KR101249332B1 - A water treatment apparatus using nano membrane for softening water and method using the same - Google Patents

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KR101249332B1 KR1020120014189A KR20120014189A KR101249332B1 KR 101249332 B1 KR101249332 B1 KR 101249332B1 KR 1020120014189 A KR1020120014189 A KR 1020120014189A KR 20120014189 A KR20120014189 A KR 20120014189A KR 101249332 B1 KR101249332 B1 KR 101249332B1
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Abstract

PURPOSE: A water softening apparatus using a nanomembrane is provided to prevent scale generation and to extend lifetime of the nanomembrane by flushing the nanomembrane. CONSTITUTION: A water softening apparatus using a nanomembrane comprises: a water purifying unit(10) which sequentially aggregates, precipitates, filters raw water; a nanomembrane unit(20) which softens water by filtering with the nanomembrane; a flushing unit(30), and a control unit(40). The flushing unit discharges water to be purified, which is supplied to the nanomembrane and concentrated water which is isolated using the nanomembrane by discharging the water to the outside in a predetermined period. The nanomembrane part comprises a supply pump(P1), a high pressure pump(P2), the nanomembrane(21), a supply line(23), a chemical supply unit(25), and a chemical washing unit. [Reference numerals] (AA) Water purification plant;

Description

나노 분리막을 이용한 연수화 정수 처리 장치 및 연수화 정수 방법{A Water treatment Apparatus Using Nano Membrane for Softening Water and Method Using the Same}A Water treatment Apparatus Using Nano Membrane for Softening Water and Method Using the Same}

본 발명의 예시적인 실시예는 하천 표류 수나 호소의 물을 원수로 하여 사용목적에 적합하도록 수질을 개선하는 정수 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노 분리막을 이용해 경도가 높은 정수 처리수를 연수화하고, 나노 분리막에 흡착된 불순물 입자를 정수 처리수와 농축수로서 플러싱 할 수 있는 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 처리 장치에 관한 것이다.An exemplary embodiment of the present invention relates to a water treatment device for improving the water quality to suit the purpose of use by using the raw water of the river drift water or appeal, more specifically, using a nano-separation membrane for soft water treatment The present invention relates to a softening purified water treatment apparatus using a nano separator capable of purifying impurity particles adsorbed onto a nano separator, as purified water and concentrated water.

일반적으로, 오수에 포함된 부유물질 및 콜로이드 등의 탁도 유발물질, 색ㆍ냄새ㆍ이취미 등을 유발하는 일부 용존 물질 및 각종 세균 및 바이러스와 같은 미생물 등의 불순물을 제거하기 위해서 다양한 정수 처리 기술들이 사용되고 있다.In general, various water treatment technologies are used to remove impurities such as suspended substances in turbidity, turbidity substances such as colloids, some dissolved substances causing color, smell, and taste, and microorganisms such as various bacteria and viruses. It is used.

이러한 정수 처리 과정은 상수의 용도, 급수 과정 등에 따라 그 처리 방법이 달라지기는 하나, 일반적으로 공공 수도의 경우 침사, 보통 침전, 약품 침전, 완속 모래여과, 급속 모래여과 및 살균 등과 같은 순차적인 과정들을 통하여 이루어진다.Although the treatment method varies depending on the use of water and the water supply process, in general, sequential processes such as sedimentation, normal precipitation, chemical precipitation, slow sand filtration, rapid sand filtration and sterilization in the public water system Through the

상기와 같은 정수를 위하여 최초 취수된 원수는 착수정→혼화지→응집지→침전지→여과지→정수지를 거치게 되는바, 착수정은 취수된 원수가 1차 저장되는 곳이며, 혼화지는 응집제를 급속 교반하는 곳이고, 응집지는 응집한 미소 플록을 크게 성장시키는 곳이다. 그리고, 침전지는 자연 상태로 침전물을 침전시키는 보통 침전지와, 정수 약품 주입 후 혼화 및 플록 형성 단계를 거쳐 응집된 침전물을 가라앉히는 약품 침전지로 대별되는바, 보통 침전지로는 완속 여과지가, 약품 침전지로는 급속 여과지가 채택되는 것이 일반적이며, 상기의 침전지에서 침전되지 않은 불순물은 여과지에서 다시 걸러진 후 소독지에서 염소 소독에 의해 각종 병원균이 살균되는 과정을 거치게 된다.The raw water initially collected for the above water purification is going through the impingement well → mixed paper → flocculation paper → sedimentation → filter paper → water reservoir. The impingement well is the place where the collected raw water is stored first. The flocculation paper is a place where the flocculated microfloc grows large. In addition, the sedimentation basin is divided into a general sedimentation basin which precipitates the sediment in a natural state, and a chemical sedimentation basin which sinks the aggregated sediment through the mixing and floc formation steps after the purification of the purified water. In general, a rapid filter paper is adopted, and impurities not precipitated in the settler are filtered through the filter paper, and then various pathogens are sterilized by chlorine disinfection in the sterilized paper.

