KR100822444B1 - 분리막과 분리막 모듈 프레임의 접착 구조가 개선된 분리막모듈 - Google Patents

분리막과 분리막 모듈 프레임의 접착 구조가 개선된 분리막모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MBR용 분리막 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임 사이의 접착 구조가 개선되어 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임 사이의 접착 특성이 개선된 분리막 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 분리막 모듈은 중앙에 지지체가 배치되어 있고 상기 지지체의 양측면에는 한쌍의 스페이서가 적층되어 있으며 상기 스페이서의 외측면에는 실제 분리가 일어나는 수처리용 분리막이 적층되어 있는 분리막 단위체의 테두리에 프레임이 접착되는 분리막 모듈로서, 상기 분리막 모듈 프레임에는 상기 분리막의 모서리 단부를 수용할 수 있는 홈이 형성되어 있고, 상기 프레임측 홈에 상기 분리막의 단부가 수용되어 접착제에 의해 견고하게 밀착 접착되어 있다. 본 발명에 따른 분리막 모듈은 분리막의 단부가 분리막 모듈 프레임에 별도로 형성되어 있는 홈에 밀착하여 수용될 뿐만 아니라 분리막의 단부와 분리막 모듈 프레임측에 형성되어 있는 홈 사이의 접착이 접착제에 의해서도 이루어지므로, 분리막 모듈 프레임과 분리막 단위체 사이의 접착력이 향상될 뿐만 아니라 분리막 모듈 자체의 내구성을 향상시키게 된다.
프렘임, 홈, 스페이서, 지지체, 분리막, 유로

