KR100945516B1 - Apparatus for removing nitrate and dissolved organic matters in water purifying treatment - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치에 관한 것으로서, 유입원수의 유량을 측정하기 위한 유입원수 유량계; 유입원수 유량계를 거친 유입원수를 여과하기 위한 전처리 필터; 전처리 필터를 거친 유입원수에 대한 역삼투 작용을 위한 역삼투 유입수조; 역삼투 유입수조에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 위한 라인으로 보내기 위한 유입수 밸브; 역삼투 유입수조에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 거치지 않고 바이패스하기 위한 바이패스 밸브; 유입수 밸브를 거쳐 유입되는 유입원수의 후속 처리장치에 가해지는 압력을 조절하는 고압펌프; 고압펌프를 거쳐 유입되는 유입원수를 역삼투 방식으로 여과처리하는 역삼투막 모듈; 역삼투막 모듈을 거쳐 유입되는 여과수나 역삼투막 모듈을 거치지 않고 상기 바이패스 밸브를 거쳐 유입되는 유입원수를 처리하기 위한 처리 수조; 처리된 처리수에 대한 흡광도를 측정하기 위한 UV 분광광도계; 측정된 유량 및 흡광도에 대한 데이터를 전송받고 이를 바탕으로 상기 유입수 밸브 및 바이패스 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a device for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in a purified water treatment, comprising: an inflow water flow meter for measuring the flow rate of inflow water; A pretreatment filter for filtering the influent water passing through the influent water flow meter; Reverse osmosis inlet tank for reverse osmosis effect on influent water which has passed through pretreatment filter; An inflow valve for sending inflow water stored in the reverse osmosis inflow tank to a line for reverse osmosis; Bypass valve for bypassing the inlet water stored in the reverse osmosis inlet tank without undergoing reverse osmosis action; A high pressure pump for regulating the pressure applied to a subsequent treatment device of the influent raw water introduced through the influent valve; A reverse osmosis membrane module for filtering the inflow water flowing through the high pressure pump in a reverse osmosis method; A treatment tank for treating inflow source water introduced through the bypass valve without passing the filtered water introduced through the reverse osmosis membrane module or the reverse osmosis membrane module; UV spectrophotometer for measuring the absorbance for the treated water; And a control unit receiving data on the measured flow rate and absorbance and controlling opening and closing of the inflow valve and the bypass valve based on the received data.

이와 같은 본 발명에 의하면, 유입원수 내에 존재하는 질산성 질소와 용존성 유기물의 농도를 실시간으로 검출하고, 이를 바탕으로 역삼투 공정의 운전 조건을 제어함으로써 전체 정수처리 공정의 에너지 사용량을 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to minimize the energy consumption of the whole water treatment process by controlling the operating conditions of the reverse osmosis process based on the detection in real time the concentration of nitrate nitrogen and dissolved organic matter present in the influent source water. have.

Description

정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치{Apparatus for removing nitrate and dissolved organic matters in water purifying treatment}Apparatus for removing nitrate and dissolved organic matters in water purifying treatment

본 발명은 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치에 관한 것으로서, 특히 유입원수 내에 존재하는 질산성 질소와 용존성 유기물의 농도를 실시간으로 검출하여 역삼투 공정의 운전 조건을 제어함으로써 전체 정수처리 공정의 에너지 사용량을 최소화할 수 있는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for removing nitrate nitrogen and dissolved organics in water treatment, in particular, by controlling the operating conditions of the reverse osmosis process by detecting the concentration of nitrate nitrogen and dissolved organics in the influent water in real time The present invention relates to a device for removing nitrate nitrogen and dissolved organics in water treatment, which can minimize the energy consumption of the whole water treatment process.

질산성 질소는 산소와 유기 질소가 박테리아에 의하여 산화되면서 생성되며, 토양, 물, 식물 등 자연계에 다량으로 존재한다. 특히 소규모 정수처리 시설의 상수원으로 사용되는 지하수에는 질산성 질소의 함유율이 높게 나타나는 경우가 많은데, 이는 지질학적 요인, 인공비료의 사용, 축산폐기물의 유입, 하수관거(下水管渠)의 불량 등에 기인한다. 질산성 질소는 체내에 흡수되어 헤모글로빈과 산소의 결합력을 떨어뜨려 산소결핍을 야기시켜 유아의 피부색이 청색으로 변하는 청색증을 유발하는 것으로 알려져 있기 때문에 정수처리 과정에서 반드시 제거되어야 한다. 현재 국내 처리수 수질기준에서는 정수처리수 내 질산성 질소의 농도를 10 mg/L 이하로 정하고 있다. Nitric acid nitrogen is produced when oxygen and organic nitrogen are oxidized by bacteria and are present in large quantities in nature such as soil, water and plants. In particular, groundwater used as a source of water for small-scale water treatment facilities has a high content of nitrate nitrogen, which is due to geological factors, the use of artificial fertilizers, livestock waste inflow, and poor sewage pipe drainage. . Nitrate nitrogen is absorbed in the body and reduces the binding force between hemoglobin and oxygen, causing oxygen deficiency, which is known to cause cyanosis, which turns the skin color of infants blue. Currently, domestic water quality standards set the concentration of nitrate nitrogen in purified water to less than 10 mg / L.

