[go: up one dir, main page]

KR20190060595A - Submerged membrane cassette and water-treatment apparatus comprising the same - Google Patents

Submerged membrane cassette and water-treatment apparatus comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR20190060595A
KR20190060595A KR1020170158942A KR20170158942A KR20190060595A KR 20190060595 A KR20190060595 A KR 20190060595A KR 1020170158942 A KR1020170158942 A KR 1020170158942A KR 20170158942 A KR20170158942 A KR 20170158942A KR 20190060595 A KR20190060595 A KR 20190060595A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
separation membrane
membrane module
header
water treatment
treatment apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020170158942A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
구영림
김진민
김경희
Original Assignee
롯데케미칼 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롯데케미칼 주식회사 filed Critical 롯데케미칼 주식회사
Priority to KR1020170158942A priority Critical patent/KR20190060595A/en
Publication of KR20190060595A publication Critical patent/KR20190060595A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/18Use of gases
    • B01D2321/185Aeration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명의 분리막 모듈은 원수로부터 처리수를 분리하는 분리막; 및 상기 분리막의 최소한 일측 말단을 유체 연통되도록 구속하며, 분리막으로부터 처리된 처리수를 수집하는 헤더;를 포함하며, 상기 헤더는 길이방향을 따라 산부와 골부가 교대로 형성된 굴곡구조를 갖는 것을 특징으로 한다. The separation membrane module of the present invention comprises: a separation membrane separating treated water from raw water; And a header for restricting at least one end of the separation membrane in fluid communication with the separation membrane and collecting the treated water treated from the separation membrane, wherein the header has a bending structure in which the hill and the valleys are alternately formed along the longitudinal direction do.

Description

분리막 모듈 및 이를 포함하는 수처리 장치{SUBMERGED MEMBRANE CASSETTE AND WATER-TREATMENT APPARATUS COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a membrane module and a water treatment apparatus including the membrane module,

본 발명은 분리막 모듈 및 이를 포함하는 수처리 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 산기에 의한 세정효과를 극대화할 수 있는 분리막 모듈 및 이를 포함하는 수처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a separation membrane module and a water treatment apparatus including the same. More specifically, the present invention relates to a separation membrane module capable of maximizing the cleaning effect by an acid group and a water treatment apparatus including the separation membrane module.

분리막을 이용하여 원하는 물질을 통과시키고 원하지 않는 물질을 제거하는 공정 또는 반대로 원하지 않는 물질을 통과시키고 원하는 물질을 분리회수하는 공정을 막분리 공정이라고 한다. A process of passing a desired substance through a separation membrane and removing an undesired substance, or conversely, a process of separating and recovering a desired substance through an unwanted substance is referred to as a membrane separation process.

일반적으로 다수의 막모듈을 조합하여 수처리 장치를 구성할 때에는, 한쪽면이 상대적으로 긴 직사각형 형태의 헤더에 분리막도 동일한 직사각형의 형태로 고정하여 제작한 모듈을 일렬로 배치하는 방법으로 카세트를 제작한다. 이때, 막오염 방지를 위해 모듈 하부에 중공사막과 평행한 방향으로 산기장치가 배치되며, 산기장치에서 발생한 기포는 대개 원형 or 타원형의 형태로 분리막에 접촉하여 오염물들을 제거하게 된다. Generally, when a water treatment apparatus is constructed by combining a plurality of membrane modules, a cassette is manufactured by arranging modules produced by fixing the membrane in the same rectangular shape to a header having a relatively long rectangular shape on one side in a row . At this time, in order to prevent the membrane fouling, a diffuser is disposed in a direction parallel to the hollow fiber membrane at the bottom of the module, and the bubbles generated in the diffuser usually contact the membrane in a circular or elliptical shape to remove contaminants.

도 1은 종래의 분리막 모듈을 이용한 수처리 장치의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 수처리 장치(101)는 복수개의 단위 분리막 모듈(51)이 병렬 배열되어 있다. 상기 단위 분리막 모듈(51)은 복수의 중공사막이 시트형상으로 배열된 분리막(21) 및 상기 분리막의 말단에는 직사각형 형태의 헤더(11)가 형성된다. 헤더(11)는 처리수를 수집하여 집수관(31)으로 처리수를 배출한다. 1 is a schematic view of a water treatment apparatus using a conventional separation membrane module. As shown in FIG. 1, in the conventional water treatment apparatus 101, a plurality of unit separation membrane modules 51 are arranged in parallel. The unit separation membrane module 51 includes a separation membrane 21 in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged in a sheet shape and a rectangular header 11 at the end of the separation membrane. The header 11 collects the treated water and discharges the treated water to the collecting pipe 31.