그러나, 이와 같은 처리를 거치더라도 강원도 지역 등과 같은 경우 정수 처리수의 경도가 높아 비누가 잘 풀리지 않아서 세탁과 세면시 불편함을 겪는 경우가 많다. 이는 칼슘이나 마그네슘과 같이 2가의 양이온들을 다량 함유하고 있는 지층의 지하수들은 고압으로 인한 과량의 탄산가스의 수중용해로 인하여 pH가 감소하고, 칼슘, 마그네슘 등 경도를 유발하는 광물질을 과다하게 함유하고 있기 때문이다. 이에 따라 경도를 제거할 수 있는 연수화 시설이 필요하게 된다. 연수화 시설로는 양이온 교환수지나 혼합형 이온교환수지를 사용하여 수중의 칼슘과 마그네슘 이온을 제거하는 연수화 공정이 대부분을 차지한다. However, even after such a treatment, in the case of Gangwon-do, etc., the hardness of the purified water is high so that the soap is not easily released, and there are many cases of inconvenience in washing and washing. This is because groundwater in the strata containing a large amount of divalent cations such as calcium and magnesium decreases the pH due to the excessive dissolution of carbonic acid gas due to high pressure, and contains excessive amounts of minerals that cause hardness such as calcium and magnesium. to be. Accordingly, there is a need for a softening facility that can remove the hardness. As a softening facility, a softening process for removing calcium and magnesium ions in water using a cation exchange resin or a mixed ion exchange resin is most common.

일례로 대한민국 실용신안 등록 20-0346461호는 일정량의 강산성 양이온 교환 수지가 충진 형성되는 연수화 장치를 포함하는 집단 주거용 건물 또는 공공건물 등에 설치되는 정수 처리 시스템을 개시하고 있다. For example, Korean Utility Model Registration No. 20-0346461 discloses a water treatment system installed in a group residential building or a public building including a softening device in which a certain amount of strongly acidic cation exchange resin is filled.

그러나, 정수장의 연수화 공정에 적용하는데 있어 이러한 이온교환수지는 운영의 자동화가 어려운 단점이 있다. 따라서, 정수장 부지 면적의 활용성을 높이고, 운영의 자동화가 가능한 연수화 설비가 요구된다. However, in the softening process of the water purification plant, such an ion exchange resin has a disadvantage in that automation of operation is difficult. Therefore, there is a need for a softening facility that can increase the utility of the water purification plant site area and automate operations.

한편, 나노 분리막은 냄새나 맛, 소독 부산물 제거뿐만 아니라 트리할로메탄, 할로아세트산과 같은 발암 물질도 제거할 수 있으며, 고액분리, 이온제거 및 유기물질에도 탁월한 효과를 볼 수 있다. 특히, 지하수 중의 칼슘이온이나 마그네슘 이온을 효과적으로 제거할 수 있어서 연수화 공정에 유용하게 사용될 수 있다. On the other hand, the nano-membrane can remove carcinogens, such as trihalomethane and haloacetic acid, as well as remove odors, tastes and disinfection by-products, and have excellent effects on solid-liquid separation, ion removal and organic materials. In particular, since calcium ions and magnesium ions in groundwater can be effectively removed, they can be usefully used in softening processes.

그러나, 나노 분리막을 이용한 정수 처리 공정에서 막 표면에는 농축배율에 따른 고농도의 농축수가 남게 된다. 이러한 현상은 나노 여과공정의 후단으로 갈수록 공정의 회수율이 높아질수록 농축수의 이온 농도가 높아지며 특히 막 표면에서의 농도분극 현상에 의해 이온들의 농도가 매우 높아져 스케일이 형성된다. 스케일의 형성은 막 오염의 원인이 되며, 이는 나노 분리막의 수명을 단축시키는 결과를 가져오게 된다. However, in the water treatment process using the nano-membrane membrane, a high concentration of concentrated water according to the concentration ratio is left on the membrane surface. This phenomenon occurs as the recovery rate of the process increases toward the end of the nanofiltration process, and the ion concentration of the concentrated water increases. In particular, the concentration of ions increases due to the concentration polarization phenomenon on the surface of the membrane. The formation of scale causes membrane contamination, which results in shortening the lifetime of the nanomembrane.

대한민국 실용신안 등록 20-0346461호Korea Utility Model Registration 20-0346461

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 나노 분리막을 이용해 정수 처리수 중의 경도를 제거할 수 있는 연수화 정수 장치를 제공한다. Exemplary embodiments of the present invention have been created to improve the above problems, and provide a softening water purification device capable of removing the hardness in the purified water using a nano separator.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예는 나노 분리막으로 공급된 정수 처리수와 이에 의해 분리된 농축수를 이용해 나노 분리막에 흡착된 불순물 입자를 플러싱(flushing) 할 수 있는 연수화 정수 장치를 제공한다.In addition, an exemplary embodiment of the present invention provides a softening water purification device capable of flushing impurity particles adsorbed on a nano separator using purified water supplied to the nano separator and concentrated water separated therefrom.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 장치는, 취수된 원수를 순차적으로 응집, 침전, 여과 처리하는 정수부; 상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 나노 분리막으로 필터링하여 연수화 하는 나노 분리막부; 상기 나노 분리막으로 공급된 정수 처리수와 나노 분리막에 의해 분리된 농축수를 일정 주기로 외부로 배출하여 플러싱하는 플러싱부; 및 상기 나노 분리막을 통해 정수 처리수를 연수화하는 연수화 모드와, 상기 플러싱부를 통해 상기 나노 분리막을 플러싱 하는 플러싱 모드를 실질적으로 제어하는 제어부를 포함하는 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 장치를 포함한다. To this end, a softening water purification device using a nano-membrane according to an exemplary embodiment of the present invention, the water purification unit for sequentially agglomeration, precipitation, filtration treatment of the raw water taken; A nano separator for filtering and softening the purified water treated by the purified water with a nano separator; A flushing unit configured to flush and discharge the purified water and the concentrated water separated by the nano separator to the outside at regular intervals; And a softening mode for softening the purified water through the nano separator and a control unit for substantially controlling a flushing mode for flushing the nano separator through the flushing unit. .