용존성 유기물은 휴믹 물질(humic substances) 등에 의하여 자연적으로 발생하며, 지하수뿐 아니라 하천수 등에도 다량 존재한다. 대부분의 경우 자연계에 존재하는 용존성 유기물은 1∼5 mg/L 정도로 낮기 때문에 자체로는 인체에 유해한 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있다. 그러나 정수처리 과정에서 소독제로 염소를 사용하게 되면 트리할로메탄과 같은 발암성의 유해한 소독부산물이 발생하기 때문에 이의 전구물질인 용존성 유기물의 제거가 중요한 문제로 대두되고 있다. Dissolved organic substances occur naturally by humic substances, etc., and are present in large quantities in river water as well as groundwater. In most cases, the dissolved organic matter present in nature is as low as 1 to 5 mg / L is known to have no harmful effects on the human body itself. However, when chlorine is used as a disinfectant in the water treatment process, harmful carcinogenic by-products such as trihalomethane are generated, so the removal of dissolved organic matter, a precursor thereof, has emerged as an important problem.

정수처리에서 질산성 질소를 제거하기 위해서는 이온교환수지를 사용하거나, 나노여과, 저압역삼투, 전기투석 등의 방법이 적용되고 있다. 그러나 이온교환 수지는 처리비용이 높고 주기적인 재생이 필요하기 때문에 유지관리가 까다롭다는 문제점이 있으며, 나노여과나 전기투석은 처리비용 및 전력소모량에 비하여 처리효율이 높지 않다는 단점을 지닌다. 반면에 저압역삼투 공정은 나노여과와 유사한 6∼10 기압의 작동압력에서 질산성 질소를 높은 효율로 제거할 수 있기 때문에 최근에 주목받고 있는 방법이다. 또한 저압역삼투는 용존성 유기물에 대해서도 높은 처리효율을 가진다. In order to remove nitrate nitrogen in water treatment, ion exchange resins are used, or nanofiltration, low pressure reverse osmosis, and electrodialysis are used. However, ion exchange resins have a problem in that maintenance is difficult because of high processing cost and periodic regeneration, and nanofiltration or electrodialysis has a disadvantage in that processing efficiency is not high compared to processing cost and power consumption. On the other hand, the low pressure reverse osmosis process is a method recently attracting attention because it can efficiently remove nitrate nitrogen at an operating pressure of 6 to 10 atmospheres similar to that of nanofiltration. Low reverse osmosis also has high treatment efficiency for dissolved organics.

그러나 저압역삼투는 공정 자체의 한계 때문에 처리수의 회수율을 80% 이상으로 향상시키는 것이 어려우며, 혼화-응집-침전 기술에 기반한 기존 정수처리 공정에 비해 처리비용이 높은 편이다. 또한 유입원수 내의 질산성 질소나 용존유기물의 농도는 일정하지 않고 변동하게 되는데, 저압역삼투 공정은 이와 관계없이 일정한 운전조건에서 작동되고 있기 때문에 처리수 내의 질산성 질소나 용존유기물의 농도가 낮은 경우에도 불필요한 처리를 하게 되며, 처리수 내의 질산성 질소나 용존유기물의 농도가 순간적으로 높아지는 경우에는 이에 대응하지 못하는 경우가 발생한다. 결과적으로, 기존의 저압역삼투 공정을 그대로 적용하는 것이 비효율적이기 때문에 처리비용이 과다하게 발생하는 문제가 발생하게 된다. However, due to the limitations of the process itself, low pressure reverse osmosis is difficult to improve the recovery rate of the treated water to more than 80%, and the treatment cost is higher than that of the conventional water treatment process based on the mixed-flocculation-precipitation technology. In addition, the concentration of nitrate nitrogen or dissolved organic matter in the influent water is not constant, but fluctuates. If the low pressure reverse osmosis process is operated under constant operating conditions irrespective of this, the concentration of nitrate nitrogen or dissolved organic matter in the treated water is low. Even if unnecessary treatment is performed, if the concentration of nitrate nitrogen or dissolved organic matter in the treated water is momentarily increased, this may not be possible. As a result, it is inefficient to apply the existing low pressure reverse osmosis process as it is, a problem arises that excessive treatment costs occur.

