KR20170038511A - 수처리 장치 - Google Patents

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KR20170038511A
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fiber membrane
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KR1020150137972A
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김진민
구영림
안형욱
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롯데케미칼 주식회사
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Abstract

본 발명의 수처리 장치는 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈; 상기 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈과 결합하는 집수배관; 상기 중공사막 모듈의 세정을 위한 공기를 주입 및 배출하는 공기공급부; 및 상기 중공사막 모듈, 상기 집수배관 및 상기 공기공급부를 고정하는 프레임을 포함하고, 상기 공기공급부는 유입된 공기를 상기 중공사막 모듈 상부에서 분배하여 공기분배관으로 보내는 공기공급관, 상기 공기공급관으로부터 유입된 공기를 상기 중공사막 모듈 하부의 산기파이프로 보내는 공기분배관, 상기 공기분배관으로부터 유입된 공기를 복수의 산기홀을 통해 공기를 배출하는 산기파이프, 및 상기 산기홀로부터 유입된 공기를 포집하고 배출하는 에어레이터 장치를 포함하고, 상기 에어레이터 장치는, 내부공동을 형성하고, 적어도 하나의 측벽 및 상기 적어도 하나의 측벽과 연결된 상면부를 포함하는 하우징; 상기 내부공동 안에 형성되며 제1 하단에서부터 제1 상단까지 연장되어 제1 공동부 및 제2 공동부를 형성하는 제1 격벽; 및 상기 내부공동 안에 상기 제1 격벽과 제1 측벽 사이에 형성되어 제2 상단에서부터 제2 하단까지 연장되어 상기 제2 공동부에서 제1 챔버 및 제2 챔버를 형성하는 제2 격벽;을 포함하며, 상기 하우징은 상기 제2 챔버와 연통되는 출구 개구부;를 포함하며, 상기 제1 격벽의 상단은 상기 상면부에서 이격되어 제1 개구부를 형성하고, 상기 제1 공동부 및 제2 공동부가 상기 제1 개구부를 통하여 서로 연통되고, 상기 적어도 하나의 측벽은 제1 측벽과 이에 대향하는 제2 측벽을 포함하고, 상기 제1 격벽의 제1 하단은 하면부로 제1 측벽과 연결되며, 상기 제2 측벽과 상기 상면부는 제1 연결면에 의해 연결되고, 상기 제2 격벽과 상기 상면부는 제2 연결면에 의해 연결되며, 상기 제1 챔버 및 제2 챔버가 상기 제2 격벽의 제2 하단 하부에서 서로 연통되며, 상기 제1연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 평면, 곡면 또는 다각면이다.

