KR100828742B1 - A Submerged Membrane Module and System Equipped With Rotating Disc Or Propeller - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전원반 또는 프로펠러가 분리막 모듈 사이에 위치되고 이 회전원반 또는 프로펠러가 고정된 중심축을 따라 회전하게 되는 침지형 분리막 모듈에 관한 것으로서, 상기 분리막 모듈은 판틀형 분리막 모듈이나 혹은 이와 유사한 배열을 가지도록 모듈화된 중공사막 또는 관형 분리막을 이용하는 공정에서 분리막 표면에 매우 큰 난류를 형성시킴으로써 분리막 표면에 형성되는 농도 분극층 또는 케이크층등 투과 저항층을 현저히 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 분리막 모듈을 사용하면 분리막의 세척 주기 및 새로운 분리막으로의 교체 주기를 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 투과액의 질을 감소시키지 않으면서 투과량을 극대화할 수 있다.The present invention relates to an immersion type membrane module in which a rotating disk or a propeller is positioned between the membrane modules and the rotating disk or propeller is rotated along a fixed central axis, wherein the membrane module has a plate-type membrane module or a similar arrangement. In the process using a hollow fiber membrane or tubular separator so modularized, by forming a very large turbulence on the surface of the separator, it is possible to significantly reduce the permeation resistance layer such as a concentration polarization layer or a cake layer formed on the surface of the separator. Therefore, using the membrane module of the present invention can not only extend the cleaning cycle of the membrane and the replacement cycle with a new membrane, but also maximize the permeation amount without reducing the quality of the permeate.

분리막, 회전원반, 프로펠러, 침지형 모듈, 농도분극, 막오염, 회전, 투과유속 Separation membrane, rotating disk, propeller, immersion type module, concentration polarization, membrane contamination, rotation, permeation flow rate

Description

회전원반 또는 프로펠러가 장착된 침지형 분리막 모듈 및 장치 {A Submerged Membrane Module and System Equipped With Rotating Disc Or Propeller}Submerged Membrane Module and System Equipped With Rotating Disc Or Propeller}

도 1은 도 2, 도 3 또는 도 4의 분리막 모듈을 장착하여 침지형 분리막의 투과 성능을 실험하기 위한 분리막 시스템을 도식적으로 나타낸 도면,1 is a schematic diagram showing a membrane system for testing the permeation performance of the immersion type membrane by mounting the membrane module of FIG. 2, 3 or 4,

도 2는 판틀형 침지식 분리막 모듈을 도식적으로 나타낸 도면,2 is a diagram schematically showing a plate-type submerged membrane module,

도 3은 중공사형 침지식 분리막 모듈을 도식적으로 나타낸 도면,Figure 3 is a schematic view showing a hollow fiber immersion membrane module,

도 4는 관형 침지식 분리막 모듈을 도식적으로 나타낸 도면,Figure 4 is a schematic view showing a tubular immersion membrane module,

도 5는 장착된 회전원반을 도식적으로 나타낸 도면,5 is a diagram schematically showing a mounted rotating disc;

도 6은 장착된 회전프로펠러를 도식적으로 나타낸 도면,6 is a diagram schematically showing a rotating propeller mounted;

도 7은 운전시간에 따라 일반적인 침지형 분리막 모듈과 회전원반이 장착된 분리막 모듈에 대한 투과유속을 비교하여 나타낸 도면.7 is a view showing a comparison of the permeation flow rate for a conventional immersion type membrane module and a rotary disc mounted membrane module according to the operating time.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 용액조100: solution tank

110: 분리막 모듈110: membrane module

120: 회전모터120: rotary motor

130: 회전원반130: rotating disk

140: 회전축140: axis of rotation

150: 흡입 차단 밸브150: suction shutoff valve

160: 폭기관160: width pipe

170: 프레임170: frame

180: 배출관180: discharge pipe

190: 폭기용 유량계190: flow meter for aeration

200: 폭기밸브200: aeration valve

210: 폭기-역세정 분지 솔레노이드 밸브210: Aeration-backwash basin solenoid valve

220: 공압기220: pneumatic

230: 역세정관230: backwash

240: 역세정 밸브240: backwash valve

250: 역세정 유량계250: backwash flowmeter

260: 역세정 압력계260: backwash pressure gauge

270: 집수관270: collection pipe

280: 투과수관280: permeate pipe

290: 흡입-역세정 분지 솔레노이드 밸브290: Suction-backwash branch solenoid valve

300: 진공 압력계300: vacuum pressure gauge

310: 흡입 펌프310: suction pump

320: 흡입 유량계320: suction flow meter

330: 생산수조330: production tank

500, 510, 520: 투과액 유출구500, 510, 520: permeate outlet

501, 511, 521: 투과액 집수유로501, 511, 521: permeate collection channel

502: 판틀형 분리막502: plate-type separator

512: 중공사형 분리막512: hollow fiber separator

522: 관형 분리막522: tubular separator

600: 회전원반 몸체600: rotating disc body

601, 612: 회전중심축601, 612: center of rotation axis

602: 방해판602: baffle

611: 회전날개611: rotary blade

본 발명은 신규한 회전원반 또는 프로펠러가 장착된 침지형 분리막 모듈에 관한 것으로서, 침출수 또는 공장이나 산업상의 활동으로 발생하는 폐수, 폐용액 등을 침지형 분리막으로 처리하거나 혹은 일반적인 분리막 공정으로 처리가 곤란한 고농도의 축산 폐수를 처리하거나 또는 점도가 높은 용액 혹은 혼합 액체 등을 분리막으로 일정 분자량 범위를 갖도록 분획(Fractionation)하거나 또는 상기 용액으로부터 염이나 이온 등 용질을 제거 분리하거나 또는 용액 내에 존재하는 콜로이드, 단백질 등 입자성 물질을 제거하거나 또는 정수장에서 정수용으로 침지형 분리막 모듈을 사용하기 위하여 판틀형(Plate-and-Frame Type) 분리막 또는 이와 유사한 형태의 틀 속에 중공사막(Hollow Fiber Membrane) 혹은 관형막(Tubular Membrane)을 일렬 또는 다열(多列)로 배치하여 침지식으로 사용할 경우 분리막에 의해 배제되는 물질이 분리막 표면에 잔류하여 투과저항을 일으켜 투과유속의 감소를 초래하는 공정에 유효한 침지형 고분자 또는 무기질 분리막 모듈화 장치에 관한 것이다.  The present invention relates to an immersion type membrane module equipped with a novel rotating disk or propeller, and has a high concentration of leachate or wastewater, waste solution, etc. generated by a factory or industrial activity, which is difficult to treat with an immersion type membrane or a general membrane process. Treating livestock wastewater or fractionating a solution or mixed liquid with high viscosity to a certain molecular weight range with a membrane or removing solutes such as salts and ions from the solution or separating particles such as colloids and proteins in the solution Hollow Fiber Membrane or Tubular Membrane in Plate-and-Frame Type Membrane or Similar Types for Removing Substances or Using Immersion Membrane Modules for Water Purification in Water Treatment Plants Dipping in a row or in a row If the use relates to a substance effective immersion type polymer or mineral in the process which results in a decrease in the flux to remain in the membrane surface causing the membrane permeation resistance modular unit is excluded by the membrane.

