KR101777554B1 - Filtering Apparatus and Hollow Fiber Membrane Module Therefor - Google Patents

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Abstract

용이하게 설치될 수 있고, 안전하고 편하게 유지 관리될 수 있고, 높은 중공사막 모듈 집적도를 갖고, 표준화에 적합하고, 우수한 드레인(drain) 효율을 가지며, 높은 상품성을 갖는 침지식 여과 장치 및 이를 위한 중공사막 모듈이 개시된다. 본 발명의 여과 장치는, 처리되어야 할 원수(feed water)가 유입되는 탱크 - 상기 탱크는 그 내부에 제1 단차면, 및 상기 제1 단차면의 반대 측에 제2 단차면을 가짐 - ; 및 상기 탱크 내에 유입된 원수에 침지되는 중공사막 모듈 - 상기 중공사막 모듈은 제1 및 제2 헤더들과 이들 사이의 중공사막을 포함함 - 을 포함하되, 상기 제1 헤더의 제1 및 제2 말단부들이 상기 제1 및 제2 단차면들에 의해 각각 지지된다.A sinking filtration device which can be easily installed, can be safely and easily maintained, has a high integration density of hollow fiber membrane modules, is suitable for standardization, has an excellent drain efficiency, has high merchantability, A desert module is disclosed. The filtration apparatus of the present invention comprises a tank into which feed water to be treated flows, the tank having a first stepped surface inside thereof and a second stepped surface opposite to the first stepped surface; And a hollow fiber membrane module immersed in raw water introduced into the tank, the hollow fiber membrane module comprising first and second headers and a hollow fiber membrane therebetween, wherein the first and second End portions are respectively supported by the first and second stepped surfaces.

Description

여과 장치 및 이를 위한 중공사막 모듈{Filtering Apparatus and Hollow Fiber Membrane Module Therefor}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a filtration apparatus and a hollow fiber membrane module,

본 발명은 여과 장치 및 이를 위한 중공사막 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a filtration apparatus and a hollow fiber membrane module therefor.

유체로부터 오염물질을 제거하여 정수하는 수처리 방법으로는 가열이나 상변화를 이용하는 방법과 여과막을 이용하는 방법이 있다.As a water treatment method for purifying contaminants from a fluid, there is a method using heating or phase change or a method using a filtration membrane.

여과막의 세공 크기에 따라 원하는 수질이 안정적으로 얻어질 수 있으므로, 여과막을 이용하는 방법이 가열이나 상변화를 이용하는 방법에 비해 공정의 신뢰도가 높다는 장점이 있다. 또한, 여과막을 이용할 경우 가열 등의 조작이 필요 없기 때문에, 미생물을 이용하는 분리 공정에서 미생물이 열에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.Since the desired quality of water can be stably obtained depending on the pore size of the filtration membrane, the method using the filtration membrane is advantageous in that the reliability of the process is higher than the method using heating or phase change. Further, when a filtration membrane is used, operation such as heating is not required, so that microorganisms can be prevented from being affected by heat in a separation step using microorganisms.

여과막을 이용한 분리 방법 중 하나로는 중공사 형태의 막을 이용하는 방법이 있다. 전통적으로 중공사막은 무균수, 음용수, 초순수 제조 등 정밀 여과 분야에 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 하/폐수처리, 정화조에서의 고액 분리, 산업폐수에서의 부유 물질(SS : Suspended Solid) 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과, 및 수영장 물의 여과 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.One of the separation methods using a filtration membrane is a method using a hollow fiber membrane. Traditionally, hollow fiber membranes have been widely used in the field of microfiltration such as sterile water, drinking water, and ultrapure water production. Recently, however, they have been used for treating sewage / wastewater, solid-liquid separation in septic tanks, removal of suspended solid (SS) Filtration of industrial water, filtration of pool water, and the like.

중공사막을 이용한 여과 방법은 그 운전 방식에 따라 침지식과 가압식으로 분류될 수 있다.The filtration method using the hollow fiber membrane can be classified into the immersion type and the pressurization type according to the operation mode.

가압식의 경우, 모듈 케이스 내에 중공사막 다발이 존재한다. 상기 모듈 케이스 내로 원수(feed water)가 소정 압력 이상으로 공급됨으로써 오염 물질을 제외한 유체만이 중공사막을 선택적으로 투과하게 된다. In the case of the pressurized type, there is a bundle of hollow fiber membranes in the module case. Feed water is supplied to the module case at a predetermined pressure or more, so that only the fluid excluding the contaminant selectively permeates the hollow fiber membrane.

침지식의 경우, 지면(surface of ground) 아래에 형성된 수조에 처리되어야 할 원수가 채워져 있는 상태에서 중공사막 다발이 침지된다. 중공사막이 원수에 침지된 상태에서 중공사막 내부에 음압이 가해짐으로써 오염 물질을 제외한 유체만이 중공사막을 선택적으로 투과하게 된다.In the case of immersion, the hollow fiber membrane bundle is immersed in a water tank formed below the surface of the ground and filled with raw water to be treated. When the hollow fiber membrane is immersed in the raw water, negative pressure is applied to the inside of the hollow fiber membrane, so that only the fluid excluding the contaminant selectively permeates the hollow fiber membrane.