Description

수처리 장치{WATER TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 수처리 장치에 관한 것이다.
침지식 수처리 장치의 경우, 미생물반응조 또는 원수탱크의 오염물이 멤브레인 표면에 달라붙어 여과성능을 떨어뜨리는 것을 방지하기 위해 계속적으로 공기를 주입(에어레이션, aeration)하여 표면의 오염물을 털어 주어야 한다. 이 경우 수처리 장치 아래쪽에 산기파이프 등을 포함하는 공기공급부를 설치하고, 공기를 주입하여 멤브레인 세정을 실시한다. 통상 산기파이프는 원형의 파이프 형태를 가지며, 복수의 산기홀이 일정 간격으로 뚫려 있어 멤브레인 전체에 공기를 골고루 분배하도록 한다.
세정효율을 높이기 위해 산기파이프로부터 배출되는 공기를 일정량 보유하였다가 한번에 큰 기포를 배출하는 에어레이터 장치(도 7 참고)를 적용하는 시도가 있었다. 그러나, 상기 에어레이터 장치는 공기가 흐르는 유로(제1 공동부, 제1 챔버, 제2 챔버) 상에 존재하는 각 귀퉁이에서 공기의 와류가 발생하였다. 공기 와류는 공기흐름을 방해하여, 에어레이터 장치에서 공기가 한번에 배출되지 못함으로써, 에어레이터 장치에서 배출되는 공기의 초기속도가 저하되고, 큰 기포를 지속적으로 배출하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 복수의 멤브레인을 포함하는 수처리 장치에서는, 세정되지 않는 멤브레인을 방지하기 위해, 균일한 기포 형성이 꼭 필요하다. 수처리 장치가 대형화 될수록 균일한 기포를 형성하는 것이 더욱 어려워 지고, 이는 기포가 미치지 못하는 멤브레인의 성능 저하 및 수명 단축을 가져온다.
따라서, 큰 기포를 지속적이고, 큰 에너지로 배출할 수 있으면서도, 멤브레인 전체에 걸쳐 균일하게 기포를 배출할 수 있는 수처리 장치가 필요한 실정이다.
이에 관한 선행기술은 미국 등록특허 제8,038,882호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 공기 흐름이 원활하고, 배출 기포 속도가 빠르고, 균일하고 지속적으로 큰 기포를 배출할 수 있어 세정효율이 우수한 수처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치는 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈; 상기 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈과 결합하는 집수배관; 상기 중공사막 모듈의 세정을 위한 공기를 수송하거나 배출하는 공기공급부; 상기 공기공급부로부터 배출되는 공기를 포집하고 배출하는 에어레이터 장치; 및 상기 중공사막 모듈, 상기 집수배관 및 상기 공기공급부를 고정하는 프레임을 포함하고, 상기 공기공급부는, 상기 중공사막 모듈의 상부에 위치하고, 공기가 유입되는 공기공급관; 상기 중공사막 모듈의 하부에 위치하고, 복수의 산기홀을 통해 공기를 배출하는 산기파이프; 및 상기 공기공급관과 상기 산기파이프를 연결하는 공기분배관;을 포함하고, 상기 에어레이터 장치는, 내부공동을 형성하고, 적어도 하나의 측벽 및 상기 적어도 하나의 측벽과 연결된 상면부를 포함하는 하우징; 상기 내부공동 안에 형성되며 제1 하단에서부터 제1 상단까지 연장되어 제1 공동부 및 제2 공동부를 형성하는 제1 격벽; 및 상기 내부공동 안에 상기 제1 격벽과 제1 측벽 사이에 형성되어 제2 상단에서부터 제2 하단까지 연장되어 상기 제2 공동부에서 제1 챔버 및 제2 챔버를 형성하는 제2 격벽;을 포함하며, 상기 하우징은 상기 제2 챔버와 연통되는 출구 개구부;를 포함하며, 상기 제1 격벽의 상단은 상기 상면부에서 이격되어 제1 개구부를 형성하고, 상기 제1 공동부 및 제2 공동부가 상기 제1 개구부를 통하여 서로 연통되고, 상기 적어도 하나의 측벽은 제1 측벽과 이에 대향하는 제2 측벽을 포함하고, 상기 제1 격벽의 제1 하단은 하면부로 제1 측벽과 연결되며, 상기 제2 측벽과 상기 상면부는 제1 연결면에 의해 연결되고, 상기 제2 격벽과 상기 상면부는 제2 연결면에 의해 연결되며, 상기 제1 챔버 및 제2 챔버가 상기 제2 격벽의 제2 하단 하부에서 서로 연통된다.
상기 제1연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 평면, 곡면 또는 다각면일 수 있다.
상기 수처리 장치는 2 이상의 구역으로 분리되어 있고, 상기 2 이상의 구역 마다 각각 중공사막모듈, 공기분배관, 산기파이프 및 에어레이터 장치가 구비될 수 있다.
상기 수처리 장치는 6 이상의 구역으로 분리될 수 있다.
상기 복수의 수처리 장치는 2 이상의 구역으로 분리되어 있고, 상기 2 이상의 구역 마다 각각 중공사막 모듈, 공기분배관, 산기파이프 및 에어레이터 장치가 구비될 수 있다.
상기 복수의 중공사막 모듈은 6 이상의 구역으로 분리된 것일 수 있다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제1 연결면이 곡면이며, 상기 곡면의 최소 곡률반경(r1)이 하기 식 1을 만족하는 곡면을 포함할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00001
상기 식 1에서 a는 제2 측벽과 제1 격벽 사이의 거리이다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제2 연결면이 곡면이며, 상기 곡면의 최소 곡률반경(r2)이 하기 식 2를 만족하는 곡면을 포함할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00002
상기 식 2에서 b는 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리이다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 다각면일 수 있다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제1 연결면이 제2 측벽 및 상면부의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x1 및 x2인 제2 측벽 및 상면부를 연결하는 평면이고, 상기 거리 x1 및 x2는 각각 하기 식 3 및 식 4를 만족할 수 있다.
[식 3]
Figure pat00003
[식 4]
Figure pat00004
상기 식 3 및 식 4에서 a는 제2 측벽과 제1 격벽 사이의 거리이다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제2 연결면이 상면부 및 제2 격벽의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x3 및 x4인 상면부 및 제2 격벽을 연결하는 평면이고, 상기 거리 x3 및 x4는 각각 하기 식 5 및 식 6을 만족할 수 있다.
[식 5]
Figure pat00005
[식 6]
Figure pat00006