막을 이용한 분리, 정제 및 분획은 산업 전반에 걸쳐 오늘날 광범위하게 이루어지고 있다. 막은 용액 또는 혼합물을 적은 에너지로 효과적으로 분리할 수 있으며 분리 후 제 3의 폐기물을 발생시키지 않고 간단한 조작에 의해 쉽게 원하는 목적을 달성할 수 있는 이점을 지닌다. 이러한 분리막은 차압 구성 방법에 따라 흡입식과 가압식으로 분류하며 흡입식의 경우, 일반적으로 수조나 용액조에 분리막 모듈을 침지하고 분리막 내부를 진공 펌프 등으로 감압시켜 차압을 발생시키는 방법으로 한국특허 315,968, 378,292, 296,411, 294,075, 313,455, 406,735, 385,898, 441,752, 450,486 및 한국특허공개 05-0047230, 05-0063478, 05-0078746, 05-0056293, 04-0000036, 04-0020325 등에 개시되어 있다. 침지형 분리막 모듈은 가압형 분리막 모듈에 비해 덜 오염적이며 농도 분극의 발생이 상당히 감소하여 분리막의 사용 수명을 개선하는 효과를 지녔다. 특히 침지형 분리막 모듈은 생물 반응조와 결합하여 생물-분리막 반응기(Membrane Bioreactor; MBR)를 구성하는데 한국특허 422,211, 378,945, 390,524, 360,375, 427,651, 412,330, 489,328, 444,700, 465,524, 454,584, 502,543 및 한국특허공개 05-0054381, 미국특허 6,946,073, 6,926,832, 6,921,483, 6,808,628, 6,767,455, 6,743,362 등에 개시되어 있다. 생물-분리막 반응기의 경우, 분리막 표면에 집적하는 유기물을 지속적으로 미생물들이 분해함으로써 막오염을 저감시키고 투과 수질을 유지하며, 분리막 모듈의 성능을 견인하는 흡입압력 상승을 지연시킨다. 그럼에도 불구하고 분리막 표면에서의 농도분극이나 막오염이 완전히 사라진 것은 아니며, 더욱이 낮은 투과유량을 유지해야 하는 문제점을 지니고 있으며, 특히 생물학적 분해가 어려운 난분해성 물질에 대한 적용이 제한적이다. Separation, purification and fractionation using membranes is widely done today throughout the industry. Membranes have the advantage of being able to effectively separate solutions or mixtures with little energy and easily achieve the desired purpose by simple operation without generating third waste after separation. Such membranes are classified into suction type and pressurized type according to the differential pressure composition. In the case of suction type, the membranes are generally immersed in a water tank or a solution tank, and the inside of the membrane is decompressed by a vacuum pump to generate a differential pressure. Korean Patents 315,968, 378,292, 296,411, 294,075, 313,455, 406,735, 385,898, 441,752, 450,486 and Korea Patent Publication 05-0047230, 05-0063478, 05-0078746, 05-0056293, 04-0000036, 04-0020325 and the like. Submerged membrane modules are less contaminated than pressurized membrane modules and have significantly reduced incidence of concentration polarization, thus improving the service life of the membrane. In particular, the immersion membrane module is combined with a bioreactor to form a Membrane Bioreactor (MBR). 05-0054381, US Pat. Nos. 6,946,073, 6,926,832, 6,921,483, 6,808,628, 6,767,455, 6,743,362 and the like. In the case of a bio-membrane reactor, microorganisms continuously decompose organic matter accumulated on the membrane surface to reduce membrane contamination, maintain permeated water quality, and delay the increase in suction pressure that drives the performance of the membrane module. Nevertheless, concentration polarization and membrane fouling on the surface of the separator are not completely disappeared, and furthermore, they have a problem of maintaining a low permeation flow rate, and are particularly limited in application to hardly degradable materials that are difficult to biodegrade.

이러한 막오염이나 농도분극을 감소시키기 위한 연구가 진행되어 한국특허315,968에서는 주기적으로 흡입압력을 해제하며 공기를 분리막 내부로 흡입시켜 분리막 표면에 형성된 막오염이나 농도분극을 제거하는 흡입진공압 해제기능을 구비한 침지형 분리막 폐수처리 장치 및 방법을 기재하였다. 그러나 이러한 방법은 공기의 역충격에 의해 분리막이 파열되기 쉬우므로 막오염을 충분히 제거할 만큼 압력을 행사하지 못하고, 또한 중공사막이나 관형막 모듈에 극히 제한적으로 사용 가능한 문제점을 지녔다. 또한 한국특허 348,915 및 문헌 [Reed, B., Lin, W., and R. Viadero: "Treatment of A Concentrated Oily Waste Using A High-Shear Rotary Ultrafiltration System: Preliminary Results," Fluid/Particle Separation Journal, 11 (1) 82-88, 1998.], 문헌 [*Viadero, R. and B. Reed: "Effects of Rotation and Pressure in High-Shear Rotary Disk Ultrafiltration," ASCE Journal of Environmental Engineering, 125(7), 638-646, 1999.], 및 문헌 [Viadero, R., *Masciola, D., Reed, B. and *R. Vaughan. "Two-Phase Limiting Flux in High-Shear Rotary Ultrafiltration of Oil-in-Water Emulsions," Journal of Membrane Science, 175, 85-96, 2000.] 등에 개시되어 있는 회전 원판형 모듈이라 함은 가압식 분리막 모듈로서 원판형의 분리막이 회전 중심축에 고정 설치되고 원판형의 분리막은 중심축의 회전에 의해 회전하며 분리막을 투과한 투과액은 중심부의 회전축에 집수된 후 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 것으로 이는 분리막 모듈 일부가 파손될 경우 운전을 중단하고 전체 모듈을 해체 교체해야 하는 어려움이 있으며, 또한 분리막 자체가 회전함으로써 샘방지를 위한 추가적인 조치가 요구된다. 또한 모듈 전체를 회전해야 하므로 고속회전이 비교적 어려워 난류 형성에 한계를 보이며, 에너지 소비가 매우 큰 단점이 있다. In order to reduce such membrane fouling or concentration polarization, Korean Patent 315,968 periodically releases suction pressure and sucks air into the membrane to remove the membrane contamination or concentration polarization formed on the membrane surface. An apparatus and method for dipping membrane wastewater treatment provided were described. However, this method has a problem in that the membrane is easily ruptured due to the reverse impact of air, and thus the pressure cannot be sufficiently exerted to remove the membrane contamination, and it is also extremely limited to be used in the hollow fiber membrane or tubular membrane module. See also Korean Patent 348,915 and Reed, B., Lin, W., and R. Viadero: "Treatment of A Concentrated Oily Waste Using A High-Shear Rotary Ultrafiltration System: Preliminary Results," Fluid / Particle Separation Journal, 11 ( 1) 82-88, 1998., * Viadero, R. and B. Reed: "Effects of Rotation and Pressure in High-Shear Rotary Disk Ultrafiltration," ASCE Journal of Environmental Engineering, 125 (7), 638- 646, 1999., and Viadero, R., * Masciola, D., Reed, B. and * R. Vaughan. A rotating disc module as disclosed in "Two-Phase Limiting Flux in High-Shear Rotary Ultrafiltration of Oil-in-Water Emulsions," Journal of Membrane Science, 175, 85-96, 2000. The disc-shaped separator is fixedly installed on the central axis of rotation, and the disc-shaped separator is rotated by the rotation of the central axis, and the permeate passing through the membrane is collected on the central axis of rotation and discharged to the outside. If a part is damaged, it is difficult to discontinue operation and dismantle and replace the entire module. Further, additional measures are required to prevent leakage by rotating the separator itself. In addition, since the entire module must be rotated, the high-speed rotation is relatively difficult, which shows a limitation in the formation of turbulence, and the energy consumption is very large.

