KR20120007946A

KR20120007946A - 고유량 가압식 막모듈 정수 장치

Info

Publication number: KR20120007946A
Application number: KR1020100140361A
Authority: KR
Inventors: 지성대; 차봉준; 이재규; 양형모; 이종성; 조범균
Original assignee: 웅진케미칼 주식회사
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-01-25

Abstract

모듈의 구조와 형태를 최적화하여 고유량 처리능력을 통해 안정적이고 경제성을 유지할 수 있는 고유량 가압식 막모듈 정수 장치가 개시된다. 이를 위하여, 본 발명은 하우징의 하단부에 형성된 원수 유입부를 통하여 여과모드 상태시 유입된 원수를 집수하여 상측으로 유도하는 집수관; 상기 집수된 원수를 압력차에 따라 여과 처리하는 중공사막; 하우징의 일측 상단에 형성되어 상기 중공사막을 통과하지 못한 원수 중 미처리된 농축수를 집수하여 배출하는 농축수 배출부; 상기 집수관을 삽입하여 상기 집수관에서 발생되는 원수와 혼합되지 않도록 하는 구조를 이루며, 상기 중공사막에서 여과 처리된 생산수를 집수하여 상기 하우징의 하단부에 형성된 생산수 배출부로 내보내는 전용캡; 및 상기 중공사막에서 여과 처리된 생산수를 집수하여 상기 하우징의 상단부에 위치한 생산수 배출구로 유도하는 생산수 집수모듈을 포함하는 구조를 이룬다.
이에, 본 발명은 동일 막면적 대비 기존 막모듈에 비하여 고유량을 처리할 수 있기 때문에 운전 압력을 낮게 유지할 수 있는 효과와 유지 관리 비용을 크게 절감시킬 수 있는 효과가 달성된다.

Description

고유량 가압식 막모듈 정수 장치{HIGH-FLUX WATER-PURIFYING APPARATUS HAVING PRESSURED MEMBRANE MODULE}

본 발명은 고유량 가압식 막모듈 정수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 모듈의 구조와 형태를 최적화하여 고유량 처리능력을 통해 안정적이고 경제성을 유지할 수 있는 고유량 가압식 막모듈 정수 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 케이스 없이 반응조에 직접 침지시켜 투과수를 생산하는 침지형 막모듈은 저압으로 운전이 가능한 장점이 있고, 고탁도의 원수에 사용이 가능하여 하폐수 처리 뿐만 아니라 정수처리에 사용되고 있지만 막오염이 발생한 경우, 일정 압력 이상에서 운전이 불가능하기 때문에 생산성이 문제가 되고 있다.

이에 반하여, 막오염이 발생한 경우, 고압에서도 운전이 가능한 가압식 막모듈은 다양한 수처리 분야에 응응될 수 있는데, 가압식 막모듈을 이용한 수처리 분야로는 정수 장치뿐만 아니라 제약, 반도체 제조 분야 및 하수처리 분야, 산업용수 처리분야 등, 다방면으로 폭넓게 사용되고 있다.

상기 가압식 막모듈의 구조는 상부에 생산수를 집수하는 파이프가 연결되어 있고, 하부에는 모듈 내부의 농축수 배출과 역세척시 공기주입을 위한 다수의 구멍과 연결된 파이프가 있다. 운전시 상부로만 생산수가 집수되는 구조는 적용되는 운전 압력하에서 여과 역할을 하는 막면적을 최대한 활용하지 못한다는 한계점이 있었다. 이는 막오염의 가속화를 유발할 수 있고, 고유량 처리능력을 요구하는 현 수처리 시장의 요구를 만족시키기에는 역부족이라 할 수 있다.

가압식 막모듈의 집수 구조에 관한 종래 기술로서 한국특허공개 2008-0057772호와 2006-0019245호 및 미국공개특허 2004/0178136 A1호, 2001/6331248 B1호에서는 생산수를 배출하는 파이프를 막모듈의 상부측에만 연결하였고, 하부측은 모듈 내부의 농축수 배출과 역세척시 공기 주입을 위한 다수의 구멍과 연결된 파이프를 연결시키는 구성을 개시하고 있었다.

