WO2022092610A1 - Air diffuser - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an air diffuser. More specifically, the present invention relates to an aeration device installed under an immersion type separation membrane to prevent clogging of the separation membrane.
- an aeration device is installed at the bottom of the separation membrane and air is injected to desorb the contaminants on the surface.
- the air diffuser is based on a circular pipe shape, and a plurality of holes are drilled at regular intervals so that the air bubbles are dispersed throughout the separation membrane.
- a sludge discharge hole or elbow type pipe is added to the air diffuser device having a circular pipe shape. If the sludge is deposited in a part without a discharge hole and the pipe is long, the sludge can be removed by pushing it. There is a problem that it is difficult to supply enough air.
- Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0104005 discloses an air diffuser, an operating method thereof, and a water treatment apparatus.
- TMP transmembrane pressure
- One aspect of the present invention relates to an air diffuser.
- the diffuser includes a buffer space formed on the inside, and a plurality of diffuser holes perforated in the vertical direction on the outside of which are alternately arranged in the longitudinal direction; a right side portion connected from one side of the upper surface portion and extending in a vertical direction; a left side facing the right side, connected to the top side and extending in a vertical direction; a front portion formed at the longitudinal end of the upper surface portion and formed with an air supply port on one side; and a rear portion facing the front portion, connected to the upper surface portion, and having an air exhaust hole formed on one side.
- the right-side portion and the left-side portion extending from the upper surface portion are in contact with the front portion and the rear portion and at least one surface to form a closed space inside, and the lower portion is opened to form an open surface can be
- the upper surface portion has a concave arc shape, and a buffer space in which the air supplied from the air supply port stays may be formed inside.
- the acid air hole may be disposed between 40 and 60° with respect to the central axis y passing through the uppermost end of the upper surface part.
- the diffuser hole may be provided with a guide pipe extending outward from the upper surface to guide the air flow in the vertical direction.
- the guide tube may be disposed at a height lower than the uppermost end of the upper surface part.
- the air supply port may be disposed at the lower end of the front part.
- the air exhaust hole is disposed on the upper portion of the rear surface, and may be formed at a height equal to or higher than the diffuser hole with respect to the lower end surface.
- the diameter of the air supply port may be larger than the diameter of the air discharge hole.
- an aerator that is spaced apart from the upper side of the upper surface part and intermittently generates air bubbles may be further disposed.
- the increase rate of the transmembrane pressure (TMP) is increased during continuous aeration of wastewater containing 6 to 10 g/L of mixed liquor suspended solids (MLSS). It can be less than 15%.
- the present invention can prevent sludge accumulation in the aeration device, and provides a buffer space in the aeration device even when the air supply amount is reduced so that the bubbles are uniformly dispersed, and the air flow variation is reduced to prevent the aeration pores from being closed. can be effectively prevented.
- FIG. 1 is a perspective view of an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a plan view of the air diffuser according to FIG. 1 .
- FIG. 3 is a front view of the air diffuser according to FIG. 1 .
- FIG. 4 is a rear view of the air diffuser according to FIG. 1 .
- FIG. 5 is a perspective view of an air diffuser according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a front view of the air diffuser according to FIG. 5 .
- FIG. 7 is a rear view of the air diffuser according to FIG. 5 .
- FIG. 8 is a schematic view showing the sludge accumulation direction according to the type of the air diffuser.
- FIG. 9 is a schematic diagram comparing the case in which a concave arc is provided on the upper surface of the air diffuser according to an embodiment of the present invention to show a buffer space in which air resides, and the case in which the air diffuser is formed at the top of the pipe type air diffuser.
- FIG. 10 is a schematic diagram showing air flow according to the angle of formation of the air diffuser in the pipe type diffuser.
- FIG. 11 is a schematic view showing the direction of perforation of the diffuser in the diffuser according to one embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of an immersion type separation membrane module including an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
- TMP transmembrane pressure
- Positional relationships such as 'upper', 'top', 'lower', and 'bottom' are only described based on the drawings, and do not represent absolute positional relationships. That is, the positions of 'upper' and 'lower' or 'upper surface' and 'lower surface' may be changed according to the observed position.
- FIG. 1 is a perspective view of an air diffuser according to an embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a plan view of the diffuser according to FIG. 1
- FIG. 3 is a front view of the diffuser according to FIG. 1
- FIG. 4 is the above view It is a rear view of the diffuser according to 1 .
- the diffuser 1000 includes an upper surface portion 100 , a right surface portion 200 , a left surface portion 300 , a front portion 400 , and a rear surface portion 500 .
- the air diffuser 1000 is used to generate bubbles in a bioreactor equipped with a separation membrane in a water treatment facility using the membrane separation activated sludge method.
- the air diffuser 1000 is disposed under the immersion-type separation membrane disposed in the bioreactor to physically clean the separation membrane by spraying air bubbles.
- the upper surface part 100 has a buffer space b formed on the inside, and a plurality of diffuser holes 110 perforated in the vertical direction on the outside are alternately arranged in the longitudinal direction.
- the right side part 200 is connected from one side of the top surface part 100 and extends in a vertical direction.
- the left side portion 300 faces the front portion 200 , and is connected to the top surface portion 100 to extend in a vertical direction.
- the left side part 300 and the right side part 200 respectively extending from the upper surface part 100 are in contact with the front part 400 and the rear part 500 and at least one surface to form a closed space inside, and the lower part is opened to form an open surface.
- the diffuser 1000 may have a length of 400 to 1,000 mm, and a width of 20 to 60 mm, preferably 25 to 50 mm.
- the length of the diffuser 1000 may be changed according to the module size, but is not limited to the above range.
- the width of the diffuser 1000 is less than 20 mm, internal resistance increases and the diffuser effect may be reduced. If the width exceeds 60 mm, a larger amount of air is required for uniform diffusion, thereby reducing economic efficiency.
- the upper surface portion 100 has a curvature so that a concave arc is formed on the inside, and a buffer space in which the air supplied to the inside stays is formed.
- the upper surface portion 100 may have a buffer space (b) formed therein, is not limited to an arc shape, and may be provided in a polygonal structure.
- the upper surface part 100, the right side part 200, and the left side part 300 are connected to each other and, when viewed from the left or right, shows an inverted 'U' shape, and the lower part is open An open surface is formed.
- FIG. 8 is a schematic view showing the sludge accumulation direction according to the type of the aerator.
- FIG. 8 shows the sedimentation of sludge in the conventional pipe-type air diffuser, (b) shows the sludge sedimentation in the elbow-type pipe to which the pipe is connected, and (c) the reverse 'U' A ruler-shaped diffuser is shown.
- the conventional pipe-type diffuser has a problem in that the sludge (s) gradually settles and eventually closes the sludge discharge hole, and even in the case of an elbow connected to a pipe, there is a problem in that the sludge is deposited in the bent portion.
- Fig. 8(c) in the case of an inverted 'U' shape, a continuously open lower surface is formed, and when the lower surface is completely opened while the air is discharged through the air diffuser hole 110 of the upper surface, the sludge is discharged from the diffuser. does not settle inside.
- FIG. 9 is a schematic diagram comparing the case in which a concave arc is provided on the upper surface of the air diffuser according to an embodiment of the present invention to show a buffer space in which air is stored, and the case in which the diffuser hole 110 is formed at the top of the pipe type air diffuser. .
