(57)【要約】流体の循環を通じて流速を増大させ、エネルギーの消耗を最小化することができ、内圧型と外圧型システムの長所を複合的に採用することができるように、内部で原水が循環され、水処理が行われるサブモジュールと、前記サブモジュールと連結されて、原水とエア及び処理水が流通される配管部とを含む中空繊維膜モジュールを提供する。
2013517937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で原水が循環されて水処理が行われるサブモジュールと、
前記サブモジュールと連結されて原水とエア及び処理水が流通される配管部と、を含む中空繊維膜モジュール。
【請求項２】
前記サブモジュールの上部に設置される排出口をさらに含み、排出口の開閉程度によって内圧型または外圧型で運転される請求項１に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項３】
前記サブモジュールは外形を成し、一側面には原水が流入される原水流入口とエアが流入されるエア流入口及び処理水が排出される流出口が形成されたハウジングと、前記ハウジングの内部に設置されて、ハウジング内部を水処理領域と原水循環通路に区画し、両先端部に原水が流通される孔が形成された少なくとも一つ以上の隔壁と、前記水処理領域内に具備されて圧力の差による水処理が行われる中空繊維膜と、前記中空繊維膜をハウジングに固定させるための固定部と、前記中空繊維膜の内部通路と連通されて中空繊維膜を経た処理水が集められ、前記流出口と連通されるコレクターと、前記ハウジングのエア流入口と連通されて気泡を中空繊維膜に噴出するための散気管と、前記原水流入口と連通され、前記原水循環通路と連結されて原水が供給される原水通路とを含む請求項１または２に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項４】
前記隔壁はハウジングの先端側に設置されて原水循環通路が先端側に形成される請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項５】
前記隔壁はハウジングの両面側に設置されて、原水循環通路が両面側に形成される請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項６】
前記隔壁はハウジング内で中心部を囲んで設置される請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項７】
前記ハウジングの内面には隔壁下端に形成される孔方に誘導板が突出して形成されて、原水を孔を通じて水処理領域に誘導する構造である請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項８】
前記隔壁によって区画される原水循環通路の面積は水処理領域の面積の１／３以上である請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項９】
前記ハウジングは水処理領域で隔壁とハウジングの内壁との間に設置され、中空繊維膜の長手方向に延長される中央隔壁をさらに含む請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１０】
前記散気管はハウジング内に形成されて、前記エア流入口と連通される中央通路と、前記中央通路と連通されて、ハウジングの水処理領域の内面に沿って設置され、エアを噴出するための散気孔が形成された側面散気板と、前記中央通路と連通されてハウジングの水処理領域中央に位置し、エアを噴出するための散気孔が形成された中央散気板と、前記中央通路と連通されて前記側面散気板と中央散気板との間に配置され、エアを噴出するための散気孔が形成された補助散気板とを含む請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１１】
前記配管部は側面に原水が供給される原水連結口が形成されて、サブモジュールの原水流入口と連結される原水管と、側面にエアが供給されるエア連結口が形成されてサブモジュールのエア流入口と連結されるエア管と、側面に処理水が流入される処理水連結口が形成されて、サブモジュールの流出口と連結される集水管とを含む請求項３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１２】
前記配管部は前記サブモジュールで排出される濃縮水を排出処理するための排出水管をさらに含む請求項１１に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１３】
前記サブモジュールの上部に汚染物が濃縮された濃縮水またはエアを排出するための排出口がさらに形成され、前記排出口は前記排出水管に連結される請求項１２に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１４】
前記サブモジュールは前記配管部の外周面に沿って配置される構造である請求項１１に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１５】
前記配管部は多重管構造からなり、前記原水管の内部にエア管が挿入設置され、エア管の内部に集水管が挿入設置された構造である請求項１４に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１６】
前記配管部は多重管構造からなり、前記原水管の内部にエア管が挿入設置されて、エア管内部に集水管が挿入設置され、前記集水管内部に前記排出水管が挿入設置された構造である請求項１３に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１７】
前記配管部は前記原水管の上端に外周面に沿って原水連結口が形成され、前記原水管上端に延長されるエア管は上端にエア連結口が外周面に沿って形成され、前記エア管上端に延長される集水管は上端外周面に沿って処理水連結口が形成され、前記各サブモジュールが前記連結口を介して配管部の外周面に沿って設置される請求項１５に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１８】
前記配管部の外側にサブモジュールを支えて支持するためのモジュール支持板がさらに設置される請求項１１に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項１９】
前記配管部は直線状に延長され、前記サブモジュールは前記配管部の長手方向に沿って連続的に配置された構造である請求項１１に記載の中空繊維膜モジュール。
【請求項２０】
前記配管部は前記原水管とエア管及び集水管が間隔を隔てて平行に配置され、前記原水管とエア管と集水管はそれぞれ長手方向に沿って間隔を隔てて原水連結口とエア連結口と処理水連結口が形成されて、複数のサブモジュールが前記各連結口を介して配管部の長手方向に沿って連結される構造である請求項１９に記載の中空繊維膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中空繊維膜モジュールに関する。より詳しくは、本発明は多様な運営方式に転換して用いることができる中空繊維膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、分離膜を利用した水処理は膜モジュールを処理対象水の中に浸漬させて負圧を加えて濾過水を吸入して濾過する内圧型システムと、処理対象水を分離膜が充填されているケーシングに押送させて濾過する外圧型システムに分けられる。