본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 유입원수 내에 존재하는 질산성 질소와 용존성 유기물의 농도를 실시간으로 검출하고, 이를 바탕으로 역삼투 공정의 운전 조건을 제어함으로써 전체 정수처리 공정의 에너지 사용량을 최소화할 수 있는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was created in view of the above-mentioned matters, and detects the concentration of nitrate nitrogen and dissolved organic matter present in the influent water in real time, and controls the operating conditions of the reverse osmosis process based on the whole water treatment process. It is an object of the present invention to provide a device for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in water treatment that can minimize the energy consumption of the.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치는, 유입원수의 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물을 제거하기 위한 장치로서,In order to achieve the above object, an apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organics in a purified water treatment according to the present invention is an apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organics in purified water of an inflowing source water.

상기 유입원수의 유량을 측정하기 위한 유입원수 유량계; An inflow water flow meter for measuring a flow rate of the inflow water;

상기 유입원수 유량계를 거쳐 유입되는 유입원수를 여과하기 위한 전처리 필터; A pretreatment filter for filtering the inflow source water flowing through the inflow source water flow meter;

상기 전처리 필터를 거친 유입원수에 대한 역삼투 작용을 위한 역삼투 유입수조; A reverse osmosis inlet tank for reverse osmosis effect on the influent source water passing through the pretreatment filter;

상기 역삼투 유입수조에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 위한 라인으로 보내기 위한 유입수 밸브;An inlet water valve for sending inlet water stored in the reverse osmosis inlet tank to a line for reverse osmosis action;

상기 역삼투 유입수조에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 거치지 않도록 바이패스시키기 위한 바이패스 밸브; Bypass valve for bypassing the inlet source water stored in the reverse osmosis inlet tank not to undergo a reverse osmosis action;

상기 유입수 밸브를 거쳐 유입되는 유입원수의 후속 처리장치에 가해지는 압력을 조절하는 고압펌프;A high pressure pump for regulating the pressure applied to a subsequent treatment device of the influent raw water flowing through the influent valve;

상기 고압펌프를 거쳐 유입되는 유입원수를 역삼투 방식으로 여과처리하는 역삼투막 모듈;A reverse osmosis membrane module for filtering the inflow water introduced through the high pressure pump by a reverse osmosis method;

상기 역삼투막 모듈을 거쳐 유입되는 여과수나 상기 역삼투막 모듈을 거치지 않고 상기 바이패스 밸브를 거쳐 유입되는 유입원수를 처리하기 위한 처리 수조; A treatment tank for treating inflow water introduced through the bypass valve without passing the filtered water flowing through the reverse osmosis membrane module or the reverse osmosis membrane module;

상기 처리 수조에 의해 처리된 처리수 내의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 흡광도를 측정하기 위한 UV 분광광도계;A UV spectrophotometer for measuring the absorbance of nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the treated water treated by the treated water tank;

상기 유입원수 유량계 및 상기 UV 분광광도계에 의해 각각 측정된 유량 및 흡광도에 대한 데이터를 전송받고 이를 바탕으로 상기 유입수 밸브 및 바이패스 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.It is characterized in that it comprises a control unit for receiving the data on the flow rate and absorbance measured by the inflow water flow meter and the UV spectrophotometer and controls the opening and closing of the inflow valve and the bypass valve based on this.

여기서, 바람직하게는 상기 전처리 필터로는 유입수의 탁도와 유입수 내의 입자크기에 따라서 0.1∼5㎛의 평균 공경을 가지는 필터를 사용한다. Here, preferably, a filter having an average pore size of 0.1 to 5 μm is used as the pretreatment filter depending on turbidity of the influent and particle size in the influent.

또한, 상기 처리 수조 내부에는 수조 내의 물의 전도도를 측정하기 위한 전도도 측정기가 더 설치될 수 있다.In addition, a conductivity meter may be further installed inside the treatment tank to measure the conductivity of water in the tank.

또한, 상기 바이패스 밸브와 처리 수조 사이에는 상기 바이패스 밸브를 거쳐 상기 처리 수조로 유입되는 바이패스 유입원수의 유량을 측정하기 위한 바이패스 유량계가 더 설치될 수 있다.In addition, a bypass flowmeter may be further installed between the bypass valve and the treatment tank to measure a flow rate of the bypass inflow source water flowing into the treatment tank via the bypass valve.

또한, 상기 역삼투막 모듈과 상기 처리 수조 사이에는 상기 역삼투막 모듈에 의해 여과된 여과수의 유량을 측정하기 위한 여과수 유량계가 더 설치될 수 있다. In addition, a filtrate flow meter for measuring the flow rate of the filtered water filtered by the reverse osmosis membrane module may be further installed between the reverse osmosis membrane module and the treatment tank.

또한, 상기 제어부와 상기 고압 펌프 사이에는 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 고압 펌프의 회전속도를 제어하기 위한 인버터가 더 설치될 수 있다.In addition, an inverter for controlling the rotational speed of the high pressure pump may be further installed between the control unit and the high pressure pump.

또한, 상기 처리 수조와 상기 UV 분광광도계 사이에는 상기 처리 수조에 의한 처리수의 일부를 연속적으로 샘플링하기 위한 튜빙 펌프가 더 설치될 수 있다.In addition, a tubing pump may be further provided between the treatment tank and the UV spectrophotometer for continuously sampling a portion of the treatment water by the treatment tank.