상기 식 5 및 식 6에서 b는 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리이다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제1 격벽과 상기 하면부가 제3 연결면에 의해 연결되고, 상기 하면부와 상기 제1 측벽이 제4 연결면에 의해 연결되며, 상기 제3 연결면 및 제4 연결면 중 최소한 하나는 평면, 곡면 또는 다각면일 수 있다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제3 연결면이 최소 곡률반경(r3)이 하기 식 7을 만족하는 곡면을 포함하는 곡면이고, 상기 제4 연결면은 최소 곡률반경(r4)이 하기 식 8을 만족하는 곡면을 포함하는 곡면일 수 있다.
[식 7]
Figure pat00007
[식 8]
Figure pat00008
상기 식 7 및 식 8에서 c는 제1 격벽과, 제1 측벽 사이의 거리이다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 제3 연결면이 제1 격벽 및 하면부의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x5 및 x6인 제1 격벽 및 하면부를 연결하는 평면이고, 상기 거리 x5 및 x6은 각각 하기 식 9 및 식 10을 만족하며,
상기 제4 연결면은 하면부 및 제1 측벽의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x7 및 x8인 하면부 및 제1 측벽을 연결하는 평면이고, 상기 거리 x7 및 x8는 각각 하기 식 11 및 식 12를 만족할 수 있다.
[식 9]
Figure pat00009
[식 10]
Figure pat00010
[식 11]
Figure pat00011
[식 12]
Figure pat00012
상기 식 9 내지 식 12에서 c는 제1 격벽과, 제1 측벽 사이의 거리이다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 하우징이 상기 제1 공동부와 연통되는 입구 개구부를 더 포함하고, 상기 산기파이프가 상기 입구 개구부를 관통하여 위치할 수 있다.
상기 에어레이터 장치는 2 이상으로 분리된 내부공동을 갖는 것일 수 있다.
본 발명은 공기 흐름이 원활하고, 배출 기포 속도가 빠르고, 균일하고 지속적으로 큰 기포를 배출할 수 있어 세정효율이 우수한 수처리 장치를 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 중공사막 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 프레임에 집수배관이 연결된 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 프레임에 공기공급부가 연결된 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 프레임에 연결된 공기공급부에 에어레이터 장치가 설치된 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 산기파이프에 에어레이터 장치가 설치된 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 종래의 에어레이터 장치의 사시도 및 단면도이다.
도 8은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 사시도이다.
도 13는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 에어레이터 장치에 대한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다.
전체적으로 도면 설명 시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다'등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것에 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 1을 참고하여 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치는 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈(110); 상기 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈(110)과 결합하는 집수배관; 상기 중공사막 모듈의 세정을 위한 공기를 주입 및 배출하는 공기공급부; 상기 공기공급부로부터 배출되는 공기를 포집하고 배출하는 에어레이터 장치(미도시); 및 상기 중공사막 모듈, 상기 집수배관 및 상기 공기공급부를 고정하는 프레임(140)을 포함한다. 도 1에서 중공사막 모듈 하부에 위치하는 에어레이터 장치는 미도시 하였다.
상기 공기공급부는 공기공급관, 복수의 공기분배관 및 산기파이프를 포함하고, 상기 공기공급관은 상기 중공사막 모듈의 상부에 위치하고, 유입된 공기를 분배하여 복수의 공기분배관으로 보내고, 상기 공기분배관은 상기 공기공급관으로부터 유입된 공기를 상기 산기파이프로 보내고, 상기 산기파이프는 상기 중공사막 모듈의 하부에 위치하고, 상기 공기분배관으로부터 유입된 공기를 복수의 산기홀을 통해 공기를 배출한다.
본 발명의 수처리 장치는 복수의 중공사막 모듈(110)을 높은 밀도로 포함하여, 수처리 효율이 높고, 설치, 수리 등의 관리가 용이하다. 특히, 본 발명의 수처리 장치는 2 이상의 구역으로 분리되어 있고, 상기 2 이상의 구역 마다 각각 중공사막 모듈, 공기분배관, 산기파이프 및 에어레이터 장치가 구비됨으로써, 세정효율도 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 수처리 장치는 각 분리된 구역별로, 중공사막 모듈을 설치하거나, 수리하는 것이 가능하므로, 수처리 장치의 관리가 용이하고, 상기 수처리 장치는 복수의 중공사막 모듈을 집적 배치하여, 수처리 효율이 높다.
특히, 본 발명의 에어레이터 장치는 특정의 구조를 적용하여 에어레이터 장치 내의 귀퉁이에 공기 와류가 발생하는 공간이 형성되지 않음으로써, 공기 흐름이 원활하고, 배출 기포 속도가 빠르고, 또한 지속적으로 큰 기포를 배출할 수 있어 세정효율이 우수한 장점이 있다. 상기 기포 속도는 기포가 에어레이터 장치에서 배출된 직후의 속도를 의미한다.
구체예에서, 수처리 장치의 크기, 목적에 따라 구역 수는 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 수처리 장치는 6 이상의 구역으로 분리된 것일 수 있다.
이하, 도 2을 참고하여 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치의 중공사막 모듈을 설명한다. 도 2는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 중공사막 모듈의 사시도이다.