- TMP transmembrane pressure
- the bubbles discharged from the diffusion pores are a driving force that disturbs the wastewater around the separation membrane, and it is a very important factor that the bubbles are uniformly generated to prevent the solid particles from being deposited in the micropores of the separation membrane by inducing collision of the separation membrane with the bubbles, If the bubbles are not uniform, the deposition of contaminants is accelerated.
- the buffer space (b) has the advantage that continuous aeration is possible even during the rest period because the air already remaining is preferentially discharged to generate bubbles even when the amount of supplied air is reduced.
- a diffuser hole 110 through which the supplied air is discharged in a vertical direction is disposed on the outside of the upper surface part 100 .
- FIG. 10 is a schematic diagram showing air flow according to the angle of formation of the diffuser hole 110 in the pipe type diffuser.
- the introduced air floats vertically and no interference with the air flow F 2 occurs.
- the aeration hole 110 When the aeration hole 110 is formed in the vertical direction, there is no interference with the air flow F 2 , and it is possible to delay the clogging of the aeration hole 110 by sludge settling in the lower part of the reactor, but at the top of the aeration device When the diffuser pores 110 are formed in the vertical direction, uniform air distribution is difficult when the amount of supplied air is reduced.
- the diffuser hole 110 is formed by being perforated at an angle of 60 ⁇ with respect to the vertical direction (y) of the diffuser device, the discharged air flows through the air flow (F 1 ) due to friction with the diffuser hole 110 rim. In the long term, the sludge in the reactor is deposited and clogging occurs.
- the diffuser hole 110 is perforated in a direction perpendicular to gravity.
- FIG. 11 is a schematic diagram showing the direction of perforation of the diffuser hole 110 in the diffuser device according to an embodiment of the present invention.
- the diffuse hole 110 may be disposed between 40 and 60° with respect to the central axis y passing through the uppermost end of the upper surface part 100 .
- the angle ( ⁇ ) with respect to the central axis (y) with an imaginary line passing through the center of the diffuser hole 110 is 40 to 60 °.
- the volume of the buffer space (b) is reduced and uniform air distribution is difficult. 110) is not easy to drill so that the direction is vertical.
- the diffuser hole 110 is formed by being perforated in the vertical direction, referring to FIG. 11 ( b ), a guide tube 111 may be additionally disposed, and referring to FIG. It is also possible to form a perforation close to the.
- the buffer space b 0 is formed from the inside of the uppermost end of the concave arc to the position where the diffuser hole 110 is formed, and in (b) the buffer space b 1 is the lowest height of the guide tube 111 .
- the buffer space is increased, and in (c), the buffer space (b 2 ) may have the diffuser hole 110 located at the bottom of the upper surface part 100 , and in this case, the buffer space may be further increased.
- the size of the volume of the buffer space may be b 2 > b 1 > b 0 .
- the diffused pores 110 are arranged to be alternated with each other in the longitudinal direction (x-axis direction).
- the air gaps 110 are alternately arranged in the longitudinal direction and arranged in a zigzag manner.
- the disposition of the diffuser hole 110 may be disposed on the left, right, or left and right sides of the central portion of the upper surface portion 100 .
- the diffuser pores 110 are arranged alternately with each other, it is effective for uniform air distribution, and since it is possible to minimize the influence of the air bubbles generated in the diffuser pores 110 to each other, the aeration effect can be increased.
- the diameter of the acid air hole 110 is 3 to 10 mm, preferably 4 to 7 mm.
- the diameter of the diffuser hole 110 is less than 3mm, it may be easily blocked by sludge, and if it exceeds 10mm, it is difficult to expect a uniform diffuser effect.
- One air hole 110 per 50 to 100 mm, preferably one per 70 to 100 mm, along the longitudinal direction of the upper surface part 100 may be disposed.
- the diffuser hole 110 may be provided with a guide pipe 111 extending outward from the upper surface part 100 to guide the air flow in the vertical direction.
- the guide tube 111 starts from the inside of the concave arc and extends to the outside of the upper surface part 100 .
- the air staying in the buffer space moves through the guide tube 111, which is very advantageous because the air flow is in a vertical direction.
- the guide tube 111 may be disposed at a height lower than the uppermost end of the upper surface portion 100 .
- the height (h 0 ) to the uppermost end of the guide tube 111 is the height of the upper surface portion 100 based on the connection line (a) where the upper surface portion 100 is coupled to the front portion 200 and the rear portion 300. lower than (h 1 ).
- the guide tube 111 When the guide tube 111 is extended to a place higher than the uppermost end of the upper surface part 100, the guide tube 111 is long and not easy to install, and the flow of air is rather inhibited as the length of the guide tube 111 increases. and aeration is not performed smoothly to the outside of the upper surface part 100, so there is a risk that sludge may be deposited on the outer surface.
- the guide tube 111 has a shape protruding vertically from the upper surface portion 100 when viewed from the front portion 400 or the rear portion 500 .
- the guide tube 111 protrudes outward from the upper surface portion 100, but is disposed lower than the uppermost height of the upper surface portion 100 and does not affect the flow of air.
- the front portion 400 is formed at the longitudinal end of the upper surface portion 100, and an air supply port 410 is formed on one side.
- the air supply port 410 introduces air generated by the blower (B) into the air diffuser.
- the air supply port 410 is mainly disposed at the lower end of the front portion 400, but is not limited thereto.
- the position of the supply port is not limited.
- the air supply port 410 when the air introduced into the air supply port 410 is discharged along the diffuser hole 110 as it is from the diffuser hole 110 closest to the air supply port 410 without passing through the buffer space b, the air supply It is necessary to adjust the position of the sphere 410 or the first diffuse pore.
- the rear portion 500 faces the front portion 400 , is connected to the upper surface portion 100 , and has an air exhaust hole 510 formed on one side thereof.
- the air outlet hole 510 is disposed on the upper portion of the rear portion 500, and may be formed at a height equal to or higher than the inner height of the diffuser hole 110 with respect to the lower end surface.
- the air discharge hole 510 allows the air remaining in the air diffuser to be discharged to sufficiently wet the inside of the air diffuser when air supply to the air diffuser is stopped, such as during a rest period.
- the air discharge hole 510 When the air discharge hole 510 is disposed on the rear surface portion 500 and is located opposite the air supply port 410, the air discharged through the buffer space and the remaining air can be discharged, so that the amount of bubbles generated can be adjusted.
- the diameter d 1 of the air supply hole 410 may be greater than the diameter d 2 of the air outlet hole 510 .
- FIG. 5 is a perspective view of a diffuser according to another embodiment of the present invention
- FIG. 6 is a front view of the diffuser according to FIG. 5
- FIG. 7 is a rear view of the diffuser according to FIG.
- the diffuser hole 110 may be formed by integrally molding the diffuser device in the vertical direction to the upper surface portion 100 .
- the manufacturing efficiency is greatly increased, and the air diffuser hole 110 can be completed without drilling so that the air flow is in the vertical direction.
- an aerator 700 that is spaced apart from the upper side of the upper surface part and intermittently generates air bubbles may be further provided.
- FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of an immersion type separation membrane module including an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
- an aerator 700 is provided above the upper surface part 100 of the air diffuser 1000 , and is disposed under the separation membrane 800 .
- the aerator 700 may be designed so that the air bubbles generated by the aerator 1000 are introduced and maintained for a certain period of time and then discharged through the opening of the upper plate for a short time.
- the aeration device may increase the transmembrane pressure (TMP) increase rate within 15% during continuous aeration for 129 days for wastewater containing 6 to 10 g/L of activated sludge suspended solids (MLSS).