또한, 상기 UV 분광광도계는 바람직하게는 파장 220nm와 254nm에서 각각의 흡광도를 교대로 측정할 수 있는 UV 분광광도계가 사용된다.In addition, the UV spectrophotometer is preferably used a UV spectrophotometer capable of measuring the absorbance alternately at a wavelength of 220nm and 254nm.

또한, 상기 역삼투막 모듈의 농축수 라인에는 농축수에 의한 역수압이 역삼투막 모듈에 가해지는 것을 방지하기 위한 역압 밸브가 더 설치될 수 있다. In addition, a reverse pressure valve may be further installed in the concentrated water line of the reverse osmosis membrane module to prevent the reverse water pressure by the concentrated water from being applied to the reverse osmosis membrane module.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 유입원수 내에 존재하는 질산성 질소와 용존성 유기물의 농도를 실시간으로 검출하고, 이를 바탕으로 역삼투 공정의 운전 조건을 제어함으로써 전체 정수처리 공정의 에너지 사용량을 최소화할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to minimize the energy consumption of the entire water treatment process by controlling the operating conditions of the reverse osmosis process based on the detection in real time the concentration of nitrate nitrogen and dissolved organic matter present in the influent source water. Can be.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치의 구성을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a device for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the water treatment according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치는, 유입원수 유량계(102), 전처리 필터(103), 역삼투 유입수조 (104), 유입수 밸브(105), 바이패스 밸브(106), 고압 펌프(107), 역삼투막 모듈(108), 처리 수조(109), UV 분광광도계(110), 제어부(111)를 포함한다. 1, the apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the purified water treatment according to the present invention, the inlet water flow meter 102, pretreatment filter 103, reverse osmosis inlet tank 104, inlet valve ( 105, the bypass valve 106, the high pressure pump 107, the reverse osmosis membrane module 108, the treatment tank 109, the UV spectrophotometer 110, and the control unit 111.

상기 유입원수 유량계(102)는 유입원수 취수부(101)를 통해 유입되는 유입원수의 유량을 측정한다. The inflow water flow meter 102 measures the flow rate of inflow water introduced through the inflow water intake unit 101.

상기 전처리 필터(103)는 상기 유입원수 유량계(102)를 거쳐 유입되는 유입원수를 여과한다. 이와 같은 전처리 필터(103)로는 유입수의 탁도와 유입수 내의 입자크기에 따라서 0.1∼5㎛의 평균 공경을 가지는 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 처리수의 탁도가 0.5 NTU(nephelometric turbidity unit) 이상이 유지될 수 있도록 하기 위한 것이다. The pretreatment filter 103 filters the inflow source water flowing through the inflow source water flow meter 102. As the pretreatment filter 103, it is preferable to use a filter having an average pore size of 0.1 to 5 mu m according to turbidity of the influent and particle size in the influent. This is to ensure that the turbidity of the treated water can be maintained above 0.5 NTU (nephelometric turbidity unit).

상기 역삼투 유입수조(104)는 상기 전처리 필터(103)를 거친 유입원수에 대한 역삼투 작용을 위한 것이다. The reverse osmosis inlet tank 104 is for reverse osmosis action on the influent raw water passed through the pretreatment filter 103.

상기 유입수 밸브(105)는 상기 역삼투 유입수조(104)에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 위한 라인으로 보낸다. 이러한 유입수 밸브(105)로는 전동 밸브가 사용될 수 있으며, 전동밸브가 사용되는 경우, 상기 제어부(111)와 전기적으로 접속되어 제어부(111)에 의해 밸브의 개폐 정도가 자동으로 조절된다.The influent valve 105 sends inflow water stored in the reverse osmosis inlet tank 104 to a line for reverse osmosis action. An electric valve may be used as the inflow valve 105. When an electric valve is used, the opening and closing degree of the valve is automatically adjusted by the controller 111 by being electrically connected to the controller 111.

상기 바이패스 밸브(106)는 상기 역삼투 유입수조(104)에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 거치지 않도록 바이패스시킨다. 이러한 바이패스 밸브(106)로는 상기 유입수 밸브(105)와 마찬가지로 전동 밸브가 사용될 수 있으며, 상기 제어 부(111)와 전기적으로 접속되어 제어부(111)에 의해 밸브의 개폐 정도가 자동으로 조절된다.The bypass valve 106 bypasses the inflow source water stored in the reverse osmosis inflow tank 104 so as not to undergo a reverse osmosis action. As the bypass valve 106, an electric valve may be used similarly to the inflow valve 105, and is electrically connected to the control unit 111 so that the opening and closing degree of the valve is automatically controlled by the control unit 111.

