KR102066365B1 - 막 모듈 및 수처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본원에 관련된 막 모듈 (1) 은, 케이싱 (2) 과, 케이싱 (2) 의 하방에 형성된 제 1 격벽 (30) 과, 케이싱 (2) 의 상방에 형성된 제 2 격벽 (31) 과, 케이싱 (2) 의 내부에 형성된 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조를 갖는 복수의 관상 여과막 (3) 과, 케이싱 (2) 과 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 에 의해 형성되고, 복수의 관상 여과막 (3) 을 투과한 투과수 (PW) 가 도입되는 투과수 공간 (S3) 과, 투과수 공간 (S3) 의 하부에 형성되고, 투과수 (PW) 를 배출하는 투과수 배출구 (9) 를 구비한다.
Description
본 발명은, 시뇨 (屎尿) 등의 유기성 폐수를 처리하는 막 모듈 및 수처리 시스템에 관한 것이다.
본원은, 2015년 11월 18일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2015-225959호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
시뇨 등의 유기성 폐수를 처리하는 경우, 고액의 분리에 MF (정밀 여과), UF (한외 여과) 등의 막 분리를 사용하는 것이 주류가 되고 있다.
막 분리 장치로는, 원통 형상의 케이싱과, 케이싱 내에 수용된 복수의 관상 (管狀) 여과막 (중공사막) 을 구비한 복수의 막 모듈을 사용하여, 관상 여과막의 내측에 원수를 순환시키면서 여과하는 방식의 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 관상 여과막을 투과한 투과수는, 흡인 펌프에 의해 흡인되어, 예를 들어, 저류조에 저류되어 적절히 이용된다.
그런데, 종래의 막 분리 장치는, 복수의 막 모듈을 세로로 놓고, 즉, 케이싱의 축선이 상하 방향을 따르도록 배치하여 투과수를 케이싱의 상부에 형성된 투과수 배출구로부터 취출하는 것이 일반적이었다. 복수의 관상 여과막을 투과한 투과수는, 케이싱의 내부의 투과수 공간에 체류한 후, 케이싱의 상부에 형성된 투과수 배출구로부터 배출되었다.
그러나, 투과수 배출구를 케이싱의 상부에 형성한 경우, 순환하는 피처리수의 흐름이 멈추면, 케이싱 내의 투과수 공간으로부터 투과수가 배출되지 않고 체류한다. 이로써, 투과수의 부패가 일어난다는 과제가 있었다. 또, 투과수에 함유되는 스케일 성분 (인산 이온, 칼슘 이온, 마그네슘 이온 등) 에 의한 스케일 석출, 축적이 일어나, 노즐이 폐색되는 등의 문제가 발생한다는 과제가 있었다. 또한, 체류한 투과수에 의해, 관상 여과막에 배압이 가해져, FLUX (유출량) 의 저하가 발생한다는 과제가 있었다.
본 발명은, 투과수의 부패나, 스케일 석출을 억제할 수 있는 막 모듈 및 수처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 제 1 양태에 의하면, 막 모듈은, 축선이 연직 방향으로 연장되는 통 형상의 케이싱과, 상기 케이싱의 연장 방향의 하방에 형성된 제 1 격벽과, 상기 케이싱의 연장 방향의 상방에 형성된 제 2 격벽과, 상기 케이싱의 내부에 있어서 연직 방향으로 연장되어, 일단이 상기 제 1 격벽에 연결되고, 타단이 상기 제 2 격벽에 연결된, 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조를 갖는 복수의 관상 여과막과, 상기 케이싱과 상기 제 1 격벽과 상기 제 2 격벽에 의해 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막을 투과한 투과수가 도입되는 투과수 공간과, 상기 투과수 공간의 하부에 형성되고, 상기 투과수를 배출하는 투과수 배출구를 구비한다.
이와 같은 구성에 의하면, 막 모듈의 관상 여과막을 흐르는 피처리수의 흐름이 멈춘 경우에 있어서도, 하부에 형성된 투과수 배출구로부터 투과수가 배출된다. 이로써, 투과수가 투과수 공간에 체류하지 않게 되어, 투과수의 부패 및 스케일 석출을 억제할 수 있다.