도 2(a)(b)는 도 1의 수처리 장치를 상부에서 관측한 평면도이다. 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 단위 분리막 모듈(51) 사이에는 산기홀(41)이 위치하며, 산기홀(41)에서 발생된 기포(B)가 분리막에 닿긴 전 헤더(11)에 의해 여러 개의 작은 기포로 쪼개지게 되어, 산기 효과가 떨어지게 된다. 산기 방향 및 세기를 나타낸 기포 (B1)을 보면, 부서진 기포가 바로 옆의 분리막에는 강하게 작용하고, 산기홀에서 떨어진 위치의 분리막에는 상대적으로 약하게 작용하게 되어, 산기에 의한 세정 효과가 고르지 않은 것을 알 수 있다. 이에 따라 분리막의 피로도 서로 다르게 된다. 한편, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 일반적으로 침지식 카세트를 수조에 설치할 때 유입되는 원수의 흐름 방향과 평행하게 모듈을 배치하게 되는데, 원수와 함께 오염물이 한 방향으로 일정하게 흐르게 되어 분리막의 표면에 오염물이 지속적으로 침적되어 수투과도의 저하를 가져올 수 있다.2 (a) and 2 (b) are plan views of the water treatment apparatus of FIG. 1 observed from above. As shown in FIG. 2 (a), the diffuser holes 41 are located between the unit separation membrane modules 51 and the bubbles B generated in the diffuser holes 41 are introduced into the pre- It is split into several small bubbles and the effect of the acidity is reduced. When the bubble (B1) showing the direction and intensity of the climatic direction is seen, the broken bubble acts strongly on the adjacent separation membrane and relatively weakly acts on the separation membrane located away from the acidification hole, . As a result, the fatigue of the separator becomes different. As shown in FIG. 2 (b), when the submerged cassette is installed in a water tank, the modules are arranged in parallel with the flow direction of the raw water. In this case, The contaminants may be continuously deposited on the surface of the separator to lower the water permeability.

따라서, 산기에 의한 세정효과를 극대화할 수 있는 분리막 모듈의 개발이 필요한 실정이다. Therefore, it is necessary to develop a separation membrane module capable of maximizing the cleaning effect by an anionic group.

관련 선행기술은 미국공개특허 제2007-0209994호가 있다. Related prior art is U.S. Published Patent Application No. 2007-0209994.

본 발명의 목적은 산기에 의한 세정효과를 극대화할 수 있는 분리막 모듈 및 이를 포함하는 수처리 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a separation membrane module capable of maximizing the cleaning effect by an acid group and a water treatment apparatus including the separation membrane module.

본 발명의 다른 목적은 오염물이 축적되는 것을 방지하고 오염물을 쉽게 모듈 외부로 배출할 수 있는 분리막 모듈 및 이를 포함하는 수처리 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a separation membrane module capable of preventing the accumulation of contaminants and discharging contaminants to the outside of the module, and a water treatment apparatus including the same.

본 발명의 또 다른 목적은 각 분리막에 대해 일정한 강도의 기포가 도달하게 되어 고른 세정 효과를 기대할 수 있으며, 분리막이 받는 피로도가 일정하게 유지될 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있는 분리막 모듈 및 이를 포함하는 수처리 장치를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a separation membrane module capable of achieving a uniform cleaning effect by reaching a certain strength of bubbles with respect to each separation membrane and being able to maintain the fatigue of the separation membrane constantly and thereby improving durability, And a water treatment apparatus.

본 발명의 하나의 관점은 분리막 모듈에 관한 것이다. 상기 분리막 모듈은 원수로부터 처리수를 분리하는 분리막; 및 상기 분리막의 최소한 일측 말단을 유체 연통되도록 구속하며, 분리막으로부터 처리된 처리수를 수집하는 헤더;를 포함하며, 상기 헤더는 길이방향을 따라 산부와 골부가 교대로 형성된 굴곡구조를 갖는 것을 특징으로 한다. One aspect of the invention relates to a membrane module. The separation membrane module includes: a separation membrane separating treated water from raw water; And a header for restricting at least one end of the separation membrane in fluid communication with the separation membrane and collecting the treated water treated from the separation membrane, wherein the header has a bending structure in which the hill and the valleys are alternately formed along the longitudinal direction do.

구체예에서 상기 분리막은 상기 헤더를 따라 굴곡구조를 갖도록 배열된 것을 특징으로 한다. In an embodiment, the separation membrane is arranged to have a bending structure along the header.

구체예에서, 상기 산부 또는 골부의 곡률반경(R)은 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다: In a specific example, the curvature radius R of the peak or valley is characterized by satisfying the following formula 1:

[식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 식 1에서, R은 곡률반경, I 는 산부 또는 골부의 단위 직선길이의 절반임)(Where R is the radius of curvature and I is half the unit straight line length of the mountain or valley)

하나의 구체예에서, 상기 산부와 골부의 곡률반경은 동일한 것일 수 있다. In one embodiment, the radius of curvature of the mountain and valley may be the same.

다른 구체예에서, 상기 산부와 골부의 곡률반경은 동일하지 않을 수 있다. In another embodiment, the radius of curvature of the hill and valleys may not be the same.

구체예에서, 상기 산부와 상기 골부의 총 합은 2 내지 20 개일 수 있다. In an embodiment, the total sum of the peak and the valley may be 2 to 20.

구체예에서, 상기 헤더에 고정된 분리막의 너비는 10 내지 60 mm 일 수 있다. In an embodiment, the width of the separator fixed to the header may be 10 to 60 mm.

본 발명의 다른 관점은 수처리 장치에 관한 것이다. 상기 수처리 장치는 복수의 분리막 모듈; 및 상기 분리막 모듈의 하부에 구비되는 산기장치;를 포함하며, 상기 분리막 모듈은 앞서 설명된 굴곡구조를 갖는 분리막 모듈이다. Another aspect of the present invention relates to a water treatment apparatus. The water treatment apparatus includes a plurality of separation membrane modules; And a diffusion device provided below the separation membrane module, wherein the separation membrane module is a separation membrane module having the bent structure described above.