상기 연수화 정수 장치에 있어서, 상기 정수부는 취수된 원수를 저장하고 유량 조절하는 착수정; 응집 플록을 성장시켜 침전시키는 응집 침전지; 및 상기 침전지에서 침전되지 않은 불순물을 여과하는 여과지를 포함할 수 있다. In the softening water purification device, the water purification unit is a watering well for storing the raw water taken and adjusting the flow rate; Agglomerated sedimentation basin for growing and flocculating flocculation flocs; And it may include a filter paper for filtering the impurities not precipitated in the settling paper.

상기 연수화 정수 장치에 있어서, 상기 나노 분리막부는 상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 나노 분리막으로 공급하기 위한 공급 펌프; 상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 일정 인입압으로 나노 분리막으로 공급하기 위한 고압 펌프; 상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 필터링하여 연수화하는 나노 분리막; 상기 공급 펌프의 후단과 고압 펌프의 전단을 연결하는 공급 라인; 상기 공급라인에 약품을 공급하기 위한 약품 공급부; 및 상기 나노 분리막에 화학 세정액을 공급하여 화학 세정하기 위한 화학 세정부를 포함할 수 있다. In the softening water purification device, wherein the nano-membrane portion supply pump for supplying the purified water treated in the water purification portion to the nano-membrane; A high pressure pump for supplying the purified water treated in the purified water unit to the nano separator with a predetermined inlet pressure; A nano separator for filtering and softening the purified water treated in the purified water unit; A supply line connecting a rear end of the feed pump and a front end of the high pressure pump; A medicine supply unit for supplying a medicine to the supply line; And a chemical cleaning unit for chemical cleaning by supplying a chemical cleaning solution to the nano separator.

상기 연수화 정수 장치에 있어서, 상기 플러싱부는 상기 나노 분리막에 의해 분리된 농축수를 외부로 배출하는 배출라인과, 상기 배출라인에 설치되며, 전기적인 신호에 따라 개도가 조절되는 유량 조절 밸브를 포함할 수 있다. In the softening water purification device, the flushing unit includes a discharge line for discharging the concentrated water separated by the nano-membrane to the outside, and a flow control valve installed in the discharge line, the opening degree is adjusted according to an electrical signal can do.

상기 연수화 정수 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 연수화 모드 시, 상기 배출라인을 일부 개방할 수 있다. In the softening water purifier, the control unit may partially open the discharge line in the softening mode.

상기 연수화 정수 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 플러싱 모드 시, 상기 배출라인을 전부 개방할 수 있다. In the softening water purifier, the control unit may open all of the discharge lines in the flushing mode.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 방법은, (1) 취수된 원수를 순차적으로 응집, 침전, 여과처리하는 정수 단계; (2) 상기 정수 단계를 거친 정수 처리수를 나노 분리막을 통과시켜 연수화 하는 연수화 단계; 및 (3) 상기 나노 분리막으로 공급된 정수 처리수와 나노 분리막에 의해 분리된 농축수를 일정 주기로 외부로 배출하여 플러싱하는 플러싱 단계를 포함한다. Softening water purification method using a nano-membrane according to an exemplary embodiment of the present invention, (1) water purification step of sequentially agglomerated, precipitated, filtered the raw water taken; (2) a softening step of softening the purified water passed through the water purification step through the nano-separation membrane; And (3) a flushing step of flushing the purified water and the concentrated water separated by the nano separator to the outside at regular intervals.

상기 연수화 정수 방법에 있어서, 상기 연수화 단계는 나노 분리막에 의해 분리된 농축수는 일부 외부로 배출할 수 있다.In the softening water purification method, the softening step may be discharged to a part of the concentrated water separated by the nano-membrane.

상기 연수화 정수 방법에 있어서, 상기 플러싱 단계는 나노 분리막으로 공급된 정수 처리수와 나노 분리막에 의해 분리된 농축수는 전부 외부로 배출할 수 있다.  In the softening water purification method, the flushing step may be all of the purified water and the concentrated water separated by the nano separation membrane supplied to the nano separation membrane to be discharged to the outside.

상기 연수화 정수 방법에 있어서, 상기 연수화 단계는 나노 분리막으로 공급된 정수 처리수에 나노 분리막의 오염 및 스케일 형성을 방지하기 위한 약품이 공급될 수 있다. In the softening water purification method, the softening step may be supplied with a chemical for preventing contamination and scale formation of the nano-membrane to the purified water supplied to the nano-membrane.

본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 나노 분리막을 통해 원수의 경도를 제거하므로, 이온교환수지를 이용한 연수화 공정과 달리 전처리 없이 연수화가 가능할 뿐만 아니라 운영의 자동화가 가능하다. According to the exemplary embodiment of the present invention, since the hardness of the raw water is removed through the nano-membrane, unlike the softening process using the ion exchange resin, softening is possible without pretreatment and automation of operation is possible.

또한, 나노 분리막으로 공급된 정수 처리수 및 이를 통해 분리된 농축수로서 나노 분리막을 플러싱함으로써 사전에 나노 분리막 스케일 생성을 방지할 수 있다. In addition, it is possible to prevent the generation of nano-membrane scale in advance by flushing the nano-membrane as purified water supplied to the nano-membrane and the concentrated water separated therethrough.

따라서, 나노 분리막의 수명을 더욱 연장하고, 스케일 방지 및 세정을 위한 약품과 세정액 제조시 소모되는 생산수의 사용량을 절감할 수 있다.Therefore, it is possible to further extend the life of the nano-membrane, and to reduce the amount of chemicals used for preventing and cleaning the scale and the production water consumed when preparing the cleaning liquid.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a softening water purification device using a nano separator according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings, and is shown by enlarging the thickness in order to clearly express various parts and regions. It was.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a softening water purification device using a nano separator according to an exemplary embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에는 하천 표류수나 호소의 물을 원수로 하여 사용목적에 적합하도록 수질을 개선하는 정수 장치(100)를 제공한다.Referring to the drawings, an exemplary embodiment of the present invention provides a water purification device 100 to improve the water quality to suit the purpose of using the river drift water or water of the appeal as raw water.

이러한 정수장치(100)는 하천 표류수나 호소의 물을 원수로 하여, 응집, 침전, 여과 등의 공정을 통해 원수에 포함된 입자성 불순물, 중금속, 미생물, 및 기타 유해물질을 제거한다.The water purifier 100 removes particulate impurities, heavy metals, microorganisms, and other harmful substances contained in raw water through processes such as flocculation, sedimentation, and lake water as raw water.

본 실시예에 의한 상기 정수 장치(100)는 정수 처리수 중의 경도를 나타내는 칼슘 이온이나 마그네슘 이온을 뒤에서 더욱 설명될 나노 분리막(21)을 통해 필터링하여 연수화하고, 나노 분리막(21) 표면에 형성되는 스케일을 방지하기 위해, 나노 분리막(21)으로 공급된 정수 처리수와 이에 의해 분리된 농축수로서 나노 분리막에 흡착된 불순물 입자를 물리적으로 플러싱(flushing) 할 수 있는 구성으로 이루어진다.The water purifying apparatus 100 according to the present embodiment filters and softens calcium ions or magnesium ions representing hardness in the purified water through the nano separator 21, which will be further described later, on the surface of the nano separator 21. In order to prevent the scale from being formed, the purified water supplied to the nano separator 21 and the concentrated water separated therefrom are configured to physically flush the impurity particles adsorbed onto the nano separator.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 상기 정수 장치(100)는 기본적으로, 정수부(10)와, 나노 분리막부(20)와, 플러싱부(30)와, 제어부(40)를 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.To this end, the water purifying device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention basically includes a water purifying unit 10, a nano separator 20, a flushing unit 30, and a controller 40. If this is described for each configuration as follows.

본 실시예에서, 상기 정수부(10)는 취수된 원수를 순차적으로 처리하여 정수하기 위한 것으로서, 기본적으로 취수된 원수를 저장하고 유량 조절하는 착수정(1)과, 응집 플록을 성장시켜 침전시키는 응집 침전지(3)와, 상기 침전지에서 침전되지 않은 불순물을 여과하는 여과지(5)를 포함하고 있다.In the present embodiment, the water purification unit 10 is for treating the raw water taken in order to purify the water, and basically a landing well (1) for storing and adjusting the flow rate of the raw water taken, and flocculation flocculation to grow and precipitate the flocculation floc (3) and a filter paper 5 for filtering impurities not precipitated in the settling paper.

여기서, 먼저 미정화된 상태의 원수를 사용가능하게 정화처리 하기 위하여 수원에서 취수하게 된다. 이렇게 취수된 원수를 취수조(미도시)에 모은 다음, 원수의 수위를 안정화시키고, 원수량을 조정하여 계속 이어지는 정수처리작업을 원활하게 하기 위한 착수정(1)을 거친다. Here, first, raw water in a purified state is taken out from a water source for purification treatment. The raw water collected in this way is collected in an intake tank (not shown), and then the water level of the raw water is stabilized, and the raw water is adjusted to go through an initiation well (1) to smoothly continue the water treatment operation.

이어서, 상기 착수정(1)에서 응집 플록을 침전이 용이하도록 크게 성장시킨 뒤 침전시키는 응집 침전지(3)를 거친다. 이때 응집 침전지(3) 상단에는 원수와 정수약품이 잘 섞이도록 물을 흔들어서 섞어주는 시설인 혼화지를 거쳐 약품과 원수를 혼화할 수 있다. Subsequently, the flocculation floc 1 passes through the flocculation sedimentation basin 3 in which flocculation flocs are grown to facilitate precipitation and then precipitated. At this time, the top of the flocculation sedimentation basin (3) can be mixed with the drug and the raw water through the mixing paper, which is a facility that shakes and mixes the water so that the raw water and the purified chemicals are mixed well.

다음으로, 상기 응집 침전지(3)에서 침전되지 않은 불순물이 걸러지는 여과지(5)를 거친다.  Next, the filter paper 5 passes through the filter paper 5 through which impurities not precipitated in the aggregated settling paper 3 are filtered.

이러한 정수부(10)는 당 업계에서 널리 알려진 통상적인 장치로서 일반적인 정수장에 채용되는바, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.The water purifying unit 10 is employed in a general water purification plant as a conventional device well known in the art, the detailed description of the configuration will be omitted herein.

상기 나노 분리막부(20)는 정수부(10)로부터 처리된 정수 처리수를 공급받아 냄새나 맛, 소독 부산물, 트리할로메탄, 할로아세트산을 제거할 뿐만 아니라, 경도를 나타내는 칼슘 이온, 마그네슘 이온 및 기타 이온 성분을 제거한다. The nano separator 20 is supplied with treated water from the purified water unit 10 to remove the smell, taste, disinfection by-products, trihalomethane, haloacetic acid, calcium ions, magnesium ions and Remove other ionic components.

본 실시예에서, 상기 나노 분리막부(20)는 정수부(10)에서 처리된 정수 처리수를 나노 분리막으로 공급하기 위한 공급 펌프(P1)와, 상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 일정 인입압으로 나노 분리막으로 공급하기 위한 고압 펌프(P2)와, 상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 필터링하여 연수화하는 나노 분리막(21)과, 상기 공급 펌프의 후단과 고압 펌프의 전단을 연결하는 공급 라인(23)과, 상기 공급라인에 약품을 공급하기 위한 약품 공급부(25)와, 상기 나노 분리막에 화학 세정액을 공급하여 화학 세정하기 위한 화학 세정부(27)를 포함하고 있다.In the present embodiment, the nano separator 20 is a feed pump (P1) for supplying the purified water treated in the water purification unit 10 to the nano separator, and the purified water treated in the water purification unit at a constant inlet pressure A high pressure pump (P2) for supplying to the nano-membrane membrane, a nano-separation membrane (21) for filtering and softening the purified water treated in the water purification unit, and a supply line connecting the rear end of the supply pump and the front end of the high-pressure pump ( 23), a chemical supply unit 25 for supplying a chemical to the supply line, and a chemical cleaning unit 27 for chemical cleaning by supplying a chemical cleaning liquid to the nano separator.

따라서, 정수부(10)에서 처리된 정수 처리수가 공급 펌프(P1)에 의해 일정 유량으로 공급되면 고압 펌프(P2)는 나노 분리막에서 정수 처리수 내 이온성분의 농도 분극을 위해 일정 인입압으로 정수 처리수를 나노 분리막(21)로 공급한다. 그러면, 나노 분리막(21)에서는 여과처리과정을 통해 공급된 정수 처리수를 생산수와 이를 통과하지 못하는 농축수로 생산된다. Therefore, when the purified water treated in the purified water unit 10 is supplied at a constant flow rate by the supply pump P1, the high pressure pump P2 is purified at a predetermined inlet pressure for polarization of concentration of ions in the purified water in the nano separation membrane. Water is supplied to the nano separator 21. Then, in the nano-membrane 21 is produced purified water supplied through the filtration process as the production water and concentrated water that does not pass through it.

그러나, 이러한 농축수는 이온 농도가 높아서 막 표면에 스케일을 형성시키게 된다. 이에 이러한 나노 분리막(21)의 스케일 형성 및 오염을 방지하기 위해 약품 공급부(25)를 통해 공급 라인(23)에 스케일 방지제 등의 약품을 계속 공급하여 나노 분리막의 스케일 형성을 예방한다.However, such concentrated water has a high ion concentration, which causes scale to form on the membrane surface. Accordingly, in order to prevent scale formation and contamination of the nano separator 21, chemicals such as a scale inhibitor are continuously supplied to the supply line 23 through the drug supply unit 25 to prevent scale formation of the nano separator.

상기 약품 공급부(25)는 약품 저장조, 약품 공급 펌프, 약품 공급 라인 등을 포함할 수 있으며, 이러한 약품 공급부(25)는 당 업계에서 널리 알려진 통상적인 장치로서 일반적인 전처리 약품 공급 장치에 채용되는바, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다. The drug supply unit 25 may include a drug reservoir, a drug supply pump, a drug supply line, and the like, and the drug supply unit 25 is adopted in a general pretreatment drug supply device as a conventional device well known in the art. In the present specification, a detailed description of the configuration will be omitted.

한편, 나노 분리막(21)이 심하게 오염된 경우 화학 세정부(27)를 통해 화학 세정(Clean in Place, CIP: 정치세정)액을 공급하여 나노 분리막을 화학적으로 세정한다.On the other hand, if the nano-membrane 21 is severely contaminated, the chemical cleaning unit 27 is supplied through a chemical cleaning (Clean in Place, CIP) solution to chemically clean the nano-membrane.

화학적 세정방법은 분리막에 부착되어 있는 오염물질을 세정액을 이용하여 화학적으로 분해하는 것이다. 화학세정은 무기오염물 제거를 위해 산 세척, 유기오염물질 제거를 위한 염기세척이나, 계면활성제 또는 효소나 소독제를 이용한 세척을 포함한다. 세정제는 파울링을 유발하는 물질에 따라 선택하여 사용한다.The chemical cleaning method is to chemically decompose contaminants attached to the separator using a cleaning solution. Chemical cleaning includes acid washing to remove inorganic contaminants, base washing to remove organic contaminants, or washing with surfactants or enzymes or disinfectants. The cleaning agent is selected and used depending on the substance causing fouling.

예를 들어, 산화제(차아염소산나트륨(NaOCl), 과산화수소(H2O2), 오존(O3)은 유기물이나 미생물에 의해 막이 오염된 경우에 사용한다. 계면활성제(각종 이온성 비이온성 계면활성제, 유화제)는 지방이나 광유에 의해 오염된 경우, 산(질산(HNO3), 인산(H2PO4), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 구연산, 옥살산)은 칼슘스케일이나 금속물질에 의한 오염된 경우, 알칼리(수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄(NH4OH) 탄산나트륨(Na2CO3))는 실리카 스케일이나 휴민질에 의해 오염된 경우에 사용된다. 그런데 이러한 세정액은 오염 막뿐만 아니라 분리막 자체에 손상을 주는 문제가 있다. 따라서 화학세정은 분리막이 심하게 오염된 경우 즉, 분리막의 막 투과압력(Trans membrane Pressure, TMP)이 한계치를 넘은 경우에만 제한적으로 실시한다. 아울러, 화학세정은 세정약품 비용, 화학세정기간 동안에 발생하는 비 가동시간 등을 고려하여 신중하게 결정한다.For example, oxidizing agents (sodium hypochlorite (NaOCl), hydrogen peroxide (H 2 O 2), ozone (O 3 ) are used when the membrane is contaminated by organics or microorganisms. If emulsifiers are contaminated with fat or mineral oil, acids (nitric acid (HNO 3 ), phosphoric acid (H 2 PO 4 ), hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), citric acid, oxalic acid) are calcium scale or metal In case of contamination by substances, alkalis (sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), ammonium hydroxide (NH 4 OH) sodium carbonate (Na 2 CO 3 )) are used when contaminated by silica scale or humus. However, this cleaning solution has a problem of damaging not only the contaminated membrane but also the membrane itself, so chemical cleaning is limited only when the membrane is heavily contaminated, that is, when the membrane transmembrane pressure (TMP) exceeds the limit. In addition, chemical cleaning The decision should be made carefully, taking into account the cost of the drug and the downtime that occurs during the chemical cleaning period.

상기 화학 세정부(27)는 CIP 탱크, CIP 필터, CIP 탱크와 나노 분리막을 연결하는 연결라인 등을 포함한다. 구체적으로, 나노 분리막(21)으로 화학 세정액(CIP 용액)을 공급하기 위한 CIP 탱크(미도시)가 연결되어 있고, 상기 CIP 탱크로부터 CIP 필터(미도시)를 거친 후 연결라인을 통하여 나노 분리막(21)으로 화학 세정액을 공급하게 된다. 이때, 상기 CIP 필터는 CIP 탱크로부터 나노 분리막(21)으로 화학 세정액이 공급될 때, 용액 내의 부유물이 나노 분리막(21)으로 유입되지 못하도록 차단하는 역할을 한다. 한편, 나노 분리막(21)으로 유입된 화학 세정액은 상기 나노 분리막(21)을 세척하고 난 후, 다시 CIP 회수 탱크로 유입된다. 즉, CIP 용액은 회수하여 재사용이 가능하다. The chemical cleaning unit 27 includes a CIP tank, a CIP filter, a connection line connecting the CIP tank and the nano separator. Specifically, a CIP tank (not shown) for supplying a chemical cleaning solution (CIP solution) is connected to the nano separator 21, and after passing through a CIP filter (not shown) from the CIP tank, the nano separation membrane ( 21) the chemical cleaning liquid. In this case, when the chemical cleaning solution is supplied to the nano separator 21 from the CIP tank, the CIP filter serves to block the suspended matter in the solution from entering the nano separator 21. Meanwhile, the chemical cleaning solution introduced into the nano separator 21 is washed with the nano separator 21 and then introduced into the CIP recovery tank. That is, the CIP solution can be recovered and reused.

이에 더하여, 본 발명은 나노 분리막(21) 표면의 스케일 발생을 사전에 방지하고, 막 표면에 불순물을 물리적으로 세정하기 위해 플러싱부(30)을 포함한다. In addition, the present invention includes a flushing unit 30 to prevent scale generation on the surface of the nano separator 21 and to physically clean impurities on the surface of the membrane.

즉, 상기 플러싱부(30)는 전술한 바와 같은 정수부(10)를 통해 처리된 정수 처리수를 나노 분리막(21)이 필터링 하는 과정에서, 막 표면에 스케일이 형성되어 나노 분리막(21)의 고유 기능을 다 할 수 없게 되므로 이를 방지하기 위한 것이다.That is, the flushing unit 30 has a scale formed on the surface of the membrane in the process of filtering the purified water treated through the purified water unit 10 as described above, thereby intrinsic to the nano separator 21. It is to prevent this because it will not be able to function.

상기 플러싱부(30)는, 상기 나노 분리막(21)에 의해 분리된 농축수를 외부로 배출하는 배출라인(31)과, 상기 배출라인에 설치되며, 전기적인 신호에 따라 개도가 조절되는 유량조절밸브(32)를 포함한다.The flushing unit 30, the discharge line 31 for discharging the concentrated water separated by the nano-separation membrane 21 to the outside, and installed in the discharge line, the flow rate adjustment is adjusted according to the electrical signal Valve 32.

본 실시예에서, 상기 제어부(40)는 정수장치(100)의 제반 작동을 제어하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 정수장치(100)의 작동 모드를 상기 나노 분리막을 통해 정수 처리수를 연수화하는 연수화 모드와, 상기 플러싱부(30)를 통해 상기 나노 분리막을 플러싱 하는 플러싱 모드로서 제어하기 위한 것이다.In the present embodiment, the control unit 40 is to control the overall operation of the water purifying device 100, and more specifically, to soften the purified water through the nano separation membrane in the operation mode of the water purifying device 100. The softening mode and the flushing unit 30 control the flushing mode to flush the nano separator.

즉, 상기 제어부(40)은 연수화 모드 시, 설정시간 동안 나노 분리막(21)에 의한 정수 처리수의 연수화를 제어하고, 플러싱 모드 시, 정수 처리수의 필터링 과정을 차단함과 동시에 설정시간 동안 나노 분리막(21)의 플러싱을 제어한다.That is, the control unit 40 controls the softening of the purified water by the nano separator 21 during the set time in the softening mode, and blocks the filtering process of the purified water in the flushing mode and at the same time the set time. While the flushing of the nano-membrane 21 is controlled.

이 경우, 상기 제어부(40)은 연수화 모드 및 플러싱 모드 시의 작동에 필요한 설정시간과 각종 데이터 값의 로직을 저장하고 있는 통상적인 메모리부(도면에 도시되지 않음)에 의해서 정수장치(100)의 전반적인 작동 모드를 제어한다.In this case, the control unit 40 is a water purifier 100 by a conventional memory unit (not shown) that stores the set time and logic of various data values required for operation in the softening mode and the flushing mode. To control the overall operating mode.

우선 제어부(40)에 의한 정수장치(100)의 연수화 모드 시, 본 실시예에서는 정수부(10)로부터 공급되는 정수 처리수를 공급라인(23)를 통해 공급펌프(P1) 및 고압펌프(P2)의 인입압으로 나노 분리막(21)으로 공급한다. First, in the softening mode of the water purifying device 100 by the control unit 40, in the present embodiment, the purified water supplied from the water purifying unit 10 is supplied through the supply line 23 to the supply pump P1 and the high pressure pump P2. ) Is supplied to the nano separator 21 with an inlet pressure of

이때 공급라인(23)에는 약품 공급부(25)를 통해 나노 분리막(21)의 오염 및 스케일 형성을 방지하기 위한 전처리 약품이 공급된다. At this time, the supply line 23 is supplied with a pretreatment chemical for preventing contamination and scale formation of the nano separation membrane 21 through the chemical supply unit 25.

상기 나노 분리막(21)에 의해 정수 처리수가 필터링 되면서 생산수와 농축수가 생성되고, 상기 유량조절밸브(32)는 입력된 유량 값에 맞춰 조절된 개도에 따라 유로를 개방하여 농축수 일부를 배출라인(31)을 통해 외부를 배출한다.  The purified water is filtered by the nano-membrane 21 to produce the produced water and the concentrated water, and the flow control valve 32 opens the flow path according to the opening degree adjusted according to the input flow rate to discharge a portion of the concentrated water. Exhaust outside through (31).

여기서, 여과 공정을 실시하면서 일정 시간이 흐르면 막 표면 오염 물질로 인해 막 투과압력(Transmembrane Pressure, TMP)이 상승하게 된다. Here, when a certain time passes while performing the filtration process, the membrane permeation pressure (TMP) increases due to the membrane surface contaminants.

이에, 본 실시예에서는 나노 분리막부(20)를 통해 정수 처리수의 연수화 과정이 기설정된 시간 동안 이루어진 후, 제어부(40)를 통해 정수장치(100)의 작동 모드를 연수화 모드에서 나노 분리막(21)의 플러싱 모드로 변환한다.Thus, in the present embodiment, after the water softening process of the purified water through the nano separation membrane unit 20 is made for a predetermined time, the operation mode of the water purification device 100 through the control unit 40 in the softening mode of the nano separation membrane Switch to the flushing mode of (21).

상기 플러싱 모드 시, 제어부(40)는 유량조절밸브(32)의 개도를 전부 개방한다. In the flushing mode, the controller 40 completely opens the opening degree of the flow regulating valve 32.

그러면, 나노 분리막(21)으로 공급된 정수 처리수를 여과하지 않고 이를 배출되지 않았던 농축수 전부와 함께 고압펌프(P2)의 인입압을 이용하여 배출라인(31)을 통해 배출된다. 이로써, 나노 분리막(21)의 표면의 불순물 입자를 정수 처리수와 농축수로서 플러싱하여 제거한다.Then, the purified water supplied to the nano separation membrane 21 is discharged through the discharge line 31 using the inlet pressure of the high pressure pump P2 together with all of the concentrated water which is not discharged without filtering the purified water. Thus, the impurity particles on the surface of the nano separator 21 are removed by flushing with purified water and concentrated water.

따라서, 나노 분리막(21) 표면에 흡착된 불순물 입자가 일정 주기로 물리적으로 세정되므로 막 표면의 스케일 형성을 방지할 수 있게 된다. Therefore, since the impurity particles adsorbed on the surface of the nano separator 21 are physically cleaned at regular intervals, scale formation on the surface of the membrane may be prevented.

이렇게 정수부(10)와 나노 분리막부(20)를 거치면서 정수, 연수화 처리된 처리수는 염소 소독에 의해 각종 병원성 미생물이 불활성화되는 정수지를 거치게 된다. 상기의 과정을 거쳐 완전처리된 물은 저장소에 저장된 후에 일반가정으로 급수가 됨으로써 정수처리의 제반 과정이 완료된다.The purified water and the softened treated water while passing through the water purification unit 10 and the nano separation membrane unit 20 pass through a purified water where various pathogenic microorganisms are inactivated by chlorine disinfection. Completely treated water through the above process is stored in the reservoir and then supplied to the general household water purification process is completed.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 정수장치(100)에 의하면, 정수 처리수를 연수화 하는 종래 기술의 이온교환수지 대신 나노 분리막(21)을 통해 정수 처리수를 연수화 하며, 일정 주기로 나노 분리막(21)에 공급된 정수 처리수와 생성된 농축수를 배출함으로써 나노 분리막(21)에 흡착된 불순물 입자를 플러싱(flushing) 할 수 있다.As described so far, according to the water purification device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention, the purified water is softened through the nano separator 21 instead of the ion exchange resin of the prior art, which softens the purified water. In addition, the impurity particles adsorbed to the nano separator 21 may be flushed by discharging the purified water and the concentrated water supplied to the nano separator 21 at regular intervals.