또, 관상 여과막 전체를 친수성을 갖는 재료로 형성함으로써, 피처리수의 흐름이 멈추고 관상 여과막이 건조된 경우에 있어서도, 소수성의 경우와 달리, 관상 여과막의 건조에 의한 손상을 방지할 수 있다.
(2) 상기 (1) 에 기재된 막 모듈에 있어서, 상기 케이싱의 내부 공간에 있어서의 상기 제 1 격벽보다 하방의 공간인 하부 헤더 공간과, 상기 케이싱의 내부 공간에 있어서의 상기 제 2 격벽보다 상방의 공간인 상부 헤더 공간과, 상기 상부 헤더 공간에 피처리수를 공급하는 피처리수 도입구와, 상기 하부 헤더 공간으로부터 피처리수를 배출하는 농축수 배출구를 구비해도 된다.
(3) 본 발명의 제 2 양태에 의하면, 수처리 시스템은, 피처리수에 함유되는 유기물을 처리하는 생물 처리 수조와, 상기 생물 처리 수조로부터 배출되는 피처리수가 수용되는 원수조와, 상기 (1) 또는 (2) 중 어느 하나의 막 모듈을 갖고, 상기 원수조로부터 공급되는 피처리수를 투과수와 농축수로 분리하는 막 분리 장치와, 상기 농축수를 상기 생물 처리 수조에 반송하는 반송 라인을 구비하고, 상기 원수조에는 상기 농축수를 반송하지 않는다.
이와 같은 구성에 의하면, 관상 여과막이 친수성을 가짐으로써 막면 유속을 낮게 할 수 있기 때문에, 피처리수의 순환 유량을 줄일 수 있다. 이로써, 소수성 막의 경우에 필요하였던, 농축수를 원수조와 생물 처리 수조에 분배하는 분배 탱크나, 농축수를 원수조에 반송하는 배관이 불필요해진다. 또, 유량이 적어짐으로써, 배관을 소직경화할 수 있다. 또, 유량이 적어짐으로써, 유량계 등의 기기의 삭감이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 막 모듈의 관상 여과막을 흐르는 피처리수의 흐름이 멈춘 경우에 있어서도, 하부에 형성된 투과수 배출구로부터 투과수가 배출된다. 이로써, 투과수가 투과수 공간에 체류하지 않게 되어, 투과수의 부패 및 스케일 석출을 억제할 수 있다.
또, 관상 여과막을 친수성을 갖는 재료로 형성함으로써, 피처리수의 흐름이 멈춘 경우에 있어서도, 관상 여과막의 건조에 의한 손상을 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태의 수처리 시스템의 개략 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 막 모듈의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예의 막 모듈의 개략 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태의 막 모듈의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 막 모듈의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태의 변형예의 막 모듈의 개략 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태의 막 모듈의 개략 단면도이다.
(제 1 실시형태)
이하, 본 발명의 제 1 실시형태의 막 모듈 (1) 을 갖는 수처리 시스템 (10) 에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 수처리 시스템 (10) 은, 피처리수 (W1) (시뇨, 정화조 오니를 포함하는 유기성 폐수) 에 함유되는 유기물을 처리하는 생물 처리 수조 (11) 와, 생물 처리 수조 (11) 로부터 배출되는 피처리수 (W2) 가 수용되는 원수조 (12) 와, 원수조 (12) 로부터 공급되는 피처리수 (W3) (원수) 를 투과수 (PW) 와 농축수 (W4) 로 분리하는 막 분리 장치 (13) 를 구비하고 있다.
생물 처리 수조 (11) 는, 예를 들어, 질화균과 탈질균의 작용에 의해 액 중의 BOD, 질소 화합물 등을 분해 제거하는 장치이다. 생물 처리 수조 (11) 에는, 제 1 배관 (15) 을 통하여 피처리수 (W1) 가 공급된다. 생물 처리 수조 (11) 와 원수조 (12) 는 제 2 배관 (16) 에 의해 접속되어 있다.