구체예에서는 상기 복수의 분리막 모듈은 단위 분리막 모듈이 서로 간격을 두고 병렬 배열되어 있으며, 상기 단위 분리막 모듈은 이웃하는 다른 단위 분리막 모듈과 굴곡구조가 서로 대칭되도록 배치된다. In an embodiment, the plurality of the separation membrane modules are arranged in parallel with each other with the unit separation membrane modules spaced from each other. The unit separation membrane modules are arranged such that the adjacent unit separation membrane modules and the bending structures are symmetrical to each other.

구체예에서, 상기 단위 분리막 모듈 사이에는, 분리막간 최대 간격을 갖는 구역인 공동과 분리막간 최소 간격을 갖는 구역인 협부가 교대로 형성될 수 있다. In an embodiment, between the unit separation membrane modules, a narrow space, which is a zone having a maximum gap between separation membranes and a minimum space between separation membranes, may be alternately formed.

상기 공동에 기포가 배출되는 산기홀이 위치할 수 있다. And an acid diffusion hole through which the air bubbles are discharged may be located in the cavity.

상기 산기홀에서 배출된 기포의 크기는 상기 공동의 크기보다 클 수 있다.The size of the bubbles discharged from the diffuser hole may be larger than the size of the cavity.

구체예에서는 상기 산기홀에서 배출된 기포는 하기 식 2를 만족하는 기포를 포함할 수 있다: In an embodiment, the bubbles discharged from the acid orifice may include bubbles satisfying the following formula 2:

[식 2] [Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 식 2에서 D 는 공동의 내접원 직경, d는 기포의 직경)(Where D is the diameter of the inscribed circle of the cavity, and d is the diameter of the bubble)

상기 산기장치는 간헐적인 펄스 형태의 기포를 생성할 수 있다. The diffuser can generate intermittent pulsed bubbles.

상기 수처리 장치는 원수가 헤더의 길이 방향을 따라 흐르도록 배치하며, 공동에는 와류가 형성되고, 협부에는 최고유속을 갖는 것을 특징으로 한다. The water treatment apparatus is characterized in that raw water is arranged to flow along the longitudinal direction of the header, a vortex is formed in the cavity, and a maximum flow velocity is provided in the valleys.

본 발명은 산기에 의한 세정효과를 극대화할 수 있고, 오염물이 축적되는 것을 방지하고 오염물을 쉽게 모듈 외부로 배출할 수 있으며, 각 분리막에 대해 일정한 강도의 기포가 도달하게 되어 고른 세정 효과를 기대할 수 있으며, 분리막이 받는 피로도가 일정하게 유지될 수 있어 내구성을 향상시킬 수 있는 분리막 모듈 및 이를 포함하는 수처리 장치를 제공하는 발명의 효과를 갖는다. The present invention can maximize the cleaning effect by the acid group, prevent the accumulation of contaminants, easily discharge the contaminants to the outside of the module, achieve uniform bubbles with respect to each separation membrane, And the fatigue of the separation membrane can be maintained constant, thereby improving the durability of the separation membrane module and the water treatment apparatus including the separation membrane module.

도 1은 종래의 분리막 모듈을 이용한 수처리 장치의 개략도이다.
도 2(a) 는 도 1의 수처리 장치를 상부에서 관측한 평면도이며, 도 2(b)는 종래 수처리 장치의 설치형태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 분리막 모듈의 개략도이다..
도 4는 본 발명의 분리막 모듈을 상부에서 관측한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 분리막 모듈을 이용한 수처리 장치의 개략도이다.
도 6은 도 5의 수처리 장치를 상부에서 관측한 평면도이다.
도 7은 도 6의 수처리 장치의 설치형태를 개략적으로 도시한 것이다.
1 is a schematic view of a water treatment apparatus using a conventional separation membrane module.
FIG. 2 (a) is a plan view of the water treatment apparatus of FIG. 1 viewed from above, and FIG. 2 (b) is a schematic view of a conventional water treatment apparatus.
3 is a schematic diagram of a membrane module according to one embodiment of the present invention.
4 is a plan view of the separator module of the present invention observed from above.
5 is a schematic view of a water treatment apparatus using a membrane module according to one embodiment of the present invention.
Fig. 6 is a plan view of the water treatment apparatus of Fig. 5 viewed from above. Fig.
Fig. 7 schematically shows an installation form of the water treatment apparatus of Fig. 6;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings. It is to be understood, however, that the following drawings are provided only to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following drawings. Also, the shapes, sizes, ratios, angles, numbers and the like disclosed in the drawings are exemplary and the present invention is not limited thereto.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.In the case where the word 'includes', 'having', 'done', etc. are used in this specification, other parts can be added unless '~ only' is used. Unless the context clearly dictates otherwise, including the plural unless the context clearly dictates otherwise.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is construed to include the error range even if there is no separate description.

~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.If the positional relationship between two parts is explained by 'on', 'on top', 'under', 'next to', etc., 'right' or 'direct' One or more other portions may be located.