모듈 케이스 내에 중공사막이 높은 패킹 밀도(packing density)로 존재하기 때문에, 가압식은 침지식에 비해 중공사막의 오염에 상대적으로 취약하다는 단점이 있다. 따라서, 오염물질의 농도가 비교적 높은 물을 처리할 때는 침지식이 주로 이용된다.Since the hollow fiber membrane exists in the module case at a high packing density, the pressing type has a disadvantage that it is relatively vulnerable to the contamination of the hollow fiber membrane as compared with the immersion method. Therefore, immersion is mainly used when treating water having a relatively high concentration of contaminants.

그러나, 각각의 중공사막 모듈을 배관에 연결하기만 하면 되는 가압식에 비해 침지식은 지면 아래에 수조를 형성하고 그 수조의 형태 및 크기에 따라 중공사막 모듈을 수조 내에 적절하게 배열시켜야 한다는 점에서 불편하다.However, compared with a pressurizing type in which each hollow fiber membrane module is only connected to a pipe, the immersion is required to form a water tank below the ground and properly arrange the hollow fiber membrane modules in the water tank according to the shape and size of the water tank. Do.

이 밖에도, 침지식은 i) 여과 시스템의 유지 관리를 위해 사람이 지면 아래에 형성된 수조로 내려가야 한다는 점에서 불편하고 위험하고, ii) 여과 과정에서 수조 내에 쌓이는 슬러지를 주기적으로 제거하여야 하는 번거로움을 수반하며, iii) 다수의 중공사막 모듈들이 프레이 구조에 장착된 상태에서 원수에 침지되기 때문에 중공사막 모듈의 집적도를 향상시키는데 한계가 있었다.In addition, immersion is uncomfortable and dangerous in that i) the person must go down to the water tank formed below the ground for maintenance of the filtration system, ii) the trouble of periodically removing the sludge accumulated in the water tank in the filtration process And iii) since many of the hollow fiber membrane modules are immersed in the raw water in a state where the hollow fiber membrane modules are mounted on the free structure, there is a limit to improve the degree of integration of the hollow fiber membrane modules.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 여과 장치 및 이를 위한 중공사막 모듈에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is directed to a filtration apparatus and a hollow fiber membrane module therefor that can prevent problems due to limitations and disadvantages of the related art.

본 발명의 일 관점은, 용이하게 설치될 수 있고, 안전하고 편하게 유지 관리될 수 있고, 높은 중공사막 모듈 집적도를 갖고, 표준화에 적합하고, 우수한 드레인(drain) 효율을 가지며, 높은 상품성을 갖는 침지식 여과 장치를 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a method of manufacturing a hollow fiber membrane module which can be easily installed, can be safely and conveniently maintained, has a high hollow fiber membrane module density, is suitable for standardization, has excellent drain efficiency, And to provide a knowledge filtering apparatus.

본 발명의 다른 관점은, 용이하게 설치될 수 있고, 안전하고 편하게 유지 관리될 수 있고, 높은 중공사막 모듈 집적도를 갖고, 표준화에 적합하고, 우수한 드레인 효율을 가지며, 높은 상품성을 갖는 침지식 여과 장치에 적용될 수 있는 중공사막 모듈을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide a submerged filtration device which can be easily installed, can be safely and conveniently maintained, has a high degree of hollow fiber membrane module integration, is suitable for standardization, has excellent drain efficiency, The present invention provides a hollow fiber membrane module that can be applied to a hollow fiber membrane module.

위에서 언급된 본 발명의 관점들 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. Other features and advantages of the invention will be set forth in the description which follows, or may be learned by those skilled in the art from the description.

위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 처리되어야 할 원수(feed water)가 유입되는 탱크 - 상기 탱크는 그 내부에 제1 단차면, 및 상기 제1 단차면의 반대 측에 제2 단차면을 가짐 - ; 및 상기 탱크 내에 유입된 원수에 침지되는 중공사막 모듈 - 상기 중공사막 모듈은 제1 및 제2 헤더들과 이들 사이의 중공사막을 포함함 - 을 포함하되, 상기 제1 헤더의 제1 및 제2 말단부들이 상기 제1 및 제2 단차면들에 의해 각각 지지되는 것을 특징으로 하는 여과 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention as described above, a tank into which feed water to be treated flows, the tank having a first stepped surface in the interior thereof and a second stepped surface opposite to the first stepped surface, -; And a hollow fiber membrane module immersed in raw water introduced into the tank, the hollow fiber membrane module comprising first and second headers and a hollow fiber membrane therebetween, wherein the first and second And the end portions are respectively supported by the first and second stepped surfaces.