상기 고압 펌프(107)는 상기 유입수 밸브(105)를 거쳐 유입되는 유입원수의 후속 처리장치(여기에서는 역삼투막 모듈)에 가해지는 압력을 조절한다. The high pressure pump 107 adjusts the pressure applied to the subsequent treatment device (here reverse osmosis membrane module) of the influent raw water flowing through the influent valve 105.

상기 역삼투막 모듈(108)은 상기 고압 펌프(107)를 거쳐 유입되는 유입원수를 역삼투 방식으로 여과처리한다.The reverse osmosis membrane module 108 filters the inflow water introduced through the high pressure pump 107 by reverse osmosis.

상기 처리 수조(109)는 상기 역삼투막 모듈(108)을 거쳐 유입되는 여과수나 상기 역삼투막 모듈(108)을 거치지 않고 상기 바이패스 밸브(106)를 거쳐 유입되는 유입원수를 처리한다. 이러한 처리 수조(109) 내부에는 바람직하게는 수조 내의 물의 전도도를 측정하기 위한 전도도 측정기(115)가 더 설치될 수 있다.The treatment tank 109 processes inflow water introduced through the bypass valve 106 without passing the filtered water flowing through the reverse osmosis membrane module 108 or the reverse osmosis membrane module 108. In the treatment tank 109, a conductivity meter 115 may be further installed to measure the conductivity of water in the tank.

상기 UV 분광광도계(110)는 상기 처리 수조(109)에 의해 처리된 처리수 내의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 흡광도를 측정한다. 여기서, 이와 같은 UV 분광광도계(110)는 바람직하게는 파장 220nm와 254nm에서 각각의 흡광도를 교대로 측정할 수 있는 UV 분광광도계가 사용된다. The UV spectrophotometer 110 measures the absorbance of nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the treated water treated by the treated water tank 109. Here, the UV spectrophotometer 110 is preferably used a UV spectrophotometer that can measure the absorbance of each of the wavelength at 220nm and 254nm alternately.

상기 제어부(111)는 상기 유입원수 유량계(102) 및 상기 UV 분광광도계(110)에 의해 각각 측정된 유량 및 흡광도에 대한 데이터를 전송받고 이를 바탕으로 상기 유입수 밸브(105) 및 바이패스 밸브(106)의 개폐를 제어한다. 이와 같은 제어부(111)로는 컴퓨터가 사용될 수 있다.The control unit 111 receives data on flow rate and absorbance measured by the inflow water flow meter 102 and the UV spectrophotometer 110, and based on the inflow water valve 105 and the bypass valve 106. Control the opening and closing. As the control unit 111, a computer may be used.

여기서, 바람직하게는 상기 바이패스 밸브(106)와 상기 처리 수조(109) 사이에는 상기 바이패스 밸브(106)를 거쳐 상기 처리 수조(108)로 유입되는 바이패스 유입원수의 유량을 측정하기 위한 바이패스 유량계(112)가 더 설치될 수 있다. 이러한 바이패스 유량계(112)는 상기 제어부(111)와 전기적으로 접속되어 측정 데이터를 제어부(111)로 전송한다.Here, preferably, a bypass for measuring the flow rate of the bypass inflow source water flowing into the treatment tank 108 through the bypass valve 106 between the bypass valve 106 and the treatment tank 109. Pass flow meter 112 may be further installed. The bypass flowmeter 112 is electrically connected to the control unit 111 to transmit the measurement data to the control unit 111.

또한, 상기 역삼투막 모듈(108)과 상기 처리 수조(109) 사이에는 상기 역삼투막 모듈(108)에 의해 여과된 여과수의 유량을 측정하기 위한 여과수 유량계(113)가 더 설치될 수 있다. 이러한 여과수 유량계(113)도 마찬가지로 상기 제어부(111)와 전기적으로 접속되어 측정 데이터를 제어부(111)로 전송한다.In addition, between the reverse osmosis membrane module 108 and the treatment tank 109 may be further provided with a filtered water flow meter 113 for measuring the flow rate of the filtered water filtered by the reverse osmosis membrane module 108. Similarly, the filtrate flow meter 113 is electrically connected to the control unit 111 to transmit the measurement data to the control unit 111.

또한, 상기 제어부(111)와 상기 고압 펌프(107) 사이에는 상기 제어부(111)의 제어명령에 따라 상기 고압 펌프(107)의 회전속도를 제어하기 위한 인버터(114)가 더 설치될 수 있다. In addition, an inverter 114 for controlling the rotational speed of the high pressure pump 107 may be further installed between the control unit 111 and the high pressure pump 107 according to a control command of the control unit 111.

또한, 상기 처리 수조(109)와 상기 UV 분광광도계(110) 사이에는 상기 처리 수조(109)에 의한 처리수의 일부를 연속적으로 샘플링하기 위한 튜빙 펌프(116)가 더 설치될 수 있다.In addition, a tubing pump 116 may be further provided between the treatment tank 109 and the UV spectrophotometer 110 to continuously sample a portion of the treatment water by the treatment tank 109.