【０００３】
内圧型システムの場合、システムが簡単で、高濃度及び高粘度溶液の処理が容易で、凝集、沈澱のような前処理工程が不必要であるなどの長所がある。また、膜を浸漬させて内圧型システムで運転する場合、分離膜によって最終処理水内の粒子性物質を完璧に除去するとともに、反応槽内で高濃度の微生物濃度を維持させることができるので、活性スラッジ工法より高い微生物の汚染物質分解效果を得ることができる。
【０００４】
しかし、内圧型システムは、膜モジュールを浸漬するための反応槽が必要であり、構造的に制限された空間によって増設などの大型化の問題において、反応槽を増大しなければならない欠点を有している。
【０００５】
即ち、内圧型分離膜システムを適用する実際工程では、最初に設計された反応槽の大きさが決まっていることから必要な処理水量の増大で処理容量の増加が必要な場合には、また他の反応槽を建設しなければならない不可避的な問題が発生した。
【０００６】
一方、外圧型システムの場合、反応槽が必要なく、膜モジュールを設置して処理対象水を濾過する。このようなシステムは、消費者がさらに大きい処理容量を要求する場合、反応槽と別途に開放された空間にさらに膜モジュールを設置するだけで需要を満たすことができるという長所がある。そのため大型化が容易である。
【０００７】
しかし、外圧型システムは前処理が必要であり、膜の表面流速を維持するための循環量が多くて、ポンプが大きくなり、それによってエネルギー效率が低くなる問題点を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、流体の循環を通じて流速を増大させ、エネルギーの消耗を最小化することができる中空繊維膜モジュールを提供する。
【０００９】
また、内圧型システムと外圧型システムの長所を複合的に採用することができ、内圧型または外圧型システムの両方に適用することができる中空繊維膜モジュールを提供する。
【００１０】
また、設備の拡張が自由な中空繊維膜モジュールを提供する。
【００１１】
また、中空繊維膜の汚染を最小化することができる中空繊維膜モジュールを提供する。
【００１２】
また、設備の構成を単純化させることができ、メンテナンス費用を最小化することができる中空繊維膜モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このために本装置は内部で原水が循環されて水処理が行われるサブモジュールと、前記サブモジュールと連結されて原水とエア及び処理水が流通される配管部とを含むことができる。
【００１４】
本装置は前記サブモジュールの上部に具備される排出口をさらに含み、排出口の開閉程度によって内圧型または外圧型に使われる構造であってもよい。
【００１５】
前記サブモジュールは外形を成し、一側面には原水が流入される原水流入口とエアが流入されるエア流入口及び処理水が排出される流出口が形成されたハウジングと、前記ハウジングの内部に設置されて、ハウジングの内部を水処理領域と原水循環通路に区画し、両先端部に原水の流通される孔が形成された少なくとも一つの隔壁と、前記水処理領域内に具備され、圧力の差による水処理が行われる中空繊維膜と、前記中空繊維膜をハウジングに固定させるための固定部と、前記中空繊維膜の内部通路と連通されて中空繊維膜を経た処理水が集められ、前記流出口と連通されるコレクターと、前記ハウジングのエア流入口と連通されて気泡を中空繊維膜に噴出するための散気管と、前記原水流入口と連通され、て前記原水循環通路と連結されて原水が供給される原水通路とを含むことができる。
【００１６】
前記隔壁はハウジングの先端側に設置されて、原水循環通路が先端側に形成されることができる。
【００１７】
前記隔壁はハウジングの両面側に設置されて原水循環通路が両面側に形成されることができる。
【００１８】
前記隔壁はハウジング内で中心部を囲んで設置されることができる。
【００１９】
ここで、前記隔壁によって区画される原水循環通路は水処理領域の１／３以上である。
【００２０】
前記ハウジングは上部に設置される排出口を通じて汚染物が濃縮された濃縮水またはエアを排出する構造であることができる。
【００２１】
前記散気管はハウジング内に形成され、前記エア流入口と連通される中央通路と、前記中央通路と連通されてハウジングの水処理領域内面に沿って設置され、エアを噴出するための散気孔が形成された側面散気板と、前記中央通路と連通され、ハウジングの水処理領域中央に位置し、エアを噴出するための散気孔が形成された中央散気板と、前記中央通路と連通され、前記側面散気板と中央散気板との間に配置されて、エアを噴出するための散気孔が形成された補助散気板とを含むことができる。
【００２２】
前記ハウジングの内面には隔壁下端に形成される孔方に誘導板が突出して形成されて、原水を孔を通じて水処理領域に誘導する構造であることができる。
【００２３】
前記ハウジングは水処理領域で隔壁とハウジング内壁との間に設置され、中空繊維膜の長手方向に延長される中央隔壁をさらに含むことができる。
【００２４】
前記配管部は側面に原水が供給される原水連結口が形成されて、サブモジュールと連結される原水管と、側面にエアが供給されるエア連結口が形成されて、サブモジュールと連結されるエア管と、側面に処理水が流入される処理水連結口が形成されて、サブモジュールと連結される集水管とを含むことができる。
【００２５】
また、前記配管部はサブモジュールで排出される濃縮水を排出処理するための排出水管をさらに含むことができる。
【００２６】
ここで、前記配管部はサブモジュールの中心部に位置し、前記サブモジュールは前記配管部の外周面に沿って配置された構造であることができる。
【００２７】
このために前記配管部は多重管構造に構成され、前記原水管の内部にエア管が挿入設置され、エア管の内部に集水管が挿入設置された構造であることができる。
【００２８】
また、前記集水管内部に前記排出水管が挿入設置されることができる。
【００２９】
前記配管部は前記原水管の上端に外周面に沿って原水連結口が形成され、前記原水管上端に延長されるエア管は上端にエア連結口が外周面に沿って形成され、前記エア管上端に延長される集水管は上端外周面に沿って処理水連結口が形成され、前記各サブモジュールが前記連結口を介して配管部の外周面に沿って設置されることができる。
【００３０】
前記配管部の外側にはサブモジュールを支えて支持するためのモジュール支持板がさらに設置されることができる。
【００３１】
一方、前記配管部は直線状に延長され、前記サブモジュールは前記配管部の長手方向に沿って連続的に配置された構造であることができる。
【００３２】
前記配管部は前記原水管とエア管及び集水管が間隔を隔てて平行に配置され、前記原水管とエア管及び集水管はそれぞれ長手方向に沿って間隔を隔てて前記原水連結口とエア連結口及び処理水連結口が形成されて、複数のサブモジュールが前記各連結口を介して配管部の長手方向に沿って連結される構造であることができる。
【００３３】
前記配管部はサブモジュールで排出される濃縮水を排出処理するための排出水管をさらに含むことができる。
【００３４】
前記配管部の外側にはサブモジュールを支えて支持するためのモジュール支持板がさらに設置されることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上で説明したような本装置によれば、それぞれの小単位モジュールは自主的に原水を貯蔵して内部で独立的に循環させることができる反応槽を含んでいるのでモジュールを浸漬させるための別途の反応槽が必要でない。