상기 중공사막 모듈(110)은 원수를 여과할 수 있는 복수의 중공사막, 여과된 처리수를 포집할 수 있는 헤더를 포함하는 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 2을 참고하면 중공사막 모듈(110)은 복수의 중공사막(111), 복수의 중공사막(111)의 상부 및 하부에 배치되는 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113), 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113) 사이에 위치하고, 중공사막 모듈(110)을 지지하는 지지 부재(119a, 119b)를 포함한다. 상기 상부 헤더 (112)는 상부 집수관(120)과 연결되고, 상기 하부 헤더(113)는 하부 집수관(123a, 123b)과 연결될 수 있다. 상기 하부 집수관(123a, 123b)은 연결 집수관(112a, 112b)를 통해 상기 상부 집수관(120)과 연결될 수 있다. 지지 부재(119a, 119b)의 상단부 및 하단부는 상기 프레임(140)에 연결될 수 있다. 상기 지지 부재(119a, 119b)의 상단부 및 하단부는 집수배관과 프레임(140)의 결합을 위해 결합부재가 형성될 수 있고, 또는 결합부재를 매개로 집수배관(120) 및 프레임(140)과의 결합될 수 있다.
복수의 중공사막(111)은 소정의 간격을 가지고 소정의 방향으로 배열됨으로써, 다발 형태를 이룰 수 있다. 중공사막(111)은 피처리수를 여과할 수 있는 성질을 가지는 한도 내에서, 그 소재에 제한은 없다. 일 예로서, 중공사막(111)은 폴리올레핀, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 폴리비닐알콜, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리불화에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오르에틸렌 또는 폴리에테르케톤 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리프로필렌(PP), 또는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113)는 중공사막(111)이 처리한 여과수를 집수하는 역할을 수행할 수 있다. 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113)는 내부에 통수 가능한 유로를 구비할 수 있으며, 예를 들어 지지 부재(119a, 119b) 중 하나 이상을 통수관으로 구성할 수 있고, 상기 통수관을 통해 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113)이 서로 연통될 수 있다. 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113)는 소정의 기계적 강도와 내구성을 가지는 한 그 재질에 제한은 없다. 일 예로서, 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113)는, 폴리염화비닐, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 아크릴 수지, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지, 변성 PPE(Poly Phenylene Ether) 수지 등을 포함할 수 있다.
지지 부재(119)는 후술하는 카세트에 중공사막 모듈(110)을 장착할 때, 중공사막 모듈(110)을 상기 카세트에 고정하는 기능을 수행할 수 있다. 도면에서, 지지 부재(119)는 봉의 형태를 가지며, 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113)와 각각 끼움 결합하는 것으로 나타나고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 지지 부재(119)의 형태는 상술한 고정 기능을 수행하는 한 다양한 다른 변형이 가능하다. 또한, 지지 부재(119)와 상부 헤더(112) 및 하부 헤더(113)와의 결합 방식도 다양한 다른 변형이 가능하다.
이하, 도 3을 참고하여 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치의 집수배관 및 프레임을 설명한다. 도 3은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 프레임에 집수배관이 연결된 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
상기 집수배관은 중공사막 모듈의 헤더와 연결되어 처리수를 포집하는 것이면 그 형태, 재질 등은 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 3를 참조하면 집수배관은 상부 집수관(120), 하부 집수관(123a, 123b, 123c, 123d, 123e, 123f, 이하 123)) 및 연결 집수관(122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 이하 122)를 포함할 수 있다. 상기 집수배관은 구역화된 수처리 장치의 각 구역마다 연결 집수관(122) 및 하부 집수관(123)을 각각 구비할 수 있다.
상기 집수배관은 복수의 중공사막 모듈(110)과 연결되어 여과된 처리수를 포집할 수 있다. 구체적으로, 상부 집수관(120)은 중공사막 모듈의 상부 헤더(112)와 결합될 수 있고, 하부 집수부(123a, 123b)는 중공사막 모듈의 하부헤더(113)와 결합되어, 상부 헤더, 하부 헤더로부터 처리수를 수집한다. 상기 연결 집수관(122)은 상부 집수부(120)와 하부 집수부(123a, 123b)를 연결하는 역할을 한다. 또한, 상기 집수배관은 프레임(140)에 결합되어 형성될 수 있다.
상기 프레임(140)은 중공사막 모듈, 집수배관 및 공기공급부를 고정하는 것이면, 형태, 크기, 재질 등의 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어 상기 프레임(140)은 중공사막 모듈, 집수배관, 및 공기공급부와 체결부를 통해 결합될 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 프레임(140)은 수처리 장치의 구역을 분리하기 위한 형태로 제작될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 프레임(140)이 수처리 장치를 6 개의 구역으로 분리하는 형태로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다.
이하, 도 4 내지 6을 참고하여 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치의 공기공급부를 설명한다. 도 4는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 프레임에 공기공급부가 연결된 형태를 개략적으로 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 수처리 장치의 프레임에 연결된 공기공급부에 에어레이터 장치가 설치된 형태를 개략적으로 도시한 것이며, 도 6은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 산기파이프에 에어레이터 장치가 설치된 형태를 개략적으로 도시한 것이다. 도 5 및 도 6에서는 출구 개구부가 일열로 형성된 에어레이터 장치를 도시하였으나, 균일한 세정을 위하여, 출구 개구부를 지그재그로 형성할 수도 있고, 또한 산기파이프의 길이 방향과 수직으로 형성할 수도 있다.