- TMP transmembrane pressure
- the diffuser hole 110 is not easily blocked even during long-term operation by the diffuser hole 110 for discharging air in the vertical direction to the buffer space b, so that the aeration efficiency is increased due to the uniform generation of air bubbles, Since fouling of the separator is prevented, the increase rate of the transmembrane pressure is remarkably reduced.
- a total of 8 diffuser holes with a diameter of 4.5 mm were drilled in the vertical direction in the upper surface of the diffuser with a length of 800 mm and a width of 50 mm.
- the air gaps were formed alternately in a zigzag pattern, and the horizontal distance from each air hole was set to 100 mm.
- a pipe-shaped diffuser was formed by perforating 4 holes in the left 60 ⁇ direction and 4 in the right 60 ⁇ direction with a 3.5 mm diameter diffuser hole in a transparent pipe with a length of 800 mm and a diameter of 27 mm.
- the pipe-type diffuser was formed by perforating 4 holes in the 60° left direction and 4 holes in the right 60° direction based on the vertical axis with a size of 4.5 mm.
- TMP transmembrane pressure
- the transmembrane pressure (TMP, kPa at 20 °C) of the separation membrane was continuously measured.
- Table 1 shows the results of measuring the transmembrane pressure of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
- TMP transmembrane pressure
- TMP transmembrane pressure
- the air diffuser induces the flow of air in the vertical direction to uniformly generate air bubbles, thereby increasing the aeration effect, and preventing sludge from accumulating and clogging the air diffuser.
- a buffer space so that the air supplied to the inside stays constant first, air is continuously discharged even when the amount of air inflow is reduced, and uniform bubbles are generated in the aeration pores to prevent contamination of the separation membrane and during continuous aeration for a long period of time It can also have the effect of significantly lowering the increase in the transmembrane pressure.
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Abstract
Description
본 발명은 산기장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 침지식 분리막의 하부에 설치되어 분리막의 폐색을 방지하지 위한 산기장치에 관한 것이다. The present invention relates to an air diffuser. More specifically, the present invention relates to an aeration device installed under an immersion type separation membrane to prevent clogging of the separation membrane.
침지식 분리막을 적용하는 막여과 하·폐수처리 공정에서는 미생물반응조 또는 원수탱크의 오염물이 분리막 표면에 부착되거나 슬러지가 침적되어 분리막을 오염시킬 수 있다. In the membrane filtration sewage and wastewater treatment process using an immersion type membrane, contaminants from the microbial reaction tank or raw water tank may adhere to the membrane surface or sludge may contaminate the membrane.
이를 방지하기 위해 분리막 하단에는 산기장치를 설치하고 공기를 주입하여 표면의 오염물을 탈착하도록 한다. To prevent this, an aeration device is installed at the bottom of the separation membrane and air is injected to desorb the contaminants on the surface.
통상 산기장치는 원형 파이프 형태를 기반으로 하며, 복수개의 구멍이 일정간격으로 천공되어 분리막 전체에 기포가 분산되도록 한다. In general, the air diffuser is based on a circular pipe shape, and a plurality of holes are drilled at regular intervals so that the air bubbles are dispersed throughout the separation membrane.
원형의 파이프 형태를 갖는 산기장치는 관내의 슬러지 축적을 방지하기 위해 슬러지 배출홀이나 엘보 형태의 배관을 추가하는데, 배출홀이 없는 부분에 슬러지가 침적되고, 배관이 길어지는 경우 슬러지를 밀어서 탈착시킬 정도의 공기가 공급되기 힘든 문제가 있다. To prevent sludge from accumulating in the pipe, a sludge discharge hole or elbow type pipe is added to the air diffuser device having a circular pipe shape. If the sludge is deposited in a part without a discharge hole and the pipe is long, the sludge can be removed by pushing it. There is a problem that it is difficult to supply enough air.
본 발명과 관련된 배경기술로 대한민국 공개특허공보 제 10-2017-0104005호에서 산기 장치와 그 운전 방법, 및 수처리 장치를 개시한다. As a background related to the present invention, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0104005 discloses an air diffuser, an operating method thereof, and a water treatment apparatus.
본 발명의 목적은 침지식 분리막 하부에 설치되어 분리막의 오염을 방지하는 산기장치에 있어서, 산기장치 상단부에 공기가 체류할 수 있는 버퍼영역을 형성하여 공기 공급량이 감소하는 경우에도 기포가 균일하게 분배되는 산기장치를 제공하기 위한 것이다. It is an object of the present invention to provide an aeration device installed under an immersion type separation membrane to prevent contamination of the separation membrane, and to form a buffer area in the upper part of the aeration device in which air can stay, so that air bubbles are uniformly distributed even when the air supply amount is reduced. It is intended to provide an aeration device that can be
또한 산기장치의 산기공의 위치를 조절하여 연속 폭기 시 슬러지에 의한 산기공의 폐색을 방지할 수 있으며, 균일한 기포의 분배로 분리막의 폐색을 방지하여 막간차압(TMP, transmembrane pressure) 증가율을 낮출 수 있다. In addition, it is possible to prevent clogging of the aeration pores by sludge during continuous aeration by adjusting the position of the aeration pores of the aeration device, and it is possible to reduce the increase rate of the transmembrane pressure (TMP) by preventing blockage of the separation membrane by uniform distribution of air bubbles. can
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can all be achieved by the present invention described below.
1. 본 발명의 하나의 관점은 산기장치에 관한 것이다.1. One aspect of the present invention relates to an air diffuser.
상기 산기장치는 내측에 버퍼공간이 형성되며, 외측에는 수직방향으로 천공된 복수개의 산기공이 길이방향으로 서로 엇갈리게 배치된 상면부; 상기 상면부의 일측에서 연결되며, 수직 방향으로 연장된 우측면부; 상기 우측면부에 대향되며, 상면부와 연결되어 수직 방향으로 연장된 좌측면부; 상기 상면부 길이방향 끝단에 형성되고, 일측에 공기공급구가 형성된 정면부; 및 상기 정면부와 대향되고, 상기 상면부에 연결되며, 일측에 공기배출공이 형성된 후면부;를 포함한다. The diffuser includes a buffer space formed on the inside, and a plurality of diffuser holes perforated in the vertical direction on the outside of which are alternately arranged in the longitudinal direction; a right side portion connected from one side of the upper surface portion and extending in a vertical direction; a left side facing the right side, connected to the top side and extending in a vertical direction; a front portion formed at the longitudinal end of the upper surface portion and formed with an air supply port on one side; and a rear portion facing the front portion, connected to the upper surface portion, and having an air exhaust hole formed on one side.
2. 상기 1구체예에서, 상기 상면부에서 연장되는 상기 우측면부와 좌측면부는 상기 정면부 및 후면부와 적어도 하나 이상의 면이 서로 접하여 내측에 폐쇄 공간을 형성하고, 하부는 개방되어 개방면이 형성될 수 있다.2. In the first embodiment, the right-side portion and the left-side portion extending from the upper surface portion are in contact with the front portion and the rear portion and at least one surface to form a closed space inside, and the lower portion is opened to form an open surface can be
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 상면부는 오목한 호 형태이며, 내측에 상기 공기공급구에서 공급되는 공기가 체류하는 버퍼공간이 형성될 수 있다. 3. In the above 1 or 2 embodiments, the upper surface portion has a concave arc shape, and a buffer space in which the air supplied from the air supply port stays may be formed inside.
