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KR100270175B1 - 막분리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역삼투막, 한외여과막, 나노막 등을 이용하여 수처리 하는 기술중 분리막의 오염을 방지하는 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 분리막과 분리막 사이에 직류전압을 가하고 초음파 진동판을 부착하여 처리수의 농도 분극 현상과 막 표면의 오염을 방지하는 수처리 막분리 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 분리막과 분리막 사이 투과수가 흐르는 통로에 전도성 플라스틱 그물망 또는 금속망을 삽입하고 분해와 조립이 쉽도록 원반형 분리막셀을 만드는 단계, 상기 원반형 분리막셀과 분리막셀을 적층하여 처리할 수(水)의 통로를 만드는 단계, 상기의 전도성 플라스틱 그물망 또는 금속망에 직류방식으로 전류밀도 0.1~80A/d㎡의 범위내에서 양전기(+)와 음전기(-)가 상호작용 하도록 극 변환방식으로 전기를 통하게 하는 단계, 집적된 원형판 분리막셀 하부에 초음파 진동판을 배치하는 단계로 이루어 진것이 특징이다.

Description

막 분리 방법
본 발명은 역삼투막, 나노막, 한외여과막, 초정밀 여과막 등의 막분리 기술을 이용하여 각종 산업용수의 제조, 용질의 분리, 회수 및 각종폐수 처리시에 오염물질에 의하여 농도 분극현상 및 눈막힘 현상을 방지하는 방법에 관한 것이다.
막 분리기술은 박막에 액체를 가압처리하여 용액속에 용질을 분리, 정제, 농축 등을 행하는 단위조작이다.
각종 폐수를 정화처리 함에는 생물학적, 화학적 처리가 필연적으로 동반하여 처리시설의 규모가 커지고 전문관리요원에 의하여 적절한 약품의 선정 그리고 투여 및 특별한 관리가 필요하고 슬랏치의 발생량이 많아지는 등 경제적, 시간적 손실과 부담이 과다한 실정이다.
막 분리기술은 이러한 폐수중에 유용한 성분이나 유해한 성분을 가장 확실하게 분리하는 기술이므로 분리물질을 재활용하거나 집중적인 처리가 가능하고 처리 되어진 방류수도 중수도로 재활용 할수 있는 잇점이 있어 최근에 각광을 받고 있다.
그러나 막분리기술은 막의 종류, 내압성, 내약품성 등 막의 선정도 중요하지만 최대의 난점은 용존되어 있는 용매의 용질, 혹은 알카리금속류 등 극초미립자의 고형물이 분리막에 부착하여 분리막이 오염 됨으로서 농도분극현상으로 인한 내압상승 및 투과수의 량이 감소하거나 전혀 막의 구실을 못하게 되어 막의 교체주기가 짧아 현실성이 희박하여 널리 이용을 못하고 있다.
이를 위하여 처리수속에 막오염방지 약품을 첨가하거나 사용후에 가성소다, 제3인소다, 구연산, 차아염소산소다, 인산, 염산 등으로 세척하여 사용하고 있는 실정이다.
이러한 방법은 또다시 세척수의 처리 및 복잡하고 번거러운 관리가 요망되어 경제적 손실이 따른다.
위의 투과수량 감소는 수압에 의한 분리막 표면의 농도 분극화 현상 및 분리막의 표면오염(Membrane Fouling)에 기인한다.
막 오염의 원인으로는 물리·화학적 인자로 알카리토 금속류, 단백질, 염(Salt), 지방 등이 분리막 표면에 부착하기 때문이다.
본 발명은 위에 기술한바와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로 분리막과 분리막 사이의 투과수 통로를 겸한 전도성의 플라스틱 그물망 혹은 금속망을 삽입하여 서로 대치되게 하고 그 망에 직류방식으로 전류밀도 0.1~80A/d㎡의 범위내에서 양전기(+)와 음전기(-)가 상호 작용하도록 극변환 방식으로 전기를 통하게 하고 더욱 효과를 높이기 위하여 처리수와 막에 초음파 진동을 주어 막의 오염은 물론 물질의 균등화를 이루어 양질의 투과수을 보다 많이 얻어 각종산업의 용수와 폐수의 정화처리의 효율을 극대화 시키는데 목적이 있다.
