KR100241699B1 - Purification method by membrane filtration and advanced oxidation treatment system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 막분리에 의한 정수처리 방법에 관한 것으로서, 막면에 부착되어 막폐색을 유발할 수 있는 균체를 살균하는 자외선 조사 단계; 저압에서 운영 가능한 막 모듈을 사용하는 막분리 단계; 및 하이드록시 라디칼 발생에 의한 고급산화처리 단계를 포함하는 것임을 특징으로 한다. 본 발명은 자외선에 의한 살균 공정과 고급산화처리를 막분리를 이용한 정수처리 방법에 도입하여, 고도의 정수된 물을 얻을 수 있고, 저압에서 운용되므로 처리 효율이 높을 뿐만 아니라, 특별히, 탁도 제거 효율이 우수한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법을 제공한다.The present invention relates to a method for treating water by membrane separation, comprising: ultraviolet irradiation sterilizing cells that may adhere to the membrane surface and cause membrane blockage; A membrane separation step using a membrane module operable at low pressure; And it is characterized in that it comprises a step of advanced oxidation by the generation of hydroxy radicals. The present invention introduces a sterilization process and advanced oxidation treatment by ultraviolet rays to a water treatment method using membrane separation, and can obtain highly purified water and operate at low pressure, so that the treatment efficiency is high, and in particular, turbidity removal efficiency is achieved. It provides a water treatment method using this excellent membrane separation and advanced oxidation treatment.
Description
본 발명은 막분리에 의한 정수처리 방법에 관한 것으로서, 특히 자외선 살균 공정과 막분리 후 고급산화처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for treating water by membrane separation, and more particularly, to a method for treating water using membrane separation and advanced oxidation, which comprises an ultraviolet sterilization process and an advanced oxidation treatment after membrane separation.
막분리에 의한 정수처리 방법은 막(membrane)을 이용하여 원수에 포함되어 있는 오염물질을 여과시키는 방법으로서, 막분리 기술을 정수 처리에 이용하면 원수를 침사, 스크리닝(screening)한 후, 막분리, 살균만으로도 음용수를 얻을 수 있고, 침전지, 여과지를 대체할 수 있어서 종래의 여과시설에 비하여 장치의 규모를 대폭 줄일 수 있다. 이러한 정수 처리 시설의 콤팩트화와 조작의 용이성 때문에 막분리 기술은 종래의 처리법을 대체할 수 있는 차세대 정수 기술로 주목 받고 있다.The water purification method by membrane separation is a method of filtering contaminants contained in raw water by using a membrane. When the membrane separation technology is used for water treatment, the raw water is immersed, screened, and the membrane is separated. Drinking water can be obtained just by sterilization, and it is possible to replace the sedimentation basin and filter paper, which can drastically reduce the size of the apparatus compared to the conventional filtration facilities. Due to the compactness and ease of operation of the purified water treatment facility, the membrane separation technology is attracting attention as a next generation water purification technology that can replace the conventional treatment method.
그러나, 오염 물질로 인한 막의 폐색은 사용되는 막의 수명을 단축시키게 되고, 잦은 막의 교체로 인하여 비용을 증가시키는 결과를 초래하게 된다. 따라서, 막분리를 이용한 정수처리 방법에서는 막의 폐색으로 인한 막 수명의 단축 문제를 해결하여야 한다. 막분리를 이용한 정수처리 방법에서는 또한, 처리 용량에 따라서 에너지 소모가 작아서 처리 효율을 높이는 것이 주요 관심사이다.However, clogging of membranes due to contaminants shortens the lifetime of the membranes used and results in increased costs due to frequent membrane replacements. Therefore, the water purification method using membrane separation has to solve the problem of shortening the life of the membrane due to the blockage of the membrane. In the water treatment method using membrane separation, it is also a major concern to increase the treatment efficiency because the energy consumption is small depending on the treatment capacity.
막의 폐색을 방지하기 위하여 제안된 종래의 정수처리 방법으로는 막분리 전 또는 막분리와 동시에 자외선이나 오존을 사용하여 살균 처리하는 공정을 포함하는 방법이 있다.The conventional water treatment method proposed to prevent the blockage of the membrane is a method including a sterilization process using ultraviolet or ozone before or at the same time as the membrane separation.