4. 상기 1 내지 3 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 산기공은 상기 상면부의 최상단을 지나는 중심축(y)을 기준으로 40 내지 60˚ 사이에 배치될 수 있다. 4. In any one of embodiments 1 to 3, the acid air hole may be disposed between 40 and 60° with respect to the central axis y passing through the uppermost end of the upper surface part.
5. 상기 1 내지 4 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 산기공은 상면부 외측으로 연장되어 공기의 흐름을 수직방향으로 유도하는 가이드관이 구비될 수 있다. 5. In any one of the embodiments 1 to 4, the diffuser hole may be provided with a guide pipe extending outward from the upper surface to guide the air flow in the vertical direction.
6. 상기 5 구체예에서, 상기 가이드관은 상기 상면부 최상단보다 낮은 높이로 배치될 수 있다. 6. In the 5th embodiment, the guide tube may be disposed at a height lower than the uppermost end of the upper surface part.
7. 상기 1 내지 6 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 공기공급구는 상기 정면부 하단에 배치될 수 있다. 7. In any one of 1 to 6 above, the air supply port may be disposed at the lower end of the front part.
8. 상기 1 내지 7 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 공기배출공은 상기 후면부의 상부에 배치되며, 하단면을 기준으로 상기 산기공보다 높거나 동일한 높이에 형성될 수 있다. 8. In any one of the embodiments 1 to 7, the air exhaust hole is disposed on the upper portion of the rear surface, and may be formed at a height equal to or higher than the diffuser hole with respect to the lower end surface.
9. 상기 1 내지 8 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 공기공급구의 직경은 상기 공기배출공의 직경보다 클 수 있다. 9. In any one of 1 to 8 above, the diameter of the air supply port may be larger than the diameter of the air discharge hole.
10. 상기 1 내지 9 중 어느 하나의 구체예에서, 상기 상면부 상측에 이격되어, 간헐적으로 기포를 발생시키는 에어레이터가 더 배치될 수 있다.10. In any one of the embodiments 1 to 9, an aerator that is spaced apart from the upper side of the upper surface part and intermittently generates air bubbles may be further disposed.
11. 상기 1 내지 10 중 어느 하나의 구체예에서, 활성슬러지 부유물질(MLSS, mixed liquor suspended solids)을 6 내지 10 g/L로 포함하는 폐수를 대상으로 연속 폭기 시 막간차압(TMP) 증가율이 15% 이내일 수 있다. 11. In any one of embodiments 1 to 10, the increase rate of the transmembrane pressure (TMP) is increased during continuous aeration of wastewater containing 6 to 10 g/L of mixed liquor suspended solids (MLSS). It can be less than 15%.
본 발명은 산기장치 내에 슬러지 축적을 방지할 수 있으며, 공기 공급량이 감소되는 경우에도 산기장치 내에 버퍼공간을 마련하여 기포가 균일하게 분산되도록 하고, 공기 흐름의 편차를 감소시켜 산기공이 폐쇄되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. The present invention can prevent sludge accumulation in the aeration device, and provides a buffer space in the aeration device even when the air supply amount is reduced so that the bubbles are uniformly dispersed, and the air flow variation is reduced to prevent the aeration pores from being closed. can be effectively prevented.
또한, 장시간 연속 폭기 시에도 침지식 분리막의 파울링(fouling)을 방지하여 분리막의 폐색으로 인한 막간차압의 증가를 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, it is possible to effectively prevent an increase in the transmembrane pressure due to clogging of the membrane by preventing fouling of the submerged membrane even during continuous aeration for a long time.
도 1는 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
도 2는 상기 도 1에 따른 산기장치의 평면도이다. FIG. 2 is a plan view of the air diffuser according to FIG. 1 .
도 3은 상기 도 1에 따른 산기장치의 정면도이다. FIG. 3 is a front view of the air diffuser according to FIG. 1 .
도 4는 상기 도 1에 따른 산기장치의 후면도이다. 4 is a rear view of the air diffuser according to FIG. 1 .
도 5는 본 발명의 다른 구체예에 따른 산기장치의 사시도이다. 5 is a perspective view of an air diffuser according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5에 따른 산기장치의 정면도이다. FIG. 6 is a front view of the air diffuser according to FIG. 5 .
도 7은 도 5에 따른 산기장치의 후면도이다. 7 is a rear view of the air diffuser according to FIG. 5 .
도 8는 산기장치 형태에 따른 슬러지 축적 방향을 나타낸 모식도이다. 8 is a schematic view showing the sludge accumulation direction according to the type of the air diffuser.
도 9는 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치의 상부면에 오목한 호가 구비되어 공기가 체류하는 버퍼공간을 나타낸 것과 파이프형 산기장치 최상단에 산기공이 형성되는 경우를 비교한 모식도이다. 9 is a schematic diagram comparing the case in which a concave arc is provided on the upper surface of the air diffuser according to an embodiment of the present invention to show a buffer space in which air resides, and the case in which the air diffuser is formed at the top of the pipe type air diffuser.
도 10은 파이프형 산기장치에 있어서, 산기공의 형성 각도에 따른 공기흐름을 나타낸 모식도이다. 10 is a schematic diagram showing air flow according to the angle of formation of the air diffuser in the pipe type diffuser.
도 11은 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치에 있어서 산기공의 천공 방향을 나타낸 모식도이다. 11 is a schematic view showing the direction of perforation of the diffuser in the diffuser according to one embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치를 포함하는 침지식 분리막 모듈의 구성을 나타낸 모식도이다. 12 is a schematic diagram showing the configuration of an immersion type separation membrane module including an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치에 있어서, 연속 폭기시 막간차압(TMP)의 변화를 나타낸 그래프이다. 13 is a graph showing the change in the transmembrane pressure (TMP) during continuous aeration in the air diffuser according to one embodiment of the present invention.
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 in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the following drawings are provided only to help the understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the drawings. In addition, since the shape, size, ratio, angle, number, etc. disclosed in the drawings are exemplary, the present invention is not limited to the illustrated matters.
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. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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.When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in the singular, cases including the plural are included unless otherwise explicitly stated.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is construed as including an error range even if there is no separate explicit 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.When the positional relationship between two parts is described with ‘on’, ‘on’, ‘on’, ‘beside’, etc., unless ‘directly’ or ‘directly’ is used, between the two parts 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. Positional relationships such as 'upper', 'top', 'lower', and 'bottom' are only described based on the drawings, and do not represent absolute positional relationships. That is, the positions of 'upper' and 'lower' or 'upper surface' and 'lower surface' may be changed according to the observed position.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치를 설명한다. Hereinafter, an air diffuser according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치의 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 따른 산기장치의 평면도이며, 도 3은 상기 도 1에 따른 산기장치의 정면도이고, 도 4는 상기 도 1에 따른 산기장치의 후면도이다. 1 is a perspective view of an air diffuser according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the diffuser according to FIG. 1, FIG. 3 is a front view of the diffuser according to FIG. 1, and FIG. 4 is the above view It is a rear view of the diffuser according to 1 .