막 분리 장치 (13) 는, 복수의 막 모듈 (1) 을 구비하고 있다. 복수의 막 모듈 (1) 은, 병렬로 배열되어 있다. 복수의 막 모듈 (1) 은, 막 분리 장치 (13) 의 케이스체 내에 세로 방향으로 배치되어 있다. 즉, 막 모듈 (1) 의 원통 형상의 케이싱 (2) (도 2 참조) 의 축선 (A) 은, 연직 방향으로 연장되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 막 모듈 (1) 은, 케이싱 (2) 과, 케이싱 (2) 의 내부에 배치된 복수의 관상 여과막 (3) 을 갖고 있다. 막 분리 장치 (13) 는, 관상 여과막 (3) 의 내측에 피처리수 (W3) 를 순환시키면서 여과하는 방식을 사용하여, 피처리수 (W3) 로부터 투과수 (PW) 를 취출하는 장치이다.
원수조 (12) 와 막 분리 장치 (13) 는 원수 공급 배관 (17) 을 통하여 접속되어 있다. 원수 공급 배관 (17) 에는, 순환 펌프 (21) 가 형성되어 있다. 원수조 (12) 에 저류된 피처리수 (W) 는, 순환 펌프 (21) 에 의해 가압되면서, 막 분리 장치 (13) 에 공급된다.
막 분리 장치 (13) 로부터 분리되는 투과수 (PW) 는, 투과수 배관 (18) 에 도입된다. 투과수 배관 (18) 은, 저류조 (20) 에 접속되어 있다. 즉, 막 모듈 (1) 의 투과수 배출구 (9) (도 2 참조) 는, 투과수 배관 (18) 에 접속되어 있다. 투과수 배관 (18) 에는, 흡인 펌프 (22) 가 형성되어 있다.
투과수 (PW) 가 분리되어 막 분리 장치 (13) 로부터 배출되는 농축수 (W4) 는, 잉여 오니를 제외하고 전체량이 반송 배관 (19) (반송 라인) 을 통하여 생물 처리 수조 (11) 에 반송된다. 즉, 막 모듈 (1) 의 농축수 배출구 (8) (도 2 참조) 는, 반송 배관 (19) 에 접속되어 있다. 따라서, 농축수 (W4) 는 원수조 (12) 에 반송되지 않는다.
생물 처리 수조 (11) 로부터 배출된 피처리수 (W2) 는, 원수조 (12), 막 분리 장치 (13) 를 통하여, 생물 처리 수조 (11) 로 되돌아온다. 즉, 피처리수 (W) 는, 수처리 시스템 (10) 의 배관을 순환한다.
상기 서술한 바와 같이, 복수의 막 모듈 (1) 은, 병렬로 배열되어 있다. 구체적으로는, 원수 공급 배관 (17), 투과수 배관 (18), 및 반송 배관 (19) 은, 각각의 막 모듈 (1) 에 접속되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 막 모듈 (1) 은, 원통 형상의 케이싱 (2) 과, 복수의 관상 여과막 (3) 을 구비하고 있다.
케이싱 (2) 은, 원통 형상을 이루는 케이싱 본체 (4) 와, 케이싱 본체 (4) 의 하단을 폐쇄하는 제 1 측벽 (5) 과, 케이싱 본체 (4) 의 상단을 폐쇄하는 제 2 측벽 (6) 과, 케이싱 본체 (4) 에 형성된 피처리수 도입구 (7) 와, 케이싱 본체 (4) 에 형성된 농축수 배출구 (8) 와, 케이싱 본체 (4) 에 형성된 투과수 배출구 (9) 를 갖고 있다.
막 모듈 (1) 은, 케이싱 (2) 의 내부를 3 개의 공간으로 분할하는 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 을 구비하고 있다. 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 에는, 복수의 삽입 통과공 (32) 이 형성되어 있다. 삽입 통과공 (32) 은, 제 1 격벽 (30) 및 제 2 격벽 (31) 의 판두께 방향으로 관통하는 구멍이다. 삽입 통과공 (32) 의 내경은, 관상 여과막 (3) 의 외경보다 약간 크다.
