도록 유출 배관 또는 역세 배관과 연결되는 소켓;을 포함할 수 있다.
바람직하게, 평판형 세라믹 분리막 모듈은 전면 플레이트의 소정의 위치에 결합되는 손잡이;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 평판형 세라믹 분리막의 운전효율을 극대화시키고, 역세척을 활용하여 평판형 세라믹 분리막의 운영관리를 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 압력손실을 최대한 방지하고 투수량을 증대시킬 수 있어 사이드 스트림 방식의 여과장치에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 수처리 장치에 단수 또는 복수 개로 설치될 수 있으며, 복수 개를 설치하여 수처리 장치를 운영하다 문제가 발생될 경우, 해당되는 모듈만 교체하면 되므로 유지보수가 편리하다는 장점을 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 세라믹 분리막 모듈의 분해도이다.
도 2는 일 예에 따른 전면 플레이트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 예에 따른 감압 플레이트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 일 예에 따른 세라믹 지지체의 적층 전을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 일 예에 따른 세라믹 지지체의 적층 후를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 일 예에 따른 평판형 세라믹 분리막을 나타낸 도면이다.
도 7은 일 예에 따른 고정부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 일 예에 따른 평판형 세라믹 분리막과 고정부의 결합 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 일 예에 따른 후면 플레이트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 세라믹 분리막 모듈이 적용된 수처리 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 세라믹 분리막 모듈(100)의 분해도이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 세라믹 분리막 모듈(100)은 수처리 장치에 적용될 수 있는 것으로서, 중심부에 홀(111)이 형성된 전면 플레이트(110); 전면 플레이트(110)와 체결되고, 감압실(121)을 구비하는 감압 플레이트(120); 처리수 내의 고형물을 분리할 수 있는 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130); 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)과 각각 결합되어 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)을 감압 플레이트(120)에 고정시키는 고정부(140); 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)을 지지하는 후면 플레이트(150); 감압 플레이트(120)와 후면 플레이트(150) 사이에 위치하여 감압 플레이트(120)와 후면 플레이트(150)가 일정한 거리를 유지하도록 고정시키고, 압력에 의해 평판형 세라믹 분리막(130)이 파손되는 것을 방지하기 위한 서포트 바(160); 및 감압 플레이트(120) 및 후면 플레이트(150)의 측면에서 나사 결합되는 측면 플레이트(170);를 포함한다. 본 발명은 사이드 스트림 방식의 수처리 장치에 적용하기 용이한 세라믹 모듈로서, 평판형 세라믹 분리막(130)의 운전효율을 극대화시키고, 역세척을 활용하여 평판형 세라믹 분리막(130)의 운영관리를 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 가진다.
전면 플레이트(110)(도 2 참조)는 중심부에 홀(111)이 형성되고 평판형 분리막 모듈의 지지판으로서 기능한다. 전면 플레이트(110)는 감압 플레이트(120) 또는 후면 플레이트(150)보다 크게 형성될 수 있으며, 이를 통해 도 12와 같은 사이드 스트림 방식의 수처리 장치에 결합될 수 있다. 결합 방식은 다양한 방법을 적용할 수 있으나 전면 플레이트(110)의 가장 자리를 따라 형성된 오링 홈을 통해 수처리 장치와 오링으로 결합될 수 있다. 전면 플레이트(110)의 중심에 형성된 홀(111)은 소켓(180)과 결합될 수 있으며, 소켓(180)은 평판형 세라믹 분리막 모듈(100) 내부로부터 여과수가 유출되거나 평판형 세라믹 분리막 모듈(100) 내부로 역세 공기가 유입되도록 유출 배관 또는 역세 배관과 연결될 수 있다. 또한, 평판형 세라믹 분리막 모듈(100)을 설치 및 이동을 위하여 전면 플레이트(110)의 소정의 위치에는 손잡이(190)가 형성될 수 있다.
감압 플레이트(120)(도 3 참조)는 전면 플레이트(110)와 체결되고, 감압실(121)을 구비하며, 전면 플레이트(110)와 다양한 방식으로 체결될 수 있고, 일 예로 나사 결합되어 체결될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 감압 플레이트(120)는 전면 플레이트(110)와 나사 결합되는 일면에 감압실(121)이 형성되며, 플레이트의 중심부가 사이드부와 단차를 이루게 됨으로써 형성될 수 있다. 고정부(140)가 결합되는 타면에는 복수 개의 슬릿(122)이 형성되어 고정부(140)와 단단하게 고정될 수 있다. 전면 플레이트(110)와 감압 플레이트(120)의 사이드부 사이에는 오링이 위치하여 여과수 또는 역세 공기의 누출을 방지할 수 있다. 감압 플레이트(120)에 형성된 감압실(121)은 소켓(180)을 통하여 배출되는 여과수의 압력이나 모듈 내부로 유입되는 역세 공기를 분배하는 기능을 하며, 이를 통해 여과 및 역세 효율을 극대화할 수 있다. 또한, 이러한 역세 방식은 기존의 분리막의 파울링 방지를 위한 산기 방식보다 최소한의 공기를 이용하여 역세 공정을 진행할 수 있어 내부 용존산소 관리를 효율적으로 수행할 수 있다.