또한, 상기 역삼투막 모듈(108)의 농축수 라인에는 농축수에 의한 역수압이 역삼투막 모듈(108)에 가해지는 것을 방지하기 위한 역압 밸브(117)가 더 설치될 수 있다. In addition, a reverse pressure valve 117 may be further installed in the brine line of the reverse osmosis membrane module 108 to prevent reverse water pressure by the concentrated water from being applied to the reverse osmosis membrane module 108.

도 1에서 실선은 기계적 접속(예컨대, 파이프 라인)을 나타내고, 점선은 전기적 접속(전선 라인)을 나타낸다.In FIG. 1, solid lines represent mechanical connections (eg, pipelines) and dotted lines represent electrical connections (wire lines).

그러면, 이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치의 동작에 대하여 간략히 설명해 보기로 한다. Then, the operation of the apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the purified water treatment of the present invention having the above configuration will be briefly described.

먼저, 유입원수는 유입원수 취수부(101)를 통하여 본 발명의 장치 내의 관로로 유입되어 유입원수 유량계(102)를 통과하게 된다. 이때, 유입원수의 유량은 상기 유입원수 유량계(102)에 의해 측정되어 자동적으로 제어부(111)로 전송되어 제어부(111)에 내장된 메모리(미도시)에 기록된다. First, the inflow source water is introduced into the conduit in the apparatus of the present invention through the inflow source intake unit 101 and passes through the inflow source water flow meter 102. At this time, the flow rate of the inflow source water is measured by the inflow source water flow meter 102 is automatically transmitted to the control unit 111 is recorded in the memory (not shown) built in the control unit 111.

유입원수 유량계(102)를 통과한 유입원수는 전처리 필터(103)를 거치면서 입자성 오염물질 및 박테리아 등이 제거된 후 역삼투 유입수조(104)에 저장된다. 이때 초기 작동시에는 유입수 밸브(105)가 열리고 바이패스 밸브(106)가 닫혀 유입원수의 전량이 고압펌프(107)를 거쳐 역삼투막 모듈(108)로 유입된다. 역삼투막 모듈(108)에 의해 여과처리된 처리수는 여과수 유량계(113)를 통과하여 처리수조(109)로 수집되며, 이 과정에서 처리수의 유량은 상기 여과수 유량계(113)에 의해 측정되어 상기 제어부(111)로 전송되어 제어부(111)의 메모리에 기록된다. 또한 처리 수조(109) 내에 처리수가 저장되면 수위에 의하여 튜빙 펌프(116)가 작동하여 처리수의 일부를 연속적으로 샘플링하고, 이렇게 샘플링된 처리수 내의 질산성 질소 및 용존성 유기물에 대한 흡광도가 UV 분광광도계(110)에 의하여 측정되고, 그 측정값은 상기 제어부(111)로 전송된다. 그러면, 제어부(111)는 그 흡광도 데이터를 바탕으로 질산성 질소 및 용존성 유기물의 농도를 계산해 낸다. The influent water flowing through the influent water flow meter 102 is stored in the reverse osmosis influent tank 104 after particulate contaminants and bacteria are removed while passing through the pretreatment filter 103. At this time, during the initial operation, the influent valve 105 is opened and the bypass valve 106 is closed so that all of the influent water is introduced into the reverse osmosis membrane module 108 via the high pressure pump 107. The treated water filtered by the reverse osmosis membrane module 108 is passed through the filtered water flow meter 113 and collected into the treated water tank 109. In this process, the flow rate of the treated water is measured by the filtered water flow meter 113, and the control unit The data is transmitted to 111 and recorded in the memory of the controller 111. In addition, when the treated water is stored in the treatment tank 109, the tubing pump 116 operates according to the water level to continuously sample a portion of the treated water, and the absorbance of the nitrate nitrogen and the dissolved organic matter in the sampled treated water is UV. It is measured by the spectrophotometer 110, the measurement value is transmitted to the control unit 111. Then, the control unit 111 calculates the concentration of nitrate nitrogen and dissolved organic matter based on the absorbance data.

이때 파장 220nm에서의 흡광도는 질산성 질소의 농도, 파장 254nm에서의 흡광도는 용존성 유기물의 농도와 비례하게 된다.In this case, the absorbance at the wavelength of 220 nm is proportional to the concentration of nitrate nitrogen, and the absorbance at the wavelength of 254 nm is proportional to the concentration of the dissolved organic substance.

여기서, 질산성 질소 농도와 용존성 유기물 농도 및 흡광도와의 관계는 원수 특성에 따라 달라지나, 일반적으로 다음과 같은 관계식을 적용할 수 있다. Here, the relationship between the nitrate nitrogen concentration, the dissolved organic matter concentration and the absorbance depends on the raw water characteristics, but in general, the following relational expression may be applied.