상기의 특허 이외에도, 현 시장에 나온 모든 가압식 막모듈의 구조는 앞서 설명된 각 특허와 거의 동일한 형태를 취하고 있다. 즉 상부에서만 생산수를 집수하는 구조는 모듈 자체의 디자인을 단순화시킬뿐만 아니라 모듈 제작이 간편하다는 장점을 가지며, 수많은 현장 적용 결과로부터 안전성 및 신뢰성을 확보한 상태이다. 그러나, 앞서 설명된 종래의 가압식 막모듈의 집수 구조는 수처리 분야에서 요구하는 고유량 처리 능력을 만족시키기에는 부족한 점이 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가압식 모듈의 집수 구조를 변경하여 동일 막면적 대비 고유량을 처리할 수 있는 고유량 가압식 막모듈 정수 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 하우징의 하단부에 형성된 원수 유입부를 통하여 여과모드 상태시 유입된 원수를 집수하여 상측으로 유도하는 집수관; 상기 집수된 원수를 압력차에 따라 여과 처리하는 중공사막; 하우징의 일측 상단에 형성되어 상기 중공사막을 통과하지 못한 원수 중 미처리된 농축수를 집수하여 배출하는 농축수 배출부; 상기 집수관을 삽입하여 상기 집수관에서 발생되는 원수와 혼합되지 않도록 하는 구조를 이루며, 상기 중공사막에서 여과 처리된 생산수를 집수하여 상기 하우징의 하단부에 형성된 생산수 배출부로 내보내는 전용캡; 및 상기 중공사막에서 여과 처리된 생산수를 집수하여 상기 하우징의 상단부에 위치한 생산수 배출구로 유도하는 생산수 집수모듈을 포함하는 고유량 가압식 막모듈 정수 장치가 제공된다.

여기서, 상기 집수관은, 상기 원수를 유입하는 원수 유입부; 상기 원수 유입부를 통하여 유입된 원수를 집수하도록 상기 원수 유입부와 하단에서 연통된 원수 몸체부 및 상기 원수 몸체부의 상단과 연통되어 상기 원수 몸체부에서 집수된 원수를 분할하여 상측으로 내보내는 복수 개의 원수 분할부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 집수관은, 우레탄 및 에폭시 중 어느 하나로 이루어진 접착제의 하단에 형성될 경우, 상기 접착제에 의해 상기 원수 분할부가 고정될 수 있다.

또한, 상기 전용캡은, 상기 중공사막에서 여과 처리된 생산수를 집수하는 생산수 집수부; 상기 생산수 집수부의 하단 중앙과 연통되어 상기 원수 유입부를 삽입하는 원수 돌출부 및 상기 생산수 집수부의 하단 일측과 연통되어 형성되되, 상기 원수 돌출부의 주위에 형성되는 생산수 배출부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전용캡은, 상기 원수 분할부의 상단 일부를 제외한 나머지 집수관을 삽입할 수 있다.

또한, 상기 원수 돌출부와 원수 유입부의 사이는, 고무링에 의해 실링되어 생산수와 원수의 혼합을 방지한다.

또한, 상기 농축수 배출구는, 세척 모드시 상기 중공사막을 세척하기 위하여 세척수를 유입하며, 이때의 상기 집수관은, 상기 중공사막 세척으로 발생된 세척 오염수를 유입하여 상기 원수 유입부로 최종 배출할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가압식 막모듈을 사용하는데 있어 동일 막면적 대비 기존 막모듈에 비하여 고유량을 처리할 수 있기 때문에 운전 압력을 낮게 유지할 수 있는 효과와 유지 관리 비용을 크게 절감시킬 수 있는 효과가 달성된다.

또한, 원가 및 막모듈 크기 증대 없이도 고유량을 처리할 수 있어 현 수처리 시장의 요구를 쉽게 만족시킬 수 있어 매출 증대를 증가시킬 수 있는 효과가 달성된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)의 단면 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)의 일부 구조(100A)를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)의 집수관(110)을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)의 전용캡(140)을 구체적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)의 일부 구조(100A)를 구체적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)의 집수관(110)을 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)의 전용캡(140)을 구체적으로 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)는 하우징(101) 내에 집수관(110), 중공사막(120), 농축수 배출부(130) 및 전용캡(140), 생산수 집수 모듈(150), 및 접착제(170)을 포함하여 구성된다. 상기 하우징(101)의 길이는 필요에 따라 연장되거나 단축될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 집수관(110)은 ABS 또는/및 PVC 재질로 제조되며, 원수를 유입하는 원수 유입부(111), 상기 원수 유입부(111)를 통하여 유입된 원수를 집수하도록 원수 유입부(111)와 하단에서 연통된 원수 몸체부(112) 및 상기 원수 몸체부(112)의 상단과 연통되어 원수 몸체부(112)에서 집수된 원수를 분할하여 상측으로 내보내는 복수 개의 원수 분할부(113)를 구비하는 구조로 이루어진다.

이로써, 본 발명의 집수관(110)은 원수 유입부(111)를 통하여 유입된 원수를 다수 개의 원수 분할부(113)로 각각 분할시켜 배출하여 상측으로 내보냄으로써, 차후에 이웃하고 있는 중공사막(120)으로 유도될 수 있다.