본 발명의 다른 관점에 따라, 내부에 집수 공간을 갖는 제1 헤더; 제1 포팅층을 통해 일단이 상기 제1 헤더에 고정되어 있으며, 상기 제1 헤더의 집수 공간과 유체 연통하는 중공사막; 상기 중공사막의 타단이 제2 포팅층을 통해 고정되어 있는 제2 헤더를 포함하되, 상기 제1 헤더의 길이가 상기 제2 헤더의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus comprising: a first header having a catchment space therein; A hollow fiber membrane having one end fixed to the first header through a first potting layer and in fluid communication with the collecting space of the first header; And a second header in which the other end of the hollow fiber membrane is fixed through a second potting layer. The length of the first header is longer than the length of the second header.

위와 같은 본 발명에 대한 일반적 서술은 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.The foregoing general description of the present invention is intended to be illustrative of or explaining the present invention, but does not limit the scope of the present invention.

내부에 중공사막 모듈이 장착된 탱크를 가압식 여과장치와 유사한 방식으로 배관에 연결하면 되기 때문에, 본 발명의 여과 장치는 침지식 여과 장치임에도 불구하고 그 설치의 편리성 면에서 가압식 여과장치에 못지 않은 이점이 있다.Since the tank in which the hollow fiber membrane module is mounted can be connected to the pipe in a manner similar to the pressure filtration device, the filtration device of the present invention is not limited to the submerged filtration device, There is an advantage.

또한, 본 발명의 침지식 여과 장치의 탱크는 지상에 위치하기 때문에 여과 장치의 유지 관리가 더욱 안전하고 편리하게 수행될 수 있고, 탱크 내에서 발생하는 슬러지가 중력에 의해 자연스럽게 배출될 수 있기 때문에 우수한 드레인 효율을 갖는다.Further, since the tank of the submerged filtration apparatus of the present invention is located on the ground, the maintenance of the filtration apparatus can be performed more safely and conveniently, and the sludge generated in the tank can be discharged naturally by gravity, Drain efficiency.

또한, 본 발명의 침지식 여과 장치에 따르면, 중공사막 모듈이 탱크 내에 직접 장착되기 때문에 별도의 프레임 구조를 요하지 않고, 그 결과 중공사막 모듈의 집적도를 향상시킬 수 있다.Further, according to the submerged filtration apparatus of the present invention, since the hollow fiber membrane module is directly mounted in the tank, a separate frame structure is not required, and as a result, the degree of integration of the hollow fiber membrane module can be improved.

또한, 본 발명의 침지식 여과 장치에 따르면, 탱크의 집수공간을 탱크 내의 처리되어야 할 원수의 수위보다 낮은 곳에 위치시킴으로써 여과 작업에 필요한 에너지 양을 절감할 수 있다.Further, according to the submerged filtration apparatus of the present invention, the amount of energy required for the filtration operation can be reduced by placing the water collecting space of the tank lower than the water level of the raw water to be treated in the tank.

또한, 본 발명의 침지식 여과 장치는 표준화에 유리할 뿐만 아니라, 지상 위에 설치되기 때문에 외관을 수려하게 함으로써 그 상품성을 향상시킬 수 있다.Further, the submerged filtration apparatus of the present invention is not only advantageous in standardization but also installed on the ground, so that its appearance can be enhanced, thereby improving its merchantability.

이 밖에도, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악되어질 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly understood through the practice of the present invention.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 여과 장치의 A-A' 라인을 따른 단면도이고,
도 3은 도 1의 여과 장치의 B-B' 라인을 따른 단면도이고,
도 4는 도 2의 단면도에서 중공사막 모듈이 제거된 모습을 나타내고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈의 사시도이고,
도 6은 도 5의 중공사막 모듈의 A-A' 라인을 따른 단면도이며,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 중공사막 모듈이 탱크의 단차면에 고정되는 방법을 예시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a perspective view of a filtration apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view along the line AA 'of the filtration apparatus of FIG. 1,
3 is a cross-sectional view along line BB 'of the filtration apparatus of FIG. 1,
FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 2 showing a state in which the hollow fiber membrane module is removed,
5 is a perspective view of a hollow fiber membrane module according to an embodiment of the present invention,
6 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of the hollow fiber membrane module of FIG. 5,
FIG. 7 illustrates a method in which a hollow fiber membrane module is fixed to a tank surface of a tank according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 여과 장치 및 이를 위한 중공사막 모듈의 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of a filtration apparatus according to the present invention and a hollow fiber membrane module for the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 여과 장치는 도 1에 예시되어 있는 형태의 탱크(100)를 포함한다. 처리되어야 할 원수가 원수 유입구(130)를 통해 탱크(100) 내로 유입된다. 탱크(100) 내에 장착된 중공사막(미도시)을 투과한 생산수는 생산수 배출구(121)를 통해 탱크(100) 밖으로 배출된다. 즉, 생산수 배출구(121)를 통해 중공사막에 음압이 제공된다.The filtration apparatus of the present invention includes a tank 100 of the type illustrated in FIG. The raw water to be treated flows into the tank 100 through the raw water inlet 130. The produced water that has permeated through the hollow fiber membrane (not shown) installed in the tank 100 is discharged to the outside of the tank 100 through the produced water outlet 121. That is, negative pressure is provided to the hollow fiber membrane through the production water outlet 121.