따라서, 본 발명자들은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르렀다. Accordingly, the present inventors have made intensive studies to solve such problems of the prior art and have come to the present invention.

본 발명은 침지형 분리막을 사용함에 있어서 분리막이 본질적으로 지니는 문제점인 분리막 표면에 형성되는 용질층이나 분리막 내부에 흡착 등의 형태로 발생하는 분리막 오염 또는 분리막 근처에 형성되는 농도 분극층을 보다 효과적으로 제거하여 투과액의 높은 유량을 보유하면서 장시간 운전이 가능하며, 저농도의 용액 뿐만 아니라 특히 고농도의 용액에서 뛰어난 효과를 보이는 새로운 형태의 침지형 분리막 모듈에 대한 것이다. The present invention more effectively removes the contaminant layer formed on the surface of the separator or the concentration polarization layer formed near the separator or the concentration polarization layer formed near the separator, which is a problem inherent in using the immersed membrane. It is possible to operate for a long time while maintaining a high flow rate of the permeate, and to a new type of immersion type membrane module showing an excellent effect not only in low concentration solution but also in high concentration solution.

본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점인 고농도 침출수, 분뇨, 축산 폐수 등을 처리하거나 정수장에서 정수를 실시하는 등에 있어서 침지형 분리막 분리막 모듈을 사용함에 있어서 막오염을 저감 시키며 분리막 표면에 용질층의 형성을 방해하거나, 또는 분리막 표면 근처에 형성되는 농도 분극 현상을 제거하여 분리막의 수명을 연장시키고 또한 막의 세정 시간을 최소화하여 배제율의 감소 없이 투과량을 최대화할 수 있는 새로운 형태의 침지형 분리막 모듈 장치를 개발함으로써 침지형 분리막을 보다 폭넓게 이용할 수 있도록 유도하는데 있다. An object of the present invention is to reduce membrane fouling in the use of immersion membrane separation membrane module in the treatment of high concentration leachate, manure, livestock wastewater, etc. or water purification in a water purification plant, which is a problem of the prior art, the formation of a solute layer on the surface of the membrane New membrane type immersion membrane module devices that can extend the life of the membrane by eliminating the concentration polarization formed near the membrane surface or minimize the cleaning time of the membrane and maximize the permeation without reducing the rejection rate This is to induce wider use of the immersion type membrane.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과 특징 및 이점은 하기 발명의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more clearly understood by the following detailed description of the invention.

이와 같은 본 발명의 목적은 침지형 분리막 단위체 사이에 회전 모터의 중심축에 연결된 회전원반이 삽입되어 회전함으로써 분리막의 표면에 형성된 용질층 및 농도 분극층을 제거하여 높은 배제율 및 투과량을 유지하고 분리막의 가용 수명을 획기적으로 연장함으로써 달성될 수 있다.The object of the present invention is to remove the solute layer and the concentration polarization layer formed on the surface of the separator by inserting a rotating disk connected to the central axis of the rotary motor between the immersion membrane unit unit to maintain a high rejection rate and permeation amount of the separator It can be achieved by significantly extending the useful life.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 침지형 분리막 모듈은 생활하수나 오수, 침출수 또는 공장이나 산업상의 활동으로 발생하는 폐수, 폐용액 등을 침지형 분리막으로 처리하거나 혹은 일반적인 분리막 공정으로 처리가 곤란한 고농도의 축산 폐수를 처리하거나 또는 점도가 높은 용액 혹은 혼합 액체 등을 분리막으로 일정 분자량 범위를 갖도록 분획(Fractionation)하거나 또는 상기 용액으로부터 염이나 이온 등 용질을 제거 분리하거나 또는 용액 내에 존재하는 콜로이드, 단백질 등 입자성 물질을 제거하거나 또는 정수장에서 정수용으로 침지형 분리막 모듈을 사용하기 위하여 판틀형 분리막 또는 이와 유사한 형태의 틀 속에 중공사막 또는 관형막을 일렬 또는 다열로 배치하여 침지식으로 사용할 경우 분리막에 의해 배제되는 물질이 분리막 표면에 잔류하여 투과저항을 일으켜 투과유속의 감소를 초래하는 공정에 유효한 침지형 고분자 또는 무기질 분리막 모듈화 장치에 관한 것이다. More specifically, the immersion membrane module according to the present invention is a high concentration livestock wastewater that is difficult to treat sewage, wastewater, waste solution, etc. generated by domestic sewage, sewage, leachate or factory or industrial activities, or immersed in a general membrane process. Or a highly viscous solution or mixed liquid to fractionate the membrane to have a certain molecular weight range or remove solutes such as salts and ions from the solution, or separate particulate matter such as colloids and proteins present in the solution. Material to be excluded by the membrane when the hollow fiber membrane or tubular membrane is placed in a row or in a row in a plate-like membrane or similar form in order to use the immersion membrane module for water purification in a water treatment plant. Sleep on The present invention relates to an immersion type available polymer or an inorganic separation membrane modular process that results in a decrease in the flux causes a transmission resistor.

또한, 본 발명에 의한 새로운 형태의 회전원반 또는 프로펠러가 장착된 침지형 분리막 모듈은, 침지형 분리막을 이용한 공정에서 일반적으로 발생하는 농도 분극이나 용질층의 형성 또는 분리막 오염 등에 의한 투과 저항층을 현저히 감소시킴으로써 분리막의 세척 주기 및 새로운 분리막 교체 주기를 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 처리수 혹은 투과액의 질을 감소시키지 않으면서 투과량을 극대화하고 장기간 분리막 모듈을 사용할 경우에도 처리수의 감소가 일반적인 분리막 모듈에 비해 현저히 적어서 장기간 분리막 모듈을 경제적으로 사용할 수 있는 모듈이다. In addition, the immersion type membrane module equipped with the new type of rotating disk or propeller according to the present invention can significantly reduce the permeation resistance layer due to concentration polarization, formation of solute layer, or contamination of the membrane generally occurring in the process using the immersion type membrane. In addition to extending membrane cleaning cycles and new membrane replacement cycles, the maximum water permeation can be maximized without reducing the quality of the treated water or permeate, and the reduction in treated water can be achieved over long-term separation membrane modules. Remarkably less, it is a module that can be used economically long-term membrane module.