상기 산기장치(1000)는 상면부(100), 우측면부(200), 좌측면부(300), 정면부(400), 및 후면부(500)를 포함한다. The
상기 산기장치(1000)는 막분리 활성슬러지법을 사용하는 수처리 시설에서 분리막이 설치된 생물반응조의 기포 발생 용도로 사용되는 것이다. The
상기 산기장치(1000)는 생물반응조에 배치되는 침지식 분리막 하부에 배치되어 기포를 분사하여 상기 분리막을 물리적으로 세정한다. The
도 1 내지 4를 참조하면, 상기 상면부(100)는 내측에 버퍼공간(b)이 형성되며, 외측에는 수직방향으로 천공된 복수개의 산기공(110)이 길이방향으로 서로 엇갈리게 배치된다.1 to 4 , the
상기 우측면부(200)는 상기 상면부(100)의 일측에서 연결되며, 수직 방향으로 연장된다. The
상기 좌측면부(300)는 상기 정면부(200)에 대향되며, 상면부(100)와 연결되어 수직 방향으로 연장된다. The
상기 상면부(100)에서 각각 연장되는 좌측면부(300)와 우측면부(200)는 상기 정면부(400) 및 후면부(500)와 적어도 하나 이상의 면이 서로 접하여 내측에 폐쇄 공간을 형성하고, 하부는 개방되어 개방면이 형성된다. The
상기 산기장치(1000)는 400 내지 1,000mm의 길이로 형성될 수 있으며, 폭은 20 내지 60mm, 바람직하게는 25 내지 50mm일 수 있다. The
상기 산기장치(1000)의 길이는 모듈 크기에 대응하여 변경될 수 있으며, 상기 범위에 제한되지는 않는다.The length of the
상기 산기장치(1000)의 폭이 20mm 보다 작으면 관내 저항이 증가하여 산기 효과가 저감될 우려가 있으며, 60mm를 초과하는 경우에는 균일한 산기를 위해 더 많은 공기량이 필요하여 경제성이 감소된다. If the width of the
한 구체예에서 상기 상면부(100)는 곡률을 가져서 내측에 오목한 호가 형성되며, 내측에 공급되는 공기가 체류하는 버퍼공간이 형성된다. In one embodiment, the
상기 상면부(100)가 곡률을 갖도록 굴곡지게 형성되고, 이에 따라 내측에 오목한 호가 형성되면, 상기 산기장치(1000) 내로 공급된 공기가 부상하여 일정량이 되도록 체류할 수 있는 공간이 형성된다. When the
상기 상면부(100)는 내측에 버퍼공간(b)이 형성될 수 있는 것이며, 호 형태에 한정되지 않으며, 다각구조로 구비될 수 있다. The
도 3 및 4를 참조하면, 상기 상면부(100)와, 우측면부(200) 및 좌측면부(300)가 서로 연결되어 좌측 또는 우측에서 바라보는 경우 역 'U' 자 형태를 나타내며 하부는 개방되어 개방면이 형성된다. 3 and 4, the
도 8은 산기장치 형태에 따른 슬러지 축적 방향을 나타낸 모식도이다. 8 is a schematic view showing the sludge accumulation direction according to the type of the aerator.
도 8을 참조하면, (a)에서 종래의 파이프 형태의 산기장치의 슬러지의 침전을 나타내고, (b)는 파이프가 연결되는 엘보 형태의 배관에서 슬러지 침전을 나타내며, (c)는 역 'U' 자 형태의 산기장치를 나타낸다. Referring to FIG. 8, (a) shows the sedimentation of sludge in the conventional pipe-type air diffuser, (b) shows the sludge sedimentation in the elbow-type pipe to which the pipe is connected, and (c) the reverse 'U' A ruler-shaped diffuser is shown.
종래 파이프 형태의 산기장치는 슬러지(s)가 점차 침전하여 결국 슬러지 배출공을 폐쇄하는 문제가 있으며, 파이프에 연결되는 엘보의 경우에도 절곡되는 부위에 슬러지가 침전되는 문제가 있다. The conventional pipe-type diffuser has a problem in that the sludge (s) gradually settles and eventually closes the sludge discharge hole, and even in the case of an elbow connected to a pipe, there is a problem in that the sludge is deposited in the bent portion.
도 8의 (c)에서, 역 'U'자 인 경우 연속으로 개방된 하부면이 형성되고, 공기는 상부면의 산기공(110)으로 배출되면서 하부면이 완전하게 개방되어 경우 슬러지가 산기장치 내부에 침전되지 않는다. In Fig. 8(c), in the case of an inverted 'U' shape, a continuously open lower surface is formed, and when the lower surface is completely opened while the air is discharged through the
한편, 상기 오목한 호 내측에 공급되는 공기가 체류하는 버퍼공간이 형성된다. On the other hand, a buffer space in which the air supplied to the inside of the concave arc stays is formed.
도 9는 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치의 상부면에 오목한 호가 구비되어 공기가 체류하는 버퍼공간을 나타낸 것과 파이프형 산기장치 최상단에 산기공(110)이 형성되는 경우를 비교한 모식도이다. 9 is a schematic diagram comparing the case in which a concave arc is provided on the upper surface of the air diffuser according to an embodiment of the present invention to show a buffer space in which air is stored, and the case in which the
도 9의 (a)를 참조하면, 상부면에 곡률을 가지는 오목한 호가 형성되는 경우 도입되는 공기가 갇혀서 체류하게 되며, 공기가 포집되어 있는 버퍼공간(b)을 형성한다. Referring to (a) of FIG. 9 , when a concave arc having a curvature is formed on the upper surface, the introduced air is trapped and stayed, and a buffer space (b) in which the air is collected is formed.
도 9의 (b)를 참조하면, 산기장치에 도입된 공기가 산기공(c)에서 최상단부로 직접 배출되는 경우 도입부위 공기 압력에 따라 도입부위에서 가까운 경우 공기가 다량으로 배출되어 기포 생성이 증가되고, 도입부위에서 멀어질수록 공기 배출량이 감소되기 때문에 기포 생성량이 감소되어 전체적으로 효과적인 폭기가 어렵다. Referring to FIG. 9 (b), when the air introduced into the air diffuser is directly discharged from the air diffuser hole (c) to the uppermost end, when the air is close to the introduction site according to the air pressure at the introduction site, a large amount of air is discharged to increase the generation of bubbles. However, as the distance from the introduction site increases, the amount of air generated decreases because the air discharge decreases, making effective aeration difficult as a whole.
균일하게 분산된 기포에 의해 폭기되지 않으면, 상기 산기장치 상측에 배치된 분리막의 표면은 고형입자의 부착으로 인한 폐색이 진행되어 분리막에 걸리는 막간차압(TMP, transmembrane pressure)이 증가된다. If it is not aerated by the uniformly dispersed air bubbles, the surface of the separation membrane disposed on the upper side of the aeration device is occluded due to adhesion of solid particles, and the transmembrane pressure (TMP) applied to the separation membrane increases.
상기 산기공에서 배출되는 기포는 분리막 주위의 폐수를 교란시키는 구동력이고 분리막과 기포의 충돌을 유도하여 분리막의 미세기공에 고형입자가 침적하는 것을 방지하는데 기포가 균일하게 생성되는 것이 매우 중요한 요소이며, 기포가 균일하지 않으면 오염물의 침적이 가속된다. The bubbles discharged from the diffusion pores are a driving force that disturbs the wastewater around the separation membrane, and it is a very important factor that the bubbles are uniformly generated to prevent the solid particles from being deposited in the micropores of the separation membrane by inducing collision of the separation membrane with the bubbles, If the bubbles are not uniform, the deposition of contaminants is accelerated.