'상부', '상면', '하부', '하면' 등과 같은 위치 관계는 도면을 기준으로 기재된 것일 뿐, 절대적인 위치 관계를 나타내는 것은 아니다. 즉, 관찰하는 위치에 따라, '상부'와 '하부' 또는 '상면'과 '하면'의 위치가 서로 변경될 수 있다. The positional relationships such as "upper", "upper", "lower", "lower" and the like are described based on the drawings, but do not represent an absolute positional relationship. That is, the positions of 'upper' and 'lower' or 'upper surface' and 'lower surface' may be changed according to the position to be observed.

도면에서 x 축은 헤더의 길이방향이고, z 축은 헤더의 너비방향이며, y 축은 지면과 수직으로 분리막이 형성된 것이다.In the figure, the x-axis is the longitudinal direction of the header, the z-axis is the width direction of the header, and the y-axis is a separation membrane perpendicular to the paper.

이하, 도 3 및 도 4을 참고하여 본 발명의 구체예에 따른 분리막 모듈과 이를 포함하는 수처리 장치를 설명한다. Hereinafter, a separation membrane module according to an embodiment of the present invention and a water treatment apparatus including the same will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

도 3은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 분리막 모듈의 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 분리막 모듈(50)은 원수로부터 처리수를 분리하는 분리막(20); 및 상기 분리막의 최소한 일측 말단을 유체 연통되도록 구속하며, 분리막으로부터 처리된 처리수를 수집하는 헤더(10);를 포함한다. 상기 헤더(10)의 일측에는 처리수가 배출되는 집수관(30)이 형성된다. 3 is a schematic diagram of a membrane module according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the separation membrane module 50 of the present invention includes a separation membrane 20 for separating treated water from raw water; And a header (10) for restricting at least one end of the separation membrane in fluid communication with the separation membrane and collecting the treated water processed from the separation membrane. At one side of the header 10, a collecting pipe 30 through which treated water is discharged is formed.

도 4는 상기 분리막 모듈(50)을 상부에서 관측한 평면도이다. 상기 헤더(10)는 길이방향인 x 축을 따라 산부와 골부가 교대로 형성된 굴곡구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 분리막은 지면과 수직인 y 축으로 연장형성되어 있다. 4 is a plan view of the separation membrane module 50 observed from above. The header 10 has a curved structure in which a crest portion and a trough portion are alternately formed along the longitudinal x-axis. The separator extends in the y-axis perpendicular to the paper plane.

구체예에서 상기 산부 또는 골부의 곡률반경(R)은 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다: In a specific example, the curvature radius R of the mountain or valley is characterized by satisfying the following formula 1:

[식 1][Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

(상기 식 1에서, R은 곡률반경, I 는 산부 또는 골부의 단위 직선길이의 절반임)(Where R is the radius of curvature and I is half the unit straight line length of the mountain or valley)

상기 범위에서 벗어날 경우, 후술하는 공동의 형태가 납작한 타원형(혹은 땅콩형)이 되어 산기장치에서 나온 기포가 분리막에 고르게 도달할 수 없다. If it is out of the above range, the shape of the cavity described below becomes flat oval (or peanut shaped), so that the bubbles coming out of the air diffuser can not reach the membrane evenly.

하나의 구체예에서, 상기 산부와 골부의 곡률반경은 동일한 것일 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 산부와 골부의 곡률반경은 동일하지 않을 수 있다. In one embodiment, the radius of curvature of the mountain and valley may be the same. In another embodiment, the radius of curvature of the hill and valleys may not be the same.

구체예에서, 상기 산부와 상기 골부의 총 합(N)은 헤더의 길이 및 산기장치의 산기홀의 개수를 고려하여 결정할 수 있다. 구체예에서는, 단위 분리막 모듈에 있어서, 상기 산부와 상기 골부의 총 합은 2 내지 20 개일 수 있다. 2개 미만이면 대칭 구조를 만들기 어렵고, 20개를 넘게 되면 공동의 크기가 작아져 본 발명에서 언급한 산기에 의한 세정 효과를 기대하기 어려워 질 뿐만 아니라 제작 비용이 증가하게 된다. 바람직하게는 4개이상 16개 이하, 더욱 바람직하게는 6개 이상 12개 이하가 적당하다.In an embodiment, the total sum (N) of the hill part and the valley part can be determined in consideration of the length of the header and the number of diffuser holes of the diffuser. In a specific example, in the unit separation membrane module, the total sum of the hill part and the trough part may be 2 to 20 pieces. If the number is less than 2, it is difficult to make a symmetrical structure. If the number is more than 20, the size of the cavity becomes small, so that it is difficult to expect the cleaning effect by the anionic group mentioned in the present invention. Preferably 4 or more and 16 or less, more preferably 6 or more and 12 or less.

이처럼 헤더(10)가 굴곡구조를 가짐에 따라 상기 헤더에 구속되는 분리막(20)도 상기 헤더(10)를 따라 굴곡구조를 갖도록 배열된다. As the header 10 has a bending structure, the separation membrane 20 bound to the header is also arranged to have a bending structure along the header 10.

도면에는 헤더(10)가 분리막(20)의 하부에만 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 하나의 구체예에서는 상기 헤더(10)는 분리막(20)의 상부 및 하부 양 말단에 형성될 수 있다. 다른 구체예에서는 상기 헤더(10)는 분리막(20)의 상부 말단에만 형성될 수 있다. Although the header 10 is shown only in the lower portion of the separation membrane 20, it is not limited thereto. In one embodiment, the header 10 may be formed at both the upper and lower ends of the separation membrane 20. In another embodiment, the header 10 may be formed only at the upper end of the separation membrane 20.