【００３６】
また、膜自体は原水内に沈澱された形態に構成されて、内圧型システムの長所を生かすことができ、モジュール全体から見れば、反応槽内にモジュールを浸漬させないで、システムが運転されることができるので、外圧型膜濾過システムが有する長所も得ることができる。
【００３７】
また、実際このモジュールを通じて運転する場合、モジュール上部を大気に開かれた状態で運転する場合、吸入力を利用して処理水を生産する内圧型膜濾過システムで運転可能で、排出口の開閉程度を調節して散気によってサブモジュールに流入される空気の排出を制限する場合には、原水を加圧して外圧型モジュールの形態でも使用が可能である。
【００３８】
また、従来外圧型モジュールはクロスフロー（ｃｒｏｓｓ  ｆｌｏｗ）濾過方式で膜表面に膜面対して水平方向に流れる流体の流速で膜汚染を制御する方式のみで運転されるが、提案されたモジュールの場合、外圧型のモジュールとして使う場合にも散気を通じる汚染制御が可能である。
【００３９】
また、散気によって空気が上昇する流れはモジュール内で膜充填部と原水流れ空間との間の流体循環流れを生成することから、ポンプを利用して循環流を生成する実際外圧型モジュールに比べて必要なエネルギー費用の節減が可能である。
【００４０】
また、隔壁による内部循環を通じて中空繊維膜表面を通る流体流速を高めることができて、分離膜の汚染を最小化することができる。
【００４１】
また、低い散気量で比較的に高い流速を表すので、散気效率が増加し、散気によるエネルギー費用の節減が可能である。
【００４２】
また、処理水をモジュールの下端で集水してパイプに移送させるので、システムを構成する時モジュールが有する水頭圧を濾過圧に使うことができて、工程ポンプのエネルギー費用を減少させる效果を得ることができ、脱気のための空気除去設備が不必要で工程構成を単純化させることができる。
【００４３】
また、それぞれのモジュールが独立的に運転されて、ｓｃａｌｅ−ｕｐによる流体流れの不均衡問題がなく、問題が発生されたモジュールの交換及びメンテナンスが容易である。
【００４４】
また、モジュールの構成がコンパクトで、中空繊維膜の洗浄の時、洗浄薬品の消耗が少なくて、薬品の購入費用及び洗浄廃水処理費用を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態による中空繊維膜モジュールを示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による中空繊維膜モジュールを示した側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による中空繊維膜モジュールの構成を詳細に示した断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による中空繊維膜モジュールの散気構造を示した概略的な図面である。
【図５】本発明の第１実施形態による中空繊維膜モジュールのサブモジュールの内部を示した概略的な平断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による中空繊維膜モジュールの水処理構造を説明するための概略的な図面である。
【図７】本発明の第１実施形態によるモジュールと従来モジュールの原水流速を比べて示したグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態による中空繊維膜モジュールを示した斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態による中空繊維膜モジュールを示した概略的な側断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態による中空繊維膜モジュールのサブモジュールの内部を示した概略的な平断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による中空繊維膜モジュールの散気構造を示した概略的な図面である。
【図１２】本発明の第３実施形態による中空繊維膜モジュールのサブモジュール構造を示した側断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態による中空繊維膜モジュールのサブモジュールの内部を示した概略的な図面である。
【図１４】本発明の第３実施形態による中空繊維膜モジュールのサブモジュールの内部を示した概略的な図面である。
【図１５】本発明の第４実施形態による中空繊維膜モジュールを示した概略的な断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態による中空繊維膜モジュールを示した概略的な断面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態による中空繊維膜モジュールを示した概略的な断面図である。
【図１８】本発明の第５実施形態による中空繊維膜モジュールを示した概略的な断面図である。
【図１９】本発明の第５実施形態による中空繊維膜モジュールを示した概略的な断面図である。
【図２０】本発明の第５実施形態による中空繊維膜モジュールを示した概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳しく説明する。しなし、本発明は各種異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００４７】
図面は概略的で縮尺に合わないことを予め言っておきたい。図面にある部分の相対的な寸法及び割合は図面での明確性及び便宜のためにその大きさにおいて誇張されたり減少して図示しており、任意の寸法はただ例示的なものに過ぎず限定的なものではない。そして、二つ以上の図面に表れる同じ構造物、要素または部品には同じ参照符号が他の実施形態で対応したり類似の特徴を表すために用いられる。
【００４８】
ここで用いられる専門用語は、ただ特定実施形態を言及するためのものであり、本発明を限定する意図はない。ここで用いられる単数形態は文章がこれと明確に反対意味を表さない限り複数形態も含む。明細書において用いられる「含む」の意味は特定特性、領域、定数、段階、動作、要素及び／または成分を具体化し、他の特定特性、領域、定数、段階、動作、要素、成分及び／または群の存在や付加を除外するものではない。
【００４９】
斜視図を参照して説明された本発明の実施形態は本発明の理想的な実施形態を具体的に示す。その結果、図解の多様な変形、例えば製造方法及び／または仕様の変形が予想される。従って、実施形態は示した領域の特定形態に限られず、例えば製造による形態の変形も含む。図面に示された領域は元々大略的なものに過ぎなく、これらの形態は領域の正確な形態を示すように意図されたものではなく、本発明の範囲を狭めるために意図されたものではない。
【００５０】
＜第１実施形態＞
図１は本実施形態による中空繊維膜モジュールの外形を示している。
【００５１】
本中空繊維膜モジュール１００は内部に原水が自主的に循環されて水処理が行われる互いに独立的な複数のサブモジュール２００を含む。前記複数のサブモジュール２００は原水とエア及び処理水と濃縮水が流通される配管部３００に連結される。そして、前記サブモジュール２００の上部には濃縮水と空気を排出して開閉程度の調節が可能な排出口４１０が設置される。
【００５２】
本中空繊維膜モジュールは、前記排出口４１０によるサブモジュールの密閉程度によって内圧型または外圧型に使われる構造になっている。前記排出口４１０は濃縮水と空気の排出が可能であり、開閉程度を調節することができる構造であれば特に限定されない。