질산성 질소 농도(mg/L) = 4.05 × 220nm에서의 UV 흡광도(cm-1)Nitrate nitrogen concentration (mg / L) = UV absorbance at 4.05 × 220 nm (cm -1 )

용존성 유기물 농도(mg/L) = 50 × 254nm에서의 UV 흡광도(cm-1)Dissolved organic concentration (mg / L) = UV absorbance at 50 × 254 nm (cm -1 )

한편, 처리수 내의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 농도가 설정값(예를 들면, 질산성 질소 10mg/L 이하 및 용존성 유기물 2mg/L 이하)보다 낮으면, 유입수 밸브(105)가 서서히 닫히고, 바이패스 밸브(106)가 서서히 열리게 된다. 즉, 이것은 상기 전처리 필터(103), 역삼투막 모듈(108) 및 처리 수조(109)를 거치면서 유입원수 내의 질산성 질소 및 용존성 유기물이 상당량 제거되었음을 의미한다. On the other hand, if the concentration of nitrate nitrogen and dissolved organics in the treated water is lower than the set value (for example, 10 mg / L or less of nitrate nitrogen and 2 mg / L or less of dissolved organic matter), the influent valve 105 is closed slowly. The bypass valve 106 is gradually opened. In other words, this means that a significant amount of nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the influent water is removed through the pretreatment filter 103, the reverse osmosis membrane module 108, and the treatment tank 109.

상기 유입수 밸브(105) 및 바이패스 밸브(106)의 개폐 정도는 처리수 내의 질산성 질소와 용존성 유기물이 설정값을 초과하기 전까지 조절된다. 만약 유입수 밸브(105)가 완전히 닫히고, 바이패스 밸브(106)가 완전히 열렸음에도 불구하고 처리 수조(109) 내의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 농도가 설정값보다 낮으면, 그 상태대로 계속하여 장치(본 발명의 장치)를 운전한다. 이때 또한 유입수 밸브(105)의 개폐 정도에 따라서 상기 인버터(114)에 의해 고압 펌프(107)의 회전속도가 조절되며, 이에 따라 항상 일정한 양의 농축수가 농축수 처리측으로 전송된다.The degree of opening and closing of the inflow valve 105 and the bypass valve 106 is adjusted until the nitrate nitrogen and the dissolved organic matter in the treated water exceed a set value. If the influent valve 105 is fully closed and the concentration of the nitrate nitrogen and dissolved organics in the treatment tank 109 is lower than the set value despite the bypass valve 106 being fully opened, the apparatus continues as it is. (The apparatus of the present invention) is operated. At this time, the rotational speed of the high-pressure pump 107 is adjusted by the inverter 114 according to the opening and closing degree of the inlet valve 105, and thus a constant amount of concentrated water is always transmitted to the brine treatment side.

이상에서와 같이, 본 발명의 장치는 유입원수 내에 존재하는 질산성 질소와 용존성 유기물의 농도를 실시간으로 검출하고, 이를 바탕으로 역삼투 공정의 운전 조건을 제어하므로 전체 정수처리 공정의 에너지 사용량을 최소화할 수 있게 된다.As described above, the apparatus of the present invention detects the concentration of nitrate nitrogen and dissolved organic matter present in the incoming water in real time, and controls the operating conditions of the reverse osmosis process based on this, thereby reducing the energy consumption of the entire water treatment process. It can be minimized.

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiment, the present invention is not limited thereto, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and applications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the true protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치의 구성을 보여주는 도면.1 is a view showing the configuration of a device for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the water treatment according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101...유입원수 취수부 102...유입원수 유량계101.influent water intake section 102 ... influent water flow meter

103...전처리 필터 104...역삼투 유입수조103 Pretreatment filter 104 Reverse osmosis inlet tank

105...유입수 밸브 106...바이패스 밸브105 ... inflow valve 106 ... bypass valve

107...고압 펌프 108....역삼투막 모듈High pressure pump 108. Reverse osmosis membrane module

109...처리 수조 110...UV 분광광도계109 ... treated bath 110 ... UV spectrophotometer

111...제어부 112...바이패스 유량계111 Control unit 112 Bypass flow meter

113...여과수 유량계 114...인버터113 ... filtration water flow meter 114 ... inverter

115...전도도 측정기 116...튜빙 펌프115 ... conductivity meter 116 ... tubing pump

117...역압 밸브 117 ... back pressure valve

Claims (9)