본 발명의 중공사막(120)은 하우징(101)의 상단부와 하단부의 상하에 걸쳐 복수 개로 형성되며, 하우징(101)의 하단부에 형성된 집수관(110)을 통해 상측으로 보내진 원수를 압력차에 따라 여과 처리하는 기능을 수행하게 된다. 이러한 중공사막(120)은 기존의 가압식 막모듈 집수 구조에서 필수적으로 형성되는 분리막이므로, 중공사막(120)의 둘러싼 보다 구체적인 구조에 대해서는 설명을 생략하는 것으로 한다.

본 발명의 농축수 배출부(130)는 하우징(101)의 일측 상단에 돌출되어 형성되는 구조로서, 중공사막(120)을 통과하지 못한 원수 중 미처리된 농축수를 집수하여 배출하는 역할을 수행하게 된다.

본 발명의 전용캡(140)은 ABS 및/또는 PVC 재질로 제조되며, 중공사막(120)과 연통하여 중공사막(120)에서 여과 처리된 생산수를 집수하는 생산수 집수부(141), 상기 생산수 집수부(141)의 하단 중앙과 연통되어 원수 유입부(111)를 삽입할 수 있는 원수 돌출부(142) 및 상기 생산수 집수부(141)의 하단 일측과 연통되어 형성되되, 상기 원수 돌출부(142)의 주위에 형성되는 생산수 배출부(143)를 구비하는 구조로 이루어진다.

이로써, 본 발명의 전용캡(140)은 중공사막(120)에서 여과 처리된 생산수를 집수하여 생산수 집수부(141), 원수 돌출부(142) 및 생산수 배출부(143)로 차례로 경유시켜 생산수를 외부로 배출할 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 전용캡(140)은 집수관(110)과 유사한 형태의 구조를 이뤄, 집수관(110)을 삽입하되, 집수관(110) 내에 형성된 다수 개의 원수 분할부(113) 일부를 외부로 유출시킨 상태에서 집수관(110)을 삽입하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 원수 분할부(113)의 상단 일부를 제외한 나머지 집수관(110)이 전용캡(140)의 내부에 삽입된다.

이때, 전용캡(140) 내에 집수관(110)이 삽입되면, 집수관(110)에서 발생된 원수가 전용캡(140) 내로 유입될 수 있기 때문에 원수 유입부(111)와 원수 돌출부(142) 사이에는 고무링(180)을 이용하여 실링처리 하게 된다. 이로써, 본 발명의 전용캡(140)은 집수관(110)으로부터 원수가 유입되는 것을 사전에 차단함으로써, 원수와 생산수의 혼합을 방지하고 본래의 생산수만을 배출할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 생산수 집수 모듈(150)은 하단이 하우징(101)의 상단부 측에 위치하는 다수의 중공사막(120)을 관통한 접착제(170)과 접촉하고, 상단이 생산수 배출구(151)와 연통되는 구조를 이룬다. 이로써, 본 발명의 생산수 집수 모듈(150)은 연통된 다수의 중공사막(120)들로부터 여과 처리된 생산수를 집수할 수 있게 되고, 집수된 생산수를 연통된 생산수 배출부(151)로 유도할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 접착제(170)는 세로 방향으로 복수 개의 중공사막(120)의 양 끝단부와 접촉하고, 가로 방향으로 하우징(101)의 양면과 접촉하며, 전용캡(140)과 하단에서 접촉하는 구조를 이룬다.

아울러, 본 발명의 접착제(170)는 집수관(110)을 삽입한 전용캡(140)과 하단에서 접촉하되, 집수관(110)내에 있는 다수 개의 원수 분할부(113)를 일부 관통시켜 중공사막(120)의 사이로 형성되도록 하는 구조를 이루며, 중공사막(120) 하단을 관통시켜 중공사막(120)에서 처리된 생산수를 전용캡(140) 내로 유입 가능하도록 한다.

이러한 본 발명의 접착제(170)는 관통된 원수 분할부(113)와 중공사막 (120) 하단을 용이하게 고정할 수 있도록 우레탄 및 에폭시 중 어느 하나의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 막모듈 정수 장치(100)는 하우징(101)의 상단부에 위치한 생산수 집수 모듈(150)을 통하여 생산수를 배출할 수 있으면서도 하우징(101)의 하단부에 위치한 전용캡(140)을 통하여서도 생산수를 배출할 수 있게 됨으로써, 기존 막 모듈 대비 동일 막면적으로 고유량의 생산수를 처리할 수 있는 장점을 가질 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명된 고유량 가압식 막모듈 정수 장치(100)는 여과모드로 운전중일 때를 기준으로 각 부분의 기능이 설명되었다. 그러나, 본 발명의 막모듈 정수 장치(100)이 세척모드로 운전중일 때에는 막모듈 정수 장치(100) 내의 농축수 배출부(130)와 원수 처리막 모듈(110)이 구조 변형없이 더 추가적인 기능을 수행할 수 있다.