Description

분리막과 분리막 모듈 프레임의 접착 구조가 개선된 분리막 모듈 {Separation membrane module having an improved adhesive property between separation membrane and separation membrane module}
도 1은 종래의 통상적인 분리막 단위체를 제작하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 2는 통상적인 분리막 모듈의 사시도로서, 도 1에 도시된 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임과의 접착 부위를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 분리막 모듈의 부분 단면도로서, 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임의 통상적인 접착 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리막 모듈의 부분 단면도로서, 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임의 특이적인 접착 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 분리막 모듈의 부분 단면도로서, 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임의 또 다른 특이적인 접착 구조를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 분리막 단위체
110 : 지지체
120 : 스페이서
130 : 분리막
210, 220. 230 : 분리막 모듈 프레임
270 : (분리막 모듈 프레임측) 홈
본 발명은 MBR(Membrane Bio-Reactor)용 분리막 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임 사이의 접착 구조가 개선되어 분리막과 분리막 모듈 프레임 사이의 접착 특성이 개선된 분리막 모듈에 관한 것이다.
막(membrane)이란 기체, 액체, 고체 또는 이들의 혼합물로부터 특정한 성분만을 분리해 낼 수 있는 상으로서, 막 분리란 혼합물을 막(membrane)의 물리화학적 특성을 이용하여 분자상태의 물질을 분리시키는 분리방법이다.
수처리 분야에서의 막은 구조에 따라 다공막, 미세다공막 및 균질막으로 분류되고, 용도에 따라 정밀여과막, 한외여과막, 역삼투막, 기체분리막, 투과증발막 등으로 구분된다. 일반적으로, 막은 단독으로는 사용되기 어렵고 막을 분리공정에 이용할 수 있도록 장치화하여 사용하게 되며, 이렇게 막을 삽입하여 장치화한 설비를 이른바 모듈이라 한다. 막의 형태에 따라 평판형모듈, 관형모듈, 중공사막모듈 등이 상업화하여 쓰이고 있는데 중공사막 모듈의 경우에는 가압형과 흡입형(침지 형) 2종류가 사용되고, 관상막의 경우에는 가압형으로 사용된다. 중공사막과 관상막의 가압형은 막의 오염을 줄이기 위해 막내 선속도를 일정이상 유지해야 하며, 이로 인해 많은 동력비가 든다. 중공사막의 흡입형은 수중에서 막의 표면에 공기 방울을 부딪히게 하여 오염을 줄이는데 막이 섬유상의 오염물과 엉켜 막 자체를 훼손하는 경우도 있다. 분리막 형태는 평면상 또는 시트(sheet)상에 형성한 막을 일컫는데 오염물이 잘 달라붙지도 않거니와 오염물의 제거가 용이하고 중공사막에 비해 운전 중에 막이 훼손될 염려가 거의 없다는 장점이 있다. 그러나 중공사막과는 다르게 역세척을 통한 막의 세척이 불가능하다는 단점 또한 존재한다.
막 모듈은 막충진율, 허용원수 탁질농도, 물리 세정내성, 제거효율 등의 조건으로 선정된다. 막 자체의 구조와 강도 그리고 막모듈의 설계와 구조에 의해서도 분리막 모듈의 수명과 처리수량이 크게 영향을 받으므로 막모듈의 설계와 구조에 있어서 이에 대한 고려가 있어야 한다.
도 1에는 종래의 통상적인 분리막 단위체를 제작하는 과정이 도시되어 있고, 도 2에는 통상적인 분리막 모듈의 사시도로서, 도 1에 도시된 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임과의 개략적인 접착 구조가 도시되어 있으며, 도 3에는 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임의 통상적인 상세화된 접착 구조가 도시되어 있다. 이들 도면을 참조하면, 종래의 통상적인 분리막 모듈(260)은 중앙에 지지체(110)가 배치되어 있고 이러한 지지체(110)의 양측면에는 한쌍의 스페이서용 부직포(120)가 적층되어 있으며 이러한 스페이서용 부직포(120)의 외측면에는 실제 분리가 일어나는 분리막(130)이 적층되어 있는 분리막 단위체(100)를 포함한다. 여기에서, 스페 이서용 부직포(120)는 흡입 압력에 의한 분리막(130)과 지지체(110)의 밀착을 막기 위해 적층되는 것이다.
또한, 분리막 단위체(100)의 양측변부에는 도면부호 210으로 도시되어 있는 분리막 모듈 양측 프레임이 끼워지고, 상측변부에는 도면부호 220으로 도시되어 있는 집수구(222)가 형성된 분리막 모듈 상측 프레임이 끼워지며, 하측변부에는 도면부호 230으로 도시되어 있는 분리막 모듈 하측 프레임이 끼워진다. 이들 분리막 모듈 프레임의 모서리부에는 삼각판형의 한 쌍의 보조제(240)가 접착된다. 통상, 상기한 분리막 단위체(100)와 본 단락에 언급되어 있는 다양한 구성요소들을 함께 분리막 모듈(260)이라 일컫는다.
통상적으로, 이러한 분리막 모듈(260)에서, 분리막(130)과 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)의 접착은 도 2 및 도 3, 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)의 안쪽면과 분리막(130)이 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)의 안쪽면과 접하는 부분(250)에서의 상호 접착에 의해 이루어진다. 이때, 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)과 분리막(130) 사이의 접착 부분은 외부로 노출되어 물과 직접 접촉하게 되어 접착면이 쉽게 분리될 수 있는 등의 단점이 있다. 이는 분리막 모듈(260) 자체의 내구성을 떨어뜨리는 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 분리막과 분리막 모듈 프레임 사이의 접착 구조를 개선하여 프레임과 분리막 사이의 접착 특성이 향상되게 하고 분리막 모듈 자체의 내구성이 향상 되게 하는 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임 사이의 개선된 접착 구조를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