이러한 종래의 정수처리 방법은 막면에 부착되어 증식함에 의하여 막 폐색의 원인이 되는 균체를 살균하는 것으로 여과 저항을 감소시키는 효과가 있으나, 막분리에 의한 정수처리를 저압에서 효율적으로 운영하기 위한 특단의 방식이 제시되어 있지 않고, 막분리후 미량의 유해 물질, 색도 유발 물질 등을 제거하기 위한 별도의 공정이 포함되어 있지 아니하여 고도의 정수된 물을 얻는데 한계가 있다.This conventional water treatment method has the effect of reducing the filtration resistance by sterilizing the cells causing the membrane blockage by attaching to the membrane surface to proliferate, but it is a special method for efficiently operating the water treatment by membrane separation at low pressure. There is no method, and since there is no separate process for removing trace harmful substances and chromaticity causing substances after membrane separation, there is a limit in obtaining highly purified water.
본 발명은 자외선에 의한 살균 공정과 고급산화처리를 막분리를 이용한 정수처리 방법에 도입하여, 고도의 정수된 물을 얻을 수 있는 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법을 제시하고자 한다.The present invention is to introduce a sterilization process by ultraviolet light and advanced oxidation treatment to a water treatment method using membrane separation, to propose a water treatment method using membrane separation and advanced oxidation treatment to obtain a high purified water.
본 발명은 또한, 저압에서 운용될 수 있어서 처리 효율이 제고된 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법을 제시하고자 한다.The present invention also proposes a water treatment method using membrane separation and advanced oxidation treatment, which can be operated at low pressure, thereby improving treatment efficiency.
본 발명은 특별히, 탁도 제거 효율이 우수한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법을 제시하고자 한다.In particular, the present invention intends to provide a water treatment method using membrane separation and advanced oxidation treatment having excellent turbidity removal efficiency.
도1은 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법의 기본 공정도,1 is a basic process diagram of a water treatment method using membrane separation and advanced oxidation treatment according to the present invention,
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도,2 is a process chart of the water treatment method according to the first embodiment of the present invention;
도3은 본 발명의 제2실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도,3 is a flowchart of a water treatment method according to a second embodiment of the present invention;
도4는 본 발명의 제3실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도,4 is a flowchart of a water treatment method according to a third embodiment of the present invention;
도5는 본 발명의 제4실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도이다.5 is a flowchart of a water treatment method according to a fourth embodiment of the present invention.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법은 막면에 부착되어 막폐색을 유발할 수 있는 균체를 살균하는 자외선 조사 단계; 저압에서 운영 가능한 막 모듈을 사용하는 막분리 단계; 및 하이드록시 라디칼 발생에 의한 고급산화처리 단계를 포함하는 것임을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the purified water treatment method using the membrane separation and advanced oxidation treatment according to the present invention is UV irradiation step for sterilizing the cells that can be attached to the membrane surface causing the membrane blockage; A membrane separation step using a membrane module operable at low pressure; And it is characterized in that it comprises a step of advanced oxidation by the generation of hydroxy radicals.
또한, 상기한 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법은 상기 막분리 단계에서 배출되는 농축 배수를 고분자 응집제를 이용하여 응집, 침전하여 상등수는 원수로 반송하고, 농축슬러지를 폐기하는 응집, 침전 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the purified water treatment method using the membrane separation and advanced oxidation treatment according to the present invention, the concentrated drainage discharged in the membrane separation step by flocculation and precipitation using a polymer flocculant, the supernatant water is returned to the raw water, the concentrated sludge is disposed of It may further comprise a flocculation, precipitation step.
또한, 처리 효율을 높이기 위하여, 상기한 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법에서 상기 자외선 조사 단계는 주기적인 간헐조사로 수행할 수 있다.In addition, in order to increase the treatment efficiency, the ultraviolet irradiation step in the purified water treatment method using the membrane separation and the advanced oxidation treatment according to the present invention can be performed by periodic intermittent irradiation.
상기한 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법에서, 상기 막분리 단계에서 사용되는 저압에서 운영 가능한 막모듈로서 정밀여과막 또는 한외여과막을 사용할 수 있다.In the water purification method using the membrane separation and advanced oxidation treatment according to the present invention, a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane may be used as a membrane module operable at a low pressure used in the membrane separation step.
상기한 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법에서, 상기 막분리 단계는 가압식 전여과방식, 크로스-플로우(cross-flow) 방식, 또는 흡입식 전여과방식으로 운영될 수 있다.In the water purification method using the membrane separation and advanced oxidation treatment according to the present invention, the membrane separation step may be operated by a pressure pre-filtration, cross-flow (or flow), or suction pre-filtration.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법의 바람직한 실시예들을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described preferred embodiments of the water treatment method using the membrane separation and advanced oxidation treatment according to the present invention.
도1은 본 발명에 의한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법의 기본 공정도이다.1 is a basic process diagram of a water treatment method using membrane separation and advanced oxidation treatment according to the present invention.
