KR101289941B1

KR101289941B1 - 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치, 시스템 및 그 장치의 작동방법

Info

Publication number: KR101289941B1
Application number: KR20120144423A
Authority: KR
Inventors: 김영오; 전덕우; 임태형; 이재영
Original assignee: (주)이에이그룹건축사사무소; 현대건설주식회사
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-07-26

Abstract

본 발명은 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치, 시스템 및 그 장치의 작동방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 농축여과장치에 있어서, 본체; 여과의 대상이 되는 원수를 본체 내로 유입시키기 위한 유입단; 본체 내에 구비되어 유입단으로 유입된 원수를 내부로 흡입시켜 여과시키는 여과막관; 여과막관의 내부로 흡입되지 않은 원수를 배출시키는 배출단; 여과막관과 연결되어 처리수를 배출시키는 처리수 토출단; 및 유입단과 연결되어 본체의 내부로 원수의 배출방향과 역방향으로 원수를 유입시켜 난류를 발생시키기 위한 침지형 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치에 관한 것이다.

Description

혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치, 시스템 및 그 장치의 작동방법{Apparatus, method and system for filtering in anaerobic digestion process}

본 발명은 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치, 시스템 및 그 장치의 작동방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 혐기성 소화공정에 침지형 막 농축여과장치를 이용하는 운전방안 및 이를 통한 보다 효율적인 세정방안을 포함한 농축여과장치에 대한 것이며, 특히 동력사용이 적은 흡인방식의 농축여과공정 운영 방식과 역세시 공기 주입 콤프레셔을 결합하여 약품사용량을 최소화하는 고효율 세정방식에 관한 것이다.

우리나라는 런던협약 의정서 가입 회원국으로써 2012년부터 축산폐수와 하수슬러지에 대한 해양투기가 금지되었고 2013년부터는 음식물 폐수의 해양투기가 금지됨으로써 유기성 폐수 및 폐기물에 대한 육상처리가 불가피한 상황이며 혐기성 소화공정은 유기성 폐수 및 폐기물 처리에 적용하는 공정으로 유기성 오염물질을 분해안정화시킴과 동시에 처리과정(메탄발효)을 통해 재생에너지(바이오가스)를 생산함을 주된 목적으로 한다.

이러한 혐기성 소화공정 중 막결합형 혐기성 소화공정은 유기성 폐수 및 폐기물을 고액분리막조에 소화액을 가압하여 투과수를 생산하여 연계처리시설로 이송하고, 농축수는 소화조로 직간접적으로 반송함으로써 소화반응조내의 미생물 농도를 높게 유지하여 오염물질 분해속도를 향상시켜 처리효율을 증대시키고, 이를통해 바이오가스의 생산량을 증대시키는 일련의 개념을 가졌다.

고액분리막조에 사용되는 막분리공법은 구동(운전)방식에 따라 가압식 막여과와 침지식 막여과로 구분되고, 여과방식에 따라 교차흐름 여과방식과 전량 여과방식으로 구분된다.

도 1은 가압식 막여과 방식을 나타내기 위한 농축여과 시스템의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가압식 막여과는 처리대상 원수(1)를 펌프(2)를 이용하여 고액분리막조(3)에 가압하여 막여과수를 생산하는 방식으로, 비교적 유량(flux)이 크고 모듈형태로 미관이 양호한 장점이 있으나, 고농도 폐수 적용에 어려움이 있고 높은 운전압력이 필요하다.

도 2는 침지식 막여과 방식을 나타내기 위한 농축여과 시스템의 구성도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 침지식 막여과는 침지식 여과조(4)이 구비되어 시스템이 단순하고 적은 동력으로 운전이 가능하며 고농도 폐수적용이 가능하지만, 비교적 적은 프럭스(flux)를 갖는 것이 단점이다.