분리막(20)은 복수개의 중공사막이 다발을 이루어 배열된 것으로 중공사막의 길이방향(y축)은 헤더의 길이방향(x축) 과 수직으로 배열된다. 상기 헤더(10)에 고정된 분리막(20)의 너비(w)는 10~60mm 일 수 있다. 상기 범위에서 산기장치에서 발생한 기포에 의해 오염물이 용이하게 제거될 수 있다. 상기 분리막의 너비가 10mm 보다 좁으면 단위 모듈에 장착되는 분리막의 유효막면적이 작아, 동일 처리용량 기준 더 많은 모듈이 필요하게 되고, 이는 제작비용의 증가로 인해 경제성이 떨어지게 된다. 한편, 상기 다발의 너비가 60mm 보다 넓으면 산기에 의해 분리막 사이의 오염물을 제거하기 어려워져 기대한 효과를 달성하기 어렵게 된다. 바람직하게는 상기 분리막의 너비(w)는 15~50mm, 더욱 바람직하게는 20~40mm 수준이다.The separation membrane 20 has a plurality of hollow fiber membranes arranged in a bundle, and the longitudinal direction (y axis) of the hollow fiber membrane is arranged perpendicular to the longitudinal direction (x axis) of the header. The width (w) of the separation membrane 20 fixed to the header 10 may be 10 to 60 mm. Contaminants can be easily removed by bubbles generated in the air diffuser in the above range. If the width of the separation membrane is narrower than 10 mm, the effective membrane area of the separation membrane mounted on the unit module is small and more modules based on the same processing capacity are required. On the other hand, if the width of the bundle is wider than 60 mm, it is difficult to remove contaminants between the separating membranes due to an acid group, and it is difficult to achieve the expected effect. Preferably, the width (w) of the separation membrane is in the range of 15 to 50 mm, more preferably 20 to 40 mm.

본 발명의 다른 관점은 수처리 장치에 관한 것이다. 도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 분리막 모듈을 이용한 수처리 장치의 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수처리 장치는 상기 분리막 모듈(50)을 단위 분리막 모듈로 하여 복수개로 서로 간격을 두고 병렬 배열되어 있으며, 각 단위 분리막 모듈의 하부에는 산기장치(도시되지 않음)가 구비되어 있다. Another aspect of the present invention relates to a water treatment apparatus. 5 is a schematic view of a water treatment apparatus using a membrane module according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the water treatment apparatus of the present invention includes the separation membrane module 50 as a unit separation membrane module, which is arranged in parallel with a plurality of spaced apart from each other. .

도 6은 상기 수처리 장치를 상부에서 관측한 평면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 분리막 모듈은 단위 분리막 모듈이 서로 간격을 두고 병렬 배열되어 있으며, 상기 단위 분리막 모듈은 이웃하는 다른 단위 분리막 모듈과 굴곡구조가 서로 대칭되도록 배치된다. 예를 들면, 제2 분리막 모듈(50b)은 이웃하는 제1 및 제3 분리막 모듈(50a, 50c)와 굴곡구조가 서로 대칭되도록 병렬 배열되어 있다. 즉, 제1 분리막 모듈(50a)과 이웃하는 제2 분리막 모듈(50b) 상호간, 제2 분리막 모듈(50b)과 제3 분리막 모듈(50c) 상호간 서로 대칭을 이루도록 배열되기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같이, 분리막간 최대 간격을 갖는 구역인 공동(Z2)과 분리막간 최소 간격을 갖는 구역인 협부(Z1)가 교대로 형성될 수 있다. 상기 공동(Z2)은 상하부가 볼록한 렌티큘러 형상을 가지며, 상기 공동(Z2) 에는 기포가 배출되는 산기홀(40)이 위치할 수 있다.6 is a plan view of the water treatment apparatus observed from above. As shown in FIG. 6, the plurality of separation membrane modules are arranged in parallel with each other with the unit separation membrane modules spaced from each other. The unit separation membrane modules are arranged so that the neighboring unit separation membrane modules and the bending structures are symmetrical to each other. For example, the second separation membrane module 50b is arranged in parallel so that the neighboring first and third separation membrane modules 50a and 50c and the bending structure are symmetrical to each other. That is, since the second separator module 50a and the second separator module 50b adjacent to each other are arranged so as to be symmetrical with each other between the second separator module 50b and the third separator module 50c, As described above, the cavity Z2, which is the region having the maximum gap between the separation membranes, and the narrow portion Z1, which is the region having the minimum gap between the separation membranes, can be alternately formed. The cavity Z2 has a convex upper and lower lenticular shape, and the cavity Z2 may be provided with a diffuser hole 40 through which air bubbles are discharged.