도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 정수처리 방법의 기본 공정은 막면에 부착되어 막폐색을 유발할 수 있는 균체를 살균하는 자외선 조사 단계; 저압에서 운영 가능한 막 모듈을 사용하는 막분리 단계; 및 하이드록시 라디칼 발생에 의한 고급산화처리 단계로 구성된다.As shown in Figure 1, the basic process of the water treatment method according to the present invention is ultraviolet irradiation step of sterilizing the cells attached to the membrane surface may cause the membrane blockage; A membrane separation step using a membrane module operable at low pressure; And an advanced oxidation step by generating hydroxy radicals.
상기 자외선 조사 단계는 자외선에 의하여 막면에 증식하면서 막의 오염을 촉진시키는 미생물의 증식을 억제하여 막의 수명을 연장시키기 위한 것이다. 자외선 조사는 인-라인(In-Line) 시스템에 의한 연속 조사 또는 주기적인 간헐 조사에 의하여 수행된다.The ultraviolet irradiation step is to prolong the life of the membrane by inhibiting the proliferation of microorganisms that promote the contamination of the membrane while proliferating on the membrane surface by ultraviolet rays. Ultraviolet irradiation is carried out by continuous irradiation or periodic intermittent irradiation by an In-Line system.
상기 막분리 단계는 가압식 전여과방식, 크로스-플로우(cross-flow) 방식, 또는 흡입식 전여과방식에 의하여 운영될 수 있으며, 저압 운영을 위하여 저압에서 효율적인 운전이 가능한 정밀여과막(MF막) 또는 한외여과막(UF막)이 사용된다.The membrane separation step may be operated by pressure pre-filtration, cross-flow, or suction pre-filtration, and can be operated at low pressure for low pressure operation. A filtration membrane (UF membrane) is used.
정밀여과막 또는 한외여과막을 사용하면, 2기압 내외의 저압에서 효율적인 운전이 가능할 뿐만 아니라, 미네랄이 포함된 처리수를 얻을 수 있다.When the microfiltration membrane or the ultrafiltration membrane is used, not only efficient operation at a low pressure of about 2 atmospheres is possible, but also treated water containing minerals can be obtained.
상기 고급산화처리 단계는 저압으로 운영되는 막분리 단계만으로는 제거 효율이 좋지 않은 발암성의 미량의 유해물질, 이취미물질 및 색도유발물질 등을 제거하기 위한 것이고, 또한, 고급산화처리 단계에 의하면, 막의 파손으로 인한 처리수의 수질악화에도 대비할 수 있다. 상기 고급산화처리 단계는, 물에 산소를 공급하고 외부에서 전기 자극을 주어서 하이드록시 라디칼을 발생시키는 장치에 의하여 공급되는 하이드록시 라디칼에 의하여 수행된다. 이러한 고급산화처리 단계를 도입함에 의하여 본 발명에 의한 정수처리 방법은 특별히 탁도 유발 물질을 제거하는 효과가 크다.The advanced oxidation treatment step is to remove the carcinogenic traces of harmful substances, odors and color-causing substances that are not good removal efficiency only by the membrane separation step operated at low pressure, and according to the advanced oxidation step, It can also prepare for deterioration of treated water due to breakage. The advanced oxidation step is carried out by hydroxy radicals supplied by a device which supplies oxygen to the water and gives external electrical stimulation to generate hydroxy radicals. By introducing such an advanced oxidation treatment step, the water treatment method according to the present invention is particularly effective in removing turbidity-causing substances.
도2는 본 발명의 제1실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도이다.2 is a flowchart of the water treatment method according to the first embodiment of the present invention.
먼저, 막분리 단계를 거치기 전에 대상원수가 자외선 살균된다. 막분리 단계의 운전 방식은 전여과 방식으로 공기 버블링 세정방식으로 운전된다. 막분리 단계에서 사용되는 막의 형태는 공기 세정의 효과를 극대화하기 위하여, L자형 중공사막을 사용한다. 막분리 단계를 거친 처리수는 고급산화처리 단계를 거치고, 후속 살균으로서, 살균력을 장기간 잔류할 수 있도록 염소 소독을 수행한다. 한편, 막분리 단계에서 배출되는 농축 배수는 고분자 응집제를 이용하여 원통형이나 경사형 응집·침전 처리하여 상등수는 대상원수로 반송하고, 농축슬러지는 모아서 폐기한다. 응집·침전 단계에 의하여 대상원수로부터 처리수를 최대한 확보할 수 있으며, 슬러지의 양을 최소화할 수 있다.First, the raw water is ultraviolet sterilized before the membrane separation step. The operation of the membrane separation step is driven by air bubbling cleaning by pre-filtration. The type of membrane used in the membrane separation step uses an L-shaped hollow fiber membrane in order to maximize the effect of air cleaning. The treated water undergoing the membrane separation step is subjected to an advanced oxidation treatment step, and subsequently sterilized to perform chlorine disinfection so that the sterilizing power can remain for a long time. On the other hand, the concentrated drainage discharged from the membrane separation step is cylindrical or oblique flocculation and sedimentation treatment using a polymer flocculant, and the supernatant is returned to the target raw water, and the concentrated sludge is collected and discarded. By the coagulation and sedimentation step, the treated water can be secured from the target raw water to the maximum and the amount of sludge can be minimized.