복수의 관상 여과막 (3) 은, 케이싱 (2) 의 내부에 있어서 연직 방향으로 연장되어, 일단이 제 1 격벽 (30) 에 연결되고, 타단이 제 2 격벽 (31) 에 연결되어 있다.
제 1 격벽 (30) 은, 판 형상을 이루는 부재로서, 케이싱 (2) 의 연장 방향의 하방 (제 1 측벽 (5) 의 측) 에 고정되어 있다. 케이싱 본체 (4) 와 제 1 격벽 (30) 과 제 1 측벽 (5) 에 의해 둘러싸이는 공간은, 하부 헤더 공간 (S1) 이다. 하부 헤더 공간 (S1) 은, 케이싱 (2) 의 내부 공간에 있어서의 제 1 격벽 (30) 보다 하방의 공간이다.
제 2 격벽 (31) 은, 판 형상을 이루는 부재로서, 케이싱 (2) 의 연장 방향의 상방 (제 2 측벽 (6) 의 측) 에 고정되어 있다. 케이싱 본체 (4) 와 제 2 격벽 (31) 과 제 2 측벽 (6) 에 의해 둘러싸이는 공간은, 상부 헤더 공간 (S2) 이다. 상부 헤더 공간 (S2) 은, 케이싱 (2) 의 내부 공간에 있어서의 제 2 격벽 (31) 보다 상방의 공간이다.
케이싱 본체 (4) 와 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 에 의해 둘러싸이는 공간은, 투과수 공간 (S3) 이다. 복수의 관상 여과막 (3) 으로부터 취출된 투과수 (PW) 는, 투과수 공간 (S3) 에 배출된 후, 투과수 배출구 (9) 를 통하여 투과수 배관 (18) 에 도입된다.
피처리수 도입구 (7) 는, 케이싱 (2) 의 외부와 하부 헤더 공간 (S1) 을 연통시키는 개구이다. 피처리수 도입구 (7) 는, 케이싱 본체 (4) 에 형성되어 있다. 피처리수 도입구 (7) 는, 케이싱 (2) 의 축선 (A) 방향에 있어서의 제 1 격벽 (30) 과 제 1 측벽 (5) 사이에 형성되어 있다.
농축수 배출구 (8) 는, 케이싱 (2) 의 외부와 상부 헤더 공간 (S2) 을 연통시키는 개구이다. 농축수 배출구 (8) 는, 케이싱 본체 (4) 에 형성되어 있다. 농축수 배출구 (8) 는, 케이싱 (2) 의 축선 (A) 방향에 있어서의 제 2 격벽 (31) 과 제 2 측벽 (6) 사이에 형성되어 있다.
투과수 배출구 (9) 는, 케이싱 (2) 의 외부와 투과수 공간 (S3) 을 연통시키는 개구이다.
투과수 배출구 (9) 는, 케이싱 본체 (4) 에 형성되어 있다. 투과수 배출구 (9) 는, 케이싱 (2) 의 축선 (A) 방향에 있어서의 제 1 격벽 (30) 과 제 2 격벽 (31) 사이에 형성되어 있다.
본 실시형태의 투과수 배출구 (9) 는, 투과수 공간 (S3) 의 하부에 형성되어 있다. 바꿔 말하면, 투과수 배출구 (9) 는, 제 1 격벽 (30) 의 약간 상방에 형성되어 있다. 투과수 배출구 (9) 는, 투과수 공간 (S3) 의 하단에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 투과수 배출구 (9) 는, 복수의 관상 여과막 (3) 을 투과한 투과수 (PW) 를 투과수 공간 (S3) 에 체류시키지 않고 가능한 한 배출할 수 있는 위치에 형성되어 있다.
또, 투과수 배출구 (9) 에 접속되는 투과수 배관 (18) 은, 하방을 향하여 경사져 있다.
즉, 투과수 배관 (18) 은, 투과수 배출구 (9) 로부터 배출된 투과수 (PW) 가 중력에 의해 되돌아오지 않는 형상을 갖고 있다.