이처럼 본 발명에 따른 분리막 모듈은 직선 형태의 종래의 분리막 모듈과 달리 다수의 굴곡에 의해 분리막의 유동이 어느 정도 제한되므로, 분리막이 한쪽으로 치우치지 않고, 균일하게 공동을 유지할 수 있다. 따라서, 하부에서 생성된 기포의 이동 통로가 되어 상향류에 의해 오염물을 쉽게 모듈 외부로 배출할 수 있게 된다. 한편, 굴곡에 의해 분리막의 유동이 제한된다 하더라도, 헤더의 길이보다 분리막의 길이가 길기 때문에, 상승하는 기포에 의해 상하좌우로 어느 정도 유동이 가능하며, 이런 유동에 의해 공동이 좁아지는 부분에 오염물이 축적되는 것을 방지할 수 있다. As described above, the separation membrane module according to the present invention is different from the conventional separation membrane module of the linear type, and the flow of the separation membrane is restricted to some extent by the plurality of bending, so that the separation membrane can be maintained uniformly without being shifted to one side. Therefore, the bubbles generated in the lower part become the moving passage, and the contaminants can be easily discharged to the outside of the module by the upward flow. On the other hand, even if the flow of the separation membrane is restricted by the bending, since the length of the separation membrane is longer than the length of the header, it is possible to flow to some extent vertically and horizontally by the rising bubbles, Can be prevented from accumulating.

다시 도 6을 참고하면, 대칭 구조의 굴곡에 의해 생성된 공동의 하부에서 생성된 기포(A)는 헤더의 간섭이 없기 때문에 부서지지 않고 분리막에 도달할 수 있으며, 이에 따라 산기에 의한 세정 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 산기 방향과 세기를 나타낸 A1에 나타난 바와 같이, 공동에서 생성된 기포는 주변 분리막과의 이격 거리가 거의 균일하여 각 분리막에 대해 일정한 강도의 기포가 도달하게 되어 고른 세정 효과를 기대할 수 있으며, 분리막이 받는 피로도가 일정하게 유지될 수 있는 것이다. Referring again to FIG. 6, bubbles A generated at the bottom of the cavity produced by the bending of the symmetrical structure can reach the separation membrane without breaking because there is no interference of the header, Can be maximized. In addition, as shown in A1 showing the direction and intensity of the acid, the bubble generated in the cavity is almost uniform in the distance from the peripheral separator, so that the bubbles having a constant intensity reach each separator, The fatigue received by the separator can be kept constant.

상기 산기홀에서 배출된 기포의 크기는 상기 공동의 크기보다 클 수 있으며, 이 경우 상승류 뿐만 아니라 공동 안쪽에서 바깥쪽으로의 흐름에 의해 공동 바깥쪽 분리막에 축적된 오염물을 털어낼 수 있고, 공동 바깥쪽으로 털어진 오염물은 옆 공동에 생성된 기포의 상승류를 통해 모듈 외부로 배출된다. 또한 산기장치가 간헐적인 펄스 형태의 기포를 생성할 경우, 공동이 좁아지는 부분에 혹시라도 축적될 수도 있는 오염물을 완벽하게 제거할 수 있어 세정효과를 더욱 극대화할 수 있다. The size of the bubbles discharged from the diffusion holes may be larger than the size of the cavity. In this case, contaminants accumulated in the cavity outer membrane can be removed by not only the upward flow but also the flow from the inside to the outside of the cavity, And the contaminants that are shaved toward the outside are discharged to the outside of the module through the upward flow of the bubbles generated in the side cavity. In addition, when the air diffuser generates intermittent pulsed bubbles, it is possible to completely remove contaminants which may accumulate even in a narrow portion of the cavity, thereby maximizing the cleaning effect.

구체예에서는 상기 산기홀에서 배출된 기포는 하기 식 2를 만족하는 기포를 포함할 수 있다: In an embodiment, the bubbles discharged from the acid orifice may include bubbles satisfying the following formula 2:

[식 2] [Formula 2]

Figure pat00004
Figure pat00004

(상기 식 2에서 D 는 공동의 내접원 직경, d는 기포의 직경)(Where D is the diameter of the inscribed circle of the cavity, and d is the diameter of the bubble)

만일 기포의 직경(d)이 공동의 내접원 직경(D)의 1/2 배 보다 작을 경우에는 산기 개선 효과가 미미하며, 공동의 내접원 직경(D)의 3 배 보다 클 경우에는 인접 공동과의 간섭 현상으로 인해 산기 효과가 오히려 저하될 수 있다. 바람직하게는 기포의 직경(d)이 공동의 내접원 직경(D)의 1 내지 2.5배, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2 배 이다. If the diameter d of the bubble is smaller than 1/2 of the diameter of the inscribed circle of the cavity D, the effect of improving the acidity is insignificant. If the diameter is larger than 3 times the diameter of the inscribed circle of the cavity D, The development can be deteriorated due to the development. Preferably, the diameter (d) of the bubble is 1 to 2.5 times, more preferably 1.5 to 2 times the diameter (D) of the inscribed circle of the cavity.

본 발명에서 기포의 크기는 산기홀에서 배출되었을 때, 고속카메라로 촬영하여 측정할 수 있으며, 여러 기포가 모여서 하나의 클러스터를 형성할 경우 최장 길이를 기포의 직경으로 본다. In the present invention, the size of bubbles can be measured by taking a picture with a high-speed camera when the bubbles are discharged from the diffuser hole, and when a plurality of bubbles are gathered to form one cluster, the longest length is regarded as the bubble diameter.

상기 산기장치는 간헐적인 펄스 형태의 기포를 생성할 수 있다. The diffuser can generate intermittent pulsed bubbles.