도 3은 교차 흐름 여과 방식이 적용되는 여과막관의 단면도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 교차흐름 여과방식은 처리대상 원수가 막 표면과 평행하게 흐르면서 막을 통과하는 방법으로 원액이 막 표면에 수직으로 통과하지 않으므로 비교적 고농도의 원수도 여과가 가능하며, 일정하게 투과율을 유지 할 수 있으나, 가압수량이 많아 에너지 효율은 떨어지는 단점이 있다.

도 4는 전량 여과방식이 적용되는 여과막관의 단면도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 전량 여과방식은 여과원액이 막 표면과 수직으로 통과하여 여과하는 방식으로 공급원수의 대부분을 여과시켜 펌핑 유량이 적어 에너지 효율이 좋다는 장점이 있으나, 표면에 케익층이 잘 형성되어 막 세정 시간을 놓치는 경우 회복이 불가능할 수도 있는 단점이 있다.

이러한 종래의 막결합형 혐기소화공정 중 고액분리막조 기술은 가압식 여과방식 및 교차흐름 여과방식을 적용함으로써 그 특성에 따라 투과수 생산을 위해는 고액분리막조에 고압으로 지속적인 가압을 해야 하고 많은 양의 소화액을 고액분리막조내로 순환시켜 농축하므로 고양정대용량의 가압펌프가 필요하며, 직접적으로 소화반응조로 농축수를 반송시 충격부하에 의해 소화반응조 효율이 저하되는 현상이 발생되므로 별도의 농축조가 필요하였다.

또한 농축조에 농축수를 생산하는 과정에서 막에 대한 오염부하가 급격히 커져 세정주기가 짧아지고, 막의 수명이 단축되어 유지관리비용이 증가되는 어려움이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면 종래 교차흐름방식과 반대로 원수가 여과막관의 외부에서 내부로 흡입되어 여과되는 방식을 갖고, 유입단에 침지형 관이 구비되고, 본체 내부 난류형성 돌기가 구비되어 난류유동을 형성시키게 됨으로써 여과효율을 높이고 에너지 소비를 저감하면서, 스케일 형성을 감소시킬 수 있는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 세정모드시와 농축여과모드시 원수의 유동방향과 세정액의 유동방향을 서로 다르게 하여 스케일을 보다 적은 에너지를 소비하면서, 보다 신속하고 빠르게 제거할 수 있는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 제1목적은 농축여과장치에 있어서, 본체; 여과의 대상이 되는 원수를 본체 내로 유입시키기 위한 유입단; 본체 내에 구비되어 유입단으로 유입된 원수를 내부로 흡입시켜 여과시키는 여과막관; 여과막관의 내부로 흡입되지 않은 원수를 배출시키는 배출단; 및 여과막관과 연결되어 처리수를 배출시키는 처리수 토출단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치로서 달성될 수 있다.

유입단과 연결되어 본체의 내부로 원수의 배출방향과 역방향으로 원수를 유입시켜 난류를 발생시키기 위한 침지형 관을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

침지형 관은 복수로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본체의 내면 일측에 구비되어 난류를 형성시키는 난류형성돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

여과막관의 여과면에는 다수의 미세홀이 형성되며, 여과막관은 복수로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은, 농축여과방법에 있어서, 여과의 대상이 되는 원수가 유입단을 통해 본체 내로 유입되는 단계; 유입단으로 유입된 원수가 본체 내에 구비된 여과막관의 내부로 흡입되어 여과되는 단계; 및 여과막관의 내부로 흡입되지 않은 원수가 배출단을 통해 배출되고, 여과막관과 연결된 처리수 토출단을 통해 처리수를 배출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과방법으로서 달성될 수 있다.