본 발명은, 회전원반 또는 프로펠러가 장착된 침지형 분리막 모듈,The present invention, the immersion membrane module equipped with a rotating disk or propeller,

상기 모듈의 임의 고정된 침지형 분리막 사이에 농도분극이나 용질층을 제거하기 위해 구비된 회전 원반,A rotating disk provided to remove concentration polarization or a solute layer between any fixed immersion membranes of the module,

또는 상기 모듈의 회전 원반을 대체하여 침지형 분리막 사이에서 난류를 형성시킬 수 있는 프로펠러,Or a propeller capable of forming turbulence between the immersion type membranes by replacing the rotating disk of the module,

상기 모듈의 회전원반 또는 프로펠러를 회전시키기 위해 회전원반 또는 프로펠러가 고정되고 모터가 연결된 회전중심축, Rotating center or propeller is fixed to rotate the rotating disk or propeller of the module, the central axis of rotation of the motor is connected,

상기 모듈의 회전원반이 침지형 분리막 사이에서 회전할 때 충분히 난류를 일으킬 수 있도록 회전 원반에 부착된 방해판,A baffle plate attached to the rotating disk to cause sufficient turbulence when the rotating disk of the module rotates between the submerged membranes,

상기 모듈의 판틀형 분리막 또는 일렬 또는 다열로 배열된 판틀형 분리막과 유사한 형태를 갖는 중공사형 분리막 또는 일렬 또는 다열로 배열된 판틀형 분리막과 유사한 형태를 갖는 관형 분리막 모듈 시스템을 제공한다.Provided is a tubular membrane module system having a form similar to a hollow fiber membrane or a plate-like membrane arranged in a row or in a row, or similar to the plate-shaped membrane of the module or a plate-like membrane arranged in a row or a row.

이하, 본 발명의 분리막 모듈을 첨부하는 도면을 참고로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, described in more detail with reference to the accompanying drawings the membrane module of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 침지형 분리막 모듈을 장착하여 분리막 투과 성능을 실험하기 위한 분리막 시스템을 도시한다. 보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 분리막 시스템에서, 처리하고자 하는 대상 물질이 용액 배출관(180)이 설치된 용액조(100)에 저장되고 이 용액조에 침지형 분리막 모듈(110)이 설치되며 침지형 분리막 모듈은 개별 임의 고정되어 쉽게 이탈착이 가능하고, 침지형 분리막 모듈 사이에는 회전원반(130)이 회전 중심(140)축에 고정되어 있으며, 회전 중심축은 회전을 위해 모터(120)에 연결되어 하나의 프레임(170)을 구성하고 있다. 침지형 분리막은 회전중심축을 중심부에 두고 좌우로 각각 설치되어 두 개의 침지형 분리막 모듈이 한 쌍을 형성한다. 침지형 분리막은 각각의 흡입 차단 밸브(150)를 가지고 있어서 성능이 저하될 경우 개별적인 수리가 가능하도록 설치되어 있고, 침지형 분리막을 투과한 투과액은 집수관(270)에 집수된 후 투과수관(280)을 따라 흡입 펌프(310)에 의해 생산수조(330)로 이송되며, 진공 압력계(300) 및 흡입유량계(320)에 의해 각각 흡입압력과 생산유량이 측정된다. 여기서 처리하고자 하는 물질이 유기물이고 생물공정과 병행할 경우 폭기를 수행하도록 고안되었으며, 폭기는 공압기(220)에 의해 공기를 주입하며, 공기는 폭기 밸브(200)를 통해 폭기용 유량계(190)에서 유량이 측정된 후 용액조(100) 하부로 유입되어 폭기관(160)에서 폭기된다. 점도가 매우 크거나 혹은 고농도 물질이거나 혹은 보다 효과적인 막오염 및 농도분극을 제거하기 위하여 공기 역세정을 동시에 수행할 수 있도록 폭기-역세정 분지 솔레노이드 밸브(210) 및 흡입-역세정 분지 솔레노이드 밸브(290)를 작동시켜 공기를 역으로 주입하기 위한 장치가 설치되어 있고, 상기 역세정시 역세정을 위한 역세정 밸브(240), 역세정 공기가 흐르는 역세정관(230), 역세정 유량을 측정할 수 있는 역세정 유량계(250), 및 역세정 압력을 측정할 수 있는 역세정 압력계(260) 등이 구비되어 있다. Figure 1 shows a membrane system for testing the membrane permeation performance by mounting the immersion membrane module according to the present invention. In more detail, in the membrane system according to the present invention, the target material to be treated is stored in the solution tank 100 in which the solution discharge pipe 180 is installed, and the immersion type membrane module 110 is installed in the solution tank. The individual discreet fixed and easily detachable, and between the immersion type membrane module, the rotating disc 130 is fixed to the axis of rotation 140, the axis of rotation is connected to the motor 120 for rotation, one frame ( 170). The submerged membranes are installed on the left and right sides of the central axis of rotation so that two submerged membrane modules form a pair. The submerged membrane has respective intake shutoff valves 150 so that when the performance decreases, the submerged membrane is installed to allow individual repair. The permeate that has passed through the submerged membrane is collected in the collecting pipe 270 and then the permeate pipe 280. The suction pump 310 is transferred to the production water tank 330 along the suction pressure and the production flow rate, respectively, by the vacuum pressure gauge 300 and the suction flow meter 320. In this case, the material to be treated is organic material and is designed to perform aeration in parallel with a bioprocess, and the aeration is injected with air by the pneumatic compressor 220, and the air flows through the aeration valve 200. After the flow rate in the solution is introduced into the lower portion of the tank 100 is aerated in the aeration pipe (160). Aeration-backwash basin solenoid valve 210 and suction-backwash basin solenoid valve (290) to simultaneously perform air backwash to remove membrane fouling and concentration polarization, which are very viscous or highly concentrated, or are more effective. A device for injecting the air back by operating the back) is installed, the backwash valve 240 for backwashing during the backwashing, the backwashing pipe 230 through which the backwashing air flows, and can measure the backwashing flow rate The backwashing flowmeter 250 and the backwashing pressure gauge 260 which can measure a backwashing pressure, etc. are provided.

다음으로 도 2는 판틀형 분리막 모듈 구성을 도시한 것으로 두 장의 판틀형 분리막(502)이 내부에 다공성 혹은 미세한 채널을 갖는 판을 사이에 두고 있으며, 분리막과 판 사이에는 분리막의 강도가 높지 않을 경우 이를 보강하기 위해서 부직포를 추가할 수 있다. 침지형 분리막을 투과한 용액이 미세 채널을 따라 투과액 집수유로(501)에 모여 투과액 유출구(500)를 통해 집수관(270)으로 흐른다.Next, FIG. 2 illustrates the configuration of a plate-shaped separator module, in which two plate-shaped separators 502 have a plate having a porous or fine channel therebetween, and the strength of the separator is not high between the separator and the plate. To reinforce this, a nonwoven can be added. The solution that has passed through the immersion type membrane is collected in the permeate collecting channel 501 along the microchannel and flows through the permeate outlet 500 to the collecting pipe 270.