【００５３】
以下の説明では、サブモジュール２００の上部に具備される排出口４１０の開閉程度を調節して外圧型で運転される構造を例として説明する。
【００５４】
本実施形態で前記サブモジュール２００は配管部３００を中心に配管部３００の外周面に沿って配列設置される。
【００５５】
図２及び図３は本実施形態による配管部とサブモジュールの内部構造を示している。前記図面を参照して配管部とサブモジュールの構造を説明すれば次の通りである。
【００５６】
１．配管部
まず、中央に配置される前記配管部３００を説明すると、本配管部３００は側面に原水が供給される原水連結口３１２が形成されて、サブモジュール２００と連結される原水管３１０と、側面にエアが供給されるエア連結口３２２が形成されて、サブモジュール２００と連結されるエア管３２０と、側面に処理水が流入される処理水連結口３３２が形成されて、サブモジュール２００と連結される集水管３３０とを含む。
【００５７】
また、前記配管部３００はサブモジュール２００で排出される濃縮水を排出処理するための排出水管３４０を含む。
【００５８】
本実施形態で、前記配管部３００は多重管構造になっている。即ち、前記原水管３１０の内部にエア管３２０が挿入設置され、エア管３２０の内部に集水管３３０が挿入設置された３重管構造であってもよい。または、本実施形態のように、配管部３００が前記集水管３３０の内部に排出水管３４０が挿入設置されて、４重管構造に形成されてもよい。このように本配管部は３つの管が結合された３重管または４つの管が結合された４重管構造からなることができ、特に限定されない。
【００５９】
前記原水管３１０は垂直に配置されて、最外側管を形成する。前記原水管３１０は外周面に沿って所定間隔を隔てて原水連結口３１２が設置される。前記エア管３２０は原水管３１０より小さい直径に形成されて、原水管３１０と間隔を隔てて配置される。前記エア管３２０は原水管３１０の内部に長手方向に設置されて、原水管３１０の上端と底面を貫通して外側に延長される。原水管３１０の上端を貫通して延長されたエア管３２０の上端には外周面に沿ってエア連結口３２２が所定間隔を隔てて設置される。前記集水管３３０はエア管３２０より小さい直径に形成されてエア管３２０と間隔を隔てて配置される。前記集水管３３０はエア管３２０の内部に長手方向に設置され、エア管３２０の上端と底面を貫通して外側に延長される。エア管３２０の上端を貫通して延長された集水管３３０の上端には外周面に沿って処理水連結口３３２が所定間隔を隔てて設置される。前記集水管３３０の内部には集水管３３０より小さい直径に形成された排出水管３４０が集水管３３０に長手方向に設置されて、集水管３３０の上端と底面を貫通して外側に延長される。
【００６０】
また、前記集水管３３０の上端には集水管３３０の内部に必要の時エアを注入するためのエア注入管３５０がさらに連結される。本実施形態で、前記エア注入管３５０は集水管３３０の上端に連通され、サブモジュール２００の上側まで垂直に延長される。前記エア注入管３５０は中空繊維膜の破損検査（ＰＤＴ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｄｅｃａｙ  Ｔｅｓｔ）のためにエアを強制的に注入するための管である。本モジュールは配管部３００の集水管３３０にエア注入管３５０を連通することによって、従来追加的に設置された空気除去システムの設置が不必要になる。即ち、通常運転の時には、前記エア注入管３５０は原水と空気の流出なしに遮断された状態を保持する。そして、中空繊維膜の破損しているか否かを確認する場合、前記エア注入管３５０を通じて所定圧力の空気を注入して中空繊維膜の内径に空気を流入させて必要な検査を行う。従来モジュールの場合、集水管３３０を通じて空気を流入するので、集水管３３０全体で処理水を除去しなければならない。また、従来にはＰＤＴ作業を終った後、集水管３３０に流入された空気を除去するために別途の空気除去システムをさらに設置する必要があった。
【００６１】
しかし、本モジュールは、前記のように上部へ延長されたエア注入管３５０を通じて集水管３３０にエアを注入することによって注入管３５０内の処理水を全部除去する必要がなくなる。即ち、集水管３３０内に処理水が満たされている状態でも、ＰＤＴ作業の時、必要なコレクター上部の一部と中空繊維膜内径に空気を充填することができる。ＰＤＴ作業を終了した後には自然水頭によってエア注入管３５０を通じて注入された空気が自然に排出される。
【００６２】
一方、前記原水管３１０とエア管３２０及び集水管３３０の各上端には互いに対応される位置に連結口が設置されて、この連結口を介して各サブモジュール２００が配管部３００の外周面に沿って連結される。
【００６３】
前記連結口の配置間隔は、配管部３００の円周面に沿って配置されるサブモジュール２００の大きさと個数によって異なることがある。本実施形態では１２個から２４個のサブモジュール２００を設置することができるように連結口は各管の円周面に沿って３０度から１５度の間の間隔を隔てて設置されることができ、特にこれに限定されない。
【００６４】
２．サブモジュール
本実施形態で前記サブモジュール２００は配管部３００の外周面に沿って設置される。前記サブモジュール２００は水処理対象原水を溜める反応槽の役割を果たすもので、内部には中空繊維膜２１２が具備されて自主的に原水が循環されながら水処理が行われる。前記サブモジュール２００は外形を成し、内部には中空繊維膜２１２が具備され、一側面には原水が流入される原水流入口２１４とエアが流入されるエア流入口２１６及び処理水が排出される流出口２１８が形成されたハウジング２１０を含む。また、本サブモジュール２００のハウジング２１０  上部にはサブモジュール２００を内圧型または外圧型に構成するための排出口４１０が設置される。以下の説明で前記中空繊維膜２１２は一端が固定され、他端は自由なエンド−フリー（ｅｎｄ−ｆｒｅｅ）構造の場合を例として説明する。しかし、本モジュールは前記エンドフリー構造の中空繊維膜だけではなく、例えば、両端が固定されて集水が行われる構造などのように多様な構造の中空繊維膜に全て適用され、特に限定されない。
【００６５】
２−１．ハウジング
前記ハウジング２１０はサブモジュール２００の外形を成す。前記ハウジング２１０はアクリルまたはＰＶＣなどの材質で構成されることができ、材質において特に限定されない。前記ハウジング２１０は両側面の間の角度が１５〜３０度を成す台形形態になって、前記配管部３００に放射方向に配置される。また、各サブモジュール２００はハウジング２１０が相互側面が接した状態で配管部３００の外周面に沿って配置されることができる。
【００６６】
前記ハウジング２１０の内部にはハウジング２１０の内部を二つの領域で区切る隔壁２２０が垂直方向に設置される。以下、説明の便宜のために、隔壁２２０によって分離された二つの領域を水処理領域２２６と原水循環通路２２８と指称する。前記隔壁２２０の上端と下端にはそれぞれ原水が流通される上端孔２２２と下端孔２２４が形成される。前記隔壁２２０を具備することによって本サブモジュール２００のハウジング２１０は自主的に原水を内部で循環させて原水の流速を高めることができる。排出口４１０の開閉程度を調節して散気によって流入された空気の排出を制限するにことによってハウジング２１０の内部に発生する圧力を利用する外圧型構造で、前記のように、原水の流速を増加させることでエネルギー対比処理效率を高めることができる。これに対しては後でさらに詳細に説明する。