또, 케이싱 본체 (4) 에는, 케이싱 (2) 의 외부와 투과수 공간 (S3) 을 연통시키는 에어 배출구 (34) 가 형성되어 있다. 에어 배출구 (34) 는, 투과수 공간 (S3) 의 상부에 형성되어 있다.
각각의 관상 여과막 (3) 의 일단은, 제 1 격벽 (30) 의 삽입 통과공 (32) 에 삽입 통과된 후, 삽입 통과공 (32) 의 내주면에 고정되어 있다. 삽입 통과공 (32) 의 내주면과 관상 여과막 (3) 의 외주면 사이는, 시일재 (도시 생략) 에 의해 시일되어 있다. 시일재로는, 에폭시 수지나 우레탄 수지 등, 초기에 점성을 갖고, 시간 경과적으로 경화되는 재료가 바람직하다.
각각의 관상 여과막 (3) 의 타단은, 관상 여과막 (3) 의 일단과 동일한 방법으로 제 2 격벽 (31) 의 삽입 통과공 (32) 에 고정되어 있다.
관상 여과막 (3) 은, 원통 형상을 이루며, 단일 주요 구성 소재에 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조의 고분자 여과막에 의해 형성되어 있다.
즉, 관상 여과막 (3) 은, 주요 재료가 1 종류의 소재에 의해 형성되어 있다. 주요 재료가 1 종류의 소재에 의해 형성되어 있다는 것은, 관상 여과막 (3) 을 형성하는 소재 (예를 들어, 수지) 에 있어서, 1 종류 수지가 50 질량％ 이상을 차지하고 있는 것을 의미한다.
또, 주요 재료가 1 종류의 소재에 의해 형성되어 있다는 것은, 그 1 종류의 소재의 성질이 구성 소재의 성질을 지배하고 있는 것을 의미한다. 구체적으로는, 1 종류의 수지가 50 질량％ ∼ 99 질량％ 를 갖는 소재를 의미한다.
관상 여과막 (3) 을 구성하는 주요 재료로는, 염화비닐계 수지, 폴리술폰 (PS) 계, 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF) 계, 폴리에틸렌 (PE) 등의 폴리올레핀계, 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 계, 폴리에테르술폰계, 폴리비닐알코올 (PVA) 계, 폴리이미드 (PI) 계 등의 고분자 재료를 사용할 수 있다.
관상 여과막 (3) 을 구성하는 주요 재료로는, 특히 염화비닐계 수지가 바람직하다. 염화비닐계 수지로는, 염화비닐 단독 중합체 (염화비닐 호모폴리머), 염화비닐 모노머와 공중합 가능한 불포화 결합을 갖는 모노머와 염화비닐 모노머의 공중합체, 중합체에 염화비닐 모노머를 그래프트 공중합시킨 그래프트 공중합체, 이들 염화비닐 모노머 단위가 염소화된 것으로 이루어지는 (공)중합체 등을 들 수 있다.
친수성 모노머로는, 예를 들어,
(1) 아미노기, 암모늄기, 피리딜기, 이미노기, 베타인 구조 등의 카티온성 기 함유 비닐 모노머 및/또는 그 염,
(2) 수산기, 아미드기, 에스테르 구조, 에테르 구조 등의 친수성의 비이온성 기 함유 비닐 모노머,
(3) 카르복실기, 술폰산기, 인산기 등의 아니온성 기 함유 비닐 모노머 및/또는 그 염,
(4) 그 밖의 모노머 등을 들 수 있다.
관상 여과막의 관 직경은, 피처리수 (W) 의 성상 등에 따라 적절히 선택할 수 있으며, 예를 들어 피처리수 (W3) 에 대해 조섬유 (粗纖維) 량 α 가 200 ㎎/리터 이하인 경우에는, 관상 여과막 (3) 의 내경을 5 ㎜ 이하, 조섬유량 α 가 200 ㎎/리터보다 크고 500 ㎎/리터보다 작은 경우에는, 관상 여과막 (3) 의 내경을 5 ㎜ ∼ 10 ㎜, 조섬유량 α 가 500 ㎎/리터 이상인 경우에는, 관상 여과막 (3) 의 내경을 10 ㎜ 이상으로 할 수 있다. 관 직경을 선택함으로써, 조섬유분 (分) 에 의한 관상 여과막 (3) 의 폐색을 억제할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 수처리 시스템 (10) 의 작용에 대해 설명한다.