상기 공기공급부는 공기공급관(131), 복수의 공기분배관(133a, 133b, 133c, 134a, 134b, 134c) 및 산기파이프(135)를 포함하고, 상기 공기공급관(131)은 상기 중공사막 모듈의 상부에 위치하고, 유입된 공기를 분배하여 복수의 공기분배관(133a, 133b, 133c, 134a, 134b, 134c)으로 보내고, 상기 공기분배관(133a, 133b, 133c, 134a, 134b, 134c)은 상기 공기공급관(131)으로부터 유입된 공기를 상기 산기파이프(135)로 보내고, 상기 산기파이프(135)는 상기 중공사막 모듈의 하부에 위치하고, 상기 공기분배관(133a, 133b, 133c, 134a, 134b, 134c)으로부터 유입된 공기를 복수의 산기홀을 통해 공기를 배출한다.
본 발명 수처리 장치의 공기공급부는 중공사막 모듈의 상부에 위치하는 공기공급관에서 공기를 미리 분배하여, 복수의 공기분배관을 통해 중공사막 모듈의 하부에 위치하는 산기파이프로 보내는 구조를 적용한다. 중공사막 상부에서 미리 분배된 공기가 공기분배관을 통하므로, 상기 공기분배관은 직경을 줄일 수 있다. 공기분배관의 직경이 줄어들면, 수처리 장치의 하부에 여유 공간을 만들 수 있고, 이 공간을 활용하여 하기되는 에어레이터 장치가 위치할 공간이 확보된다. 에어레이터 장치가 위치할 공간이 많이 확보될수록 세정효율은 증가한다. 구체적으로, 에어레이터 장치를 수처리 장치 하부에서 보다 아래로 설치하는 경우, 기포의 부력에 의해 중공사막에 도달하는 기포의 속도는 더욱 커지고, 따라서 에너지가 증가된 기포에 의해 세정 효율은 더욱 증가하게 된다.
또한, 본 발명의 구체예에서, 상기 에어레이터 장치(150)은 특정한 형태를 가지고 있어, 공기 흐름이 원활하고, 배출 기포 속도가 빠르고, 균일하면서도 지속적으로 큰 기포를 배출할 수 있는 장점이 있다. 에어레이터 장치(150)의 특정한 형태에 대해서는 아래에 자세히 설명한다.
구체적으로, 중공사막 모듈의 세정에 사용될 공기가 수처리 장치 상부에 위치한 공기공급관(131)에 주입되고, 상기 공기공급관(131)는 수처리 장치 상부의 공기공급관에서 각 구역별 공기분배관(133a, 133b, 133c, 134a, 134b, 134c)으로 미리 공기를 분배시킨다. 상기 공기분배관은 상기 공기공급관(131)과 연결되고, 수직으로 형성된 공기분배관(133a, 133b, 133c)과, 중공사막 모듈 하부에 수평으로 형성되어 산기파이프(135)로 공기를 분배하는 공기분배관(134a, 134b, 134c)을 포함할 수 있다.
공기분배관(134a, 134b, 134c)을 통해 산기파이프(135)로 유입된 공기는 산기홀로 공기를 배출된다. 산기홀로 배출된 기포를 바로 세정에 사용하지 않고, 산기홀로부터 유입된 공기를 포집하고 배출하는 특정 구조의 에어레이터 장치(150)를 적용하여, 세정효율을 더욱 증가시킨다.
도 6을 참고하면, 에어레이터 장치(150) 산기파이프(135) 상부에 위치할 수 있고, 또는 산기파이프(135)가 에어레이터 장치(150)를 관통하여 위치할 수도 있다.
이하, 도 8 내지 도 12을 참고하여 본 발명 일 구체예의 에어레이터 장치를 설명한다.
도 8 내지 도 12을 참고하면, 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치의 에어레이터 장치는 내부공동을 형성하고, 적어도 하나의 측벽(22A, 22B, 24) 및 상기 적어도 하나의 측벽(22A, 22B, 24)과 연결된 상면부(25)를 포함하는 하우징; 상기 내부공동 안에 형성되며 제1 하단(44)에서부터 제1 상단(42)까지 연장되어 제1 공동부(32) 및 제2 공동부(34)를 형성하는 제1 격벽(40); 및 상기 내부공동 안에 상기 제1 격벽(40)과 제1 측벽(22A) 사이에 형성되어 제2 상단(52)에서부터 제2 하단(54)까지 연장되어 상기 제2 공동부(34)에서 제1 챔버(36) 및 제2 챔버(38)를 형성하는 제2 격벽(50);을 포함하며, 상기 하우징은 상기 제2 챔버(38)와 연통되는 출구 개구부(62);를 포함하며, 상기 제1 격벽(40)의 상단은 상기 상면부(25)에서 이격되어 제1 개구부(30)를 형성하고, 상기 제1 공동부(32) 및 제2 공동부(34)가 상기 제1 개구부(30)를 통하여 서로 연통되고, 상기 적어도 하나의 측벽(22A, 22B, 24)은 제1 측벽(22A)과 이에 대향하는 제2 측벽(22B)을 포함하고, 상기 제1 격벽(40)의 제1 하단(44)은 하면부(55)로 제1 측벽(22A)과 연결되며, 상기 제2 측벽(22B)과 상기 상면부(25)는 제1 연결면에 의해 연결되고, 상기 제2 격벽(50)과 상기 상면부(25)는 제2 연결면에 의해 연결되며, 상기 제1 챔버(36) 및 제2 챔버(38)가 상기 제2 격벽(50)의 제2 하단(54) 하부에서 서로 연통된다.
구체예에서 상기 제1연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 평면, 곡면 또는 다각면일 수 있다.
상기 하우징은 에어레이터 장치의 구조를 이루는 골격을 의미할 수 있고, 상기 하면부는 제1 격벽의 제1 하단과 제1 측벽을 연결하는 골격을 의미할 수 있으며, 상기 도면 부호 24는 도면 지면에 평행한 측벽으로써, 제1 측벽 22A, 및 제2 측벽 22B와 함께 내부공동을 형성하는 측벽을 의미하며, 하나를 의미할 수도 있고, 또는 서로 마주보며 평행한 두 개의 측벽 모두를 의미할 수 있다.
상기 제1 연결면 및 상기 제2 연결면이 평면, 곡면 또는 다각면을 포함하지 않는 경우, 공기가 흐르는 유로(제1 공동부, 제1 챔버, 제2 챔버) 상에 존재하는 각 귀퉁이에서 발생하는 공기의 와류로 인해, 공기 흐름에 저항이 커진다. 이로 인해, 에어레이터 장치에서 공기가 한번에 배출되지 못함으로써, 에어레이터 장치에서 배출되는 공기의 초기속도가 저하되고, 큰 기포를 지속적으로 배출하지 못하게 된다.
본 발명의 에어레이터 장치는 상기 유로 상의 귀퉁이에 공기 와류가 발생하는 공간이 형성되지 않음으로써, 공기 흐름이 원활하고, 배출 기포 속도가 빠르고, 또한 지속적으로 큰 기포를 배출할 수 있어 세정효율이 우수한 장점이 있다.
일 구체예에서, 상기 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 곡면을 포함할 수 있다.
도 8 및 도 11를 참조하면, 도 8는 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나가 곡면인 에어레이터 장치의 단면도를 간단히 도시한 것이고, 도 11는 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나가 곡면인 에어레이터 장치의 사시도를 간단히 도시한 것이다.
일 예로, 제1 연결면은 곡면이며, 상기 곡면의 최소 곡률반경(r1)이 하기 식 1을 만족하는 곡면을 포함할 수 있다.
[식 1]
Figure pat00013
상기 식 1에서 a는 제2 측벽과 제1 격벽 사이의 거리이다.
구체적으로 상기 최소 곡률반경(r1)은
Figure pat00014
, 더욱 구체적으로
Figure pat00015
일 수 있다. 상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
상기 제2 연결면은 곡면이며, 상기 곡면의 최소 곡률반경(r2)이 하기 식 2를 만족하는 곡면을 포함할 수 있다.
