KR20050036925A - 마이크로 필터 카트리지의 여과성능향상 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종래 마이크로 필터장치에서 마이크로 필터 카트리지 표면에 세라믹 여과재를 도포함으로써 여과성능을 향상시키는 방법과 그에 따른 장치를 제공하기 위한 것이다. 더 자세히 도포되는 세라믹 여과재의 선택에 따라 마이크로 필터 카트리지의 기공 사이즈를 조절할 수 있고 필터 카트리지의 기공 폐색을 방지하여 필터 카트리지의 교체 주기를 연장시킴으로써 필터 카트리지 교체에 따른 비용을 최소화 하는 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 마이크로 필터 카트리지(45) 전단에 가격이 저렴한 세라믹 여과재(25,30)의 충전이 가능한 여과재하우징(20)을 부착하고, 여과재하우징(20) 내부에 원수의 유입에 의해 세라믹 여과재(25,30)의 혼합이 용이하도록 와류형성코일(15)과 와류형성봉(55)을 장착하며, 여과재하우징(20)으로부터 여과재(25,30)와 혼합된 원액이 유입되어 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 도포되는(25‘,30’) 마이크로 필터 카트리지(45)가 장착된 마이크로 필터 하우징(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
마이크로 필터 카트리지(45) 표면을 도포하는 여과재(25,30)는 가격이 매우 저렴한 세라믹 여과재를 사용하여 여과재 소모비용에 의한 부담을 최소화하며 마이크로 필터 카트리지의 교체주기를 현격히 연장함으로써 필터 카트리지 교체에 따른 교체비용 부담을 감소시켰다.
Description
본 발명은 와류를 형성시키는 와류형성코일(15)과 와류형성봉(55)이 장착된 여과재하우징(20)과 마이크로 필터 카트리지(45)가 장착된 마이크로 필터 하우징(50)으로 이루어진 마이크로 필터장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 여과되는 액체가 유입관(10)을 통해 여과재하우징(20)으로 유입되고 유입된 액체가 와류형성코일(15)과 와류형성봉(55)에 의해 와류를 발생하고 발생된 와류에 의해 유입된 액체와 여과재(25,30)가 혼합되어, 연결관(35)을 통해 마이크로 필터 하우징(50)으로 유입되면 유입된 혼합액은 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에서 여과되어 깨끗한 여과액은 유출관(40)을 통해 빠져나가 사용되고 여과재(25‘,30’)는 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 도포된다.
마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 도포된 여과재(25‘,30’)는 새로운 여과층으로 작용하여 여과대상 액 중에 포함된 오염물을 액으로부터 분리한다.
이때 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 최초로 도포되는 여과재(25)의 입자경은 마이크로 필터 카트리지(45)의 기공보다 커서 마이크로 필터 기공의 폐색을 일으키지 않는 입자경이어야 하고 마이크로 필터 카트리지(45)의 표면을 도포할 정도의 소량만을 충전하면 된다. 또한 값이 저렴하고 마이크로 필터 표면으로부터 탈리가 쉬운 규조토, 퍼라이트, 백토 등의 세라믹 여과재와 활성탄등을 사용함으로써 여과재 소비에 따른 비용부담을 최소화한다.
여과재(25,30)에 의해 새롭게 생성된 여과층에 오염물이 쌓여 여과유량이 감소하면 마이크로 필터 카트리지(45) 표면의 여과재(25‘,30’)를 제거함으로써 오염물도 함께 제거된다.
도포된 여과재(25‘,30’)가 제거된 마이크로 필터 카트리지(45)는 여과 대상액 중에 포함된 오염물에 의한 기공 폐색 없이 재사용이 가능하며 여과재하우징(20)에 재충전 된 여과재(25,30)는 원액과 함께 다시 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 도포되어 오염물과 마이크로 필터 카트리지(45)의 직접적인 접촉 및 기공폐색을 방지하여 마이크로 필터 카트리지(45)의 교체주기를 현격히 연장시킬 수 있다.
또한 요구되는 기공크기에 맞추어 도포된 여과재(25‘) 위에 더 작은 입자경의 여과재(30’)를 다층으로 도포함으로써 여과기공크기를 조절할 수 있고 여과성능을 향상시킬 수 있다
그러나 종래의 필터 카트리지를 사용하는 마이크로필터 장치는 마이크로 필터 카트리지의 보호 장치 없이 직접적인 여과가 필터 카트리지 표면에서 이루어지므로 기공의 폐색이 빠르게 이루어지거나, 다단의 마이크로 필터 장치를 부착하므로써 장치단가가 매우 높고 여과기공크기의 조절이 불가능하다.