즉, 세척 모드로 운전 중일때, 본 발명의 생산수 배출구(151)는 중공사막(120)을 세척하기 위하여 세척수를 유입하는 기능을 더 수행하며, 이로써 본 발명의 집수관(110)은 중공사막(120)의 세척으로 발생된 세척 오염수를 외부로 배출하는 역할을 더 수행하게 되는데, 예컨대 복수 개의 원수 분할부(113)를 통해 유입한 뒤, 원수 몸체부(112)에서 세척 오염수를 집수하여 원수 유입부(111)를 통해 최종 배출할 수 있게 되는 것이다. 이로써, 본 발명의 생산수 배출부(151)는 세척수 유입부(130)로 변형될 수 있고, 집수관(110)은 배출수 집수관(110)으로 변형될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명의 집수관(110) 내에 형성된 원수 몸체부(112)와 전용캡(140) 내에 형성된 생산수 집수부(141)의 사이는 내부로 유입되는 세척 오염수가 저항을 받지 않고 외부로 원활히 배출될 수 있도록, 일정 간격으로 유지되는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

100 : 정수 장치 101 : 하우징
110 : 집수관 111 : 원수 유입부
112 : 원수 몸체부 113 : 원수 분할부
120 : 중공사막 130 : 농축수 배출부
140 : 전용캡 141 : 생산수 집수부
142 : 원수 돌출부 143 : 생산수 배출부
150 : 생산수 집수 모듈 151 : 생산수 배출구
170 : 접착제
180 : 고무링

Claims

하우징(101)의 하단부에 형성된 원수 유입부(111)를 통하여 여과모드 상태시 유입된 원수를 집수하여 상측으로 유도하는 집수관(110);
상기 집수된 원수를 압력차에 따라 여과 처리하는 중공사막(120);
하우징(101)의 일측 상단에 형성되어 상기 중공사막(120)을 통과하지 못한 원수 중 미처리된 농축수를 집수하여 배출하는 농축수 배출부(130);
상기 집수관(110)을 삽입하여 상기 집수관(110)에서 발생되는 원수와 혼합되지 않도록 하는 구조를 이루며, 상기 중공사막(120)에서 여과 처리된 생산수를 집수하여 상기 하우징(101)의 하단부에 형성된 생산수 배출부(143)로 내보내는 전용캡(140); 및
상기 중공사막(120)에서 여과 처리된 생산수를 집수하여 상기 하우징(101)의 상단부에 위치한 생산수 배출구(151)로 유도하는 생산수 집수모듈(150)
을 포함하여 이루어진 고유량 가압식 막모듈 정수 장치.
제1항에 있어서,
상기 집수관(110)은,
상기 원수를 유입하는 원수 유입부(111);
상기 원수 유입부(111)를 통하여 유입된 원수를 집수하도록 상기 원수 유입부(131)와 하단에서 연통된 원수 몸체부(112) 및
상기 원수 몸체부(112)의 상단과 연통되어 상기 원수 몸체부(112)에서 집수된 원수를 분할하여 상측으로 내보내는 복수 개의 원수 분할부(113)
를 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 고유량 가압식 막모듈 정수 장치.
제2항에 있어서,
상기 집수관(110)은,
우레탄 또는 에폭시로 이루어진 접착제(170)의 하단에 형성될 경우, 상기 접착제(170)에 의해 상기 원수 분할부(113)가 고정되는 것을 특징으로 하는 상기 고유량 가압식 막모듈 정수 장치.
제2항에 있어서,
상기 전용캡(140)은,
상기 중공사막(120)에서 여과 처리된 생산수를 집수하는 생산수 집수부(141);
상기 생산수 집수부(141)의 하단 중앙과 연통되어 상기 원수 유입부(113)를 삽입하는 원수 돌출부(142) 및
상기 생산수 집수부(141)의 하단 일측과 연통되어 형성되되, 상기 원수 돌출부(142)의 주위에 형성되는 생산수 배출부(143)
를 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 고유량 가압식 막모듈 정수 장치.
제4항에 있어서,
상기 전용캡(140)은,
상기 원수 분할부(113)의 상단 일부를 제외한 나머지 집수관(110)을 삽입하는 것을 특징으로 하는 상기 고유량 가압식 막모듈 정수 장치.
제4항에 있어서,
상기 원수 돌출부(142)와 원수 유입부(113)의 사이는, 고무링(180)에 의해 실링되는 것을 특징으로 하는 상기 고유량 가압식 막모듈 정수 장치.
제1항에 있어서,
상기 생산수 배출부(151)는, 세척 모드시 상기 중공사막(120)을 세척하기 위하여 세척수를 유입하며,
이때의 상기 집수관(110)은, 상기 중공사막(120) 세척으로 발생된 세척 오염수를 유입하여 상기 원수 유입부(111)로 최종 배출하는 것을 특징으로 하는 상기 고유량 가압식 막모듈 정수 장치.