도 3은 투과액 유출구(510) 및 투과액 집수유로(511) 등이 상기 도 2와 동일하게 구성되어 있으나 판틀형 분리막(502)를 대체한 중공사형 분리막(512)으로 구성되어 있어서 보강재로서 부직포나 혹은 미세 채널을 갖는 판은 불필요하며, 도 4의 경우에도 투과액 유출구(520) 및 투과액 집수유로(521)은 상기 도 2 및 도 3과 동일한 구성을 가지며, 판틀형 분리막(502) 또는 중공사형 분리막(512)를 대체한 관형 분리막(522)으로 구성되어 있다.FIG. 3 shows the permeate outlet 510 and the permeate collection channel 511 as shown in FIG. 2, but are composed of a hollow fiber membrane 512 replacing the plate-shaped separator 502. The plate having the nonwoven fabric or the microchannel is unnecessary. Also, in the case of FIG. 4, the permeate outlet 520 and the permeate collection channel 521 have the same configuration as those of FIGS. 2 and 3, and the plate-type separation membrane 502 Or a tubular separator 522 replacing the hollow fiber separator 512.

도 5는 회전원반을 도시한 것으로, 회전원반은 쉽게 휘지 않는 아크릴이나 피브시(PVC) 혹은 녹슬지 않는 가벼운 금속재 등으로서 원반의 무게를 감소시키고, 난류의 발생을 촉진시키기 위해서 중심점을 중심으로 4개의 사분 면에 구멍을 뚫거나(도 5a), 불규칙하게 돌기를 심어 난류 발생이 촉진되도록 고안되었다. 회전원반은 몸체(600)와 중심축(601), 방해판(602)으로 구성되어 있다. 상기 회전원반은 회전중심축(601)에 연결되며(도 5b) 연결 개수는 설치된 침지형 분리막에 의해 결정된다.5 shows a rotating disk, which is made of acrylic, fibrous (PVC), or rust-free light metal, which reduces the weight of the disk and promotes the generation of turbulence. It is designed to facilitate the generation of turbulence by drilling holes in the quadrant (Fig. 5a) or by planting irregular projections. The rotating disc is composed of a body 600, a central axis 601, a baffle plate 602. The rotating disk is connected to the central axis of rotation (601) (Fig. 5b) the number of connections is determined by the immersion type membrane installed.

도 6은 회전원반을 대체한 회전원반과 동일한 기능을 수행하는 프로펠러를 도시한 것으로 중심부의 회전중심축(612) 및 회전날개(611)로 구성되어 있다.Figure 6 shows a propeller performing the same function as the rotating disk to replace the rotating disk is composed of a central axis of rotation 612 and the rotary blade 611.

본 발명에 사용될 수 있는 회전원반 혹은 회전 프로펠러가 분리막 표면에 목적하는 난류를 충분히 일으킬 수 있도록 분당 10 내지 500회, 바람직하게는 10 내지 300회, 더욱 바람직하게는 20 내지 200회의 회전을 수행할 수 있도록 고안되는데, 만약 분당 10회전 이하일 경우에는 분리막 표면에 목적하는 바의 난류를 형성하기 어렵고, 500회전 이상일 경우에는 난류의 효과가 이미 극대화되어 더 이상의 효과를 기대하기 어려운 반면, 동력비의 소요는 연속적으로 증가하고, 회전원반 혹은 회전 프로펠러의 내구성이 조정되어야 하며, 고속 회전에 의한 원심력으로 원반 혹은 프로펠러의 떨림으로 인한 분리막의 손상이 발생하는 등의 문제점을 지닌다.10 to 500 times per minute, preferably 10 to 300, more preferably 20 to 200 rotations can be carried out so that the rotating disk or rotating propeller that can be used in the present invention can sufficiently produce the desired turbulence on the membrane surface. If it is less than 10 revolutions per minute, it is difficult to form the desired turbulence on the surface of the membrane, and if it is more than 500 revolutions, the effect of turbulence is already maximized, so it is difficult to expect any further effect, while the cost of power is continuous. To increase, the durability of the rotating disk or the rotating propeller should be adjusted, there is a problem such as damage to the separator due to the vibration of the disk or propeller due to the centrifugal force by the high speed rotation.

이하, 본 발명의 이점은 실시 예를 통해 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시 예들에만 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the advantages of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited only to the following Examples.

<실시예 1><Example 1>

도 2의 판틀형 침지식 분리막 모듈을 도 1의 분리막 시스템에 장착한 후 0.4 중량부로 조제된 카올린 수용액으로부터 시간당 60 리터의 정속 투과유속에 따른 흡입 압력의 변화 및 배제율을 측정하였다. 이때 사용한 판틀형막은 0.2 마이크로미터 미세공을 갖는 침지형 정밀여과막으로 폴리이서설폰(Polyethersulfone)으로 제조되었다. 판틀형 침지식 분리막은 회전 중심축의 양쪽에 각각 1개씩 설치되었고, 침지식 분리막의 앞뒤에 각각 각 사분에 구멍이 뚫린 도 5의 회전원반을 장착하였다. 본 실시예에서는 시험용액의 온도는 23도로 일정하게 유지하였고, 회전 원반의 회전 유무 및 회전원반의 회전 속도에 따른 흡입 압력의 감소 효과를 비교하기 위하여 회전원반이 회전하지 않는 경우와 분당 40, 60, 80, 100, 120회전을 할 경우로 나누어서 각각의 경우에 대해 1시간 동안 실시 후 이들 결과를 비교하여 도 7에 운전 시간에 따른 흡입압력의 변화를 나타내었고, 표 1에 각각에 대한 배제율을 시험 실시 초기, 30분 후, 1시간 후에 각각 측정하여 나타내었다.  After mounting the plate-type submerged membrane module of FIG. 2 in the membrane system of FIG. 1, the change in suction pressure and the exclusion rate were measured according to a constant permeation flux of 60 liters per hour from an aqueous solution of 0.4 parts by weight of kaolin. At this time, the plate-shaped membrane used was made of polyethersulfone as an immersion type microfiltration membrane having 0.2 micrometer micropores. Plate-type submerged membranes were installed on each side of the central axis of rotation one by one, and the disks of Figure 5 each of which was drilled in each of the four front and rear of the submerged membrane. In this example, the temperature of the test solution was kept constant at 23 degrees, and in order to compare the effect of reducing the suction pressure according to the presence or absence of the rotation disk and the rotation speed of the rotation disk, the rotation disk did not rotate and 40, 60 per minute. , 80, 100, and 120 rotations were divided into the case of 1 hour for each case and compared with these results, the change in suction pressure according to the operating time is shown in Figure 7, the exclusion rate for each in Table 1 Were measured and shown at the beginning of the test run, after 30 minutes, and after 1 hour, respectively.