유입되는 단계는, 유입단과 연결된 침치형관을 통해 본체의 내부로 원수의 배출방향과 역방향으로 원수를 유입시켜 난류를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

세정모드시, 처리수 배출단으로 세정수가 유입되어 여과막관의 여과면을 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본체의 내면 일측에 구비된 난류형성돌기에 의해 본체 내에서 유동되는 원수에 난류를 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제3목적은, 농축여과 시스템에 있어서, 내부에 여과의 대상이 되는 원수가 저장되는 소화조; 소화조와 연결되어 소화조에 저장된 원수가 유입되는 앞서 설명한 제1목적에 따른 농축여과장치; 농축여과장치의 유입단으로 소화조에 저장된 원수를 유입시키기 위한 동력을 제공하는 순환펌프; 소화조와 농축여과장치의 배출단 사이에 구비되어 배출단을 통해 배출되는 원수를 다시 소화조로 투입시키는 순환관; 및 농축여과장치의 여과막관 내의 처리수를 처리수 토출단을 통해 배출시키기 위한 동력을 제공하는 흡입펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템으로서 달성될 수 있다.

순환펌프를 제어하여 농축여과장치의 유입단으로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 순환제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

흡입펌프를 제어하여 여과막관의 흡입압과 처리수 토출단을 통해 토출되는 처리수의 유량을 조절하는 흡입펌프제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고, 이러한 시스템은 내부에 세정액이 저장된 세정액저장탱크; 및 처리수 토출단을 통해 여과막관이 내부로 세정액을 투입시키기 위한 세정펌프;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본체 내부로 공기를 주입시키는 에어콤프레셔를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제4목적은 농축여과 시스템의 작동방법에 있어서, 순환펌프에 의해 소화조에 저장된 여과의 대상이 되는 원수가 농축여과장치의 유입단을 통해 농축여과장치의 본체 내로 유입되는 단계; 유입단으로 유입된 원수가 흡입펌프에 의해 본체 내에 구비된 여과막관의 내부로 흡입되어 여과되는 단계; 및 여과막관의 내부로 흡입되지 않은 원수가 배출단을 통해 배출되어 소화조로 다시 투입되고, 여과막관과 연결된 처리수 토출단을 통해 처리수를 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템의 작동방법으로서 달성될 수 있다.

순환제어부가 순환펌프를 제어하여 농축여과장치의 유입단으로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

흡입펌프제어부가 흡입펌프를 제어하여 여과막관의 흡입압과 처리수 토출단을 통해 토출되는 처리수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

세정모드시, 순환펌프와 흡입펌프의 작동이 중단되고, 세정펌프를 작동시켜 세정액저장탱크 내에 저장된 세정수가 처리수 토출단을 통해 여과막관의 내부로 유입되어 여과막관의 여과면을 통해 분사되어 여과막관을 세척하는 것을 특징으로 할 수 있다.

세정모드시, 에어콤프레셔를 통해 본체 내부로 공기를 분사하여 본체 내에 난류를 형성시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제5목적은 컴퓨터에 의해 판독가능한 앞서 언급한 제4목적에 따른 작동방법이 실행가능한 프로그램 코드가 기록된 기록매체로서 달성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 종래 교차흐름방식과 반대로 원수가 여과막관의 외부에서 내부로 흡입되어 여과되는 방식을 갖고, 유입단에 침지형 관이 구비되고, 본체 내부 난류형성 돌기가 구비되어 난류유동을 형성시키게 됨으로써 여과효율을 높이고 에너지 소비를 저감하면서, 스케일 형성을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 세정모드시와 농축여과모드시 원수의 유동방향과 세정액의 유동방향을 서로 다르게 하여 스케일을 보다 적은 에너지를 소비하면서, 보다 신속하고 빠르게 제거할 수 있는 장점이 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을다.