여과 작업의 수행으로 인해 발생한 슬러지의 원활한 배출을 위하여, 본 발명의 탱크(100)는 그 하부에 상광하협 형태의 슬러지 배출부(140)를 포함할 수 있다. 슬러지 배출부(140)의 이러한 형태에도 불구하고 탱크(100)가 지상에 안정되게 지지되기 위하여 본 발명의 탱크(100)는 슬러지 배출부(140)의 높이보다 긴 다리들(150)을 더 포함할 수 있다.In order to smoothly discharge the sludge generated by performing the filtration operation, the tank 100 of the present invention may include a sludge discharging part 140 in the form of a superimposed light. The tank 100 of the present invention further includes legs 150 that are longer than the height of the sludge discharge portion 140 so that the tank 100 is stably supported on the ground despite this form of the sludge discharge portion 140. [ can do.

본 발명의 침지식 여과 장치의 탱크(100)는 지상에 놓여지기 때문에 여과 장치의 유지 관리가 더욱 안전하고 편리하게 수행될 수 있고, 탱크(100) 내에서 발생하는 슬러지가 중력에 의해 슬러지 배출부(140) 및 슬러지 배출구(141)를 통해 자연스럽게 배출될 수 있기 때문에 우수한 드레인 효율을 갖는다.Since the tank 100 of the submerged filtration apparatus of the present invention is placed on the ground, the maintenance of the filtration apparatus can be carried out more safely and conveniently, and the sludge generated in the tank 100 is discharged to the sludge discharge (140) and the sludge discharge port (141), it has an excellent drain efficiency.

본 발명의 여과 장치를 설치할 때 탱크(100)의 원수 유입구(130), 생산수 배출구(121), 슬러지 배출구(141) 등을 대응하는 배관들(미도시)에 각각 연결만 하면 되기 때문에, 본 발명의 여과 장치는 침지식임에도 불구하고 가압식과 마찬가지로 설치의 용이성을 제공할 수 있다.Since the raw water inlet 130 of the tank 100, the production water outlet 121 and the sludge outlet 141 are only required to be connected to the corresponding pipes (not shown) when the filtration apparatus of the present invention is installed, The filtration device of the invention can provide ease of installation as well as the pressurized type although it is immersed.

중공사막 모듈(미도시)의 장착 및 그 유지 보수를 위하여 탱크(100)는 상부에 개구를 갖는다. 이 개구를 통하여 중공사막 모듈을 탱크(100)로 인입하거나 탱크(100)로부터 인출할 수 있다. 미관 및 안정성을 고려하여, 본 발명의 여과 장치는 탱크(100)의 상부 개구를 덮기 위한 뚜껑(300)을 더 포함할 수 있다.The tank 100 has an opening at the top for mounting and maintenance of the hollow fiber membrane module (not shown). Through this opening, the hollow fiber membrane module can be drawn into the tank 100 or taken out of the tank 100. In view of the beauty and stability, the filtration apparatus of the present invention may further include a lid 300 for covering the upper opening of the tank 100.

이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 여과 장치를 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a filtering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 6. FIG.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 탱크(100) 내에는 다수의 중공사막 모듈들(200)이 장착된다. 이들 중공사막 모듈들(200)의 하부에 산기관(400)이 제공된다. 산기관(400)을 통해 기포가 분출됨으로써 여과 작업 중에 중공사막(230)이 오염되는 것이 방지될 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of hollow fiber membrane modules 200 are mounted in the tank 100 of the present invention. An air diffuser 400 is provided below these hollow fiber membrane modules 200. The bubble is ejected through the air diffuser 400 to prevent the hollow fiber membrane 230 from being contaminated during the filtration operation.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 탱크(100)는 그 내부에 제1 단차면(111), 및 상기 제1 단차면(111)의 반대 측에 제2 단차면(112)을 갖는다. 중공사막 모듈(200)이 탱크(100) 내에서 제1 및 제2 단차면들(111, 112)에 의해 지지된다.As shown in Fig. 4, the tank 100 of the present invention has a first stepped surface 111 inside thereof and a second stepped surface 112 on the opposite side of the first stepped surface 111. As shown in Fig. The hollow fiber membrane module 200 is supported by the first and second stage surfaces 111 and 112 in the tank 100.

탱크(100)의 내부 공간은 상기 제1 및 제2 단차면들(111, 112)을 기준으로 그 위의 상부 공간과 그 아래의 하부 공간으로 나뉠 수 있다. 즉, 본 발명의 탱크(100)는 상부 공간과 하부 공간을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크(100)의 상부 공간의 수평 단면적은 하부 공간의 수평 단면적보다 크다.The inner space of the tank 100 can be divided into an upper space above the first and second tank surfaces 111 and 112 and a lower space below the upper space. That is, the tank 100 of the present invention includes an upper space and a lower space. According to one embodiment of the present invention, the horizontal cross-sectional area of the upper space of the tank 100 is larger than the horizontal cross-sectional area of the lower space.