[식 2]
Figure pat00016
상기 식 2에서 b는 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리이다.
구체적으로 상기 최소 곡률반경(r1)은
Figure pat00017
, 더욱 구체적으로
Figure pat00018
일 수 있다. 상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
다른 구체예에서, 상기 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 다각면일 수 있다. 도 9을 참고하면, 도 9은 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 다각면인 에어레이터 장치의 단면도를 간단히 도시한 것이다.
또 다른 구체예에서, 상기 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 평면일 수 있다.
도 10 및 도 12을 참조하면, 도 10는 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 평면인 에어레이터 장치의 단면도를 간단히 도시한 것이고, 도 12은 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 평면인 에어레이터 장치의 사시도를 간단히 도시한 것이다.
일 예로, 상기 제1 연결면은 제2 측벽 및 상면부의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x1 및 x2인 제2 측벽 및 상면부를 연결하는 평면일 수 있고, 상기 거리 x1 및 x2는 각각 하기 식 3 및 식 4를 만족할 수 있다.
[식 3]
Figure pat00019
[식 4]
Figure pat00020
상기 식 3 및 식 4에서 a는 제2 측벽과 제1 격벽 사이의 거리이다.
구체적으로 상기 삼각형의 짧은 두 변 중 하나(x1)는
Figure pat00021
, 더욱 구체적으로
Figure pat00022
일 수 있다. 상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
구체적으로 상기 삼각형의 짧은 두 변 중 다른 하나(x2)는
Figure pat00023
, 더욱 구체적으로
Figure pat00024
일 수 있다. 상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
다른 예로, 상기 제2 연결면은 상면부 및 제2 격벽의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x3 및 x4인 상면부 및 제2 격벽을 연결하는 평면일 수 있고, 상기 거리 x3 및 x4는 각각 하기 식 5 및 식 6을 만족할 수 있다.
[식 5]
Figure pat00025
[식 6]
Figure pat00026
상기 식 5 및 식 6에서 b는 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리이다.
구체적으로 상기 삼각형의 짧은 두 변 중 하나(x3)는
Figure pat00027
, 더욱 구체적으로
Figure pat00028
일 수 있다. 상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
구체적으로 상기 삼각형의 짧은 두 변 중 다른 하나(x4)는
Figure pat00029
, 더욱 구체적으로
Figure pat00030
일 수 있다. 상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
또 다른 구체예에서, 상기 에어레이터 장치는 상기 제1 격벽과 상기 하면부가 제3 연결면에 의해 연결되고, 상기 하면부와 상기 제1 측벽이 제4 연결면에 의해 연결될 수 있고, 상기 제3 연결면 및 제4 연결면 중 최소한 하나는 평면, 곡면 또는 다각면일 수 있다.
일 예로, 상기 제3 연결면은 최소 곡률반경(r3)이 하기 식 7을 만족하는 곡면을 포함하는 곡면일 수 있고, 상기 제4 연결면은 최소 곡률반경(r4)이 하기 식 8을 만족하는 곡면을 포함하는 곡면일 수 있다.
[식 7]
Figure pat00031
[식 8]
Figure pat00032
상기 식 7 및 식 8에서 c는 제1 격벽과, 제1 측벽 사이의 거리이다.
상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
다른 예로, 상기 제3 연결면은 제1 격벽 및 하면부의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x5 및 x6인 제1 격벽 및 하면부를 연결하는 평면일 수 있고, 상기 거리 x5 및 x6은 각각 하기 식 9 및 식 10을 만족할 수 있으며,
상기 제4 연결면은 하면부 및 제1 측벽의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x7 및 x8인 하면부 및 제1 측벽을 연결하는 평면일 수 있고, 상기 거리 x7 및 x8는 각각 하기 식 11 및 식 12를 만족할 수 있다.
[식 9]
Figure pat00033
[식 10]
Figure pat00034
[식 11]
Figure pat00035
[식 12]
Figure pat00036
상기 식 9 내지 식 12에서 c는 제1 격벽과, 제1 측벽 사이의 거리이다.
상기의 범위에서, 에어레이터 장치는 공기 흐름이 원활하여 세정효율이 우수한 장점이 있다.
상기 에어레이터 장치는 상기 하우징이 상기 제1 공동부와 연통되는 입구 개구부를 더 포함할 수 있다.
상기 에어레이터 장치는 내부공동에 공급된 공기를 일정량 보유하였다가 한번에 배출하는 역할을 함으로써, 세정 효율을 높일 수 있다. 구체적으로, 에어레이터 장치는 내부 공동에 공기 공급이 계속될 수록, 공급된 공기의 양이 증가하게 되고, 상기 공기는 제1공동부(32) 및 제2공동부(34)의 제1챔버(36)의 상부로 올라가고, 그에 따라 제1 공동부(32) 및 제1 챔버(36)에서의 액체 레벨이 낮아지게 된다. 상기 제1챔버(36)에서의 액체 레벨이 상기 제2 격벽(50)의 제2 하단(54)보다 낮아질 때, 상기 공기는 상기 제2 격벽(50)의 제2 하단(54) 하부의 개구부를 통하여 상기 제1챔버(36)로부터 상기 제2챔버(38)로 이동한다. 상기 공기는 상기 제2챔버(38)를 통하여 상승하고, 상기 출구 개구부(62)를 통하여 에어 기포로 배출된다. 짧은 시간에 상기 제1챔버(36) 및 상기 제1공동부(32)에서의 상기 대부분의 공기는 출구 개구부(62)를 통하여 배출된다. 본 발명의 에어레이터 장치는 공기 유로 상의 귀퉁이에 공기 와류가 발생하는 공간을 형성되지 않는 구조를 적용함으로써, 공기 흐름이 원활하고, 배출 기포 속도가 빠르고, 또한 지속적으로 큰 기포를 배출할 수 있어 세정효율이 우수한 장점이 있다.
상기 에어레이터 장치는, 상기 하우징이 상기 제1 공동부와 연통되는 입구 개구부를 더 포함하고, 상기 산기파이프가 상기 입구 개구부를 관통하여 위치할 수 있다.
에어레이터 장치를 복수의 중공사막 모듈을 포함하는 수처리 장치에 적용하는 경우, 상기의 내부공동이 하나인 에어레이터 복수개를 각각 사용할 수도 있고, 도 13, 도 14 및 도 15와 같이 2 이상으로 분리된 내부공동을 갖는 에어레이터 장치를 적용할 수도 있다. 도 13, 도 14 및 도 15를 참고하면, 균일한 세정을 위하여 출구 개구부가 지그재그로 형성될 수 있고, 또는 출구 개구부가 산기파이프의 길이방향과 수직으로 형성 될 수도 있다.