본 발명의 수처리 장치는 헤더의 길이방향(x축)이 원수의 흐름방향과 평행하게 설치한다. 도 7은 본 발명의 수처리 장치의 설치형태를 개략적으로 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 간격이 좁은 협부(z1)에서는 유속이 증가하고, 간격이 넓어지는 부분인 공동(z2)에서는 유속이 감소하는 효과에 의해 발생한 와류에 의해 분리막 표면에 오염물이 축적되는 것을 방지할 수 있다. 이런 효과로 인해 처리수 생산량 보다 많은 반송량을 갖는 일반적인 하폐수 처리공정에서는 펌프 등의 장치 추가 없이 가능하고, 와류에 의한 오염 방지 효과가 부족하거나 반송량이 없는 정수 처리공정 등에서도 효율적으로 적용될 수 있다. 경우에 따라 펌프 등을 추가 설치하여 주기적으로 원수를 더욱 세게 흐르게 하여 상기 효과를 극대화할 수 있다. 한편, 상기 와류의 발생 원리와 같이 공동이 좁아지는 부분의 유속이 증가하므로, 오염물이 축적될 확률은 낮아진다. In the water treatment apparatus of the present invention, the longitudinal direction (x axis) of the header is parallel to the flow direction of the raw water . Fig. 7 schematically shows an installation form of the water treatment apparatus of the present invention. As shown in Fig. 7, the flow rate increases at a narrow interval z1, and contaminants accumulate on the surface of the separation membrane due to the vortex generated by the effect of decreasing the flow rate in the cavity z2 where the interval widens Can be prevented. With this effect, a common wastewater treatment process having a transfer amount larger than the treated water production amount can be performed without addition of a device such as a pump, and it can be efficiently applied even in a water treatment process in which the effect of preventing the contamination by vortex is insufficient or the amount of transfer is not sufficient. In some cases, a pump or the like may be additionally installed to flow the raw water more regularly, thereby maximizing the above effects. On the other hand, as the vortex generation principle increases, the flow rate of the portion where the cavity is narrowed increases, and the probability of accumulation of contaminants is lowered.

구체예에서 산기장치(도시되지 않음)는 분리막 세정 시에 공기 방울들을 방출하기 위한 것으로, 통상 분리막 모듈의 하단에 배치된다. 상기 산기장치는 당해 기술 분야에서 사용되는 다양한 장치들이 제한 없이 사용될 수 있으며, 그 구성이 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 산기장치는 균일한 크기의 기포를 배출할 수 있으며, 다른 구체예에서는 상기 산기장치는 기포의 크기가 균일하지 않고 일정한 규칙에 따라 펄스 형태의 기포를 배출할 수 있다. In an embodiment, the diffuser (not shown) is for releasing air bubbles during membrane cleaning and is typically located at the bottom of the membrane module. The diffuser may be used without limitation in various devices used in the technical field, and the constitution thereof is not particularly limited. For example, the air diffuser can discharge air bubbles of uniform size, and in other embodiments, the air diffuser can emit pulsed air bubbles in accordance with certain rules, without the uniform size of the bubbles.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims (15)

원수로부터 처리수를 분리하는 분리막; 및
상기 분리막의 최소한 일측 말단을 유체 연통되도록 구속하며, 분리막으로부터 처리된 처리수를 수집하는 헤더;를 포함하며,
상기 헤더는 길이방향을 따라 산부와 골부가 교대로 형성된 굴곡구조를 갖는 것을 특징으로 하는 분리막 모듈.
A separation membrane separating the treated water from the raw water; And
And a header for restricting at least one end of the separation membrane in fluid communication with the separation membrane and collecting the treated water processed from the separation membrane,
Wherein the header has a curved structure in which the crests and valleys are formed alternately along the longitudinal direction.
제1항에 있어서, 상기 분리막은 상기 헤더를 따라 굴곡구조를 갖도록 배열된 분리막 모듈.
The separation membrane module according to claim 1, wherein the separation membrane is arranged to have a bending structure along the header.
제1항에 있어서, 상기 산부 또는 골부의 곡률반경(R)은 하기 식 1을 만족하는 분리막 모듈:
[식 1]
Figure pat00005

(상기 식 1에서, R은 곡률반경, I 는 산부 또는 골부의 단위 직선길이의 절반임)
2. The separation membrane module as claimed in claim 1, wherein a radius of curvature (R) of the crests or valleys satisfies the following formula:
[Formula 1]
Figure pat00005