0 회전/분0 turns / min 40회전/분40 turns / min 60회전/분60 turns / min 80회전/분80 turns / min 100회전/분100 revolutions / minute 120회/분120 times / min 실험초기Initial experiment 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9999.99 99.9399.93 99.9399.93 30분 후30 minutes later 99.9599.95 99.9699.96 99.9699.96 99.9999.99 99.9499.94 99.9299.92 1시간 후1 hour later 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9999.99 99.9599.95 99.9299.92

이때 투과액의 농도는 탁도계를 이용하여 각각의 농도에 대하여 탁도를 측정한 후 이 측정값으로부터 탁도계 검량선을 구하고 실험 용액의 탁도를 측정, 탁도계 검량선에 의해 얻어진 값이며, 농도 배제율은 (1-(투과용액의 농도/공급용액의 농도))X100 이고, 어느 실험에서나 99 퍼센트 이상의 배제율을 얻었다. 회전 원반을 회전시키지 않은 경우 흡입압력은 초기 기준 게이지 압력을 0으로 했을 때 시험 수행 한 시간 후에는 수은주 30 밀리미터 높이로 상승하였다. 반면에 회전원반을 분당 120회전할 경우 흡입압력은 수은주 8 밀리미터로 약 4분 1 수준으로 감소하였다. 이는 막오염이나 농도 분극이 감소하여 분리막 시스템이 4배 정도 향상되었음을 보여준다. At this time, the concentration of permeate is measured by measuring the turbidity for each concentration using the turbidimeter, and then obtained the turbidimeter calibration curve from the measured value, the turbidity of the test solution is measured and obtained by the turbidimeter calibration curve. (Concentration of permeate solution / concentration of feed solution) X100, and at least 99 percent rejection was obtained in any experiment. If the rotating disc was not rotated, the suction pressure rose to a height of 30 millimeters of mercury after one hour of testing when the initial reference gauge pressure was zero. On the other hand, when the rotating disk was rotated 120 minutes per minute, the suction pressure was reduced to about 4 minutes by 8 millimeters of mercury. This shows that the membrane system is up to four times better due to reduced membrane fouling and concentration polarization.

<실시예 2><Example 2>

도 1의 분리막 시스템에 도 3의 중공사형 침지식 분리막 모듈을 장착한 후 하수처리장 호기조 활성 슬러지로부터 시간당 100 리터의 정속 투과유속에 따른 흡입 압력의 변화 및 배제율을 측정하였다. 이때 사용한 중공사형 침지식 분리막은 0.2 마이크로미터 미세공을 갖는 침지형 정밀여과막으로 폴리설폰(Polysulfone)으로 제조되었다. 중공사형 침지식 분리막은 회전 중심축의 양쪽에 각각 1개씩 설치되었고, 침지식 분리막의 앞뒤에 각각 각 사분에 구멍이 뚫린 도 5의 회전원반을 장착하였다. 본 실시예는 활성 슬러지 조에서 수행되어 도 1의 시스템에 장착된 폭기조를 동시 운전하였으며, 폭기는 압축 공기를 사용하였고, 분당 30 리터로 투입하였다. 본 실시예에서는 시험용액의 온도는 24도로 일정하게 유지하였고, 회전 원반의 회전 유무 및 회전원반의 회전 속도에 따른 흡입압력의 감소 효과를 비교하기 위하여 회전원반이 회전하지 않는 경우와 분당 40, 60, 80, 120회전을 할 경우로 나누어서 각각의 경우에 대해 1시간 30분 동안 실시 후 이들 결과를 비교하여 표 2에 운전 시간에 따른 흡입압력의 변화를 나타내었고 표 3에 각각에 대한 배제율을 시험 실시 초기, 30분 후, 90분 후에 각각 측정하여 나타내었다. After the hollow fiber type immersion membrane module of FIG. 3 was mounted in the membrane system of FIG. 1, the change in suction pressure and rejection rate were measured according to a constant permeation flux of 100 liters per hour from an aerobic activated sludge of a sewage treatment plant. The hollow fiber type immersion membrane used at this time was made of polysulfone (Polysulfone) as an immersion type microfiltration membrane having 0.2 micrometer micropores. Hollow fiber type immersion membrane was installed one each on both sides of the rotational central axis, and the rotary disk of Figure 5 is equipped with holes in each quadrant before and after the immersion membrane. This example was run in an activated sludge bath to simultaneously run the aeration tank mounted in the system of FIG. 1, which used compressed air and was charged at 30 liters per minute. In this example, the temperature of the test solution was kept constant at 24 degrees, and in order to compare the effect of reducing the suction pressure according to the presence or absence of the rotation disk and the rotation speed of the rotation disk, the rotation disk did not rotate and 40, 60 per minute. , 80, and 120 rotations were performed for 1 hour and 30 minutes in each case, and these results were compared. Table 2 shows the change in suction pressure according to the operating time. Table 3 shows the exclusion rate for each. It measured and showed after the initial test run 30 minutes and 90 minutes, respectively.

시간(분)Minutes 0 회전/분0 turns / min 40회전/분40 turns / min 60회전/분60 turns / min 80회전/분80 turns / min 120회전/분120 revolutions / minute 00 00 00 0.00.0 00 00 1010 3.63.6 6.26.2 6.26.2 5.35.3 2.72.7 2020 8.98.9 12.412.4 13.413.4 10.610.6 7.17.1 3030 15.115.1 19.519.5 18.718.7 16.016.0 10.710.7 4040 23.123.1 25.825.8 24.924.9 20.420.4 13.413.4 5050 32.932.9 36.436.4 28.528.5 24.924.9 16.016.0 6060 42.742.7 45.345.3 34.734.7 28.428.4 18.718.7 7070 54.354.3 54.254.2 41.041.0 32.032.0 19.619.6 8080 73.073.0 64.064.0 45.445.4 33.833.8 22.322.3 9090 92.592.5 72.972.9 54.354.3 39.139.1 23.123.1

0 회전/분0 turns / min 40회전/분40 turns / min 60회전/분60 turns / min 80회전/분80 turns / min 120회/분120 times / min 실험초기Initial experiment 98.9598.95 96.7596.75 98.5598.55 98.7998.79 99.1399.13 30분 후30 minutes later 97.8597.85 98.9298.92 99.1699.16 98.2198.21 98.8298.82 90분 후90 minutes later 98.6798.67 96.9396.93 97.4597.45 99.7499.74 97.9797.97

회전원반을 회전시키지 않은 경우 흡입압력은 초기 기준 게이지 압력을 0 으로 했을 때 시험 수행 90분 후에는 수은주 92.5 밀리미터 높이로 상승하였다. 반면에 회전원반을 분당 60 회전할 경우 흡입압력은 수은주 54.3 밀리미터로 감소하였으며, 회전원반을 분당 120 회전할 경우 흡입압력은 수은주 23.1 밀리미터로 더욱 감소하여 회전원반을 회전시키지 않은 경우와 비교하여 약 3분 1 수준으로 감소하였고, 이는 막오염이나 농도 분극이 감소하여 분리막 시스템이 3배 정도 향상되었음을 보여준다. 이러한 시스템 향성에도 불구하고 배제율은 하락하지 않았으며 어느 경우에나 95 퍼센트 이상의 배제율을 나타내고 있다.If the disc was not rotated, the suction pressure rose to a height of 92.5 millimeters of mercury 90 minutes after the test with the initial reference gauge pressure at zero. On the other hand, when rotating the rotating disc 60 revolutions per minute, the suction pressure decreased to 54.3 millimeters of mercury, and when rotating the rotating disc 120 rotations per minute, the suction pressure decreased further to 23.1 millimeters of mercury. It was reduced to minute 1 level, which showed that the membrane system improved by 3 times due to the reduction of membrane contamination or concentration polarization. Despite this system orientation, the rejection rate did not drop, and in all cases the exclusion rate was over 95 percent.