제1도는 분리막셀 구조도.
제2도는 분리막셀 2매 적층대치 배치도.
제3도는 분리막셀 평면도.
제4도는 초음파 진동판.
제5도는 분리막셀과 초음파 진동판 배치 복합도.
제6도는 막분리 투과효율 비교표.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 분리막 2 : 전도성 플라스틱 망
3 : 투과수통로 4 : 폴리프로피렌 수지
5 : 5"셀 압결 보드 구멍 6 : 처리수 통로
7 : 초음파 진동판 8 : 초음파 진동자
9 : 절연체
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1,2는 분리막셀의 구조 및 a분리막 b분리막 2매를 대치 적층한 것을 도시 한것으로 (1) 분리막과 (1')분리막 사이에 (2) 전도성 플라스틱 그물망 또는 금속망을 삽입하여 (3) 투과수 통로를 만들고 상기 망에 직류방식으로 전류밀도 0.1~80A/d㎡의 범위내에서 양전기(+)와 음전기(-)가 상호작용 하도록 극 변한 방식으로 전기를 흘리게 되면 a)분리막셀 b)분리막 사이의 처리수에는 전장이 형성되어 물속의 모든 물질이 음전기(-)쪽으로 전기영동하여 상호 호극으로 분리막에 이물질이 부착하지 못하도록 하며 전자의 빈번한 이동으로 막에 핀홀이 형성되어 투과수의 유통이 원활하게 한다.
도 3은 a) b)분리막셀의 평면을 도시하였으모 (4)폴리프로피렌 수지층은 분리막셀과 분리막셀 사이에 처리수의 통로를 확보하고 분리막을 적층하는데에 기계적 강도와 하우징의 역할을 하며 (5)는 분리막판을 적층하여 압결하는 보드구멍이다.
도 4는 초음파 발생 진동판으로서 내부식성의 (7)스테인레스 강판에 초음파 발생진동판으로서 내부식성의 (7)스테인레스 강판에 초음파 발생진동자을 내부에 부착되었으며 초음파는 분리막 사이의 처리수 및 분리막 표면의 전기 영동을 더욱 더 효과적으로 가속화 시키는 역활을 하면서 물질을 균등화 시켜 물질의 농도 분극화 현상을 파괴하는데 도움을 준다.
도 5는 분리막셀과 초음파 진동판의 복합 배치도를 도시한 것으로 실시예를 상세히 설명하면 (10)처리수 펌프로 처리수를 5~60kg/㎠압으로 (11) 처리수 유입구로 보내어 지면 도 1의 분리막셀의 (5) 처리수 통로를 통하여 전기영동과 초음파 진동을 받으며 (12) 농축수 출구로 농축 또는 분리되어 나와서 재활용장치 또는 집중적 후처리 장치로 이송되고 분리막과 분리막 사이의 투과수는 (3) 투과통로로 흘러나와(13) 투과수 출구를 통하여 중수도로 재활용 되거나 방류시킨다.
도 6은 분리막에 폐수를 통과시켰을때 투과수의 량을 시간으로 표시한 비교표를 도시 하였다.
이상에서 상술한바와 같이 분리막과 분리막 사이의 투과수 통로에 전도성의 플라스틱 그물망 또는 금속망을 삽입하고 여기에 직류 전압을 상호 호극으로 가하고 적층된 분리막 판에 초음파 진동을 가하는 방법으로 막분리 처리기술중 최대의 난점인 분리막의 오염과 물질농도 분극 현상을 해소하여 투과수량을 높이고 막의 교체 수명을 연장하므로서 각종 산업 용수의 처리 및 폐수의 정화처리를 획기적으로 개선하여 환경보전비 부담경감 및 설치면적이 최소화를 도모하여 자원의 재활용과 환경보전에 크에 기여 할 것이다.

Claims (2)

  1. 역삼투막, 나노막, 한외여과막, 정밀여과막 등으로 막 분리하여 산업용수 및 폐수를 처리함에 있어 분리막과 분리막 사이의 투과수 통로에 전도성의 플라스틱 망 또는 금속망을 삽입한 분리막셀을 대치 또는 적층하고 직류방식으로 전류밀도 0.1~80A/d㎡의 범위내에서 양전기(+)와 음전기(-)가 상호작용 하도록 극변환 방식으로 전기를 통하게 하는 막분리 방법.
  2. 청구 1항 중 분리막과 처리수에 초음파 진동을 주어 처리수의 물질을 균질화하여 농도분극 현상을 막고 분리막의 오염을 방지하는 막 분리 처리 방법.
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