평판형 세라믹 분리막(130)은 고형물이 혼합된 처리수가 유입시 고형물과 액체를 분리할 수 있으며, 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)이 평행하게 구비될 수 있다. 평판형 세라믹 분리막(130)은 다양한 방법으로 제조된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 압출 방식으로 제조된 세라믹 분리막, 테이프 캐스팅 방식을 적용하여 제조된 세라믹 분리막 등을 사용할 수 있다. 일 예로, 테이프 캐스팅 방식을 적용한 세라믹 분리막은 세라믹 지지체, 세라믹 지지체의 상면, 하면 및 측면에 형성된 세라믹 코팅막을 포함할 수 있다(도 4 내지 도 6 참조). 구체적으로, 세라믹 지지체는 적어도 2개 이상의 세라믹 시트가 적층된 시트성형체와 유로가 형성된 채널시트를 포함하고, 채널시트의 상면 및 하면에 각각 시트성형체가 적층 및 압착되어 형성될 수 있다.
고정부(140)(도 7 참조)는 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)과 각각 결합되어 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)을 감압 플레이트(120)에 고정시킨다. 구체적으로, 평판형 세라믹 분리막(130)에 형성된 유로가 효과적으로 활용될 수 있도록 에폭시 또는 우레탄을 이용해 평판형 세라믹 분리막(130)을 고정부(140)에 고정한 후, 감압 플레이트(120)에 연결(도 8 참조)한다. 감압 플레이트(120)와 고정부(140) 사이에는 처리수 또는 역세 공기의 누출을 방지하기 위하여 실리콘 또는 우레탄 패드가 설치될 수 있다. 고정부(140)는 감압 플레이트(120) 및 평판형 세라믹 분리막(130)과 결합되는 부위를 제외하고 최대한 개방되는 구조로 형성하여 여과 압력 또는 역세 공기를 분배하는 기능을 수행할 수 있다.
후면 플레이트(150)(도 9 참조)는 전면 플레이트(110)의 반대 편에 위치하고, 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)을 지지한다. 후면 플레이트(150)는 복수 개의 평판형 세라믹 분리막(130)의 간격을 유지시키고, 모듈 전체를 고정하는 역할을 수행하며, 모듈의 운반이나 운전 시 발생할 수 있는 외부 충격 등으로부터 보호하는 기능을 한다. 이를 위해 후면 플레이트(150)에는 평판형 세라믹 분리막(130)이 결합할 수 있도록 홈이 형성될 수 있다.
서포트 바(160)는 감압 플레이트(120)와 후면 플레이트(150) 사이에 위치하여 감압 플레이트(120)와 후면 플레이트(150)가 일정한 거리를 유지하도록 고정시키고, 압력에 의해 평판형 세라믹 분리막(130)이 파손되는 것을 방지한다. 또한, 분리막 모듈이 수처리 장치에 장착될 경우 중력에 의한 모듈의 파손을 방지할 수 있다. 서포트 바(160)는 모듈을 효과적으로 지지하기 위하여 스테인리스 강과 같은 단단한 소재로 제조될 수 있다.
측면 플레이트(170)는 감압 플레이트(120) 및 후면 플레이트(150)의 측면에서 나사 결합되고, 모듈 내부를 충격으로부터 보호하며, 전면 플레이트(110)와 후면 플레이트(150) 사이에 위치하는 구성들이 외부로 분리되지 않도록 지지하는 기능을 한다. 측면 플레이트(170)는 서포트 바(160)와 마찬가지로 모듈을 효과적으로 지지하기 위하여 스테인리스 강과 같은 단단한 소재로 제조될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 세라믹 분리막 모듈(100)이 적용된 수처리 장치(200)를 나타낸 도면으로, 평판형 세라믹 분리막 모듈(100)은 사이드 스트림 방식의 수처리 장치에 효율적으로 사용될 수 있으며, 이러한 평판형 세라믹 분리막 모듈(100)은 복수 개가 설치되어 수처리 장치(200)의 여과 효율을 극대화시킬 수 있고, 각각이 독립적으로 기능을 수행하게 되어 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

  1. 수처리 장치에 적용될 수 있는 세라믹 분리막 모듈에 있어서,
    중심부에 홀이 형성된 전면 플레이트;
    전면 플레이트와 체결되고, 감압실을 구비하는 감압 플레이트;
    처리수 내의 고형물을 분리할 수 있는 복수 개의 평판형 세라믹 분리막;
    복수 개의 평판형 세라믹 분리막과 각각 결합되어 복수 개의 평판형 세라믹 분리막을 감압 플레이트에 고정시키는 고정부;
    복수 개의 평판형 세라믹 분리막을 지지하는 후면 플레이트;
    감압 플레이트와 후면 플레이트 사이에 위치하여 감압 플레이트와 후면 플레이트가 일정한 거리를 유지하도록 고정시키고, 압력에 의해 평판형 세라믹 분리막이 파손되는 것을 방지하기 위한 서포트 바; 및
    감압 플레이트 및 후면 플레이트의 측면에서 나사 결합되는 측면 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 평판형 세라믹 분리막 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    감압 플레이트는,
    전면 플레이트와 나사 결합되는 일면의 중심부가 사이드부와 단차를 이루고 있어 감압실이 형성되고,
    타면에는 복수 개의 슬릿이 형성되어 고정부과 결합되는 것을 특징으로 하는, 평판형 세라믹 분리막 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    전면 플레이트에 형성된 홀에 결합되고, 평판형 세라믹 분리막 모듈 내부로부터 여과수가 유출되거나 평판형 세라믹 분리막 모듈 내부로 역세 공기가 유입되도록 유출 배관 또는 역세 배관과 연결되는 소켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 평판형 세라믹 분리막 모듈.
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