본 발명의 탱크(100)는 중공사막 모듈(200)에 의해 생산된 투과수를 위한 집수공간(120)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 탱크(100) 내에 형성된 제1 단차면(111)에는 홀(H)이 형성되어 있고, 중공사막(230)을 투과한 투과수가 이 홀(H)을 통해 집수공간(120)으로 유입될 수 있다.The tank 100 of the present invention includes a catchment space 120 for permeated water produced by the hollow fiber membrane module 200. 4, a hole H is formed in a first stepped surface 111 formed in the tank 100, and a permeated water permeated through the hollow fiber membrane 230 is formed in the first stepped surface 111 formed in the tank 100. In this embodiment, Can enter the catchment space (120) through the hole (H).

본 발명의 탱크(100)는, 원수 유입구(130)를 통해 유입되는 원수가 소정 수위를 초과할 경우 초과되는 원수를 탱크(100) 밖으로 배출하기 위한 오버플로우 배출구(160)를 더 포함할 수 있다.The tank 100 of the present invention may further include an overflow outlet 160 for discharging raw water exceeded when the raw water flowing through the raw water inlet 130 exceeds a predetermined level out of the tank 100 .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈(200)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 중공사막 모듈(200)의 A-A' 라인을 따른 단면도이다.FIG. 5 is a perspective view of a hollow fiber membrane module 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the hollow fiber membrane module 200 of FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막 모듈(200)은 제1 헤더(210), 제2 헤더(220), 및 상기 제1 및 제2 헤더들(210, 220) 사이의 중공사막(230)을 포함한다. The hollow fiber membrane module 200 according to an embodiment of the present invention includes a first header 210, a second header 220, and a hollow fiber membrane 230 between the first and second headers 210 and 220. [ .

본 발명의 중공사막(230)의 제조에 사용될 수 있는 고분자 수지는 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지 및 폴리에스테르이미드 수지 중 적어도 하나를 포함한다. The polymeric resin that can be used in the production of the hollow fiber membrane 230 of the present invention may be selected from the group consisting of a polysulfone resin, a polyether sulfone resin, a sulfonated polysulfone resin, a polyvinylidene fluoride (PVDF) resin, a polyacrylonitrile (PAN) resin , A polyimide resin, a polyamide-imide resin, and a polyester imide resin.

본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막(230)은 단일막 또는 복합막 형태일 수 있다. 본 발명의 중공사막(230)이 복합막 형태일 경우, 중공사막(230)은 튜브형 브레이드 및 그 표면 상에 코팅되는 고분자 박막을 포함할 수 있다. 상기 튜브형 브레이드는 폴리에스테르 또는 나일론으로 제조될 수 있다.The hollow fiber membrane 230 according to one embodiment of the present invention may be in the form of a single membrane or a composite membrane. When the hollow fiber membrane 230 of the present invention is in the form of a composite membrane, the hollow fiber membrane 230 may include a tubular braid and a polymer thin film coated on the surface thereof. The tubular braid may be made of polyester or nylon.

중공사막(230)의 일단이 제1 고정층(241)을 통해 제1 헤더(210)에 고정되어 있다. 제1 헤더(210)는 그 내부에 집수 공간을 갖고, 중공사막(230)은 제1 헤더(210)의 집수 공간과 유체 연통되어 있다. 즉, 중공사막(230)을 투과하여 중공사막(230)의 중공으로 유입된 투과수는 제1 헤더(210) 내의 집수 공간으로 흘러간다. One end of the hollow fiber membrane 230 is fixed to the first header 210 through the first fixing layer 241. The first header 210 has a collecting space therein and the hollow fiber membrane 230 is in fluid communication with the collecting space of the first header 210. That is, the permeated water permeated into the hollow of the hollow fiber membrane 230 through the hollow fiber membrane 230 flows into the collecting space in the first header 210.

중공사막(230)의 타단이 제2 고정층(242)을 통해 제2 헤더(220)에 고정되어 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 헤더(210)의 길이(L1)는 제2 헤더(220)의 길이(L2)보다 길다.And the other end of the hollow fiber membrane 230 is fixed to the second header 220 through the second fixing layer 242. According to an embodiment of the present invention, the length L1 of the first header 210 is longer than the length L2 of the second header 220.

본 발명의 일 실시예에 따르면 중공사막(230)을 투과한 투과수가 제1 헤더(210) 측으로만 흐르도록 설계되기 때문에 제2 헤더(220)는 그 내부에 집수 공간을 가질 필요는 없다. 이러한 이유로, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 중공사막 모듈(200)은 제2 헤더(220)를 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우 처리되어야 할 원수가 중공사막(230)의 타단을 통해 중공으로 유입되는 것을 방지하기 위하여 중공사막(230)의 타단을 별도로 실링(sealing)하는 작업이 요구된다.According to an embodiment of the present invention, the permeated water passing through the hollow fiber membrane 230 is designed to flow only toward the first header 210, so that the second header 220 does not need to have a collecting space therein. For this reason, according to another embodiment of the present invention, the hollow fiber membrane module 200 may not include the second header 220. In this case, it is required to separately seal the other end of the hollow fiber membrane 230 to prevent the raw water to be processed from flowing into the hollow through the other end of the hollow fiber membrane 230.