따라서, 본 실시예에서는 나노 분리막(21)의 플러싱으로 인해 나노 분리막(21)의 스케일 형성을 방지하여 그 수명을 더욱 연장시킬 수 있다. Therefore, in the present embodiment, due to the flushing of the nano-membrane 21, it is possible to prevent scale formation of the nano-membrane 21 to further extend its lifespan.

또한, 본 실시예에서는 나노 분리막(21)의 플러싱을 위해 생산수가 아닌 정수 처리수와 농축수를 사용함으로써, 나노 분리막(21)의 플러싱에 따른 생산수의 손실을 절감할 수 있다.In addition, in the present embodiment, by using purified water and concentrated water instead of the production water for flushing the nano separator 21, it is possible to reduce the loss of production water due to the flushing of the nano separator 21.

그리고, 이러한 사전 스케일 생성 방지를 통해 막 여과 부하를 감소시키므로 높은 회수율로 생산수 생산이 가능하고, 장시간 운전이 가능하다. In addition, by preventing the pre-scale generation, the membrane filtration load is reduced, so that the production water can be produced with a high recovery rate, and a long time operation can be performed.

또한 화학적 세정 주기의 감소로 약품 및 세정시간, 에너지 등 전체 운영비 절감이 가능하다. In addition, the reduction of chemical cleaning cycles can reduce overall operating costs such as chemicals, cleaning time and energy.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

1… 착수정 3… 응집 침전지
5… 여과지 10… 정수부 20… 나노 분리막부 21… 나노 분리막 23… 공급 라인 25… 약품 공급부 30… 플러싱부 31… 배출 라인 32… 유량 조절 밸브 40… 제어부
P1… 공급 펌프 P2… 고압 펌프One… Initiation boat 3. Agglomerated sedimentation basin
5 ... Filter paper 10.. Water purifying part 20. Nano separator 21. Nano separator 23... Supply line 25... . Chemical supply section 30.. Flushing section 31... Discharge line 32... Flow control valve 40.. The control unit
P1 ... Feed pump P2... High pressure pump

Claims (10)

취수된 원수를 순차적으로 응집, 침전, 여과 처리하는 정수부;
상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 나노 분리막으로 필터링하여 연수화 하는 나노 분리막부;
상기 나노 분리막으로 공급된 정수 처리수와 나노 분리막에 의해 분리된 농축수를 일정 주기로 외부로 배출하여 플러싱하는 플러싱부; 및
상기 나노 분리막을 통해 정수 처리수를 연수화하는 연수화 모드와, 상기 플러싱부를 통해 상기 나노 분리막을 플러싱 하는 플러싱 모드를 실질적으로 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 나노 분리막부는
상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 나노 분리막으로 공급하기 위한 공급 펌프;
상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 일정 인입압으로 나노 분리막으로 공급하기 위한 고압 펌프;
상기 정수부에서 처리된 정수 처리수를 필터링하여 연수화하는 나노 분리막;
상기 공급 펌프의 후단과 고압 펌프의 전단을 연결하는 공급 라인;
상기 공급라인에 약품을 공급하기 위한 약품 공급부; 및
상기 나노 분리막에 화학 세정액을 공급하여 화학 세정하기 위한 화학 세정부를 포함하고,
상기 플러싱부는,
상기 나노 분리막에 의해 분리된 농축수를 외부로 배출하는 배출라인과,
상기 배출라인에 설치되며, 전기적인 신호에 따라 개도가 조절되는 유량 조절 밸브를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 연수화 모드 시, 상기 배출라인을 일부 개방하고, 상기 플러싱 모드 시, 상기 배출라인을 전부 개방하도록 상기 유량 조절밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 장치.Water purification unit for agglomeration, sedimentation, filtration of the raw water taken in sequence;
A nano separator for filtering and softening the purified water treated by the purified water with a nano separator;
A flushing unit configured to flush and discharge the purified water and the concentrated water separated by the nano separator to the outside at regular intervals; And
And a control unit for substantially controlling a softening mode for softening the purified water through the nano separator and a flushing mode for flushing the nano separator through the flushing unit.
The nano separator portion
A supply pump for supplying the purified water treated in the purified water unit to the nano separator;
A high pressure pump for supplying the purified water treated in the purified water unit to the nano separator with a predetermined inlet pressure;
A nano separator for filtering and softening the purified water treated in the purified water unit;
A supply line connecting a rear end of the feed pump and a front end of the high pressure pump;
A medicine supply unit for supplying a medicine to the supply line; And
A chemical cleaning unit for supplying a chemical cleaning solution to the nano separation membrane and performing chemical cleaning,
The flushing unit,
A discharge line for discharging the concentrated water separated by the nano separator to the outside;
It is installed in the discharge line, and includes a flow rate control valve for controlling the opening degree in accordance with the electrical signal,
The control unit,
The softening water purification device using the nano-membrane, characterized in that for controlling the flow rate control valve to open the discharge line, a part of the softening mode, the entire opening of the discharge line in the flushing mode. 제1항에 있어서,
상기 정수부는,
취수된 원수를 저장하고 유량 조절하는 착수정;
응집 플록을 성장시켜 침전시키는 응집 침전지; 및
상기 침전지에서 침전되지 않은 불순물을 여과하는 여과지
를 포함하는 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 장치.The method of claim 1,
The water purification unit,
A landing well for storing and controlling the flow of raw water withdrawn;
Agglomerated sedimentation basin for growing and flocculating flocculation flocs; And
Filter paper for filtering impurities not precipitated in the settling basin
Water softening water purification device using a nano separator comprising a. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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