도 1은 가압식 막여과 방식을 나타내기 위한 농축여과 시스템의 구성도,
도 2는 침지식 막여과 방식을 나타내기 위한 농축여과 시스템의 구성도,
도 3은 교차 흐름 여과 방식이 적용되는 여과막관의 단면도,
도 4는 전량 여과방식이 적용되는 여과막관의 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과장치의 단면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 여과막관의 단면도,
도 7a는 종래 교차흐름방식에서의 농축여과모드시 처리수의 이동경로를 나타낸 종래 여과막관의 단면도,
도 7b는 종래 교차흐름방식에서의 세정모드시 세정액의 이동경로를 나타낸 종래 여과막관의 단면도,
도 8a는 농축여과모드시 처리수와 원수의 이동경로를 나타낸 여과막관의 단면도,
도 8b는 세정모드시 세정액의 이동경로를 나타낸 여과막관의 단면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템이 구성도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과 시스템의 작동방법에 대한 흐름도를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화공정을 위한 농축여과장치(100)의 구성, 기능 및 농축여과방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과장치(100)의 단면도를 도시한 것이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화공정을 위한 농축여과장치(100)는 본채(120), 유입단(101), 복수의 여과막관(110), 처리수토출단, 침지형 관(102) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화공정을 위한 농축여과장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 본채(120) 내부로 여과의 대상이 되는 원수(1)가 유입단(101)을 통해 유입되며, 이러한 유입단(101)에는 침지형 관(102)이 구비됨을 알 수 있다. 이러한 침지형 관(102)이 구비됨으로써, 유입단(101)을 통해 유입되는 원수(1)는 침지형 관(102)을 통해 하부측 방향으로 유입되게 된다. 따라서 유입되는 원수(1)는 본채(120)의 하부판을 향해 유입됨으로 자동적으로 난류를 형성시키며 유동되게 된다.

또한, 본채(120)의 내부면에는 다수의 난류형성 돌기(121)가 구비되어 원수(1)가 본채(120) 내에서 유동될 때, 난류가 형성되게 되어, 후에 설명되는 바와 같이, 여과막관(110)의 여과효율을 증대시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 다수의 여과막관(110)이 설치되어 짐을 알 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 여과막관(110)의 단면도를 도시한 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 여과막관(110)의 외부는 난류가 형성된 원수(1)가 유동되고, 여과막관(110)과 연결된 흡입펌프(220)의 흡입력으로 원수(1)가 여과막관(110)의 여과면(112)을 통과하여 여과된 처리수(5)가 여과막관(110)의 내부로 흡입되게 된다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 여과막관(110)의 여과면(112)에는 다수의 미세홀(111)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 그리고, 여과막관(110) 내부로 흡입된 처리수(5)는 처리수 토출단을 통해 배출되게 된다. 또한, 여과막관(110)의 내부로 흡입되어 여과되지 않고 농축된 원수(1)는 도 5에 도시된 바와 같이, 농축여과장치(100)의 배출단(103)을 통해 배출되게 된다.

도 7a는 종래 교차흐름방식에서의 농축여과모드시 처리수(5)의 이동경로를 나타낸 종래 여과막관(110)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 7b는 종래 교차흐름방식에서의 세정모드시 세정액(7)의 이동경로를 나타낸 종래 여과막관(110)의 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 8a는 농축여과모드시 처리수(5)와 원수(1)의 이동경로를 나타낸 여과막관(110)의 단면도를 도시한 것이고, 도 8b는 세정모드시 세정액(7)의 이동경로를 나타낸 여과막관(110)의 단면도를 도시한 것이다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 종래 교차흐름방식에서는 원수(1)가 여과막관(110)의 내부로 유입되어 토출압에 의해 원수(1)가 여과면(112)을 통과하면서 여과됨을 알 수 있다. 이러한 종래 교차흐름방식의 경우 농축여과모드시 오랜 작동시간 후에는 여과막관(110)의 내면에 스케일(6)이 형성되어 여과면(112)에 형성된 미세홀(111)이 막혀 더 이상 여과를 할 수 없게 되는 문제가 존재하고, 이러한 스케일(6)을 제거하기 힘든 문제가 존재하였다.

즉, 도 7b에 도시된 바와 같이, 종래 세정모드시에 이러한 스케일(6)을 제거하기 위해서는 다시 여과막관(110)의 내부로 세정액(7)을 유입시키는 방식으로 스케일(6)을 제거하였음을 알 수 있다. 그러나 이러한 방식은 농축모드시 원수(1)의 이동경로와 세정모드시 세정액(7)의 이동경도가 동일하여 스케일(6)이 잘 제거되지 않게 되는 문제점이 존재하였다.