먼저, 피처리수 (W1) 는, 생물 처리 수조 (11) 에 있어서 처리된다. 구체적으로는 피처리수 (W1) 에 함유되는 유기성 물질이 미생물에 의해 분해된다.
이어서, 생물 처리 수조 (11) 로부터 배출된 피처리수 (W2) 는, 원수조 (12) 에 저류된다.
원수조 (12) 로부터 배출된 피처리수 (W3) 는, 순환 펌프 (21) 를 통하여 막 분리 장치 (13) 에 공급되면, 막 모듈 (1) 의 관상 여과막 (3) 내에 이송된다.
관상 여과막 (3) 으로부터 투과된 투과수 (PW) 는, 투과수 공간 (S3) 에 흐른다. 투과수 공간 (S3) 내의 투과수 (PW) 는, 중력에 의해 하방으로 흐른다. 투과수 공간 (S3) 의 하방으로 흐른 투과수 (PW) 는, 투과수 공간 (S3) 의 하부에 형성된 투과수 배출구 (9) 로부터 배출되고, 투과수 배관 (18) 을 통하여 저류조 (20) 에 저류된다.
막 분리 장치 (13) 로부터 배출된 농축수 (W4) 는, 잉여 오니를 제외한 전체량이 반송 배관 (19) 을 통하여 생물 처리 수조 (11) 에 반송되어, 다시 처리가 실시된다.
또, 수처리 시스템 (10) 을 정지시킨 경우, 투과수 공간 (S3) 내의 투과수 (PW) 의 전체량이 투과수 공간 (S3) 외로 배출된다. 바꿔 말하면, 순환 펌프 (21) 를 정지시킴으로써 피처리수 (W3) 의 흐름이 멈춘 경우에 있어서도, 투과수 공간 (S3) 에 투과수 (PW) 가 체류하지 않는다.
상기 실시형태에 의하면, 막 모듈 (1) 의 관상 여과막 (3) 을 흐르는 피처리수 (W3) 의 흐름이 멈춘 경우에 있어서도, 하부에 형성된 투과수 배출구 (9) 로부터 투과수 (PW) 가 배출된다. 이로써, 투과수 (PW) 가 투과수 공간 (S3) 에 체류하지 않게 되어, 투과수 (PW) 의 부패 및 스케일 석출을 억제할 수 있다.
또, 수처리 시스템 (10) 의 운전 중에 있어서도, 투과수 공간 (S3) 에 투과수 (PW) 가 고이지 않기 때문에, 관상 여과막 (3) 내의 압력과 관상 여과막 (3) 외의 압력차가 커진다. 이로써, 관상 여과막 (3) 의 여과 성능을 향상시킬 수 있다.
또, 소수성 막을 갖는 재료로 형성한 여과막이나, 소수성의 기재에 친수성의 코팅을 실시한 여과막과 달리, 관상 여과막 (3) 을 친수성을 갖는 재료로 형성함으로써, 수처리 시스템 (10) 이 정지한 경우에 있어서도, 관상 여과막 (3) 이 건조에 의해 손상되지 않는다.
또, 체류한 투과수 (PW) 에 의해, 관상 여과막 (3) 에 배압이 가해져, FLUX (유출량) 의 저하가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또, 케이싱 본체 (4) 에 에어 배출구 (34) 가 형성되어 있음으로써, 투과수 공간 (S3) 내의 공기압은 대기압으로 되기 때문에, 투과수 (PW) 가 투과수 배출구 (9) 로부터 잘 배출되지 않게 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 에어 배출구 (34) 를 형성함으로써, 흡인 펌프 (22) 가 정지한 경우에 있어서도, 투과수 공간 (S3) 내의 투과수 (PW) 를 케이싱 (2) 의 외부로 배출할 수 있다.