【００６７】
前記ハウジング２１０内部の水処理領域２２６には圧力の差による水処理が行われる中空繊維膜２１２が具備される。前記ハウジング２１０の下端には前記中空繊維膜２１２をハウジング２１０に固定させるための固定部２３０が設置される。前記ハウジング２１０の固定部２３０の下端には前記中空繊維膜２１２の内部通路と連通されて中空繊維膜を経た処理水が集められ、前記流出口２１８と連通されるコレクター２３２が形成される。また、前記ハウジング２１０の下部には前記エア流入口２１６と連通されて気泡を中空繊維膜に噴出するための散気管２４０が設置される。前記散気管２４０の下部には前記原水流入口２１４と連通され、前記原水循環通路２２８と連結されて原水を供給する原水通路２６０が形成される。前記原水通路２６０はハウジング２１０の最下端に設けられる所定空間で、ハウジング２１０の内壁側で原水循環通路２２８の下端と連通される。
【００６８】
そこで、サブモジュール２００に流入された原水はハウジング２１０の内部で水処理領域２２６と原水循環通路２２８との間を循環しながら水処理が行われる。
【００６９】
前記ハウジング２１０は、図示したように、流出口２１８とエア流入口２１６及び原水流入口２１４が下方に順次に形成される。前記流出口２１８とエア流入口２１６及び原水流入口２１４は前記配管部３００の処理水連結口３３２とエア連結口３２２及び原水連結口３１２にそれぞれ連結されて処理水とエア及び原水を配管部３００と流通されるようにすることができる。
【００７０】
前記ハウジング２１０の水処理領域２２６の内部には複数の中空繊維膜２１２が長手方向に配列され、下端には中空繊維膜固定部２３０と中空繊維膜の内部通路と連通されるコレクター２３２及び散気管２４０が連続的に設置される。そして、最下端には原水流入口２１４と連結される原水通路２６０が形成される。前記コレクター２３２及び散気管２４０はハウジング２１０にそれぞれ形成された流出口２１８とエア流入口２１６を通じて前記配管部３００の処理水連結口３３２とエア連結口３２２にそれぞれ連通され、前記原水通路２６０は原水流入口２１４を通じて配管部３００の原水連結口３１２と連結される。
【００７１】
これによって各サブモジュール２００は配管部３００に個別的に連結されることによって、必要に応じて、当該サブモジュール２００のみを配管部３００から着脱させることができる。
【００７２】
ここで、前記ハウジング２１０に形成された原水流入口２１４とエア流入口２１６及び流出口２１８と配管部３００に形成される各連結口には連結部位の気密を維持させるためのパッキング部材などの気密維持手段（図示しない）がさらに設置されて連結部位での処理水や空気漏れを防止することができるようにする。
【００７３】
図面符号２７０はサブモジュール２００の重量を支持して固定させるためのモジュール下部支持板である。前記支持板２７０は円板状に形成される。前記支持板２７０は配管部３００から分離可能な構造であってもよく、サブモジュール２００を支えて支持することができれば特に限定されない。
【００７４】
２−２．コレクター
前記コレクター２３２はハウジング２１０の中空繊維膜固定部２３０の真下に具備され、前記ハウジング２１０の流出口２１８と連通される所定空間である。前記コレクター２３２は流出口２１８と処理水連結口３３２を通じて集水管３３０に連結される。前記固定部２３０に固定設置された中空繊維膜の末端が前記コレクター２３２に延長されて中空繊維膜の内部通路がコレクター２３２と連通された構造になっている。即ち、前記コレクター２３２の真上には中空繊維膜を固定している固定部２３０がハウジング２１０の内壁に付着される。
【００７５】
本モジュールは処理水が集められるコレクター２３２がハウジング２１０の下端部に具備して、配管部３００の集水管３３０を通じてモジュールの下方向へ処理水の流れを誘導するようになる。
【００７６】
このように処理水がモジュールの上部から下部へ流れることによって、モジュールの水頭圧を濾過圧に利用することができる。
【００７７】
２−３．散気管
図４に示すように、本散気管２４０はハウジング２１０のコレクター２３２の下端に設けられ、エア流入口２１６とエア連結口３２２を通じてエア管３２０と連通される中央通路２４２と、この中央通路２４２と連通されて、ハウジング２１０の水処理領域２２６の内壁に沿って固定部２３０の上方へ延長され、空気を噴出するための散気孔２４５が形成された側面散気板２４４と、前記中央通路２４２と連通され、前記ハウジング２１０の水処理領域２２６の中央に位置し、エアを噴出するための散気孔２４７が形成された中央散気板２４６と、前記中央通路２４２と連通され、前記側面散気板２４４と中央散気板２４６との間に配置され、エアを噴出するための散気孔２４９が形成された補助散気板２４８とを含む。
【００７８】
散気管２４０に流入された空気は側面散気板２４４と中央散気板２４６及び補助散気板２４８の散気孔２４５、２４７、２４９を通じて中空繊維膜に噴射されて中空繊維膜２１２の全束に均一に空気が噴射されることができる。
【００７９】
前記側面散気板２４４はハウジング２１０の内壁と所定隙間を保持した状態で、ハウジング２１０の側面に沿って上下に延長された構造で、下端は開放された状態で散気管２４０の中央通路２４２と連結され、上端は閉鎖された状態で固定部２３０の上方へ露出されている。そこで、中央通路２４２に流入された空気はハウジング２１０の内壁と側面散気板２４４との間の隙間を通じて固定部２３０の上方へ進入して側面散気板２４４に形成された散気孔を通じて中空繊維膜に噴出される。
【００８０】
前記補助散気板２４８は側面散気板２４４と中央散気板２４６との間に配置されて散気效果を高めるようになる。モジュールの大容量化によってサブモジュール２００の内部の中空繊維膜２１２の個数が増えて密集度（ｐａｃｋｉｎｇ  ｄｅｎｓｉｔｙ）も増加する。このような場合、散気管２４０でモジュール内部への直線距離が増加し、密集した中空繊維膜による抵抗によって供給された空気が影響を及ばない領域が発生される。そこで、前記領域に補助散気板２４８を配置することによって散気效果が減少されることを防止し、膜汚染の増加を最小化することができる。
【００８１】
２−４．排出口
前記ハウジング２１０は前記排出口４１０の開閉程度を調節して散気によって流入された空気の排出を制限すると、ハウジング２１０の内部は流入された空気によって圧力が発生する。それで、本モジュール１００は外圧型で使用可能になる。前記排出口４１０が完全に開放されると、ハウジング２１０は外部と連通されて本モジュール１００は負圧を利用する内圧型に使用可能になる。
【００８２】
本実施形態で、前記排出口４１０はハウジングの配管部側側面に設置される。そして、前記ハウジングの上端は配管部３００の方から外側先端方へ下向き傾斜して傾斜面４００を成す構造になっている。前記排出口４１０は空気を排出するとともに、汚染物が濃縮された濃縮水を排出する役割を果たす。前記排出口４１０は集水管３３０の内部を貫通してサブモジュール２００の上部に延長された排出水管３４０と連結される。
【００８３】
本実施形態で、ハウジング２１０上端の傾斜面４００の構造は濃縮水を排出する時、外側先端に汚染物が積もらないようにするためのものである。前記ハウジング２１０の上端構造及び排出口４１０の形態と設置位置は特に限定されない。
【００８４】
前記排出口４１０の開閉程度を調節するための構造は通常のバルブ構造を利用することができ、特に限定されない。
【００８５】