상기 버퍼공간(b)이 형성되는 경우 산기공(110)의 위치까지 상기 오목한 호 내측에 공기가 체류하게 되고, 공급되는 공기량이 더 증가되는 경우 산기공(110)을 통하여 공기가 배출되어 기포가 생성되기 때문에 균일한 공기 분배가 가능하다.When the buffer space (b) is formed, air stays inside the concave arc up to the position of the
상기 버퍼공간(b)은 특히 공급되는 공기량이 감소되는 경우에도 이미 체류하는 공기가 우선적으로 배출되어 기포를 생성하기 때문에 휴지 기에도 연속으로 폭기가 가능한 장점을 갖는다. The buffer space (b) has the advantage that continuous aeration is possible even during the rest period because the air already remaining is preferentially discharged to generate bubbles even when the amount of supplied air is reduced.
상기 상면부(100) 외측에는 공급되는 공기가 수직방향으로 배출되도록 하는 산기공(110)이 배치된다. A
도 10은 파이프형 산기장치에 있어서, 산기공(110)의 형성 각도에 따른 공기흐름을 나타낸 모식도이다. 10 is a schematic diagram showing air flow according to the angle of formation of the
도 10을 참조하면, 산기장치 최상단부에 수직방향으로 산기공(110)이 형성되는 경우 도입되는 공기가 수직으로 부상하여 공기흐름(F2)에 대한 간섭이 발생하지 않는다.Referring to FIG. 10 , when the
상기 산기공(110)이 수직방향으로 형성되는 경우 공기흐름(F2)의 간섭이 없으며, 반응조 하부에서 침전하는 슬러지에 의한 산기공(110)의 폐색을 지연시킬 수 있으나, 산기장치의 최상단에 수직방향으로 산기공(110)이 형성되는 경우 공급되는 공기량이 감소되는 경우 균일한 공기분배가 어렵다. When the
반면에 산기공(110)이 산기장치의 수직방향(y)에 대하여 60˚ 방향으로 기울어져 천공되어 형성되는 경우 배출되는 공기는 산기공(110) 테두리와의 마찰로 인하여 공기흐름(F1)에 간섭이 발생되며, 장기적으로는 반응조의 슬러지가 침적되어 폐색이 발생하게 된다. On the other hand, when the
상기 산기공(110)은 중력에 대해 수직방향으로 천공되는 것이 매우 바람직하다.It is very preferable that the
도 11은 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치에 있어서 산기공(110)의 천공 방향을 나타낸 모식도이다. 11 is a schematic diagram showing the direction of perforation of the
도 11의 (a)를 참조하면, 한 구체예에서 상기 산기공(110)은 상기 상면부(100)의 최상단을 지나는 중심축(y)을 기준으로 40 내지 60˚ 사이에 배치될 수 있다. Referring to (a) of FIG. 11 , in one embodiment, the diffuse
구체적으로 상기 중심축(y)에 대해 상기 산기공(110)의 중심을 지나는 가상의 선과의 각도(θ)는 40 내지 60 ˚이다. Specifically, the angle (θ) with respect to the central axis (y) with an imaginary line passing through the center of the
상기 범위에 미치지 못하는 경우 버퍼공간(b)의 용적이 감소되어 균일한 공기 분배가 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 산기공(110)의 위치가 상기 상부면의 외각에 위치하게 되어 산기공(110)의 방향이 수직이 되도록 천공하기 용이하지 않다.When it does not reach the above range, the volume of the buffer space (b) is reduced and uniform air distribution is difficult. 110) is not easy to drill so that the direction is vertical.
상기 산기공(110)은 수직방향으로 천공되어 형성되나, 도 11의 (b)를 참조하면, 가이드관(111)이 추가로 배치될 수 있고, 도 11의 (c)를 참조하면, 수직방향에 가깝게 천공되어 형성되는 것도 가능하다. Although the
한편 공기가 상기 산기장치(1000)로 유입되면, 부상하여 오목한 호 내측에 체류하게 되며 버퍼공간을 형성한다. Meanwhile, when air flows into the
도 11의 (a)에서 버퍼공간(b0)은 오목한 호 최상단 내측부터 산기공(110)이 형성된 위치까지 형성되고, (b)에서 버퍼공간(b1)은 가이드관(111)의 최하단 높이까지 연장되어 버퍼공간이 증가되며, (c)에서 버퍼공간(b2)은 산기공(110)이 상면부(100) 하단에 위치할 수 있으며, 이 경우 버퍼공간을 더 증가시킬 수 있다. In (a) of FIG. 11 , the buffer space b 0 is formed from the inside of the uppermost end of the concave arc to the position where the
상기 버퍼공간의 체적의 크기는 b2 > b1> b0일 수 있다. The size of the volume of the buffer space may be b 2 > b 1 > b 0 .
상기 버퍼공간의 체적이 커지는 경우 공기 공급량이 감소되는 경우에도 일정하게 공기를 배출할 수 있는 공기량이 증가하여 장시간 균일하게 기포를 생성할 수 있다. When the volume of the buffer space increases, even when the air supply amount is reduced, the amount of air capable of constantly discharging air increases, so that bubbles can be uniformly generated for a long time.
상기 산기공(110)은 길이방향(x축 방향)으로 서로 엇갈리게 배치된다. The diffused pores 110 are arranged to be alternated with each other in the longitudinal direction (x-axis direction).
도 2를 참조하면, 상기 산기공(110)은 길이방향으로 서로 엇갈리게 배치되어 지그재그로 배치된다. Referring to FIG. 2 , the
상기 산기공(110)의 배치는 상기 상면부(100)의 중앙 부위를 기준으로 좌측, 우측 또는 좌우측면에 배치될 수 있다.The disposition of the
상기 산기공(110)이 서로 엇갈리게 배치되는 경우 균일한 공기 분배에 효과적이며, 각 산기공(110)에서 생성되는 기포가 서로 영향을 받는 것을 최소화할 수 있기 때문에 폭기 효과를 증가시킬 수 있다. When the diffuser pores 110 are arranged alternately with each other, it is effective for uniform air distribution, and since it is possible to minimize the influence of the air bubbles generated in the diffuser pores 110 to each other, the aeration effect can be increased.
상기 산기공(110)의 직경은 3 내지 10mm이고, 바람직하게는 4 내지 7mm이다. The diameter of the
상기 산기공(110)의 직경이 3mm 미만인 경우 슬러지에 의해 쉽게 폐색될 수 있고, 10mm를 초과하는 경우 균일한 산기효과를 기대하기 어렵다. If the diameter of the
상기 산기공(110)은 상기 상면부(100)의 길이방향을 따라 50 내지 100mm 당 1개, 바람직하게는 70 내지 100mm 당 1개가 배치될 수 있다. One
상기 산기공(110) 수가 단위 길이 당 너무 많으면 요구 공기량이 증가되는 단점이 있고, 너무 적으면 모듈 전체에 공기가 제대로 전달되기 어려운 단점이 있다.If the number of
도 11의 (b), 도 3을 참조하면, 상기 산기공(110)은 상면부(100) 외측으로 연장되어 공기의 흐름을 수직방향으로 유도하는 가이드관(111)이 구비될 수 있다. 11B and 3 , the
상기 가이드관(111)은 상기 오목한 호 내측에서 시작되어 상면부(100) 외측까지 연장된다. The
상기 가이드관(111)이 구비되는 경우 버퍼공간에 체류하는 공기가 가이드관(111)을 통하여 이동하게 되며, 공기의 흐름이 수직방향이 되기에 매우 유리하다. When the
상기 가이드관(111)은 상기 상면부(100) 최상단보다 낮은 높이로 배치될 수 있다. The
상기 가이드관(111)의 최상단까지 높이(h0)는 상기 상면부(100)가 정면부(200)와 후면부(300)와 결합하는 연결선(a)을 기준으로 상기 상면부(100)의 높이(h1)보다 낮다. The height (h 0 ) to the uppermost end of the
상기 가이드관(111)이 상면부(100) 최상단보다 높은 곳까지 연장되는 경우 가이드관(111)이 길어져서 설치가 용이하지 않고, 가이드관(111) 길이가 증가함에 따라 오히려 공기의 흐름이 저해되며, 상면부(100) 외측으로 폭기가 원활하게 수행되지 않아서 외측면에 슬러지가 침전될 우려가 있다. When the
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 가이드관(111)은 정면부(400) 또는 후면부(500)에서 바라보았을 때 상면부(100)에서 수직 방향으로 돌출된 형태이다. Referring to FIGS. 3 and 4 , the
상기 가이드관(111)은 상기 상면부(100)에서 외측으로 돌출되나, 상면부(100) 최상단 높이보다 낮게 배치되어 공기의 흐름에 영향을 주지 않는다. The
상기 정면부(400)는 상기 상면부(100) 길이방향 끝단에 형성되고, 일측에 공기공급구(410)가 형성된다. The
상기 공기공급구(410)는 블로워(B)에서 발생하는 공기를 상기 산기장치 내부로 유입시킨다. The
상기 공기공급구(410)는 주로 상기 정면부(400) 하단에 배치되지만 이에 한정되는 것은 아니다. The
상기 공기공급구(410)를 통해 유입된 공기가 부상하여 버퍼공간(b)을 형성하기 용이한 경우에는 상기 공급구의 위치는 제한되지 않는다. When the air introduced through the
다만 상기 공기공급구(410)로 유입된 공기가 버퍼공간(b)을 통하지 않고 공기공급구(410)와 가장 가까운 산기공(110)부터 그대로 산기공(110)을 따라 배출되는 경우, 공기공급구(410) 또는 첫번째 산기공의 위치를 조정할 필요가 있다. However, when the air introduced into the
상기 후면부(500)는 상기 정면부(400)와 대향되고, 상기 상면부(100)에 연결되며, 일측에 공기배출공(510)이 형성된다. The
상기 공기배출공(510)은 상기 후면부(500)의 상부에 배치되며, 하단면을 기준으로 상기 산기공(110)의 내부 높이보다 높거나 동일한 높이에 형성될 수 있다. The
상기 공기배출공(510)은 휴지기 등 산기장치에 공기 공급을 중단할 경우, 산기장치 내에 잔류하는 공기가 배출되어, 산기공(110) 내부를 충분히 적셔줄 수 있도록 한다. The
이는 장기 운전시 산기공(110)에 고화되어 있는 슬러지를 적셔 주어, 공기 공급이 재개되었을 경우, 고착 슬러지를 원활하게 제거하는데 도움을 줄 수 있다.This wets the solidified sludge in the
상기 공기배출공(510)이 후면부(500) 상부에 배치되어 공기공급구(410) 반대편에 위치되는 경우 버퍼공간을 통하여 배출되고 잔류하는 공기가 배출될 수 있어서, 기포 발생량을 조절할 수 있다. When the
한 구체예에서, 상기 공기공급구(410)의 직경(d1)은 상기 공기배출공(510)의 직경(d2)보다 클 수 있다. In one embodiment, the diameter d 1 of the
상기 공기공급구(410)의 직경이 더 큰 경우에 공기 유입량을 효과적으로 조절할 수 있으며, 공기배출공(510)의 직경이 공기공급구(410)보다 더 큰 경우 버퍼공간을 유지하기 어려우며, 공기의 흐름 또한 일정하게 유지하기 어렵다. When the diameter of the
도 5는 본 발명의 다른 구체예에 따른 산기장치의 사시도이고, 도 6은 도 5에 따른 산기장치의 정면도이며, 도 7은 도 5에 따른 산기장치의 후면도이다. 5 is a perspective view of a diffuser according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a front view of the diffuser according to FIG. 5, and FIG. 7 is a rear view of the diffuser according to FIG.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 산기공(110)이 상기 상면부(100)에 수직방향인 산기장치를 일체로 성형하여 형성될 수 있다. 5 to 7 , the
상기 산기장치가 일체로 성형되는 경우 제조효율이 매우 증가하며, 상기 산기공(110)을 공기의 흐름이 수직방향이 되도록 천공하지 않고 완성할 수 있다. When the air diffuser is integrally formed, the manufacturing efficiency is greatly increased, and the
한 구체예에서, 상기 상면부 상측에 이격되어, 간헐적으로 기포를 발생시키는 에어레이터(700)가 더 구비될 수 있다. In one embodiment, an
도 12는 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치를 포함하는 침지식 분리막 모듈의 구성을 나타낸 모식도이다. 12 is a schematic diagram showing the configuration of an immersion type separation membrane module including an air diffuser according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 상기 산기장치(1000)의 상면부(100)의 상측에 에어레이터(700)가 구비되며, 분리막(800) 하부에 배치된다. Referring to FIG. 12 , an
상기 에어레이터(700)는 상기 산기장치(1000)에서 생성된 기포가 유입되어 일정시간 유지된 후 상단 플레이트의 개구부를 통해 짧은 시간 동안 배출되도록 설계될 수 있다.The
상기 에어레이터(700) 하부에 상기 산기장치(1000)이 배치되는 경우 에어레이터의 세정공정이 필요없는 장점을 갖는다.When the
상기 산기장치는 활성슬러지 부유물질(MLSS)을 6 내지 10 g/L로 포함하는 폐수를 대상으로 129 일 동안 연속 폭기 시 막간차압(TMP) 증가율이 15% 이내일 수 있다.The aeration device may increase the transmembrane pressure (TMP) increase rate within 15% during continuous aeration for 129 days for wastewater containing 6 to 10 g/L of activated sludge suspended solids (MLSS).
상기 산기장치는 버퍼공간(b)과 수직방향으로 공기를 배출하는 산기공(110)에 의해 장기간의 운전에도 산기공(110)이 쉽게 폐색되지 않아 기포의 균일한 발생으로 폭기 효율이 증가되며, 분리막의 파울링(fouling)이 방지되어 막간차압의 증가율이 현저하게 감소된다. In the diffuser device, the
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention, but the following examples are only illustrative of the present invention and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1. Example 1.
길이 800 mm, 폭 50 mm의 산기장치 상면부에 4.5mm 직경의 총 8개의 산기공을 수직방향으로 천공하였다. A total of 8 diffuser holes with a diameter of 4.5 mm were drilled in the vertical direction in the upper surface of the diffuser with a length of 800 mm and a width of 50 mm.
산기공은 지그재그로 엇갈리게 형성하였으며, 각각의 산기공과의 수평 거리는 100 mm으로 설정하였다. The air gaps were formed alternately in a zigzag pattern, and the horizontal distance from each air hole was set to 100 mm.
비교예 1.Comparative Example 1.
파이프 형태의 산기장치를 길이 800mm, 지름 27 mm의 투명 파이프에 산기공의 크기를 3.5mm 로 수직축을 기준으로 하여 좌 60˚ 방향 4개, 우 60 ˚ 방향 4개 천공하여 형성하였다. A pipe-shaped diffuser was formed by perforating 4 holes in the left 60˚ direction and 4 in the right 60˚ direction with a 3.5 mm diameter diffuser hole in a transparent pipe with a length of 800 mm and a diameter of 27 mm.