그러나 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과장치(100)의 여과막관(110)의 경우 농축여과모드시에는 도 8a에 도시된 바와 같이, 종래와 달리 여과막관(110)의 외부에서 내부로 원수(1)가 여과되어 처리수(5)가 형성되며, 앞서 설명한 바와 같이, 여과막관(110)의 외부에서 유동하는 원수(1)에 난류가 형성되므로 오랜 작동시간 후에도 종래와 비교하여 스케일(6)이 잘 형성되지 않게 된다.

또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과장치(100)의 세정모드시에는 종래와 달리, 원수(1)의 이동경로와는 반대로 세정액(7)이 여과막관(110)의 내부로 유입되어 외부로 분사되는 방식을 취하게 됨으로써 스케일(6)의 제거가 용이하게 됨을 알 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템(200)의 구성 및 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 이러한 농축여과시스템(200)은 앞서 설명한 농축여과장치(100)를 그대로 포함하고 있는 시스템이다. 먼저, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템(200)이 구성도를 도시한 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템(200)은 앞서 언급한 농축여과장치(100), 내부에 여과의 대상이 되는 원수(1)가 저장되는 소화조(10), 순환펌프(210), 흡입펌프(220), 에어콤프레셔(260), 세정액저장탱크(250), 세정펌프(240), 순환관(230) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다.

소화조(10)는 내부에 여과의 대상이 되는 원수(1)가 저장되며, 농축여과장치(100)에서 배출된 원수(1)가 다시 순환되게 된다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 소화조(10)와 농축여과장치(100)의 유입단(101) 사이를 연결하는 관에는 순환펌프(210)가 구비되어, 순환펌프(210)의 동력에 의해 소화조(10)에 저장된 원수(1)가 농축여과장치(100)의 유입단(101)으로 유입되게 된다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 유입단(101)을 통해 농축여과장치(100)의 본채(120) 내부로 유입된 원수(1)는 침지형 관(102)과 난류형성 돌기(121)에 의해 난류가 형성되며 유동하게 된다. 그리고, 여과막관(110)의 처리수토출단에 연결된 흡입펌프(220)의 동력에 의해 본채(120) 내부에서 유동되는 원수(1)가 여과막관(110)의 여과면(112)을 통과하여 여과되어 여과막관(110)의 내부로 흡입되어 처리수(5)가 토출되게 된다.

그리고, 여과막관(110)의 내부로 흡입되지 않은 원수(1)는 도 9에 도시된 바와 같이, 농축여과장치(100)의 배출단(103)과 소화조(10)를 연결하는 순환관(230)을 통해 배출되어 다시 소화조(10)로 유입되게 됨을 알 수 있다. 이렇게 원수(1)가 소화조(10)와 농축여과장치(100)를 순환하게 되면서 여과된 처리수(5)는 처리수 토출단을 통해 토출되고, 원수(1)는 농축된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과시스템(200)은 순환제어부를 더 포함할 수 있다. 이러한 순환제어부는 순환펌프(210)를 제어하여 농축여과장치(100)로 유입되는 원수(1)의 유량을 조절할 수 있고, 소화조(10)와 농축여과장치(100)를 거쳐 순환되는 원수(1)의 순환 속도를 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과시스템(200)은 흡입펌프 제어부를 더 포함할 수 있다. 이러한 흡입펌프 제어부는 흡입펌프(220)를 제어하여 여과막관(110)의 내부로 유입되어 여과되는 원수(1)의 유량을 조절할 수 있고, 여과막관(110)의 흡입압을 조절할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과 시스템(200)에 구비되는 농축여과장치(100)의 여과막관(110)에 스케일(6)이 형성되는 경우, 세정모드로 운전될 수 있다. 이러한 세정모드시에는 순환펌프(210)와 흡입펌프(220)의 작동이 중단되어 더 이상 원수(1)가 순환되지 않고, 원수(1)가 농축여과장치(100)로 유입되지 않는다. 중단 후 농축여과장치(100)에 잔존한 원수(1)는 도 9에 도시된 바와 같이, 세척폐수 드레인(270)을 통해 외부로 배출되게 된다.