本中空繊維膜モジュールは、原水流入量に対する所定回収率だけ濾過水を生産する。そこで、工程運営の時所定回収率に合わせてハウジング２１０の内部に残った汚染物が濃縮された濃縮水を系外に排出するようになる。本実施形態では、前記ハウジング２１０の上部に形成された排出口４１０を通じて濃縮水が排出処理される。即ち、ハウジング２１０の内部水位を調節して間歇的にハウジング２１０上部の排出口４１０に濃縮水が越流されるようにする。排出口４１０を通じて越流された濃縮水は排出口４１０と連結されている排出水管３４０を通じて流れて系外に排出処理される。また、本中空繊維膜モジュールが排出口４１０の開閉程度を調節することによって外圧型で運転する場合、散気によって供給される空気の排出が必要であるが、散気による空気も前記排出口４１０を通じて排出が行われる。
【００８６】
２−５．隔壁
図５に示すように、前記隔壁２２０はハウジング２１０の外先端側に傾いてハウジング２１０の上端まで延長される。
【００８７】
本実施形態で、前記隔壁２２０はハウジング２１０の内部を二つの領域に分ける。前記隔壁２２０によってハウジング２１０の内部は中空繊維膜が位置した水処理領域２２６と原水を水処理領域２２６に再循環させるための原水循環通路２２８に区画される。
【００８８】
前記隔壁２２０の下端はハウジング２１０の原水通路２６０に延長されて、原水通路２６０と連結される。そこで、原水通路２６０に流入された原水は隔壁２２０とハウジング２１０の内面との間を通じて原水循環通路２２８に流入される。
【００８９】
前記隔壁２２０の上端部と下端部にはそれぞれ上端孔２２２と下端孔２２４が形成される。そして原水は前記上端孔２２２と下端孔２２４を通じてのみ水処理領域２２６と原水循環通路２２８との間を流通されるようになる。
【００９０】
ここで、前記隔壁２２０によって区画される原水循環通路２２８の面積は水処理領域２２６の面積の１／３以上である。原水循環通路２２８の面積が１／３以下である場合には、原水の下降流速が充分確保されなくて原水が順調に循環されることができない。
【００９１】
また、前記隔壁２２０は中空繊維膜を固定している固定部２３０を基準に、水処理領域２２６方へ突出されるように設置される。そして、固定部２３０の面積より隔壁２２０とハウジング２１０によって囲まれた水処理領域２２６の面積が相対的に小くなる。このような構造は水処理領域２２６内で中空繊維膜の充填率を増加させる効果をもたらす。そして、自由端形態に下端が固定され、上端が自由な中空繊維膜の上端が倒れることを防止することができる。中空繊維膜の下端はコーティングされて他の領域より直径が大きい。また、中空繊維膜の下端上側のコーティングされない領域は下端より充填率が中空繊維膜が倒れる虞が高い。そこで、前記のように、水処理領域２２６の方へ隔壁２２０が突出されるようにすることによって水処理領域２２６の断面積を減らして中空繊維膜のコーティングされない部分での充填密度を高めることができる。従って、中空繊維膜の倒れを防止することができる。
【００９２】
一方、本中空繊維膜モジュールは、図４に示すように、中空繊維膜２１２が位置するハウジング２１０の水処理領域２２６の内部に垂直方向に中央隔壁２５０がさらに設置された構造になっている。
【００９３】
本実施形態で前記中央隔壁２５０は中央散気板２４６の上側で垂直に配置され、ハウジング２１０の上端まで延長される。前記中央隔壁２５０は中空繊維膜が充填された水処理領域２２６を分割して、水処理領域２２６で中空繊維膜が置かれる面積を減らして中空繊維膜の充填率をさらに高める。即ち、中央隔壁２５０によってハウジング２１０の水処理領域２２６上部での空いた空間が減って中空繊維膜の密集度が高くなる。また、本モジュールは前記中央隔壁２５０によって中空繊維膜が倒れることをさらに防止することができる。また、前記中央隔壁２５０は中央散気板２４６の上部まで延長されてハウジング２１０内で中空繊維膜に流入される原水と噴出された空気が一方に偏らないで均一に流れるようにする役割を果たす。
【００９４】
ここで、前記中央隔壁２５０は前記中央散気板２４６の厚さ以上の厚さに形成されることができる。前記中央隔壁２５０が中央散気板２４６の厚さより厚い場合、中央散気板２４６の散気孔から噴出された空気が中央隔壁２５０の下端で停滞されないように、中央隔壁２５０の両側面または下端の両側角部は傾斜面を成すことができる。
【００９５】
２−６．原水循環通路
前記隔壁２２０によってハウジング２１０の内部に形成される原水循環通路２２８は処理対象原水が通る通路の役割を果たす。
【００９６】
図６に示すように、中空繊維膜が存在する水処理領域２２６を通じて上昇した原水は隔壁２２０上端の上端孔２２２を通じて原水循環通路２２８に流入されて隔壁２２０とハウジング２１０の内壁との間の原水循環通路２２８を通じて下降する。そして、隔壁２２０の下端に形成された下端孔２２４を通じて水処理領域２２６に流入されて循環される。
【００９７】
本モジュールはこのように隔壁２２０による原水循環通路２２８を形成することによって中空繊維膜に流入される原水の流速を大きく増加させることができる。原水の流速増加は散気管２４０から水処理領域２２６の下部で供給される空気によって上昇される流速が水処理領域２２６を抜けながら外部に自然に下降する流体の流れを形成するからである。一般の中空繊維膜モジュールの場合、モジュールの構造上、自然に発生された流体の下降流速が反応槽の他の方向の流速と遭って損失される。しかし、本モジュールは隔壁２２０によって分けられる原水循環通路２２８を具備して隔壁２２０の下端孔２２４を通じて原水及び循環水が水処理領域２２６の内部に吸い込まれる構造を有している。そして、ハウジング２１０の上端で発生された下降流速が水処理領域２２６に流入されることによって下降流速が持続される。これはサブモジュール２００のハウジング２１０内部でより高い流速を誘導する。
【００９８】
ここで前記原水の流れを原水循環通路２２８から隔壁２２０の下端孔２２４に誘導することによって原水の循環をより円滑に維持することができる。
【００９９】
このために、前記ハウジング２１０の内面には隔壁２２０の下端に形成される孔方へ原水の流れを誘導するための誘導板２８０が突出して形成された構造になっている。
【０１００】
前記誘導板２８０は、図２に示すように、原水循環通路２２８を通じて下降する原水と上昇する原水が遭う部分に設置されて、隔壁２２０の下端孔２２４方へ流体の流れを誘導する。
【０１０１】
本実施形態で、前記誘導板２８０はハウジング２１０の内面に隔壁２２０の下端孔２２４を向けて三角断面構造に突出形成された構造になっている。従って、原水循環通路２２８の上下方向から流入される原水は誘導板２８０によって流速の減少を最小化しながらその流れが転換されて隔壁２２０の下端孔２２４を通じて水処理領域２２６に流れて行くようになる。そして上昇する原水の流れと下降する原水の流れとの間の流速相殺なしにハウジング２１０の内部で原水をより円滑に循環させることができる。
【０１０２】
図７は本実施形態のモジュールと従来技術によるモジュールとの間の流速を比較したグラフである。
【０１０３】
図７のグラフにおいて、Ｘ軸のＳＤＡは散気量を中空繊維膜モジュールの面積で割った値で、Ｙ軸はモジュールの上部で流体上昇流速を測定した値である。
【０１０４】
前記グラフでそれぞれの点は位置による流速の平均を表す値で、ｅｒｒｏｒ  ｂｏｕｎｄは位置による流速差によって発生する偏差の最大、最小を表す。
【０１０５】