<실시예 3><Example 3>

도 1의 분리막 시스템에 도 4의 관형 침지식 분리막 모듈을 장착한 후 <실시예 2>의 방법으로 하수처리장 호기조 활성 슬러지로부터 시간당 100 리터의 정속 투과유속에 따른 흡입압력의 변화 및 배제율을 측정하여 표 4 및 표 5에 나타내었다. 이때 사용한 관형 분리막은 0.2 마이크로미터 미세공을 갖는 정밀여과막으로 내부 직경이 6 밀리미터의 세라믹으로 제조되었다. After the tubular immersion membrane module of FIG. 4 is mounted in the membrane system of FIG. It is shown in Table 4 and Table 5. The tubular separator used at this time was a microfiltration membrane having 0.2 micrometer micropores and was made of a ceramic having an inner diameter of 6 millimeters.

시간(분)Minutes 0 회전/분0 turns / min 40회전/분40 turns / min 60회전/분60 turns / min 80회전/분80 turns / min 120회전/분120 revolutions / minute 00 00 00 0.00.0 00 00 1010 6.66.6 6.26.2 6.46.4 4.34.3 3.73.7 2020 10.110.1 9.29.2 10.110.1 9.69.6 6.86.8 3030 15.115.1 14.014.0 13.713.7 12.812.8 9.89.8 4040 24.324.3 23.123.1 21.421.4 17.417.4 12.012.0 5050 33.733.7 33.433.4 29.629.6 25.925.9 14.714.7 6060 45.845.8 45.845.8 37.737.7 30.930.9 16.616.6 7070 58.358.3 51.251.2 42.042.0 38.538.5 18.918.9 8080 76.176.1 69.169.1 45.945.9 42.242.2 19.719.7 9090 98.498.4 82.882.8 55.455.4 45.145.1 21.121.1

0 회전/분0 turns / min 40회전/분40 turns / min 60회전/분60 turns / min 80회전/분80 turns / min 120회/분120 times / min 실험초기Initial experiment 99.9599.95 99.4699.46 98.6798.67 99.8999.89 99.0399.03 30분 후30 minutes later 99.7699.76 99.1199.11 99.4399.43 99.4099.40 98.9298.92 90분 후90 minutes later 99.1799.17 98.7898.78 98.8798.87 99.3299.32 99.8899.88

회전원반을 회전시키지 않은 경우 흡입압력은 초기 기준 게이지 압력을 0으로 했을 때 시험 수행 90분 후에는 수은주 98.4 밀리미터 높이로 상승하였다. 반면에 회전원반을 분당 60 회전할 경우 흡입압력은 수은주 55.4 밀리미터로 감소하였으며, 회전원반을 분당 120 회전할 경우 흡입압력은 수은주 21.1 밀리미터로 더욱 감소하여 회전원반을 회전시키지 않은 경우와 비교하여 약 4분 1 수준 이상으로 감소하였고, 이는 막오염이나 농도 분극이 감소하여 분리막 시스템이 4배 이상 향상되었음을 보여주고, 어느 경우에나 98 퍼센트 이상의 배제율을 나타내고 있다.If the disc was not rotated, the suction pressure rose to a height of 98.4 millimeters of mercury 90 minutes after the test with the initial reference gauge pressure at zero. On the other hand, when rotating the rotating disc 60 revolutions per minute, the suction pressure decreased to 55.4 millimeters of mercury, and when rotating the rotating disc 120 rotations per minute, the suction pressure was further reduced to 21.1 millimeters of mercury. It has been reduced to more than one minute level, which shows that membrane fouling or concentration polarization has been reduced, resulting in a four-fold improvement in the membrane system, and in all cases an exclusion rate of more than 98 percent.

<실시예 4><Example 4>

도 2의 판틀형 침지식 분리막 모듈을 도 1의 분리막 시스템에 장착하고, 도 6의 회전 프로펠러를 회전원반으로 대체하여 장착한 후 <실시예 1>의 방법으로 실시하여 그 결과를 표 6 및 표 7에 각각 나타내었다. The plate-type submerged membrane module of FIG. 2 was mounted in the membrane system of FIG. 1, and the rotary propeller of FIG. 7 is shown respectively.

시간(분)Minutes 0 회전/분0 turns / min 40회전/분40 turns / min 60회전/분60 turns / min 80회전/분80 turns / min 100회전/분100 revolutions / minute 120회전/분120 revolutions / minute 00 00 00 00 00 00 00 55 5.45.4 5.45.4 5.45.4 3.63.6 00 00 1010 7.27.2 7.27.2 7.27.2 5.45.4 3.63.6 3.63.6 1515 11.711.7 9.09.0 9.09.0 6.36.3 5.45.4 3.63.6 2020 12.612.6 11.711.7 11.711.7 7.27.2 5.45.4 3.63.6 2525 13.513.5 13.513.5 12.612.6 8.18.1 7.27.2 5.45.4 3030 15.315.3 15.315.3 15.315.3 9.09.0 7.27.2 5.45.4 3535 19.019.0 18.518.5 17.117.1 11.711.7 7.27.2 6.36.3 4040 20.820.8 19.919.9 18.518.5 13.513.5 8.18.1 6.36.3 4545 23.523.5 22.622.6 19.919.9 15.315.3 8.18.1 6.36.3 5050 26.126.1 23.523.5 21.721.7 18.518.5 9.99.9 7.27.2 5555 28.028.0 25.325.3 23.023.0 20.820.8 10.810.8 8.18.1 6060 28.928.9 26.226.2 25.325.3 21.721.7 13.013.0 8.18.1

0 회전/분0 turns / min 40회전/분40 turns / min 60회전/분60 turns / min 80회전/분80 turns / min 100회전/분100 revolutions / minute 120회/분120 times / min 실험초기Initial experiment 99.9499.94 99.9599.95 99.9599.95 99.9699.96 99.9699.96 99.9799.97 30분 후30 minutes later 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9699.96 99.9599.95 99.9599.95 1시간 후1 hour later 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95 99.9599.95

본 실시예의 결과도 <실시예1>과 유사한 결과를 얻었다. 어느 실험에서나 99 퍼센트 이상의 배제율을 얻었으며, 회전 프로펠러를 회전시키지 않은 경우 흡입압력은 초기 기준 게이지 압력을 0으로 했을 때 시험 수행 한 시간 후에는 수은주 28.9 밀리미터 높이로 상승하였다. 반면에 회전프로펠러를 분당 120회전할 경우 흡입압력은 수은주 8.1 밀리미터로 약 4분 1 수준으로 감소하였다. 이는 상기 실시에에서와 마찬가지로 막오염이나 농도 분극이 감소하여 분리막 시스템이 4배 정도 향상되었음을 보여준다. The results of this example were also similar to those of <Example 1>. In all experiments, a rejection rate of more than 99 percent was obtained and the suction pressure rose to a height of 28.9 millimeters of mercury after one hour of testing when the initial reference gauge pressure was zero without rotating the rotating propeller. On the other hand, when the rotary propeller was rotated at 120 revolutions per minute, the suction pressure was reduced to 8.1 millimeters of mercury. This shows that membrane fouling or concentration polarization was reduced as in the above embodiment, and the membrane system was improved by 4 times.