그리고, 이러한 세정모드 시에는 세정펌프(240)가 작동되어, 세정액 저장탱크(250)에 저장된 세정액(7)이 세정펌프(240)의 동력에 의해 처리수 토출단을 통해 여과막관(110)의 내부로 유입되게 된다. 따라서 이러한 유입압에 의해 세정액(7)은 여과막관(110)의 여과면(112)에 형성된 미세홀(111)을 투과하면서 여과막관(110)에 형성된 스케일(6)을 제거하게 된다.

또한, 이러한 세정모드시 도 9에 도시된 바와 같이, 에어콤프레셔(260)를 통해 본채(120) 내부로 공기를 유입시켜, 공기압에 의해 여과막관(110)에 형성된 스케일(6)을 더욱 효율적으로 제거할 수 있게 된다.

이하에서는 앞서 설명한 농축여과시스템(200)의 작동방법을 설명하도록 한다. 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 농축여과 시스템(200)의 작동방법에 대한 흐름도를 도시한 것이다.

먼저, 순환펌프(210)에 의해 소화조(10)에 저장된 여과의 대상이 되는 원수(1)가 농축여과장치(100)의 유입단(101)을 통해 농축여과장치(100)의 본채(120) 내로 유입되게 된다(S10). 이러한 유입단계에서는 앞서 언급한 바와 같이, 유입단(101)과 연결된 침치형관을 통해 본채(120)의 내부로 원수(1)의 배출방향과 역방향으로 원수(1)를 유입시키고, 본채(120) 내면에 형성된 난류형성 돌기(121)에 의해 난류를 발생시키게 된다.

그리고, 유입단(101)으로 유입된 원수(1)는 흡입펌프(220)에 의해 본채(120) 내에 구비된 여과막관(110)의 내부로 흡입되어 여과되게 된다(S20). 그리고, 여과막관(110)의 내부로 흡입되지 않은 원수(1)는 배출단(103)을 통해 배출되어 순환관(230)을 통해 다시 소화조(10)로 투입되고, 처리수(5)는 여과막관(110)과 연결된 처리수 토출단을 통해 배출되게 된다(S30).

농축여과모드시에는 이러한 S10, S20, S30의 과정이 반복되면서, 원수(1)가 처리수(5)로 처리되면서 농축되게 된다. 또한, 이러한 과정에서 순환제어부는 순환펌프(210)를 제어하여 농축여과장치(100)의 유입단(101)으로 유입되는 원수(1)의 유량을 조절할 수 있고, 흡입펌프제어부는 흡입펌프(220)를 제어하여 여과막관(110)의 흡입압과 처리수 토출단을 통해 토출되는 처리수(5)의 유량을 조절할 수 있다.

그리고, 여과막관(110)의 세정이 필요한 경우(S40)에는 순환펌프(210)와 흡입펌프(220)의 작동이 중단되고(S50), 세정펌프(240)를 작동시켜 세정액저장탱크(250) 내에 저장된 세정수가 처리수 토출단을 통해 여과막관(110)의 내부로 유입되어(S60), 여과막관(110)의 여과면(112)을 통해 외부로 분사되어 여과막관(110)을 세정하게 된다(S70). 이러한 S40, S50, S60, S70의 과정은 세정모드가 종료될 때까지 지속되게 된다.

또한, 이러한 세정모드시 에어콤프레셔(260)를 통해 본채(120) 내부로 공기를 분사하여 본채(120) 내에 난류를 형성시켜, 보다 효율적으로 여과막관(110)을 세정할 수 있다.