또, 관상 여과막 (3) 을 친수성을 갖는 재료로 형성함으로써, 피처리수 (W3) 의 막면 유속을 낮게 할 수 있다. 막면 유속은, 예를 들어, 0.15 m/s ∼ 0.30 m/s 로 할 수 있다.
관상 여과막 (3) 이 소수성인 경우, 막면 유속을 높게 할 필요가 있다 (예를 들어, 2.5 m/s). 이 때문에, 순환 유량이 많아지고, 막 분리 장치 (13) 로부터 배출되는 농축수 (W4) 를, 원수조 (12) 및 생물 처리 수조 (11) 에 반송할 필요가 발생한다. 원수조 (12) 및 생물 처리 수조 (11) 에 반송하기 위해서는, 농축수 (W4) 를 원수조 (12) 와 생물 처리 수조 (11) 에 분배하는 분배 탱크나 배관이 필요해진다.
본 실시형태의 수처리 시스템 (10) 은, 막면 유속을 낮게 할 수 있기 때문에, 피처리수 (W) 의 순환 유량을 줄일 수 있다. 이로써, 순환 펌프 (21) 의 동력을 저감시킬 수 있다. 또, 농축수 (W4) 를 원수조 (12) 와 생물 처리 수조 (11) 에 분배하는 분배 탱크나, 농축수 (W4) 를 원수조 (12) 에 반송하는 배관이 불필요해진다.
또, 유량이 적어짐으로써, 배관을 소직경화할 수 있다. 또, 유량이 적어짐으로써, 유량계 등의 기기의 삭감이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 막 모듈 (1) 로서, 관상 여과막 (3) 을 병렬로 배열한 막 모듈 (1) 을 채용하였지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 관상 여과막 (3) 을 직렬로 접속시켜도 된다. 즉, 복수의 관상 여과막 (3) 의 일단끼리, 및 관상 여과막 (3) 의 타단끼리를 복수의 관상 여과막 (3) 이 직렬적으로 접속되도록 접속시키는 복수의 U 자상의 접속 부재 (46) 를 갖는 구성으로 해도 된다.
또, 직렬로 접속된 복수의 관상 여과막 (3) 에, 피처리수 도입구 (7), 및 농축수 배출구 (8) 를 접속 부재 (47) 및 접속 부재 (48) 를 통하여 직접적으로 접속시키고, 피처리수 (W3) 를 도입하고, 농축수 (W4) 를 배출해도 된다. 이 경우, 상부 헤더 공간 (S2) 은 없어도 되며, 제 2 측벽 (6) 을 없애는 등, 케이싱의 구성을 변경해도 된다.
(제 2 실시형태)
이하, 본 발명의 제 2 실시형태의 막 모듈 (1) 을 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 제 1 실시형태와의 상이점을 중심으로 서술하고, 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 막 모듈 (1) 의 피처리수 도입구 (7) 는, 상부 헤더 공간 (S2) 에 접속되고, 농축수 배출구 (8) 는, 하부 헤더 공간 (S1) 에 접속되어 있다. 피처리수 (W) 는, 상방에서 하방을 향하여 흐른다.
본 발명의 막 모듈 (1) 은, 상기 실시형태와 같이, 피처리수 (W3) 가 하방을 향하여 흐르는 형태로 할 수 있다. 이 경우에는, 사이펀 브레이커를 설치하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세한 내용을 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위 내에 있어서, 다양한 변경을 부가하는 것이 가능하다.
예를 들어, 관상 여과막 (3) 의 개수에 관하여, 도 2 등에는 5 개의 관상 여과막 (3) 을 나타냈지만, 관상 여과막 (3) 의 개수는 이것에 한정되는 것은 아니다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 막 모듈의 관상 여과막을 흐르는 피처리수의 흐름이 멈춘 경우에 있어서도, 하부에 형성된 투과수 배출구로부터 투과수가 배출된다. 이로써, 투과수가 투과수 공간에 체류하지 않게 되어, 투과수의 부패 및 스케일 석출을 억제할 수 있다.