<비교실시예 1 내지 4><Comparative Examples 1 to 4>

회전원반이 장착된 침지형 분리막 시스템의 성능을 비교하기 위하여 회전원반 또는 회전 프로펠러가 회전하지 않는 침지형 분리막 시스템에 대한 흡입압력과 배제율 등 침지형 분리막 모듈의 투과 특성에 대한 실험을 <실시예 1> 내지 <실시예 4> 의 방법으로 실시하였으며, 실시 결과는 이상의 실시 예 1 내지 4 에서 비교 자료로 나타내었다. In order to compare the performance of the immersion type membrane system equipped with a rotating disk, experiments on the permeation characteristics of the immersion type membrane module such as suction pressure and rejection rate for the immersion type membrane system in which the rotating disk or the rotating propeller does not rotate are carried out. It carried out by the method of <Example 4>, the results are shown as comparative data in the above Examples 1 to 4.

본 발명에 따른 회전원반 또는 회전 프로펠러가 장착된 침지형 분리막 시스템은 분리막 표면 또는 근처에서 형성되는 막오염이나 농도 분극 등에 의해 야기되는 투과 저항층에 의해 발생하는 투과유속의 감소 또는 흡입압력의 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 회전원반 또는 회전 프로펠러가 장착된 분리막 시스템을 이용하여 식품산업에서의 쥬스의 농축이나, 유제품 농축, 하수 처리, 폐수 처리, 축산분뇨 처리, 침출수 처리, 정수 시설 및 생물산업 등에 적용할 수 있으므로 보다 폭넓게 침지형 분리막 시스템을 응용할 수 있다.Immersion type membrane system equipped with a rotating disk or a rotating propeller according to the present invention suppresses the decrease in permeation flux or increase in suction pressure caused by the permeation resistance layer caused by membrane contamination or concentration polarization formed on or near the membrane. can do. Therefore, by using the membrane system equipped with the rotary disk or rotary propeller of the present invention, it is applicable to the concentration of juice in the food industry, dairy product concentration, sewage treatment, wastewater treatment, livestock waste treatment, leachate treatment, water purification facilities and biological industries, etc. This makes it possible to apply a wider immersion membrane system.

Claims (8)

침지형 분리막 시스템을 사용함에 있어서 침지형 분리막은 회전 중심축을 중앙에 두고 좌우로 임의 고정되고, 또한 개개의 분리가 가능하며, 고정된 분리막 사이에 회전원반을 장착하고 회전원반의 중심에 회전중심축을 가지며 중심축은 회전하는 모터에 연결되어 있어서 모터의 회전에 따라 회전원반이 분리막 사이에서 회전하고 용액조에는 폭기 설비가 갖추어진 침지형 분리막 시스템.In using the immersion type membrane system, the immersion type membrane can be fixed arbitrarily from side to side with the central axis of rotation as the center, and can be separated separately. The rotating disk is mounted between the fixed membranes and the central axis of rotation is located at the center of the rotating disk. The shaft is connected to a rotating motor, so that the rotating disk rotates between the membranes in accordance with the rotation of the motor, the solution tank is immersion type membrane system equipped with aeration equipment. 제 1항에 있어서, 회전원반은 처리수 내에서 회전함에 따라 충분한 난류를 일으킬 수 있도록 방해판이 설치되어 있는 침지형 분리막 모듈 시스템The immersion type membrane module system according to claim 1, wherein the rotating disk is provided with a baffle plate to generate sufficient turbulence as it rotates in the treated water. 제 1항에 있어서, 회전원반 대신 회전 프로펠러가 장착된 침지형 분리막 모듈 시스템The immersion type membrane module system according to claim 1, wherein a rotary propeller is mounted instead of a rotating disk. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 회전원반 혹은 회전 프로펠러는 충분한 난류를 형성할 수 있도록 분당 20 내지 200회전을 수행하는 침지형 분리막 시스템The submerged membrane system according to claim 2 or 3, wherein the rotating disk or the rotating propeller performs 20 to 200 revolutions per minute so as to form sufficient turbulence. 제 1항에 있어서, 분리막은 시스템으로부터 이탈착 가능한 침지형으로 판틀형, 중공사막, 또는 관형막으로 이루어진 침지형 분리막.The immersion type separation membrane according to claim 1, wherein the separation membrane is a plate-type, hollow fiber membrane, or tubular membrane in an immersion type detachable from the system. 제 4 항에 있어서, 침지형 분리막은 분리막 시트를 다공성 판 양면에 부착시키고 분리막을 투과한 용액은 다공성 판에 새겨진 미세 유로를 따라 양단면으로 이동하며 양단면에 설치된 유로를 따라 흡입 압력에 의해 밖으로 배출되도록 하는 침지형 분리막 모듈.The method of claim 4, wherein the immersed membrane attaches the membrane sheet to both sides of the porous plate, and the solution passing through the membrane moves to both ends along the micropath engraved on the porous plate and is discharged out by suction pressure along the flow path installed at both ends. Immersion type membrane module to ensure. 제 4 항에 있어서, 침지형 분리막은 중공사막으로서 중공사막을 1 내지 10열의 폭을 가지며 횡렬로 길게 배치되도록 하고 중공사막을 투과한 투과액은 상, 하면에 구비된 집수 유로로 이동하며, 상, 하면에 구비된 유로를 따라 흡입 압력에 의해 밖으로 배출되도록 하는 침지형 분리막 모듈. The method of claim 4, wherein the immersion type separation membrane is a hollow fiber membrane so that the hollow fiber membrane has a width of 1 to 10 rows and is arranged long in a row, and the permeate that has passed through the hollow fiber membrane moves to a collecting channel provided on the upper and lower surfaces. Immersion type membrane module to be discharged out by the suction pressure along the flow path provided on the lower surface. 제 4 항에 있어서, 침지형 분리막은 관형막으로서 관형막을 1 내지 10열의 폭을 가지며 횡렬로 길게 배치되도록 하고 관형막을 투과한 투과액은 상, 하면에 구비된 집수 유로로 이동하며, 상, 하면에 구비된 유로를 따라 흡입 압력에 의해 밖으로 배출되도록 하는 침지형 분리막 모듈. The method of claim 4, wherein the immersion type membrane is a tubular membrane so that the tubular membrane has a width of 1 to 10 rows and is arranged long in a row, and the permeate that has passed through the tubular membrane moves to a collecting flow path provided on the upper and lower surfaces. Immersion type membrane module to be discharged out by the suction pressure along the flow path provided.
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