내부공동이 하나인 에어레이터는 제조공정이 간단하고, 별도로 교체할 수 있는 장점이 있고, 2 이상으로 분리된 내부공동을 갖는 에어레이터 장치는 설치가 간편한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본　발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
　
실시예
실시예 1
제1 측벽 및 제2 측벽 사이의 거리가 51 mm인 57 mm × 100 mm, 높이 180 mm의 하우징을 포함하고, 제1 연결면 및 제2 연결면은 평면이고, 제3 연결면은 곡면인 에어레이터 장치를 제조하였다. 구체적으로, 상기 에어레이터 장치는 제1 측벽과 제1 격벽 사이의 거리(a)가 29 mm, 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리(b)가 10 mm, 제1 격벽과 제2 측벽 사이의 거리(c)가 19 mm이며, x1은 29 mm(a의 1배), x2는 22 mm(a의 3/4배), x3은 8 mm(b의 3/4배), x4는 7 mm(b의 2/3배)이고, r3은 13 mm(c의 2/3배), r4는 0 mm(c의 0배)인 내부공동을 가지도록 제조하였다.
실시예 2
제1 측벽 및 제2 측벽 사이의 거리가 94 mm인 100 mm × 54 mm, 높이 180 mm의 하우징을 포함하고, 제1 연결면, 제2 연결면, 제3 연결면 및 제4 연결면이 곡면인 에어레이터 장치를 제조하였다. 구체적으로, 상기 에어레이터 장치는 제1 측벽과 제1 격벽 사이의 거리(a)가 72 mm, 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리(b)가 10 mm, 제1 격벽과 제2 측벽 사이의 거리(c)가 19 mm이며, r1은 48 mm(a의 2/3배), r2는 10 mm(b의 1배), r3은 13 mm(c의 2/3배), r4는 6 mm(c의 1/3배)인 내부공동을 가지도록 제조하였다.
비교예 1
제1 측벽 및 제2 측벽 사이의 거리가 50 mm인 56 mm × 100 mm, 높이 180 mm의 하우징을 포함하고, 제1 측벽과 제1 격벽 사이의 거리(a)가 28 mm, 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리(b)가 10 mm, 제1 격벽과 제2 측벽 사이의 거리(c)가 19 mm인 내부공동을 갖는 에어레이터 장치를 제조하였다.
평가 방법
각각의 에어레이터 장치를 제작한 후, 물로 채워진 높이 50 cm 이상의 투명한 아크릴 수조에 담근 다음, 상기 에어레이터 장치 내부공동으로 7.5 L/min의 양으로 공기를 공급하면서, 출구 개구부로 배출되는 큰 기포의 배출 주기(sec), 큰 기포 배출 소요시간(sec), 1회 배출 시 방출된 큰 기포의 총 부피(cm3), 출구 개구부로 배출되는 큰 기포의 배출속도(m/sec) 등을 5회 측정하여 그 평균값을 하기 표 1에 나타내었다. 이 때 각 에어레이터 내부의 유효 부피(cm3)는 내부 치수를 이용하여 계산하였고, 방출된 기포는 500 ml의 비이커에 포집하여 그 총 부피를 측정하였다. 여기서 1회 배출은 에어레이터 장치의 1 주기의 큰 기포들의 배출을 의미하며, 큰 기포 배출 후 미세한 작은 기포들의 배출은 제외한다.
구분 에어레이터 장치의 유효 부피
(㎤)		 배출 주기
(sec)		 큰 기포 배출 소요시간(sec) 1회 배출 큰 공기 총부피
(㎤)		 큰 기포의 배출 속도
(m/sec)
실시예 1 464 4.35 0.61 400 2.73
실시예 2 465 4.29 0.54 410 3.16
비교예 1 463 4.40 0.77 370 1.98
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 특정 구조를 적용한 에어레이터 장치는 공기 와류를 방지하여, 공기 배출 시 큰 기포들이 부서져 미세기포가 생상되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 공기 흐름이 원활하기 때문에 배출 기포의 속도가 빨라지게 되므로, 배출 기포의 큰 에너지에 의해 세정 효과가 뛰어나다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈;
    상기 적어도 하나 이상의 중공사막 모듈과 결합하는 집수배관;
    상기 중공사막 모듈의 세정을 위한 공기를 수송하거나 배출하는 공기공급부;
    상기 공기공급부로부터 배출되는 공기를 포집하고 배출하는 에어레이터 장치; 및
    상기 중공사막 모듈, 상기 집수배관 및 상기 공기공급부를 고정하는 프레임을 포함하고,
    상기 공기공급부는,
    상기 중공사막 모듈의 상부에 위치하고, 공기가 유입되는 공기공급관;
    상기 중공사막 모듈의 하부에 위치하고, 복수의 산기홀을 통해 공기를 배출하는 산기파이프; 및
    상기 공기공급관과 상기 산기파이프를 연결하는 공기분배관;
    을 포함하고,
    상기 에어레이터 장치는,
    내부공동을 형성하고, 적어도 하나의 측벽 및 상기 적어도 하나의 측벽과 연결된 상면부를 포함하는 하우징;
    상기 내부공동 안에 형성되며 제1 하단에서부터 제1 상단까지 연장되어 제1 공동부 및 제2 공동부를 형성하는 제1 격벽; 및
    상기 내부공동 안에 상기 제1 격벽과 제1 측벽 사이에 형성되어 제2 상단에서부터 제2 하단까지 연장되어 상기 제2 공동부에서 제1 챔버 및 제2 챔버를 형성하는 제2 격벽;을 포함하며,
    상기 하우징은 상기 제2 챔버와 연통되는 출구 개구부;를 포함하며,
    상기 제1 격벽의 상단은 상기 상면부에서 이격되어 제1 개구부를 형성하고, 상기 제1 공동부 및 제2 공동부가 상기 제1 개구부를 통하여 서로 연통되고,
    상기 적어도 하나의 측벽은 제1 측벽과 이에 대향하는 제2 측벽을 포함하고, 상기 제1 격벽의 제1 하단은 하면부로 제1 측벽과 연결되며,
    상기 제2 측벽과 상기 상면부는 제1 연결면에 의해 연결되고,
    상기 제2 격벽과 상기 상면부는 제2 연결면에 의해 연결되며, 상기 제1 챔버 및 제2 챔버가 상기 제2 격벽의 제2 하단 하부에서 서로 연통되는 수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 평면, 곡면 또는 다각면인 수처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수처리 장치는 2 이상의 구역으로 분리되어 있고,
    상기 2 이상의 구역 마다 각각 중공사막모듈, 공기분배관, 산기파이프 및 에어레이터 장치가 구비되어 있는 수처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수처리 장치는 6 이상의 구역으로 분리된 수처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제1 연결면이 곡면이며, 상기 곡면의 최소 곡률반경(r1)이 하기 식 1을 만족하는 곡면을 포함하는 수처리 장치:
    [식 1]
    Figure pat00037