図７のグラフを通じて本モジュール（ＹＥＦ、Ｃ−ＹＥＦ）は従来技術によるＧ社のモジュールやＫ社のモジュールに比べて位置による流速の差が小さいことが確認される。低いＳＤＡで高い流体上昇流速を表すほどエネルギー消耗も低く、汚染の制御にも優れた役割を果たすことができると言える。ここから、本モジュールが従来のモジュールに比べて低い散気量で高い流速を表すので、散気效率の増加及びとエネルギー費用の節減が可能で、ｓｃａｌｅ−ｕｐによる流体流れの不均衡問題がないことが分かる。
【０１０６】
前記した構造からなる中空繊維膜モジュール１００は中央の配管部３００にサブモジュール２００を装着して一つの大型モジュールを構成する。各サブモジュール２００はハウジング２１０に設置された原水流入口２１４とエア流入口２１６及び流出口２１８がそれぞれ原水管３１０の原水連結口３１２とエア管３２０のエア連結口３２２及び集水管３３０の処理水連結口３３２に結合されて配管部３００に設置される。
【０１０７】
この状態で、原水管３１０を通じて供給された原水は原水連結口３１２と原水流入口２１４を通じて個別的に各サブモジュール２００のハウジング２１０内に流入される。ハウジング２１０の原水流入口２１４を通じて流入された原水は原水通路２６０を通じて原水通路２６０に連結された原水循環通路２２８に流入される。
【０１０８】
そして、原水循環通路２２８で隔壁２２０の下端に形成された下端孔２２４を通じて中空繊維膜が充填された水処理領域２２６に流入される。水処理領域２２６に流入された原水は散気管２４０から噴出される空気とともに上部に上昇され、隔壁２２０上部の上端孔２２２を通じて再び原水循環通路２２８に流入されて下降される。原水は前記循環過程を続いて行いながら処理される。
【０１０９】
一方、水処理領域２２６に流入された原水は中空繊維膜２１２によって濾過処理される。中空繊維膜を通じて濾過された処理水は中空繊維膜の内部通路と連通されたコレクター２３２に集水された後コレクター２３２の流出口２１８に連結され処理水連結口３３２を通じて集水管３３０に流入されて排出処理される。
【０１１０】
前記処理過程で回収率によって間歇的に生産量を調節することで濃縮水はハウジング２１０の上部に設置された排出口４１０を通じて越流させて排出する。排出された濃縮水は排出水管３４０を通じて一括的に排出処理される。
【０１１１】
＜第２実施形態＞
図８〜図１１は本モジュールのまた他の実施形態を示す。
【０１１２】
前記図面によれば、本実施形態による中空繊維膜モジュールは内部に原水が循環されて水処理が行われる互いに独立された複数のサブモジュール２００と、前記複数のサブモジュール２００が設置されて原水とエア及び処理水と濃縮水が流通される配管部３００と、前記サブモジュール２００の上部でエア及び濃縮水を排出し、開閉程度を調節する排出口４１０とを含む。本実施形態の中空繊維膜モジュールも排出口４１０によるサブモジュールの密閉程度によって内圧型または外圧型モジュールで駆動されることができる。
【０１１３】
以下の説明では、サブモジュール２００の上部に存在する排出口４１０の開閉程度を調節してサブモジュールが外圧型で運転される構造を例に挙げて説明する。
【０１１４】
本実施形態で前記配管部３００は直線状に延長され、前記サブモジュール２００は配管部３００の長手方向に沿って連続的に配置された構造になっている。
【０１１５】
前記配管部３００は原水を供給するための原水管３１０と、エアを供給するためのエア管３２０及びサブモジュール２００で処理された処理水を排出するための集水管３３０とを含む。
【０１１６】
前記原水管３１０とエア管３２０及び集水管３３０は互いに平行に配置され、その配置構造や管の形態において特に限定されない。
【０１１７】
本実施形では、一つの本体３０２の内部に集水管３３０とエア管３２０及び原水管３１０が上から順次に区画されて管路を形成する構造になっている。
【０１１８】
前記本体３０２の両側面には集水管３３０に連結される処理水連結口３３２とエア管３２０に連結されるエア連結口３２２及び原水管３１０に連結される原水連結口３１２が互いに対応される位置に間隔を隔てて対を形成して設置される。そして前記本体の長手方向に沿って前記対の複数も間隔を隔てて連続的に形成されて複数のサブモジュール２００が連続的に連結される。
【０１１９】
また、本配管部３００は前記ハウジング２１０の上部に形成される排出口４１０を通じて排出される濃縮水を処理するための排出水管３４０がさらに具備される。本実施形態で前記排出水管３４０は本体と別途に具備されてサブモジュール２００の上部側で排出口４１０と連結される。
【０１２０】
図面符号３５０は前記集水管３３０に連結されるエア注入管３５０である。前記エア注入管３５０を通じて中空繊維膜の破損検査（ＰＤＴ）の時にエアを強制的に注入する。
【０１２１】
一方、前記サブモジュール２００は配管部３００の両側面に沿って設置される。本実施形態で前記サブモジュール２００を成すハウジング２１０は図９に示すように矩形断面形態に形成される。
【０１２２】
前記ハウジング２１０の下端一側面には原水が流入される原水流入口２１４とエアが流入されるエア流入口２１６及び処理水が排出される流出口２１８が形成される。また、ハウジング２１０の上部にはサブモジュール２００を外圧型に構成するために開閉程度を調節することができる排出口４１０が設置される。
【０１２３】
前記ハウジング２１０は流出口２１８とエア流入口２１６及び原水流入口２１４が下方に向けて順次に形成される。前記流出口２１８とエア流入口２１６び原水流入口２１４は前記配管部３００の処理水連結口３３２とエア連結口３２２及び原水連結口３１２にそれぞれ連結されて、処理水とエア及び原水を配管部３００と流通されることができる。
【０１２４】
本実施形態の中空繊維膜モジュールは、ハウジング２１０の内部に設置される隔壁２２０と中央隔壁２５０を具備して原水を循環させ、中空繊維膜の倒れを防止するようになる。また、側面散気板２４４と中央散気板２４６との間に補助散気板２４８を具備して散気效率を高める構造になっている。このような構造は既に説明した通りであるので以下では詳細な説明は省略する。
【０１２５】
本モジュールは直線形態の配管部３００を具備することで第１実施形態の中央配管部３００  の構造と比べてサブモジュール２００の拡張がさらに容易で、サブモジュール２００も矩形断面形態に製造することができるようになって、製造の容易であるという利点がある。
【０１２６】
＜第３実施形態＞
図１２は本サブモジュール２００のまた他の実施形態で、原水をハウジング２１０の両側面方へ循環させる構造を例示している。
【０１２７】
図示したように、本実施形態によるサブモジュール２００は外形を成し、内部には中空繊維膜が具備され、一側面には原水が流入される原水流入口２１４とエアが流入されるエア流入口２１６及び処理水が排出される流出口２１８が形成されたハウジング２１０を含む。
【０１２８】
前記ハウジング２１０は内部にハウジング２１０の内部を水処理領域２２６と原水循環通路２２８に区切る隔壁２２０が垂直方向に設置される。本実施形態で、前記隔壁２２０は図１３に示すように二つが具備されて、ハウジング２１０の両面側にそれぞれ配置される。
【０１２９】
前記各隔壁２２０の上端と下端にはそれぞれ原水が流通される上端孔２２２と下端孔２２４が形成される。そして、前記各隔壁２２０とハウジング２１０の内側面との間の領域が原水循環通路２２８を形成し、隔壁２２０の間の空間が水処理領域２２６として圧力の差による水処理が行われる中空繊維膜が具備される。
【０１３０】
前記ハウジング２１０の下部には前記原水流入口２１４と連通され、前記原水循環通路２２８と連結されて原水を供給する原水通路２６０が形成される。前記原水通路２６０はハウジング２１０の最下端に設けられる所定空間で、ハウジング２１０の両側壁に沿って各隔壁２２０によって形成される原水循環通路２２８の下端と連通される。