중앙에 지지체(110)가 배치되어 있고 상기 지지체(110)의 양측면에는 한쌍의 스페이서(120)가 적층되어 있으며 상기 스페이서(120)의 외측면에는 실제 분리가 일어나는 수처리용 분리막(130)이 적층되어 있는 분리막 단위체(100)의 테두리에 프레임(210,220,230)이 접착되는 분리막 모듈로서, 상기 분리막 모듈 프레임(210,220,230)의 외측에는 상기 분리막(130)의 모서리 단부를 수용할 수 있는 홈이 형성되어 있고, 상기 프레임측 홈에 상기 분리막(130)의 단부가 수용되어 접착제에 의해 견고하게 밀착 접착되어 있는 분리막 모듈을 제공한다.
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이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 분리막 모듈은 분리막의 단부가 분리막 모듈 프레임에 별도로 형성되어 있는 홈에 밀착하여 수용될 뿐만 아니라 분리막의 단부와 분리막 모듈 프레임측에 형성되어 있는 홈 사이의 접착이 접착제에 의해서도 이루어지므로, 분리막 모듈 프레임과 분리막 단위체 사이의 접착력이 향상될 뿐만 아니라 분리막 모듈 자체의 내구성을 향상시키게 된다.
이하, 본 발명은 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 기술되어질 것이다.
도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분리막 모듈로서, 분리막(130) 과 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)의 특이적인 접착 구조가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 분리막 모듈로서, 분리막 단위체와 분리막 모듈 프레임의 또 다른 특이적인 접착 구조가 도시되어 있다.
먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 분리막 모듈은 분리막 단위체(100)와 상기 분리막 단위체(100)의 둘레에 배치되어 접착되는 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)을 포함한다.
분리막 단위체(100)는 이의 중앙에 배치되어 있는 지지체(110), 상기 지지체(110)의 양측면에 배치되어 있는 한쌍의 스페이서(120), 바람직하게는 스페이서용 부직포(120) 및 상기 스페이서(120)의 외측면에 배치되어 실제의 분리가 수행되게 하는 수처리용 분리막(130)을 포함한다.
본 발명에서는, 분리막(130)의 모서리 단부와 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)이 접하는 분리막 모듈 프레임측에 상기한 분리막(130)의 모서리 단부를 수용할 수 있는 홈(270)이 형성된다. 이러한 분리막 모듈 프레임측 홈(270)에는 분리막(130)의 모서리 단부가 밀착 수용된다.
더욱이, 상기한 분리막 모듈 프레임측 홈(270)에는 상기한 분리막(130)의 모서리 단부가 수용되기 전에 접착제가 투여된다. 이러한 분리막 모듈 프레임측 홈에의 접착제 투여는 분리막(130)의 모서리 단부가 분리막 모듈 프레임측 홈(270)에 더 치밀하게 접착되게 하는 역할을 한다.
분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)에 형성되는 홈(270)의 형상은 도 4에 도시된 바와 같이 그 자체로서 일정 각도로 형상화될 수 있다.
다르게는, 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)에 형성되는 홈(270)의 형상은 도 5에 도시된 바와 같이 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)의 외측에 턱이 형성되게 함으로써 분리막(130)과 나란하게 형상화될 수 있다. 이 경우에는, 분리막(130)의 모서리가 단부가 분리막 모듈 프레임측 홈(270)에 보다 쉽게 밀착 수용되게 하여, 접착 공정이 보다 용이할 것이다.
이러한 방식으로 제작된 분리막 모듈은 분리막 모듈 프레임(210, 220, 230)에 접착되는 분리막(130)의 접착면이 외부로 노출되지 않아 분리막 모듈을 장기간 안정적으로 사용할 수 있게 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 분리막 모듈은 분리막의 단부가 분리막 모듈 프레임에 별도로 형성되어 있는 홈에 밀착하여 수용될 뿐만 아니라 분리막의 단부와 분리막 모듈 프레임측에 형성되어 있는 홈 사이의 접착이 접착제에 의해서도 이루어지므로, 분리막 모듈 프레임과 분리막 단위체 사이의 접착력이 향상될 뿐만 아니라 분리막 모듈 자체의 내구성을 향상시키게 된다.

Claims (3)

  1. 중앙에 지지체(110)가 배치되어 있고 상기 지지체(110)의 양측면에는 한쌍의 스페이서(120)가 적층되어 있으며 상기 스페이서(120)의 외측면에는 실제 분리가 일어나는 수처리용 분리막(130)이 적층되어 있는 분리막 단위체(100)의 테두리에 프레임(210,220,230)이 접착되는 분리막 모듈로서,
    상기 분리막 모듈 프레임(210,220,230)의 외측에는 상기 분리막(130)의 모서리 단부를 수용할 수 있는 홈이 형성되어 있고, 상기 분리막 모듈 프레임측 홈에 상기 분리막(130)의 단부가 수용되어 접착제에 의해 견고하게 밀착 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
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