    상기 식 1에서 a는 제2 측벽과 제1 격벽 사이의 거리이다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제2 연결면이 곡면이며, 상기 곡면의 최소 곡률반경(r2)이 하기 식 2를 만족하는 곡면을 포함하는 수처리 장치:
    [식 2]
    Figure pat00038

    상기 식 2에서 b는 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리이다.
  7. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제1 연결면 및 제2 연결면 중 최소한 하나는 다각면인 수처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제1 연결면이 제2 측벽 및 상면부의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x1 및 x2인 제2 측벽 및 상면부를 연결하는 평면이고, 상기 거리 x1 및 x2는 각각 하기 식 3 및 식 4를 만족하는 수처리 장치:
    [식 3]
    Figure pat00039

    [식 4]
    Figure pat00040

    상기 식 3 및 식 4에서 a는 제2 측벽과 제1 격벽 사이의 거리이다.
  9. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제2 연결면이 상면부 및 제2 격벽의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x3 및 x4인 상면부 및 제2 격벽을 연결하는 평면이고, 상기 거리 x3 및 x4는 각각 하기 식 5 및 식 6을 만족하는 수처리 장치:
    [식 5]
    Figure pat00041

    [식 6]
    Figure pat00042

    상기 식 5 및 식 6에서 b는 제1 격벽과 제2 격벽 사이의 거리이다.
  10. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제1 격벽과 상기 하면부가 제3 연결면에 의해 연결되고, 상기 하면부와 상기 제1 측벽이 제4 연결면에 의해 연결되며,
    상기 제3 연결면 및 제4 연결면 중 최소한 하나는 평면, 곡면 또는 다각면인 수처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제3 연결면이 최소 곡률반경(r3)이 하기 식 7을 만족하는 곡면을 포함하는 곡면이고,
    상기 제4 연결면은 최소 곡률반경(r4)이 하기 식 8을 만족하는 곡면을 포함하는 곡면인 수처리 장치:
    [식 7]
    Figure pat00043

    [식 8]
    Figure pat00044

    상기 식 7 및 식 8에서 c는 제1 격벽과, 제1 측벽 사이의 거리이다.
  12. 제10항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는,
    상기 제3 연결면이 제1 격벽 및 하면부의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x5 및 x6인 제1 격벽 및 하면부를 연결하는 평면이고, 상기 거리 x5 및 x6은 각각 하기 식 9 및 식 10을 만족하며,
    상기 제4 연결면은 하면부 및 제1 측벽의 연장선이 만나는 점으로부터 거리가 각각 x7 및 x8인 하면부 및 제1 측벽을 연결하는 평면이고, 상기 거리 x7 및 x8는 각각 하기 식 11 및 식 12를 만족하는 수처리 장치:
    [식 9]
    Figure pat00045

    [식 10]
    Figure pat00046

    [식 11]
    Figure pat00047

    [식 12]
    Figure pat00048

    상기 식 9 내지 식 12에서 c는 제1 격벽과, 제1 측벽 사이의 거리이다.
  13. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는, 상기 하우징이 상기 제1 공동부와 연통되는 입구 개구부를 더 포함하고, 상기 산기파이프가 상기 입구 개구부를 관통하여 위치하는 수처리 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 에어레이터 장치는 2 이상으로 분리된 내부공동을 갖는 것인 수처리 장치.

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