【０１３１】
そこで、サブモジュール２００に流入された原水は原水通路２６０でハウジング２１０の両側面方へ進行されて両側面に位置した原水循環通路２２８に流入されて各隔壁２２０に形成された下端孔２２４と上端孔２２２を通じてハウジング２１０中央の水処理領域２２６に循環される。
【０１３２】
本中空繊維膜モジュールは中空繊維膜が位置するハウジング２１０の水処理領域２２６の内部に垂直方向に中央隔壁がさらに設置されることができる。
【０１３３】
このように本実施形態のサブモジュール２００はハウジング２１０の両面側に隔壁２２０が設置されて両方向に原水が循環される。
【０１３４】
このような構造の場合、散気管２４０の構造は、図１４に示す通りである。ハウジング２１０の両面側に原水循環通路２２８が形成され、中央の水処理領域２２６に側面散気板２４４と中央散気板２４６が設置される。そして側面散気板２４４と中央散気板２４６との間に補助散気板２４８を具備して散気效率を高める構造になっている。
【０１３５】
本実施形態によるサブモジュール２００は隔壁２２０の構造とこれによる原水の循環構造の他に残り構造は既に説明した通りであるのでその詳細な説明は省略する。
【０１３６】
本モジュールは原水の循環がハウジング２１０の両側面で両方向に行われて循環效率をさらに高めることができる。
【０１３７】
＜第４実施形態＞
図１５はまた他の実施形態で、中空繊維膜の両端が固定された構造のモジュールにおいて隔壁２２０による原水の循環構造を示している。
【０１３８】
前記図面によれば、本モジュール１００は内部が密閉され、側面上部と下部に原水流入口２１５と濃縮水排出口２１７が形成されたハウジング２１０と、ハウジング２１０の内部に両端が固定設置され、水処理が行われる中空繊維膜２１２とを含む。前記中空繊維膜の下端は固定部２３０によってハウジング２１０の下端に固定され、固定部２３０の下端には散気管２４０が具備されて固定部２３０の上方へ延長された散気板２４１の散気孔２４３を通じて中空繊維膜２１２に空気を噴出する。また、中空繊維膜２１２の上端は固定部２３１によってハウジング２１０の上端に固定され、固定部２３１上端のコレクター２３２が前記中空繊維膜２１２の内部と連通されて処理水を集水する。
【０１３９】
本モジュールは、前記構造のハウジング２１０でハウジング２１０の内部を中空繊維膜２１２が具備された水処理領域２２６と原水循環通路２２８に区切る隔壁２２０が垂直方向に設置された構造になっている。
【０１４０】
前記隔壁２２０は、図１６に示すように、ハウジング２１０の中央に配置される中空繊維膜２１２を囲む構造になっている。前記隔壁２２０の上端と下端にはそれぞれ原水が流通される上端孔２２２と下端孔２２４が形成される。そして、原水は隔壁２２０の下端孔２２４を通じて原水循環通路２２８で処理水領域に流入されて上昇される。また、隔壁２２０の上端孔２２２を通じて処理水領域で原水循環通路２２８に流入されながら連続的に循環される。
【０１４１】
本モジュールのハウジング２１０は、図１６に示すように、円筒状の断面構造または図１７に示すように四角形断面構造の何れも可能で、その形態において特に限定されない。
【０１４２】
このように、中空繊維膜２１２の両端が固定された構造のモジュールもハウジング２１０の内部に隔壁２２０による原水循環通路２２８を形成することによって中空繊維膜に流入される原水の流速を大きく増加させることができる。原水の流速増加は散気管２４０から水処理領域２２６の下部で供給される空気によって上昇される流速が水処理領域２２６を抜けながら外部に自然に下降する流体の流れを形成するからである。本モジュールは隔壁２２０によって区画される原水循環通路２２８を具備して隔壁２２０の下端孔２２４を通じて原水及び循環水が水処理領域２２６の内部に吸い込まれる構造を有している。そして、ハウジング２１０の上端で発生された下降流速が水処理領域２２６に流入されることで下降流速が持続される。これはサブモジュール２００のハウジング２１０内部でより高い流速を誘導する。
【０１４３】
ここで、本実施形態はコレクター２３２がハウジング２１０の上端に位置し、上端集水構造を例示しているが、下端集水構造や両端集水構造の場合も同じく隔壁を設置して原水の循環流速を増加させることができる。
【０１４４】
＜第５実施形態＞
図１８は本モジュールのまた他の実施形態で大容量のモジュールにおいて隔壁２２０による原水の循環構造を示している。
【０１４５】
前記図面によれば、本モジュール１００は外形を成し、内部に原水が循環する大容量のハウジング２１０を含む。前記ハウジング２１０は内部に中空繊維膜２１２が具備され、下端には処理水を集水するコレクター２３２と散気管２４０とが具備される。本モジュール１００は排出口４１０によるハウジングの密閉程度によって内圧型または外圧型で駆動される
また、前記ハウジング２１０の中央にはハウジング２１０の内部を中空繊維膜が具備された水処理領域２２６と原水が循環される原水循環通路２２８に区切る隔壁２２０が設置された構造になっている。前記隔壁２２０の上部と下部にはそれぞれ上端孔２２２と下端孔２２４が形成されて原水を流通させる。
【０１４６】
本実施形態で前記ハウジング２１０の中央は原水が循環する原水循環通路２２８を形成し、ハウジング２１０の内壁と隔壁２２０との間の空間が中空繊維膜が充填された水処理領域２２６を形成する。
【０１４７】
前記隔壁２２０は、図１９に示すように、円筒状の構造に形成され、ハウジング２１０の中央に配置される。前記ハウジング２１０の内壁と隔壁２２０との間には水処理領域２２６を複数の領域に区画して、中空繊維膜の倒れを防止するための分離壁２９０が間隔を隔てて複数設置されることができる。前記分離壁の個数はハウジング２１０の大きさによって相異してもよく、特に限定されない。
【０１４８】
図面符号２８０は原水を隔壁２２０の下端孔２２４に誘導するための誘導板である。
【０１４９】
そこで、原水は隔壁２２０の下端孔２２４を通じて原水循環通路２２８で処理水領域に流入されて上昇される。そして隔壁２２０の上端孔２２２を通じて処理水領域で原水循環通路２２８に流入されながら連続的に循環される。
【０１５０】
本モジュールのハウジング２１０は、図１９に示すように、円筒状の断面構造または図１９に示すように四角形の断面構造のいずれの構造でもよく、その形態において特に限定されない。図２０に示すような構造の場合、隔壁２２０によって中央に原水循環通路２２８が形成され、その両方へ中空繊維膜２１２が具備された水処理領域２２６が形成される。前記水処理領域２２６は大きさによって適切な個数の分離壁２９０がハウジング２１０内壁と隔壁２２０との間に設置される。
【０１５１】
このようにサブモジュール２００が結合された構造ではなく大容量のハウジング２１０が一つのモジュール１００を構成する構造においても内部隔壁２２０を設置して原水循環通路２２８を形成することで原水を循環させて中空繊維膜２１２に流入される原水の流速を大きく増加させることができる
以上で説明したように、本発明の例示的な実施形態を示して説明されたが、多様な変形及び他の実施形態が本技術分野における技術者によって実施されることができる。このような変形と他の実施形態は特許請求の範囲に全て考慮されて含まれ、本発明の真の主旨及び範囲を逸脱しないと理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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