종래의 마이크로필터 장치를 단독으로 이용하는 경우, 교체되는 필터 카트리지 비용은 유지관리비의 가장 큰 부분을 차지하며, 여과 시스템 내부에 사용되는 마이크로 필터 장치의 경우에는 주로 메인 시스템을 보호하기 위한 전처리로서 사용되어 대상액 중 오염물 부하를 가장 직접적으로 받는 위치에 있으므로 마이크로 필터 카트리지의 교체 비율은 전체 유지관리비에서 상당부분을 차지하게 되므로 마이크로 필터 카트리지 교체비용은 사용자에게 매우 큰 부담이 된다.
본 발명은 추가적인 다단의 마이크로필터 장치 없이 가격이 저렴한 세라믹 여과재(25,30)를 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 도포하여 마이크로 필터 카트리지(45)를 액 중의 오염물로부터 보호하고 기공폐색을 방지하며 여과기공 조절에 의해 여과성능은 향상시키고 마이크로 필터 카트리지(45)의 수명을 현격히 연장시키며 교체에 의해 발생되는 비용부담을 최소화한 방법 및 장치이다.
본 발명은 전술한 바와 같이 종래 마이크로 필터장치에서 마이크로 필터 카트리지 표면에 세라믹 여과재를 도포함으로써 여과성능을 향상시키는 방법과 그에 따른 장치를 제공하기 위한 것이다. 더 자세히 도포되는 세라믹 여과재의 선택에 따라 마이크로 필터 카트리지의 기공 사이즈를 조절할 수 있고 필터 카트리지의 기공 폐색을 방지하여 필터 카트리지의 교체 주기를 연장시킴으로써 필터 카트리지 교체에 따른 비용을 최소화 하는 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 마이크로 필터 카트리지(45) 전단에 가격이 저렴한 세라믹 여과재(25,30)의 충전이 가능한 여과재하우징(20)을 부착하고, 하우징 내부에 원수의 유입에 의한 세라믹 여과재(25,30)의 혼합이 용이하도록 와류형성코일(15)과 와류형성봉(55)을 장착하며, 여과재 하우징(20)으로부터 여과재(25,30)와 혼합된 원액이 유입되어 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 세라믹 여과재(25,30)가 도포되는 마이크로 필터 하우징(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때 여과재(25,30)에 의한 마이크로 필터의 기공폐색을 방지하기 위해 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 최초로 도포되는 여과재(25)의 입경은 마이크로 필터 카트리지(45)의 기공보다 커야하며 가격이 매우 저렴한 여과재를 사용한다. 또한 필요에 따라 도포된 여과재(25‘)위에 더 작은 입자경의 여과재(30’)를 다층으로 도포함으로써 원하는 여과기공크기를 조절할 수 있고 여과성능을 향상시킬 수 있다. 기공폐색으로부터 보호된 마이크로 필터 카트리지(45)는 그 교체주기를 현격히 연장시킬 수 있으며 이에 따라 교체비용을 크게 감소시킬 수 있다.
도포된 여과재(25‘,30’)는 마이크로 필터 카트리지(45)가 여과액 중의 제거대상 오염물에 의해 직접적으로 접촉하는 것을 방지하고 보호하며 오염물을 제거하는 여과층으로 작용할 뿐만 아니라 여과유량 감소 시 오염물과 함께 제거되어 오염물을 장치 밖으로 제거하는 역할을 한다.
운전방법을 자세히 살펴보면 여과재하우징(20)에 필요한 세라믹 여과재를 입자경이 작은 순서대로 충전하고 마이크로 필터 하우징에 마이크로 필터 카트리지를 장착한 후 원액를 유입시킨다. 이때 여과재하우징(20)에 충전되는 세라믹 여과재는 표면에 최초로 도포될 여과재가 가장 윗 층으로 오도록 충전한다.
유입된 원액은 와류형성코일(15)과 와류형성봉(55)에 의해 와류를 형성시키고 형성된 와류는 세라믹 여과재를 위에서부터 혼합하여 마이크로 필터 하우징으로 내보낸다.
원액에 혼합된 세라믹 여과재는 마이크로 필터 카트리지 표면(45)에 고르게 도포되고 깨끗한 액은 여과되어 유출된다.
여과재하우징(20)의 가장 윗층에 충전되었던 세라믹 여과재가 소진되면 원액은 그 아래층에 위치한 두 번째로 입자경이 큰 세라믹 여과재를 혼합하여 마이크로 필터 하우징(50)으로 내보내고 두 번째로 입자경이 큰 세라믹 여과재는 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 이미 도포된 세라믹 여과재 위에 복층으로 도포되어 더 작은 여과기공을 제공한다.
같은 방법으로 여과재하우징(20)에 충전된 세라믹 여과재는 순서대로 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 다층으로 도포되어 원하는 여과기공 크기를 조절할 수 있다.
도포된 여과재는 원액중의 오염물을 제거하는 여과층으로 작용하여 원액중의 대상 오염물을 여과하고 오염물이 제거된 여과액은 마이크로 필터 시스템 외부로 유출되어 요구에 맞게 사용된다.