이하에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 중공사막 모듈(200)을 탱크(100) 내에 장착되는 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of mounting the hollow fiber membrane module 200 of the present invention in the tank 100 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)의 제1 및 제2 말단부들(211, 212)이 탱크(100) 내에 형성되어 있는 제1 및 제2 단차면들(111, 112)에 의해 각각 지지된다. 즉, 중공사막 모듈들(200)이 탱크(100) 내에 직접 장착된다. 따라서, 본 발명의 여과 장치는 중공사막 모듈들을 고정시키기 위한 별도의 프레임 구조를 요하지 않고, 그 결과 중공사막 모듈(200)의 집적도를 향상시킬 수 있다.2 and 3, according to the present invention, first and second end portions 211 and 212 of the first header 210 of the hollow fiber membrane module 200 are formed in the tank 100 And the first and second stage surfaces 111 and 112, respectively. That is, the hollow fiber membrane modules 200 are mounted directly in the tank 100. Accordingly, the filtration apparatus of the present invention does not require a separate frame structure for fixing the hollow fiber membrane modules, and as a result, the degree of integration of the hollow fiber membrane module 200 can be improved.

제1 헤더(210)의 제1 말단부(211)가 제1 단차면(111)에 형성된 홀(H)에 삽입됨으로써 제1 헤더(210)가 탱크(100)의 집수공간(120)과 유체 연통한다. 따라서, 중공사막(230)을 투과한 투과수가 중공사막(230)의 중공 및 제1 헤더(210)의 집수 공간을 거쳐 탱크(100)의 집수공간(120)으로 이동한다. 제1 말단부(211)와 홀(H)의 내주면 사이에 O-링이 개재됨으로써 처리되지 않은 원수가 집수공간(120)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.The first header 210 of the first header 210 is inserted into the hole H formed in the first stepped surface 111 so that the first header 210 is in fluid communication with the collecting space 120 of the tank 100 do. The permeated water that has permeated through the hollow fiber membrane 230 moves to the collecting space 120 of the tank 100 through the hollow of the hollow fiber membrane 230 and the collecting space of the first header 210. The O-ring is interposed between the first end portion 211 and the inner circumferential surface of the hole H, so that unprocessed raw water can be prevented from flowing into the catchment space 120.

본 발명의 일 실시예에 의하면 집수공간(120)이 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)보다 낮은 위치에 있기 때문에, 즉 집수공간(120)이 탱크(100) 내의 처리되어야 할 원수의 수위보다 낮은 곳에 위치하기 때문에 여과 작업에 필요한 에너지를 절감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the catchment space 120 is positioned lower than the first header 210 of the hollow fiber membrane module 200, that is, The energy required for the filtration operation can be reduced.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크(100)의 제1 및 제2 단차면들(111, 112)에는 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)의 제1 및 제2 말단부들(211, 212)의 형태 및 크기에 대응하는 홈들(111a, 112a)이 각각 형성되어 있다. 제1 헤더(210)의 제1 및 제2 말단부들(211, 212)이 상기 홈들(111a, 112a)에 각각 삽입됨으로써 중공사막 모듈(200)의 수평 움직임이 방지될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 산기관(400)에서 분출되는 기포로 인한 중공사막 모듈(200)의 움직임을 저지함으로써 중공사막 모듈(200)의 손상을 방지할 수 있다.The first and second stage surfaces 111 and 112 of the tank 100 are provided with first and second end portions of the first header 210 of the hollow fiber membrane module 200 Grooves 111a and 112a corresponding to the shape and size of the first and second electrodes 211 and 212 are formed, respectively. The horizontal movement of the hollow fiber membrane module 200 can be prevented by inserting the first and second end portions 211 and 212 of the first header 210 into the grooves 111a and 112a. With this configuration, damage to the hollow fiber membrane module 200 can be prevented by preventing the hollow fiber membrane module 200 from moving due to the air bubbles blown from the air diffuser 400.

탱크(100) 내에서 중공사막 모듈(200)의 움직임을 더욱 효과적으로 저지하기 위하여, 도 7에 예시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 헤더(210)의 제2 말단부(212)가 탱크(100)의 제2 단차면(112)에 형성된 홈(112a)에 삽입될 뿐만 아니라, 제2 말단부(212)가 체결수단(510)에 의해 제2 단차면(112)에 고정된다. 이때, 제2 말단부(212)에는 체결공(212a)이 형성되어 있어 상기 체결수단(510)이 삽입된다.According to another embodiment of the present invention illustrated in FIG. 7, the second end 212 of the first header 210 is disposed in the tank 100 in order to more effectively block the movement of the hollow fiber membrane module 200 within the tank 100. [ And the second end portion 212 is fixed to the second step face 112 by the fastening means 510 as well as being inserted into the groove 112a formed in the second step face 112 of the body 100. [ At this time, the second end portion 212 is formed with a fastening hole 212a, so that the fastening means 510 is inserted.