(Where R is the radius of curvature and I is half the unit straight line length of the mountain or valley)
제3항에 있어서, 상기 산부와 골부의 곡률반경은 동일한 것인, 분리막 모듈.
The separation membrane module according to claim 3, wherein the radius of curvature of the peak and the valley are the same.
제3항에 있어서, 상기 산부와 골부의 곡률반경은 동일하지 않은, 분리막 모듈.
4. The membrane module as claimed in claim 3, wherein the radius of curvature of the peak and the valley are not the same.
제1항에 있어서, 상기 산부와 상기 골부의 총 합은 2 내지 20 개인, 분리막 모듈.
The separation membrane module according to claim 1, wherein the total sum of the peak and the valley is 2 to 20.
제1항에 있어서, 상기 헤더에 고정된 분리막의 너비가 10 내지 60 mm 인 분리막 모듈.
2. The membrane module of claim 1, wherein the width of the separator fixed to the header is 10 to 60 mm.
복수의 분리막 모듈; 및
상기 분리막 모듈의 하부에 구비되는 산기장치;를 포함하는 수처리 장치이며,
상기 분리막 모듈은 제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 분리막 모듈인 수처리 장치.
A plurality of separation membrane modules; And
And a diffusion device provided at a lower portion of the separation membrane module,
Wherein the membrane module is the membrane module of any one of claims 1 to 7.
제8항에 있어서, 상기 복수의 분리막 모듈은
단위 분리막 모듈이 서로 간격을 두고 병렬 배열되어 있으며,
상기 단위 분리막 모듈은 이웃하는 다른 단위 분리막 모듈과 굴곡구조가 서로 대칭되도록 배치된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
9. The apparatus of claim 8, wherein the plurality of membrane modules
The unit separation membrane modules are arranged in parallel with each other at an interval,
Wherein the unit separation membrane module is arranged such that neighboring unit separation membrane modules and the bending structure are symmetrical to each other.
제8항에 있어서, 상기 단위 분리막 모듈 사이에는, 분리막간 최대 간격을 갖는 구역인 공동과 분리막간 최소 간격을 갖는 구역인 협부가 교대로 형성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
9. The water treatment system according to claim 8, wherein the unit separation membrane modules are alternately formed with a cavity having a maximum gap between the separation membranes and a narrowed portion having a minimum gap between the separation membranes.
제10항에 있어서, 상기 공동에 기포가 배출되는 산기홀이 위치하는 수처리 장치.
11. The water treatment apparatus according to claim 10, wherein the diffuser hole is located in the cavity.
제11항에 있어서, 상기 산기홀에서 배출된 기포는 하기 식 2를 만족하는 기포를 포함하는 수처리 장치:
[식 2]
Figure pat00006

(상기 식 2에서 D 는 공동의 내접원 직경, d는 기포의 직경)
12. The water treatment apparatus according to claim 11, wherein the bubbles discharged from the acid orifice include bubbles satisfying the following formula (2)
[Formula 2]
Figure pat00006

(Where D is the diameter of the inscribed circle of the cavity, and d is the diameter of the bubble)
제12항에 있어서, 상기 산기홀에서 배출된 기포의 크기는 상기 공동의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
13. The water treatment system according to claim 12, wherein the size of the bubbles discharged from the acid-philic hole is larger than the size of the cavity.
제11항에 있어서, 상기 산기장치는 간헐적인 펄스 형태의 기포를 생성하는 수처리 장치.
12. The water treatment apparatus according to claim 11, wherein the air diffusing device generates intermittent pulsed air bubbles.
제10항에 있어서, 원수가 헤더의 길이 방향을 따라 흐르도록 배치하며, 공동에는 와류가 형성되고, 협부에는 최고유속을 갖는 수처리 장치.
11. The water treatment apparatus according to claim 10, wherein the raw water is arranged to flow along the longitudinal direction of the header, vortexes are formed in the cavities, and maximum flow velocities are provided in the corners.
KR1020170158942A 2017-11-24 2017-11-24 Submerged membrane cassette and water-treatment apparatus comprising the same Withdrawn KR20190060595A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158942A KR20190060595A (en) 2017-11-24 2017-11-24 Submerged membrane cassette and water-treatment apparatus comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170158942A KR20190060595A (en) 2017-11-24 2017-11-24 Submerged membrane cassette and water-treatment apparatus comprising the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190060595A true KR20190060595A (en) 2019-06-03

Family

ID=66849479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170158942A Withdrawn KR20190060595A (en) 2017-11-24 2017-11-24 Submerged membrane cassette and water-treatment apparatus comprising the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190060595A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100429960B1 (en) Membrane assembly for solid-liquid separation, method of cleaning the same, and detergent
US10543461B2 (en) Cartridge-type hollow fiber membrane module comprising submerged hollow fiber membrane unit module with free end and submerged apparatus for water treatment comprising air diffuser apparatus capable of intermittent/continuous aeration and its aeration method
KR20150059788A (en) Gas scouring apparatus for immersed membranes
WO2011037465A1 (en) Improved removal device for micro-bubbles and dirt
JP5410956B2 (en) Matrix structure
CN103415474B (en) Membrane separation device
KR101625603B1 (en) Module for fixing a bundle of a hollow fiber membrane and Filtering apparatus including the same
KR20200033692A (en) high-rate plate settler module
JP5495129B2 (en) Membrane element, membrane module and membrane separation system
RU2504428C2 (en) Filtration module incorporating capillary membranes
KR20190060595A (en) Submerged membrane cassette and water-treatment apparatus comprising the same
WO2016171011A1 (en) Filtration device
CN103842056B (en) Aeration unit and include its defecator
US11524264B2 (en) Aerator device and filter system including the same
US10850214B2 (en) Inclined sedimentation acceleration apparatus
JPWO2016181803A1 (en) Filtration device
CN118103121A (en) Systems, methods and apparatus for removing pollutants from stormwater
JP2009061407A (en) Settling apparatus, flocculating system and manufacturing method of settling apparatus
KR101221330B1 (en) Submerged hollow fiber membrane filtering module
TWI884949B (en) Wastewater treatment equipment
JP2020059026A (en) Inclined sedimentation promotion device
US20130104507A1 (en) Dust collector
KR20170038511A (en) Water treatment apparatus
JP2019030843A (en) Hollow fiber membrane module and cleaning method for the same
KR20230032068A (en) Vane type mist eliminator having holl pattern

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20171124

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination