KR100382012B1 - 중공사막 카트리지 - Google Patents

Abstract

복수개의 중공사막으로 이루어지며 양단부가 접착 고정된 중공사막 다발과, 한쪽의 단부 외주에 액밀 상태로 고정된 카트리지 헤드와 다른쪽 단부 외주에 액밀 상태로 고정된 하부 링을 갖는 중공사막 카트리지에 있어서, 카트리지 헤드와 하부 링이 연결 고정되어 있지 않고 분리되어 있으며, 카트리지 헤드측의 중공사막 단부의 중공부는 개구하고, 하부 링측의 중공사막 단부의 중공부는 밀봉되고, 또한 하부 링측 접착 고정층에 복수의 관통 구멍이 마련되어 있는 상기 중공사막 카트리지.

Description

중공사막 카트리지{HOLLOW FIBER MEMBRANE CARTRIDGE}

종래의 중공사막을 이용한 카트리지의 예로서는 일본 특허 공개 소61-153104호 공보에, 도3에 도시한 바와 같은 복수의 중공사막이 외부통 내에 수용되고, 중공사막의 양단부가 상부 접착 고정부 및 하부 접착 고정부에서 각각 외부통에 고정되고, 외부통이 중공사막의 상하 양단부까지 일체로 형성된 구조의 것이 기재되어 있다. 이 카트리지의 상부 접착 고정부에는 다수개의 중공사막의 중공부가 개구하고 있으나, 하부 접착 고정부에서는 중공부가 밀봉되어 있으며, 또한 접착제 층에 복수의 관통 구멍이 설치되어 있다. 또한, 하부 접착 고정부의 하방에 외부통에 의해 둘러싸인 공기실이 형성되어 있다.

이 중공사막 카트리지는 외압 여과용이며 여과탑에 장착되어 사용되지만, 비투과물이 막의 외표면에 퇴적하면 막의 여과 성능이 저하하므로, 일정 시간의 여과를 행한 후는 막표면의 퇴적물을 제거하는 세정 조작이 행해진다.

세정 방법으로서, 여과탑 내에 원수를 채운 상태에서 중공사막 카트리지의 하부로부터 공기를 유입하고, 기액 혼합 유체 중에서 중공사막에 진동을 부여하여 막표면의 퇴적물을 박리하는 에어 버블링이라는 방법이 이용되고 있다.

그러나, 이 중공사막 카트리지에서는 중공사막의 양단부가 외부통에 고정되어 있으므로, 중공사막의 진동이 제한되어 에어 버블링에 의한 세정이 충분히 행해지지 않는 경우가 있다. 특히 카트리지의 직경이 커지면 이 현상이 현저하며, 장기간에 걸쳐 여과 운전을 행하는 경우에 지장을 초래하는 경우가 있다.

본 발명은 탱크형 여과 장치 또는 래크형 여과 장치에 장착되는 중공사막(中空絲膜)을 이용한 여과 카트리지에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 하천수, 호수와 늪의 물, 지하수, 해수, 생활 배수, 또는 공장 배수 등의 대량의 원수(原水)에 대해 혼탁함 제거, 균 제거를 행하는 여과 장치에 이용되는 중공사막 카트리지에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 상기 중공사막 카트리지를 이용한 탱크형 또는 래크형 여과 장치에 관한 것이다.

도1은 탱크형 여과 장치에 현수하여 지지된 본 발명에 관한 중공사막 카트리지의 실시 형태의 일예를 도시한 단면 설명도이다.

도2는 중공사막 카트리지의 하부 링 접착 고정부의 구성을 도시한 주요부 확대도이다.

도3은 공지의 중공사막 카트리지의 개략도이다.

도4는 탱크형 여과 장치에 있어서, 처리수 헤더 배관에 현수하여 고정된 본 발명에 관한 중공사막 카트리지의 실시 형태의 일예를 도시한 단면 설명도이다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 에어 버블링 세정시에 각 중공사막의 진동을 최대한으로 허용하여, 중공사막의 외표면에 퇴적한 현탁물을 박리하기 쉽게 하는 동시에, 박리한 현탁물을 중공사막 카트리지의 밖으로 용이하게 배출할 수 있는 중공사막 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

즉, 본 발명은 복수개의 중공사막으로 이루어지며 양단부가 접착 고정된 중공사막 다발과, 한쪽의 단부 외주에 액밀 상태로 고정된 카트리지 헤드와 다른쪽 단부 외주에 액밀 상태로 고정된 하부 링을 갖는 중공사막 카트리지에 있어서, 카트리지 헤드와 하부 링이 연결 고정되어 있지 않고 분리되어 있으며, 카트리지 헤드측의 중공사막 단부의 중공부는 개구하고, 하부 링측의 중공사막 단부의 중공부는 밀봉되고, 또한 하부 링측 접착 고정층에 복수의 관통 구멍이 설치되어 있는 상기 중공사막 카트리지에 관한 것이다. 또, 본 발명의 일 형태로서, 또한 하부 링의 단부가 중공사막 다발의 단부보다 돌출하여 중공사막 다발의 외주부에 접착 고정되어 있다.

본 발명의 상기 구성에 따르면, 중공사막 카트리지의 외주에 중공사막 전체를 덮는 외부통 케이스가 없으므로, 각 중공사막을 허용 범위 내에서 최대한의 진폭으로 진동시킬 수 있다. 그 결과, 에어 버블링 세정시에, 중공사막의 외표면에 퇴적한 현탁물이 박리되기 쉬워지는 동시에, 박리된 현탁물이 중공사막 카트리지 밖으로 배출되기 쉬워지므로, 여과 성능을 장기간 안정되게 유지할 수 있다.

또한, 중공사막 카트리지의 하부 링 단부를 중공사막 단부보다 돌출하여 접착 고정하면, 하부 링 내부에 에어 버블링을 위한 기체를 비축할 수 있으므로, 하부 링측의 접착 고정층에 설치된 관통 구멍에 의해 각 중공사막에 기체를 효율 좋게 유도할 수 있어 에어 버블링 세정을 양호하게 실시할 수 있다.

게다가, 본 발명은 상기 중공사막 카트리지를 이용한 탱크형 또는 래크형 여과 장치에 관한 것이다.

이하, 도면에 의해 본 발명에 관한 중공사막 카트리지의 실시 형태의 예를 설명한다.

도1은 탱크형 여과 장치에 현수하여 지지된 본 발명에 관한 중공사막 카트리지의 일 실시 형태를 도시한 단면 설명도, 도2는 중공사막 카트리지의 하부 링 접착 고정부의 구성을 설명하기 위한 요부 확대도이다.

도1에 있어서, 본 발명의 중공사막 카트리지(4)는 다수개의 중공사막(3), 접착 고정층(11), 카트리지 헤드(12), 접착 고정층(14), 및 하부 링(13)으로 구성되어 있다. 묶여진 중공사막(3)의 한쪽 단부는 접착제에 의해 중공사막 끼리가 일체적으로 결합되는 동시에 카트리지 헤드(12) 내에 일체적으로 결합되어, 접착 고정층(11)이 구성되어 있다. 그리고, 카트리지 헤드(12) 측의 중공사막(3)은 단부가 개구되어 있다.

중공사막(3)의 다른쪽 단부는 접착제에 의해 중공사막 끼리가 일체적으로 결합되는 동시에 하부 링(13) 내에 일체적으로 결합되어, 접착 고정층(14)이 구성되어있다. 그러나, 하부 링(13)측의 중공사막(3)의 단부는 밀봉되어 있다. 그리고, 접착 고정층(14)에는 도2에 예시한 바와 같이, 원수 및 세정용 기체를 중공사막 다발 내부로 도입하고, 각 중공사막 외주면에 효과적으로 접촉시키기 위해 복수의 관통 구멍(14a)이 형성되어 있다.

중공사막 카트리지(4)의 직경은 30㎜ 내지 800㎜이고, 바람직하게는 80㎜ 내지 800㎜이다. 중공사막 카트리지(4)의 길이는 300㎜ 내지 3000㎜의 범위에서 선택된다.

본 발명에서는 카트리지 헤드(12)와 하부 링(13)이 연결 고정되어 있지 않고분리되어 있으므로, 카트리지 헤드(12)와 하부 링(13) 사이의 중공사막(3)의 다발의 외주에는 종래와 같은 외부통 케이스가 없으며, 이 사이의 중공사막은 거의 전체 길이에 걸쳐 노출하고 있다. 단, 중공사막의 진동을 제한하지 않고, 유체의 통과를 실질적으로 방해하지 않는 바와 같은 개방도가 큰 가요성이 있는 수지제의 네트 등으로 중공사막 다발의 외주를 덮어도 좋다. 이 때, 네트는 카트리지 헤드(12) 및 하부 링(13)과 직접 고정되지 않고, 접착 고정층(14)에 매설되어 고정되어 있다. 가요성이 있는 네트로 중공사막 다발을 덮음으로써, 중공사막(3)을 운반할 때에 있어서 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 이용되는 중공사막(3)으로서는 구멍 직경의 점에서, 역침투막, 나노 여과막, 한외 여과막, 및 정밀 여과막을 이용할 수 있다. 또한, 중공사막(3)의 소재는 특별히 한정되지 않으며, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(4-메틸펜텐), 셀룰로오스, 초산 셀룰로오스, 폴리불화비닐리덴, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌 등을 들 수 있다. 또한, 이들의 복합 소재도 사용할 수 있다. 또, 중공사막의형상으로서는 내경이 50㎛ 내지 3000㎛이고, 내/외경비가 0.3 내지 0.8인 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 이용되는 접착제로서는 에폭시 수지, 우레탄 수지, 에폭시아크릴레이트 수지, 실리콘 수지 등의 고분자 재료를 들 수 있다. 접착 방법으로서는 원심 접착법이나 정치(靜置) 접착법 등의 공지의 방법이 이용된다. 접착제의 경화 수축이나 강도를 개선하고 싶은 경우에는 상기 접착제에 유리 섬유, 카본 섬유 등의 섬유 형상물, 카본 블랙, 알루미나, 실리카 등의 미분체를 함유시켜도 좋다.

본 발명에 이용되는 카트리지 헤드(12) 및 하부 링(13)의 소재는 특히 한정되지 않으며, 또한 동일하거나 다르더라도 좋지만, 열가소성 수지나 스테인레스강이 바람직하게 이용된다. 열가소성 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리 (4-메틸펜텐), 폴리염화비닐, 폴리불화비닐리덴, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리카보네이트, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌 공중합체(ABS), 폴리페닐렌에테르, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤 등이 이용된다. 스테인레스강으로서는 SUS304, SUS316 등이 이용된다.

카트리지 헤드(12)는 중공사막 카트리지(4)를 탱크형 여과 장치 또는 래크형 여과 장치에 현수할 때의 고정부로 되며, 또한 원수와 여과수를 분리하는 밀봉부로 되므로, 카트리지 헤드(12)는 현수, 고정, 밀봉의 구조에 맞춘 형상으로 제작된다. 예를 들어, 외주부에 단차를 마련하거나, 홈을 마련하거나, 직경 방향 외측으로 돌출한 플랜지부를 설치하거나 해도 좋다. 또한, 카트리지 헤드(12)의 직경 방향의단면 형상은 원형 외에, 사각형, 육각형, 타원형 등이라도 좋지만, 카트리지 헤드(12)와 접착 고정부와의 밀봉성이나 여과 탱크의 제작의 용이성으로부터 원형이 바람직하다.

본 발명의 하부 링측의 접착 고정층(14)에 설치된 관통 구멍(14a)은 접착 고정층 자체에 개방된 구멍으로, 관통 구멍의 크기로서는 상당 직경이 2㎜ 내지 30㎜의 범위에서 선택된다. 여기에서 상당 직경은 4×(유로 단면적)/(주위 변 길이)로서 정의된다. 관통 구멍의 형상은 삼각형, 사각형, 육각형 등의 다각형, 원형, 타원형, 부채꼴형, C자형, 또는 별형 등으로부터 선택된다. 또한, 그 구멍의 수는 카트리지의 단면적이나 실의 갯수에도 따르지만, 2 내지 300개이다. 관통 구멍의 위치는 어떤 접착 고정 단면에 대해 보면, 예를 들어 다중원과 방사형선과의 교점, 격자의 교점, 또는 다수의 정삼각형의 정점의 위치 등에, 접착 고정 단면 상에 분산하도록 설치하는 것이 바람직하며, 특히 중공사막 다발의 중심부에 많이 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 하부 링(13)은 바람직하게는 중공사막(3)의 단부면보다 돌출하여 중공사막 다발의 외주에 고정되고, 접착 고정층과 하부 링으로 둘러싸인 공기실(14b)을 형성한다. 하부 링(13)의 중공사막 단부면으로부터 돌출한 길이는 카트리지의 직경, 공급되는 기체량이나, 관통 구멍의 직경과 수에 따르지만, 기체의 흩어짐을 방지하기 위해서는 5㎜ 내지 200㎜인 것이 바람직하다. 지나치게 길면, 카트리지의 전체 길이가 길어져 불필요한 공간이 생기므로 바람직하지 않다. 지나치게 짧으면, 카트리지에 공급된 기체가 유효하게 관통 구멍으로 유도되지 않고, 가로 방향으로 흩어지므로 바람직하지 않다.

하부 링(13)의 직경 방향의 단면 형상은 원형 외에, 사각형, 육각형, 타원형 등이라도 좋지만, 여과 탱크에 카트리지를 장착하는 경우에는 카트리지 헤드의 형상과 동일한 형상으로 하는 것이 바람직하며, 특히 원형이 바람직하다.

본 발명의 중공사막 카트리지는 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 한쪽의 단부 중공부를 막은 중공사막 다발을 카트리지 헤드(12)에 삽입하고, 접착제를 유입시켜 중공사막 끼리 및 중공사막 다발과 카트리지 헤드(12)를 액밀적으로 접착 고정하고, 중공사막과 접착 고정층을 함께 절단하여 중공사막 단부를 개구시킨다. 다른쪽의 중공사막 단부는 중공부를 막지 않고 하부 링(13) 내에 삽입하고, 또한 중공사막 다발 내에 관통 구멍(14a)을 형성하기 위한 소정의 막대, 파이프 또는 판을 장착한다. 그리고, 하부 링(13) 내에 접착제를 유입시켜 중공사막 끼리 및 중공사막 다발과 하부 링(13)을 접착 고정한다. 이 때, 중공사막 단부의 중공부는 동시에 접착제에 의해 밀봉된다. 그 후, 관통 구멍(14a) 형성용의 막대, 파이프 또는 판을 접착 고정층으로부터 취출하여 관통 구멍(14a)을 형성한다. 또한, 중공사막 다발 내에 관통 구멍(14a) 형성용의 막대, 파이프 또는 판을 장착하여 접착 고정하고, 관통 구멍(14a) 형성용 지그를 취출한 후에, 접착 고정층의 외주에 하부 링(13)을 접착, 또는 용접에 의해 고정해도 좋다.

이하, 본 발명에 관한 중공사막 카트리지를 현수, 고정한 탱크형 여과 장치의 예(도1)를 설명한다.

도1에 있어서, 도면 부호 1은 원액을 공급하여 여과를 행하는 탱크형 여과장치이며, 예를 들어 하천수, 호수와 늪의 물, 지하수, 해수, 또는 생활 배수, 공장 배수 등의 대량의 원수를 혼탁함 제거, 균 제거하는 수처리에 적용할 수 있다.

탱크형 여과 장치(1)의 여과 탱크(2)는 탱크 본체(2a)와 덮개(2b)로 구성되고, 탱크 본체(2a)의 내벽부의 소정 높이의 위치에 분리판(5) 및 칸막이 판(6)이 각각 용접 등에 의해 액밀적으로 고정되어 있다. 탱크 본체(2a)의 하부와 분리판(5)에 의해 형성된 공간에 의해 공급수 실(7)이 형성되고, 탱크 본체(2a)의 중간부와 분리판(5)과 칸막이 판(6)에 의해 형성된 공간에 의해 공급수 실(8)이 형성된다. 또한, 패킹(9)을 거쳐서 칸막이 판(6)과 덮개(2b)에 의해 형성된 공간에 의해 처리수 실(10)이 형성된다.

여과 탱크(2)의 내부는 상기한 바와 같이 여과 탱크(2)에 고정된 분리판(5)과 칸막이 판(6)에 의해 3실로 분할되고, 이 칸막이 판(6)에 본 발명에 관한 중공사막 카트리지(4)가 그 일단부를 지지시킨 상태에서 공급수 실(8) 내로 현수하고 있다.

중공사막 카트리지(4)를 현수하여 지지하는 칸막이 판(6)은 중공사막 카트리지와 수압에 의한 하중에 대항할 수 있는 강도를 갖는 소정의 두께로 구성되고, 중공사막 카트리지(4)가 삽입 통과되는 복수의 관통 구멍(6a)이 소정 위치에 형성되어 있다.

칸막이 판(6)의 관통 구멍(6a)의 하부에는 상기 관통 구멍(6a)의 직경 방향내측으로 돌출하는 돌출부(6b)가 형성되고, 상기 돌출부(6b)에 중공사막 카트리지(4)의 상단부 외주부에 설치된 카트리지 헤드(12)의 하단부가 접촉하여 상기 중공사막 카트리지(4)를 현수 지지하도록 되어 있다. 다른 실시 형태로서, 카트리지 헤드에 직경 방향 외측으로 돌출한 플랜지부를 설치하고, 플랜지부 하면과 칸막이 판(6)의 상면이 가스켓을 거쳐서 접촉하여 중공사막 카트리지를 현수하여 지지하도록 해도 좋다.

또, 칸막이 판(6)의 관통 구멍(6a)의 벽면에 설치된 홈부(6c)에는 0링(15)이 끼워져 있으며, 이 0링(15)에 카트리지 헤드(12)의 외부 벽면이 압접함으로써 카트리지 헤드(12)가 칸막이 판(6)에 대해 액밀적으로 부착된다. 또, 0링(15)을 끼워 맞추는 홈부를 카트리지 헤드(12) 측에 설치하더라도 좋다.

그리고, 카트리지 헤드(12)의 상단부면은 칸막이 판(6)의 관통 구멍(6a)의 벽면에 대해 착탈 가능하게 설치된 걸림 고정 부재(16)에 의해 걸어 고정되며, 이로써 카트리지 헤드(12)가 칸막이 판(6)에 고정되고, 중공사막 카트리지(4)가 안정되게 여과 탱크(2) 내부에 수용된다.

상기 구성에 있어서, 탱크형 여과 장치(1)에 의한 여과 운전시에는 펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 여과 탱크(2)의 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 공급수 입구(2c)로부터 공급수 실(7)에 공급된 원수는 분리판(5)의 노즐(5a)로부터 공급수 실(8)로 공급되어 상기 공급수 실(8)에 충만하여, 각 중공사막(3)의 외주면으로 유도된다.

각 중공사막(3)의 외주부 근방의 원수는 중공사막(3)의 외부로부터 내부에 가압 여과되고, 그 여과수는 중공사막(3)의 개구된 상단부로부터 처리수 실(10)로 유도된다. 처리수 실(10)에 수용된 여과수는 덮개(2b)의 상부에 설치된 처리수 취출구(2d)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 취출된다.

다른 여과 운전으로서, 공급수 실(8)에 원수를 충만시키면서, 처리수 취출구(2d)로부터 흡인 펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 처리수 실(10)을 흡인하여 음압(陰壓)으로 하여 여과하는 방법도 적용할 수 있다.

중공사막(3)을 여과수에 의해 역세척하는 경우는 처리수 취출구(2d)로부터 여과수를 공급하여 공급수 실(8)에 역류시키고, 중공사막(3) 외벽에 축적된 현탁 물질(비투과물)을 배제하여 노즐(5a)로부터 공급수 실(7)로 유도하여, 공급수 입구(2c)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출한다.

또한, 중공사막(3)을 에어 버블링하는 경우는 공급수 실(8)에 원수를 채운 상태에서, 우선 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 공기 공급구(2f)로부터 공급수 실(7)에 공기를 공급한다. 공급수 실(7)에 있어서 압력 조절된 공기는 분리판(5)에 설치된 노즐(5a)로부터 원수가 채워진 공급수 실(8)의 내부에 기포 형상으로 되어 유입하고, 각 하부 링(13)으로부터 접착 고정층(14)의 관통 구멍(14a)을 통과하여 각 중공사막(3)의 외주 측면으로 유도되어, 각 중공사막(3)의 다발 내의 물을 교반하는 동시에 각 중공사막(3)을 진동시켜 중공사막(3)의 표면에 부착하고 있는 현탁물을 박리한다. 또, 공급수 실(8)의 상부에 체류하는 공기는 탱크 본체(2a)의 상부에 설치된 공기 배출구(2g)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다.

상기 에어 버블링 운전에서는 예를 들어, 우선 공급수 실(8) 내에 원수를 채운 상태, 즉 공급수 실(8) 내에서 원수가 정지하여 체류하고 있는 상태에서, 공기 또는 질소 가스 또는 산소 가스를 공급한다. 그리고, 에어 버블링후, 전술한 역세척 운전을 행하고, 처리수 취출구(2d)로부터 공급된 여과수에 의해 상술한 바와 같이 박리한 현탁 물질을 밀어낸다. 박리한 현탁 물질을 포함하는 여과수는 분리판(5)에 형성된 노즐(5a)로부터 공급수 실(7)을 통과해 공급수 입구(2c)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출되고, 폐액 탱크(도시되어 있지 않음)에 수용된다. 에어 버블링 운전과 역세척 운전은 둘 중 어느 하나가 우선적으로 수행될 수 있으며, 또한 역세척 운전과 에어 버블링 운전의 빈도는 여과 운전의 안정성을 보면서 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 관한 중공사막 카트리지의 처리수 헤더 배관에 현수, 고정한 탱크형 여과 장치의 예(도4)를 설명한다.

도4에 있어서, 중공사막 카트리지(4)는 카트리지 헤드(12)의 외주부에 설치된 카트리지 헤드부(12a)에 의해 처리수 헤더 배관(17)으로부터 분기한 지관(枝管)(18)에 가스켓(19)을 거쳐서 클램프(20)에 의해 현수, 고정되어 있다.

상기 구성에 있어서, 탱크형 여과 장치(1)에 의한 여과 운전시에는 펌프(도시되어 있지 않음)에 의해 여과 탱크(2)의 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 공급수 입구(2c)로부터 공급수 실(7)에 공급된 원수는 분리판(5)의 노즐(5a)로부터 공급수 실(8)에 공급되어 상기 공급수 실(8)을 채우고, 각 중공사막(3)의 외주면으로 유도된다. 각 중공사막(3)의 외주부 근방의 원수는 중공사막(3)의 외부로부터 내부로 가압 여과되고, 그 여과수는 중공사막(3)의 개구된 상단부로부터 지관(18)을 통하여 처리수 헤더 배관(17)으로 유도된다. 처리수 헤더 배관 내의 여과수는 탱크 본체(2a)에 설치된 처리수 출구(2d)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다.

중공사막(3)에서, 여과되지 않는 농축수는 여과 탱크(2)의 상부에 설치된 덮개(2b)의 농축수 출구(2g)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다.

또한, 중공사막 카트리지(4)를 에어 버블링할 때는 공급수 실(8)에 원수를 채운 상태에서, 우선 탱크 본체(2a)의 하부에 설치된 공기 공급구(2f)로부터 공급수 실(7)에 공기를 공급한다. 공급수 실(7)에 있어서 압력 조절된 공기는 분리판(5)에 설치된 노즐(5a)로부터 원수가 채워진 공급수 실(8)의 내부에 기포 형상으로 되어 유입하고, 각 하부 링(13)으로부터 접착 고정층(14)의 관통 구멍(14a)을 통과하여 각 중공사막(3)의 외주 측면으로 유도되어, 각 중공사막(3) 다발 내의 물을 교반하는 동시에 각 중공사막(3)을 진동시켜 중공사막(3)의 표면에 부착하고 있는 현탁물을 박리한다. 중공사막(3)을 진동시킨 공기는 덮개(2b)에 설치된 공기 배출구(2g)로부터 여과 탱크(2)의 외부로 배출된다.

본 발명의 중공사막 카트리지(4)는 그 외주에 외부통 케이스를 부착하고 있지 않으므로, 각 중공사막(3)의 진동을 최대한으로 허용할 수 있다. 이로써, 에어 버블링 운전시에 중공사막(3)의 외표면에 퇴적된 현탁물을 박리하는 작용을 크게 할 수 있는 동시에, 박리된 현탁물을 중공사막 카트리지(4) 밖으로 용이하게 배출할 수 있다. 또한, 중공사막 카트리지(4)의 하단부에 중공사막(3)의 단부보다 돌출한 하부 링(13)이 설치되어 있으며, 하부 링측 접착 고정층(14)에 관통 구멍(14a)이 마련되어 있으므로, 공급되는 기체를 효율적으로 중공사막 다발 내로 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명의 카트리지를 이용하면, 에어 버블링 운전이 효율적으로 실시되므로, 여과 장치의 여과 성능을 장기간 안정되게 유지할 수 있다.

Claims (12)

1. 복수개의 중공사막으로 이루어지며 양단부가 접착 고정된 중공사막 다발과, 한쪽 단부의 외주에 액밀 상태로 고정된 카트리지 헤드와 다른쪽 단부의 외주에 액밀 상태로 고정된 하부 링을 갖는 중공사막 카트리지에 있어서, 카트리지 헤드와 하부 링이 연결 고정되어 있지 않고 분리되어 있으며, 카트리지 헤드측의 중공사막 단부의 중공부는 개구하고, 하부 링측의 중공사막 단부의 중공부는 밀봉되고, 또한 하부 링측 접착 고정층에 복수의 관통 구멍이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 중공사막 카트리지.
2. 제1항에 있어서, 하부 링의 단부면이 중공사막의 단부면보다 돌출하여 중공사막 다발의 외주면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 중공사막 카트리지.
3. 제1항에 있어서, 상기 카트리지 헤드가 외주부에 플랜지부를 갖는 것을 특징으로 하는 중공사막 카트리지.
4. 제2항에 있어서, 상기 카트리지 헤드가 외주부에 플랜지부를 갖는 것을 특징으로 하는 중공사막 카트리지.
5. 제1항에 기재된 중공사막 카트리지를 이용한 탱크형 또는 래크형 여과 장치.
6. 제2항에 기재된 중공사막 카트리지를 이용한 탱크형 또는 래크형 여과 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 중공사막 카트리지는 현수하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 중공사막 카트리지는 현수하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.
9. 여과 탱크, 분리판, 칸막이 판 및 제1항에 기재된 중공사막 카트리지를 포함하는 탱크형 여과 장치에 있어서, 여과 탱크의 내부는 분리판과 칸막이 판에 의해 분할되어 공급수 실을 형성하고 있으며, 칸막이 판에 중공사막 카트리지가 그 일단부를 지지시킨 상태에서 공급수 실 내에 현수하고 있는 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.
10. 제9항에 있어서, 하부 링의 단부면이 중공사막의 단부면보다 돌출하여 중공사막 다발의 외주면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.
11. 여과 탱크, 분리판, 처리수 헤더 배관, 상기 처리수 헤더 배관으로부터 분기한 지관, 및 제3항에 기재된 중공사막 카트리지를 포함하는 탱크형 여과 장치에 있어서, 중공사막 카트리지가 그 플랜지부에 의해 지관에 현수하고 있는 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.
12. 제11항에 있어서, 하부 링의 단부면이 중공사막의 단부면보다 돌출하여 중공사막 다발의 외주면에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 탱크형 여과 장치.