한편, 탱크(100) 상부의 개구를 통해 중공사막 모듈(200)을 탱크(100) 내에 장착할 때, 중공사막 모듈(200)의 제2 헤더(220)가 탱크(100)의 제1 및 제2 단차면들(111, 112)에 걸리지 않고 통과할 수 있을 정도로 제2 헤더(220)의 길이(L2)가 짧아야 한다. 반면, 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)는 제1 및 제2 단차면들(111, 112)에 의해 동시에 지지될 수 있을 정도로 그 길이(L1)가 길어야 한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)의 길이(L1)는 제2 헤더(220)의 길이(L2)보다 길다.When the hollow fiber membrane module 200 is mounted in the tank 100 through the opening in the upper part of the tank 100, the second header 220 of the hollow fiber membrane module 200 is connected to the first and second The length L2 of the second header 220 should be short enough to pass through the two-stage surfaces 111 and 112 without being caught. On the other hand, the length L1 of the first header 210 of the hollow fiber membrane module 200 must be long enough to be supported by the first and second step surfaces 111 and 112 simultaneously. Therefore, according to the present invention, the length L1 of the first header 210 of the hollow fiber membrane module 200 is longer than the length L2 of the second header 220.

중공사막 모듈(200)의 제1 헤더(210)가 탱크(100)의 제1 및 제2 단차면들(111, 112)에 지지되기 때문에, 중공사막 모듈(200)의 나머지 부분, 즉 중공사막(230) 및 제2 헤더(220)는 탱크(100)의 하부 공간에 위치하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 탱크(100)의 하부 공간의 수평 단면적이 상부 공간의 수평 단면적보다 작다. 따라서, 원수 유입구(130) 측으로부터 일렬로 배열되는 다수 개의 중공사막 모듈들(200)이 탱크(100)의 하부 공간 내에 빽빽한 상태로 존재할 수 있게 된다. 그 결과, 원수 유입구(130)를 통해 수조(100) 내로 유입되는 원수는 각각의 중공사막 모듈들(200)에 골고루 분산되지 못하고, 일렬로 배열된 중공사막 모듈들(200)을 순차적으로 통과한다. Since the first header 210 of the hollow fiber membrane module 200 is supported on the first and second stage surfaces 111 and 112 of the tank 100, the remaining part of the hollow fiber membrane module 200, The second header 230 and the second header 220 are located in the lower space of the tank 100. According to one embodiment of the present invention, the horizontal cross-sectional area of the lower space of the tank 100 is smaller than the horizontal cross-sectional area of the upper space. Therefore, a plurality of hollow fiber membrane modules 200 arranged in a line from the raw water inlet 130 side can exist in a tight state in the lower space of the tank 100. As a result, the raw water flowing into the water tub 100 through the raw water inlet 130 is not uniformly dispersed in the hollow fiber membrane modules 200, and sequentially passes through the hollow fiber membrane modules 200 arranged in a line .

이를 더욱 자세히 설명하면, 원수 유입구(130)를 통해 유입된 원수는 유입구(130)에 가장 가깝게 위치한 중공사막 모듈에 의해 1 차로 처리되고, 1 차 처리된 원수가 그 다음 중공사막 모듈로 이동하여 2차로 처리된다. 2차 처리된 원수는 그 다음 중공사막 모듈들을 차례로 거치면서 지속적으로 처리된다. 따라서, 본 발명의 여과 장치에 의하면, 수 처리 공정이 평형 상태를 이룰 때 탱크(100) 내의 원수에서 위치에 따른 오염물질 농도의 구배(gradient)가 발생하게 되고, 그 결과, 원수 유입구(130)에 가장 가깝게 위치한 중공사막 모듈이 처리하는 원수의 오염물질 농도가 원수 유입구(130)로부터 가장 멀리 떨어진 중공사막 모듈이 처리하는 원수의 오염물질 농도에 비해 작다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 최고 농도가 최소 농도의 약 2 내지 4배가 되도록 상기 다수 개의 중공사막 모듈들(200)이 탱크(100)의 하부 공간 내에 빽빽하게 배열된다.More specifically, the raw water introduced through the raw water inlet 130 is primarily treated by the hollow fiber membrane module located closest to the inlet 130, and the raw water subjected to the primary treatment is then moved to the hollow fiber membrane module 2 It is processed by car. The second treated raw water is then continuously processed through the hollow fiber membrane modules in turn. Accordingly, when the water treatment process equilibrates, the gradient of the contaminant concentration depending on the position in the raw water in the tank 100 is generated, and as a result, the raw water inlet 130, The contaminant concentration of the raw water treated by the hollow fiber membrane module closest to the raw water inlet 130 is smaller than the contaminant concentration of the raw water treated by the hollow fiber membrane module farthest from the raw water inlet 130. According to an embodiment of the present invention, the plurality of hollow fiber membrane modules 200 are arranged closely in the lower space of the tank 100 so that the maximum concentration is about 2 to 4 times the minimum concentration.