비교예 2.Comparative Example 2.
상기 파이프 형태의 산기장치에서 산기공의 크기를 4.5mm 로 수직축을 기준으로 하여 좌 60˚ 방향 4개, 우 60 ˚ 방향 4개 천공하여 형성하였다. The pipe-type diffuser was formed by perforating 4 holes in the 60° left direction and 4 holes in the right 60° direction based on the vertical axis with a size of 4.5 mm.
비교예 1과 비교하여 산기공의 직경만 증가시켜 제조하였다. Compared with Comparative Example 1, only the diameter of the acid pores was increased.
실험예 1. 분리막 폐색 검사Experimental Example 1. Membrane occlusion test
활성슬러지 부유물질(MLSS) 6 내지 10g/L을 포함하는 폐수를 대상으로 실증 파일럿 용 반응조에서 처리용량 120㎥/일, 순간 플럭스(flux) 28 내지 31 L/㎡/hr, 공기량 0.08 내지 0.12 d㎥/㎡/hr의 조건에서 산기장치에 대한 별도의 세척 공정 없이 연속 폭기를 수행하였다.Treatment capacity 120㎥/day, instantaneous flux 28-31 L/m2/hr, air volume 0.08-0.12 d Continuous aeration was performed without a separate washing process for the aerator under the condition of m3/m2/hr.
분리막의 막간차압(TMP)이 30 kPa을 넘을 때까지 또는 120일 이상 연속 운전한 다음 분리막을 인양하여 육안 검사를 실시하였다. 129일 동안 운영 후 분리막 인양 결과 실시예 1의 경우 산기장치 및 산기공은 폐색이 없었으며, 산기장치를 포함하는 모듈내 슬러지가 축적되지 않았다. After continuous operation for more than 120 days or until the transmembrane pressure (TMP) of the separation membrane exceeded 30 kPa, the separation membrane was lifted and visually inspected. As a result of lifting the membrane after operation for 129 days, in Example 1, there was no blockage of the aeration device and the aeration hole, and no sludge was accumulated in the module including the aeration device.
비교예1의 산기장치는 모듈 내에서 산기장지 및 산기공이 다수 폐색되었으며, 폐색된 산기장치 상부 모듈 내 슬러지 축적이 있는 것을 확인하였다. It was confirmed that, in the air diffuser of Comparative Example 1, a large number of air aeration papers and air holes were blocked in the module, and sludge accumulation in the upper module of the blocked air aerator was confirmed.
비교예2의 산기장치 및 산기공은 일부 폐색되었으며, 모듈 내 슬러지가 소량 축적되는 것을 확인하였다. It was confirmed that the air diffuser and air hole of Comparative Example 2 were partially blocked, and a small amount of sludge was accumulated in the module.
실시예 1에 따른 산기장치는 연속 폭기 시에도 산기장치 및 산기공이 폐색되지 않아서 기포가 균일하게 분배되어 폭기 효과가 매우 높은 것을 확인하였다. In the diffuser according to Example 1, it was confirmed that the aeration effect was very high because the diffuser and the diffuser were not blocked even during continuous aeration, so that the air bubbles were uniformly distributed.
실험예 2. 연속 폭기 Experimental Example 2. Continuous aeration
장시간 연속 폭기 시 기포의 균일한 분산이 수행되는지 확인하기 위하여 분리막의 막간차압(TMP, kPa at 20 ℃)을 연속으로 측정하였다.In order to confirm that uniform dispersion of air bubbles is performed during continuous aeration for a long time, the transmembrane pressure (TMP, kPa at 20 °C) of the separation membrane was continuously measured.
표 1은 실시예1 및 비교예 1, 2의 막간차압을 측정한 결과이다. Table 1 shows the results of measuring the transmembrane pressure of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
도 13은 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치에 있어서, 연속 폭기 시 막간차압(TMP)의 변화를 나타낸 그래프이다. 13 is a graph showing the change in the transmembrane pressure (TMP) during continuous aeration in the air diffuser according to one embodiment of the present invention.
표 1 및 도 13을 참조하면, 실시예1에 따른 산기장치는 129일 동안 연속 폭기 시에도 막간차압(TMP) 증가율이 15% 이내 인 것으로 확인되어 산기공 폐색으로 인해 분리막이 오염되는 것을 효과적으로 방지하였다. Referring to Table 1 and FIG. 13, it was confirmed that the increase rate of the transmembrane pressure (TMP) was within 15% even during continuous aeration for 129 days in the aeration device according to Example 1, effectively preventing contamination of the separation membrane due to air pore occlusion. did
이에 반해 비교예 1의 경우 운영일수가 25일을 초과하는 경우 막간차압이 28.35 kPa까지 증가되고, 증가율 또한 매우 높았으며, 비교예 2의 경우 40일을 초과하는 경우 30.1 kPa까지 막간차압이 증가되어 분리막의 오염을 효과적으로 방지할 수 없으며, 별도의 세정 단계가 필요한 것을 확인하였다. In contrast, in Comparative Example 1, when the number of operating days exceeded 25, the transmembrane pressure was increased to 28.35 kPa, and the increase rate was also very high, and in Comparative Example 2, when the number of operating days exceeded 40 days, the transmembrane pressure was increased to 30.1 kPa. It was confirmed that contamination of the separation membrane could not be effectively prevented, and a separate washing step was required.
따라서 본 발명의 한 구체예에 따른 산기장치는 공기의 흐름을 수직방향으로 유도하여 기포가 균일하게 생성되어 폭기 효과를 증가시키고 산기공 내측에 슬러지가 축적되어 폐색되는 것을 방지할 수 있으며, 산기장치 내측에 공급되는 공기가 우선 일정하게 체류하도록 하는 버퍼공간을 형성하여 공기유입량이 감소되는 경우에도 지속적으로 공기가 배출되어, 산기공에서 균일한 기포가 발생되어 분리막의 오염을 방지하고 장기간 연속 폭기 시에도 막간차압 증가가 현저하게 낮아지는 효과를 나타낼 수 있다. Therefore, the air diffuser according to one embodiment of the present invention induces the flow of air in the vertical direction to uniformly generate air bubbles, thereby increasing the aeration effect, and preventing sludge from accumulating and clogging the air diffuser. By forming a buffer space so that the air supplied to the inside stays constant first, air is continuously discharged even when the amount of air inflow is reduced, and uniform bubbles are generated in the aeration pores to prevent contamination of the separation membrane and during continuous aeration for a long period of time It can also have the effect of significantly lowering the increase in the transmembrane pressure.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Up to now, the present invention has been mainly examined in the examples. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| KR20050047230A (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-20 | 주식회사 코오롱 | Submerged hollow fiber membrane module |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050047230A (en) * | 2003-11-17 | 2005-05-20 | 주식회사 코오롱 | Submerged hollow fiber membrane module |
| US20150290590A1 (en) * | 2012-10-25 | 2015-10-15 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Aeration device, operation method therefor, and water treatment apparatus |
| KR20150034598A (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-03 | 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 | Air diffusion apparatus and water treatment apparatus |
| KR20160000791A (en) * | 2014-06-25 | 2016-01-05 | 롯데케미칼 주식회사 | Diffuser |
| KR20160051712A (en) * | 2016-04-25 | 2016-05-11 | 롯데케미칼 주식회사 | Air diffuser and method for preparing the same |
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