여과가 진행되어 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 세라믹여과재에 의해서 형성된 여과층의 기공이 점차적으로 폐색되고 여과유량이 감소하였을 때 마이크로 필터 하우징(50)으로부터 마이크로 필터 카트리지(45)를 분리, 세척하여 표면의 여과재를 제거함으로써 마이크로 필터 카트리지(45)를 재생할 수 있으며 마이크로 필터 장치로부터 외부로 오염물을 제거할 수 있다.
재생된 마이크로 필터 카트리지(45)를 재장착하고 소진된 세라믹 여과재를 여과재하우징(20)에 재충전하여 재운전을 실시한다.
지금까지 상술한 본 발명의 작용을 간단히 설명하면 유입된 원액은 여과재가 충전된 하우징(20) 내부에서 와류로 발생되며 이때 혼합된 여과재(25,30)와 함께 마이크로 필터 하우징(50)으로 혼입되어 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 여과재(25‘,30’)를 고르게 도포시키고 여과된다. 이후 원액중의 오염물은 도포된 여과재(25‘,30’)에 의해 형성된 여과층에서 분리, 여과되며 여과된 깨끗한 여과액은 요구에 따라 사용된다. 오염물에 의해 여과층의 기공이 폐색되고 도포된 여과재가 오염되고 여과유량이 감소하면 마이크로 필터 카트리지(45) 표면의 여과재(25‘,30’)를 제거함으로써 오염물을 필터 시스템 외부로 제거한다. 오염물과 도포된 여과재의 제거에 의해 마이크로 필터 카트리지(45)는 재생되며 여과재 하우징(20)에 여과재(25,30)를 재충전하여 다시 사용함으로써 마이크로 필터 카트리지(45)의 수명을 현격히 연장할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면 마이크로 필터 카트리지(45)의 기공 크기보다 입자경이 큰 여과재(25)가 원액과 함께 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에서 여과되면서 고르게 도포되고 필요에 따라 더 작은 입자경의 여과재들을 다층으로 도포함으로써 여과기공크기를 조절하고 여과성능을 향상시키는 한편 본 마이크로 필터 카트리지(45) 표면에 오염물이 직접적으로 접촉하는 것을 방지함으로써 오염물에 의한 기공폐색이 발생하는 것을 방지하고 마이크로 필터 카트리지(45)의 교체주기를 현격하게 연장시킨다. 여과층의 기공폐색과 도포된 여과재의 오염에 의해 유량 감소되면 도포된 여과재를 제거함으로써 오염물을 마이크로 필터 시스템 외부로 배출시키고 마이크로 필터 장치의 여과 성능을 재생한다.
마이크로 필터 카트리지(45) 표면을 도포하는 여과재(25‘,30’)는 가격이 매우 저렴한 세라믹 여과재를 사용하여 여과재 유지비용에 의한 부담을 최소화하며 마이크로 필터 카트리지(45)의 교체주기를 현격히 연장함으로써 필터 카트리지 교체에 따른 교체비용 부담을 감소시킨다.
본 발명은 식품산업, 정수 및 폐수처리 산업, 전기전자산업, 각종 유제 정제산업 등의 여과과정에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 필터 장치의 구조 및 유체 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 필터 카트리지 표면의 여과층 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 유입관
15 : 와류형성코일
20 : 여과재하우징
25 : 여과재 1
30 : 여과재 2
35 : 연결관
40 : 유출관
45 : 마이크로 필터 카트리지
50 : 마이크로 필터 하우징
55 : 와류형성봉
25‘ : 마이크로 필터 카트리지 표면에 도포된 여과재 1
30‘ : 여과재 1 위에 도포된 여과재 2
Claims (4)
- 여과재의 충전이 가능하고 유입된 원액이 와류를 형성할 수 있도록 와류형성코일(15)과 와류형성봉(55)을 장착한 여과재하우징(20)과 원액과 함께 혼입된 여과재가 표면에 도포될 수 있는 마이크로 필터 카트리지(45)를 장착한 마이크로 필터 하우징(50)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로필터 장치
- 제 1항에 있어서 여과재의 충전이 가능하고 원액의 유체흐름을 와류로 변형시키는 와류형성코일(15)과 와류형성봉(55)을 장착한 여과재하우징(20)
- 기존에 개발된 여러 종류의 필터 카트리지 표면에 세라믹 여과재를 다층으로 도포함으로써 필터의 여과성능을 조절할 수 있는 필터 장치
- 제 3항에 있어서 필터 카트리지의 기공보다 큰 입자경의 여과재를 필터 카트리지 표면에 도포하고 더 작은 입자경의 여과재를 다층으로 도포함으로써 여과기공크기를 조절하는 방법
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