이와 같이, 본 발명에 의한 여과 장치에 의하면, 탱크(100) 내로 유입된 원수가 다수 개의 중공사막 모듈들(200)을 순차적으로 거치면서 반복적으로 처리되기 때문에 본 발명에 의한 여과 장치는 96% 이상의 전체 회수율을 가질 수 있다.As described above, according to the filtration apparatus of the present invention, since the raw water introduced into the tank 100 is repeatedly processed while sequentially passing through the plurality of hollow fiber membrane modules 200, It may have a total recovery rate.

100: 탱크 111, 112: 제1 및 제2 단차면
120: 집수공간 200: 중공사막 모듈
210: 제1 헤더 220: 제2 헤더
230: 중공사막 300: 뚜껑
400: 산기관100: tank 111, 112: first and second stage surfaces
120: collecting space 200: hollow fiber membrane module
210: first header 220: second header
230: hollow fiber membrane 300: cap
400:

Claims (14)

처리되어야 할 원수(feed water)가 유입되는 탱크 - 상기 탱크는 그 내부에 제1 단차면, 및 상기 제1 단차면의 반대 측에 제2 단차면을 가짐 - ; 및
상기 탱크 내에 유입된 원수에 침지되는 중공사막 모듈 - 상기 중공사막 모듈은 제1 및 제2 헤더들과 이들 사이의 중공사막을 포함함 - 을 포함하되,
상기 제1 헤더의 제1 및 제2 말단부들이 상기 제1 및 제2 단차면들에 의해 각각 지지되고,
상기 탱크는 상기 중공사막 모듈에 의해 생산된 투과수를 위한 집수공간을 포함하고,
상기 탱크의 집수공간은 상기 중공사막 모듈의 상기 제1 헤더보다 낮은 위치에 있고,
상기 제1 단차면에는 홀이 형성되어 있고,
상기 제1 헤더의 제1 말단부가 상기 제1 단차면의 홀에 삽입됨으로써 상기 제1 헤더가 상기 탱크의 집수공간과 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.A tank into which feed water to be treated flows, the tank having a first stepped surface therein and a second stepped surface opposite the first stepped surface; And
A hollow fiber membrane module immersed in raw water introduced into the tank, the hollow fiber membrane module comprising first and second headers and a hollow fiber membrane therebetween,
The first and second end portions of the first header are respectively supported by the first and second stepped surfaces,
Wherein the tank comprises a collecting space for permeated water produced by the hollow fiber membrane module,
Wherein the collecting space of the tank is located lower than the first header of the hollow fiber membrane module,
A hole is formed in the first stepped surface,
Wherein the first header of the first header is inserted into the hole of the first step surface so that the first header is in fluid communication with the collecting space of the tank. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 헤더들은 상기 중공사막의 길이방향과 수직인 제1 방향으로 연장되어 있고,
상기 제1 헤더의 상기 제1 방향으로의 길이는 상기 제2 헤더의 상기 제1 방향으로의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first and second headers extend in a first direction perpendicular to the longitudinal direction of the hollow fiber membrane,
Wherein the length of the first header in the first direction is longer than the length of the second header in the first direction. 제 1 항에 있어서,
상기 탱크는 상기 제1 및 제2 단차면들 위의 상부 공간과 상기 제1 및 제2 단차면들 아래의 하부 공간을 포함하고,
상기 상부 공간의 수평 단면적은 상기 하부 공간의 수평 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
Wherein the tank includes an upper space above the first and second stepped surfaces and a lower space below the first and second stepped surfaces,
Wherein the horizontal cross-sectional area of the upper space is greater than the horizontal cross-sectional area of the lower space. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 단차면에는 상기 제1 헤더의 제1 및 제2 말단부의 형태 및 크기에 대응하는 홈이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
And grooves corresponding to the shapes and sizes of the first and second end portions of the first header are formed on the first and second stepped surfaces, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 헤더의 제2 말단부는 상기 제2 단차면에 체결수단에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
And the second end of the first header is fixed to the second step surface by fastening means. 제 1 항에 있어서,
상기 탱크는 그 하부에 상광하협 형태의 슬러지 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
Characterized in that the tank comprises a sludge discharge in the form of a superimposed strike on its lower part. 제 1 항에 있어서,
상기 탱크는, 상기 유입되는 원수가 소정 수위를 초과할 경우 초과되는 원수를 상기 탱크 밖으로 배출하기 위한 오버플로우 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
Wherein the tank includes an overflow outlet for discharging raw water exceeded when the incoming raw water exceeds a predetermined level, out of the tank. 제 1 항에 있어서,
상기 탱크는 상부에 개구를 가지며,
상기 여과 장치는 상기 개구를 덮기 위한 뚜껑(lid)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
The tank has an opening in the top,
Wherein the filtration device further comprises a lid for covering the opening. 제 1 항에 있어서,
상기 탱크 내에 위치하며 상기 중공사막 모듈로 기포를 분출하기 위한 산기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an air diffuser located within the tank for blowing air bubbles into the hollow fiber membrane module. 삭제delete 삭제delete
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KR100382012B1 (en) * 1998-11-26 2003-05-09 아사히 가세이 가부시키가이샤 Hollow fiber membrane cartridge

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