유입원수의 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물을 제거하기 위한장치로서,An apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organics in water treatment of influent water, 상기 유입원수의 유량을 측정하기 위한 유입원수 유량계; An inflow water flow meter for measuring a flow rate of the inflow water; 상기 유입원수 유량계를 거쳐 유입되는 유입원수를 여과하기 위한 전처리 필터; A pretreatment filter for filtering the inflow source water flowing through the inflow source water flow meter; 상기 전처리 필터를 거친 유입원수에 대한 역삼투 작용을 위한 역삼투 유입수조; A reverse osmosis inlet tank for reverse osmosis effect on the influent source water passing through the pretreatment filter; 상기 역삼투 유입수조에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 위한 라인으로 보내기 위한 유입수 밸브;An inlet water valve for sending inlet water stored in the reverse osmosis inlet tank to a line for reverse osmosis action; 상기 역삼투 유입수조에 저장된 유입원수를 역삼투 작용을 거치지 않도록 바이패스시키기 위한 바이패스 밸브; Bypass valve for bypassing the inlet source water stored in the reverse osmosis inlet tank not to undergo a reverse osmosis action; 상기 유입수 밸브를 거쳐 유입되는 유입원수의 후속 처리장치에 가해지는 압력을 조절하는 고압펌프;A high pressure pump for regulating the pressure applied to a subsequent treatment device of the influent raw water flowing through the influent valve; 상기 고압펌프를 거쳐 유입되는 유입원수를 역삼투 방식으로 여과처리하는 역삼투막 모듈;A reverse osmosis membrane module for filtering the inflow water introduced through the high pressure pump by a reverse osmosis method; 상기 역삼투막 모듈을 거쳐 유입되는 여과수나 상기 역삼투막 모듈을 거치지 않고 상기 바이패스 밸브를 거쳐 유입되는 유입원수를 처리하기 위한 처리 수조; A treatment tank for treating inflow water introduced through the bypass valve without passing the filtered water flowing through the reverse osmosis membrane module or the reverse osmosis membrane module; 상기 처리 수조에 의해 처리된 처리수 내의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 흡광도를 측정하기 위한 UV 분광광도계;A UV spectrophotometer for measuring the absorbance of nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the treated water treated by the treated water tank; 상기 유입원수 유량계 및 상기 UV 분광광도계에 의해 각각 측정된 유량 및 흡광도에 대한 데이터를 전송받고 이를 바탕으로 상기 유입수 밸브 및 바이패스 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.In the water treatment process characterized in that it comprises a control unit for receiving the data on the flow rate and the absorbance measured by the inflow water flow meter and the UV spectrophotometer based on this and controls the opening and closing of the inflow valve and the bypass valve Apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organics. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전처리 필터는 0.1∼5㎛의 평균 공경을 가지는 필터인 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.And said pretreatment filter is a filter having an average pore size of 0.1 to 5 [mu] m. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 처리 수조 내부에는 수조 내의 물의 전도도를 측정하기 위한 전도도 측정기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.A device for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in a purified water treatment, characterized in that a conductivity meter for measuring the conductivity of the water in the tank is further provided inside the treatment tank. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 바이패스 밸브와 상기 처리 수조 사이에는 상기 바이패스 밸브를 거쳐 상기 처리 수조로 유입되는 바이패스 유입원수의 유량을 측정하기 위한 바이패스 유량계가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.A bypass flowmeter for measuring the flow rate of the bypass inflow source water flowing into the treatment tank via the bypass valve is further provided between the bypass valve and the treatment tank. And an apparatus for removing dissolved organic matter. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 역삼투막 모듈과 상기 처리 수조 사이에는 상기 역삼투막 모듈에 의해 여과된 여과수의 유량을 측정하기 위한 여과수 유량계가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치. Apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the purified water treatment, characterized in that the filter water flow meter for measuring the flow rate of the filtered water filtered by the reverse osmosis membrane module between the reverse osmosis membrane module and the treatment tank. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제어부와 상기 고압 펌프 사이에는 상기 제어부의 제어명령에 따라 상기 고압 펌프의 회전속도를 제어하기 위한 인버터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.And an inverter for controlling the rotational speed of the high pressure pump according to a control command of the control unit between the control unit and the high pressure pump. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 처리 수조와 상기 UV 분광광도계 사이에는 상기 처리 수조에 의한 처리수의 일부를 연속적으로 샘플링하기 위한 튜빙 펌프가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.And a tubing pump for continuously sampling a portion of the treated water by the treated water tank between the treated water tank and the UV spectrophotometer. 제1항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 1 or 7, 상기 UV 분광광도계는 파장 220nm와 254nm에서 각각의 흡광도를 교대로 측정할 수 있는 UV 분광광도계인 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.The UV spectrophotometer is a UV spectrophotometer capable of measuring the absorbance of each of the wavelength at 220nm and 254nm alternately, the device for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the water treatment. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 역삼투막 모듈의 농축수 라인에는 농축수에 의한 역수압이 상기 역삼투막 모듈에 가해지는 것을 방지하기 위한 역압 밸브가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 정수처리에서의 질산성 질소 및 용존성 유기물의 제거장치.Apparatus for removing nitrate nitrogen and dissolved organic matter in the purified water treatment, characterized in that the reverse osmosis membrane module is further installed in the concentrated water line of the reverse osmosis membrane module to prevent the reverse water pressure by the concentrated water is applied to the reverse osmosis membrane module.
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