또, 관상 여과막을 친수성을 갖는 재료로 형성함으로써, 피처리수의 흐름이 멈춘 경우에 있어서도, 관상 여과막의 건조에 의한 손상을 방지할 수 있다.
1 : 막 모듈
2 : 케이싱
3 : 관상 여과막
4 : 케이싱 본체
5 : 제 1 측벽
6 : 제 2 측벽
7 : 피처리수 도입구
8 : 농축수 배출구
9 : 투과수 배출구
10 : 수처리 시스템
11 : 생물 처리 수조
12 : 원수조
13 : 막 분리 장치
15 : 제 1 배관
16 : 제 2 배관
17 : 원수 공급 배관
18 : 투과수 배관
19 : 반송 배관 (반송 라인)
20 : 저류조
21 : 순환 펌프
22 : 흡인 펌프
30 : 제 1 격벽
31 : 제 2 격벽
32 : 삽입 통과공
34 : 에어 배출구
46 : 접속 부재
47 : 접속 부재
48 : 접속 부재
A : 축선
PW : 투과수
S1 : 하부 헤더 공간
S2 : 상부 헤더 공간
S3 : 투과수 공간
W1 ∼ W3 : 피처리수
W4 : 농축수
2 : 케이싱
3 : 관상 여과막
4 : 케이싱 본체
5 : 제 1 측벽
6 : 제 2 측벽
7 : 피처리수 도입구
8 : 농축수 배출구
9 : 투과수 배출구
10 : 수처리 시스템
11 : 생물 처리 수조
12 : 원수조
13 : 막 분리 장치
15 : 제 1 배관
16 : 제 2 배관
17 : 원수 공급 배관
18 : 투과수 배관
19 : 반송 배관 (반송 라인)
20 : 저류조
21 : 순환 펌프
22 : 흡인 펌프
30 : 제 1 격벽
31 : 제 2 격벽
32 : 삽입 통과공
34 : 에어 배출구
46 : 접속 부재
47 : 접속 부재
48 : 접속 부재
A : 축선
PW : 투과수
S1 : 하부 헤더 공간
S2 : 상부 헤더 공간
S3 : 투과수 공간
W1 ∼ W3 : 피처리수
W4 : 농축수
Claims (3)
- 축선이 연직 방향으로 연장되는 통 형상의 케이싱과,
상기 케이싱의 연장 방향의 하방에 형성된 제 1 격벽과,
상기 케이싱의 연장 방향의 상방에 형성된 제 2 격벽과,
상기 케이싱의 내부에 있어서 연직 방향으로 연장되어, 일단이 상기 제 1 격벽에 연결되고, 타단이 상기 제 2 격벽에 연결된, 친수성 모노머가 공중합된 단층 구조를 갖는 복수의 관상 여과막과,
상기 케이싱과 상기 제 1 격벽과 상기 제 2 격벽에 의해 형성되고, 상기 복수의 관상 여과막을 투과한 투과수가 도입되는 투과수 공간과,
상기 투과수 공간의 상부에 형성된 에어 배출구와,
상기 투과수 공간의 하부에 형성되고, 상기 투과수를 배출하는 투과수 배출구를 구비하는 막 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 케이싱의 내부 공간에 있어서의 상기 제 1 격벽보다 하방의 공간인 하부 헤더 공간과,
상기 케이싱의 내부 공간에 있어서의 상기 제 2 격벽보다 상방의 공간인 상부 헤더 공간과,
상기 상부 헤더 공간에 피처리수를 공급하는 피처리수 도입구와,
상기 하부 헤더 공간으로부터 피처리수를 배출하는 농축수 배출구를 구비하는 막 모듈. - 피처리수에 함유되는 유기물을 처리하는 생물 처리 수조와,
상기 생물 처리 수조로부터 배출되는 피처리수가 수용되는 원수조와,
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 막 모듈을 갖고, 상기 원수조로부터 공급되는 피처리수를 투과수와 농축수로 분리하는 막 분리 장치와,
상기 농축수를 상기 생물 처리 수조에 반송하는 반송 라인을 구비하고, 상기 원수조에는 상기 농축수를 반송하지 않는 수처리 시스템.
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