도3는 본 발명의 제2실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도이다.3 is a flowchart of a water treatment method according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2실시예에 의한 정수처리 방법에서는 막분리 단계에서 주기적인 세정없이 연속적인 크로스-플로우 운전 방식을 사용한다. 크로스-플로우 방식의 운전시 순환수는 자외선 살균조로 회수하여 유입시킨다.The water treatment method according to the second embodiment of the present invention uses a continuous cross-flow operation without periodic cleaning in the membrane separation step. In cross-flow operation, the circulating water is recovered and introduced into the UV sterilization tank.
도4은 본 발명의 제3실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도이다.4 is a flowchart of a water treatment method according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제3실시예에 의한 정수처리 방법에서는 막하우징안에서 자외선 살균과 막에 의한 여과가 동시에 진행되도록 한다. 자외선 조사는 주기적인 간헐조사로 수행하고, 막분리 단계의 운전 방식은 가압식 전여과 방식으로 하고, 세정 방식은 처리수에 의한 역세정 방식이나 압축 공기에 의한 공기 버블링 방식으로 수행한다.In the water treatment method according to the third embodiment of the present invention, ultraviolet sterilization and membrane filtration are simultaneously performed in the membrane housing. Ultraviolet irradiation is carried out by periodic intermittent irradiation, the operation method of the membrane separation step is a pressure pre-filtration method, the cleaning method is carried out by a back washing method with treated water or an air bubbling method with compressed air.
도5는 본 발명의 제4실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도이다.5 is a flowchart of a water treatment method according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제4실시예에 의한 정수처리 방법에서는 막분리 단계에서 운전 방식을 흡입식 전여과방식으로 한다. 흡입식 전여과방식에서는 중공사막이 침전되어 오염 물질을 여과하게 되므로, 자외선 살균 처리조에 U자형 중공사막을 침전시켜서 자외선 살균 처리조와 막분리 장치를 일체화시킨다. 여과 방식은 간헐 흡입 방식으로 하고 세정은 교반이나, 폭기에 의한 막면 유속의 전단력으로 수행한다.In the water treatment method according to the fourth embodiment of the present invention, the operation method is a suction type pre-filtration method in the membrane separation step. In the suction type pre-filtration method, the hollow fiber membrane is precipitated to filter contaminants. Thus, the U-shaped hollow fiber membrane is precipitated in the ultraviolet sterilization tank to integrate the ultraviolet sterilization tank and the membrane separation device. The filtration method is an intermittent suction method and the cleaning is performed by agitation or shear force at the membrane surface flow rate by aeration.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 자외선에 의한 살균 공정과 고급산화처리를 막분리를 이용한 정수처리 방법에 도입하여, 고도의 정수된 물을 얻을 수 있고, 저압에서 운용되므로 처리 효율이 높을 뿐만 아니라, 특별히, 탁도 제거 효율이 우수한 막분리 및 고급산화처리를 이용한 정수처리 방법을 제공한다.As described above, the present invention introduces a sterilization process and advanced oxidation treatment by ultraviolet rays to the water treatment method using membrane separation, it is possible to obtain a high purified water, it is operated at low pressure, not only high treatment efficiency In particular, it provides a water treatment method using membrane separation and advanced oxidation treatment excellent in turbidity removal efficiency.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970031191A KR100241699B1 (en) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | Purification method by membrane filtration and advanced oxidation treatment system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100241699B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9139460B2 (en) | 2010-03-23 | 2015-09-22 | University Of Utah Research Foundation | Methods for deactivating biomass |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293494A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-09 | Kurita Water Ind Ltd | Apparatus for producing pure water |
-
1997
- 1997-07-04 KR KR1019970031191A patent/KR100241699B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05293494A (en) * | 1992-04-21 | 1993-11-09 | Kurita Water Ind Ltd | Apparatus for producing pure water |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9139460B2 (en) | 2010-03-23 | 2015-09-22 | University Of Utah Research Foundation | Methods for deactivating biomass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990008960A (en) | 1999-02-05 |
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