1:원수
2:펌프
3:고액분리막조
4:침지식여과조
5:처리수
6:스케일
7:세정액
10:소화조
100:농축여과장치
101:유입단
102:침지형 관
103:배출단
110:여과막관
111:미세홀
112:여과면
120:본체
121:난류형성돌기
200:농축여과시스템
210:순환펌프
220:흡입펌프
230:순환관
240:세정펌프
250:세정액저장탱크
260:에어콤프레셔
270:세척폐수 드레인

Claims

농축여과장치에 있어서,
본체;
여과의 대상이 되는 원수를 본체 내로 유입시키기 위한 유입단;
상기 본체 내에 구비되어 상기 유입단으로 유입된 상기 원수를 내부로 흡입시켜 여과시키는 여과막관;
상기 여과막관의 내부로 흡입되지 않은 원수를 배출시키는 배출단;
상기 여과막관과 연결되어 여과된 처리수를 배출시키는 처리수 토출단; 및
상기 유입단과 연결되어 상기 본체의 내부로 상기 원수의 배출방향과 역방향으로 상기 원수를 유입시켜 난류를 발생시키기 위한 침지형 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 침지형 관은 복수로 구성되는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치.
제 1항에 있어서,
상기 본체의 내면 일측에 구비되어 난류를 형성시키는 난류형성돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치.
제 1항에 있어서,
상기 여과막관의 여과면에는 다수의 미세홀이 형성되며,
상기 여과막관은 복수로 구성되는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 장치.
농축여과방법에 있어서,
여과의 대상이 되는 원수가 유입단을 통해 본체 내로 유입되는 단계;
상기 유입단으로 유입된 상기 원수가 상기 본체 내에 구비된 여과막관의 내부로 흡입되어 여과되는 단계; 및
상기 여과막관의 내부로 흡입되지 않은 원수가 배출단을 통해 배출되고, 상기 여과막관과 연결된 처리수 토출단을 통해 상기 처리수를 배출되는 단계;를 포함하고,
상기 유입되는 단계는,
상기 유입단과 연결된 침치형관을 통해 상기 본체의 내부로 상기 원수의 배출방향과 역방향으로 상기 원수를 유입시켜 난류를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과방법.
삭제
제 6항에 있어서,
세정모드시, 상기 처리수 배출단으로 세정수가 유입되어 상기 여과막관의 여과면을 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과방법.
제 6항에 있어서,
상기 본체의 내면 일측에 구비된 난류형성돌기에 의해 상기 본체 내에서 유동되는 상기 원수에 난류를 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과방법.
농축여과 시스템에 있어서,
내부에 여과의 대상이 되는 원수가 저장되는 소화조;
상기 소화조와 연결되어 상기 소화조에 저장된 원수가 유입되는 제 1항, 제3항, 제4항 또는 제5항에 따른 농축여과장치;
상기 농축여과장치의 유입단으로 상기 소화조에 저장된 원수를 유입시키기 위한 동력을 제공하는 순환펌프;
상기 소화조와 상기 농축여과장치의 배출단 사이에 구비되어 배출단을 통해 배출되는 원수를 다시 상기 소화조로 투입시키는 순환관; 및
상기 농축여과장치의 여과막관 내의 처리수를 처리수 토출단을 통해 배출시키기 위한 동력을 제공하는 흡입펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 순환펌프를 제어하여 상기 농축여과장치의 유입단으로 유입되는 상기 원수의 유량을 조절하는 순환제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템.
제 11항에 있어서,
상기 흡입펌프를 제어하여 상기 여과막관의 흡입압과 처리수 토출단을 통해 토출되는 상기 처리수의 유량을 조절하는 흡입펌프제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템.
제 10항에 있어서,
내부에 세정액이 저장된 세정액저장탱크; 및
상기 처리수 토출단을 통해 상기 여과막관이 내부로 상기 세정액을 투입시키기 위한 세정펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 본체 내부로 공기를 주입시키는 에어콤프레셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템.
제 10항에 따른 농축여과 시스템의 작동방법에 있어서,
순환펌프에 의해 소화조에 저장된 여과의 대상이 되는 원수가 농축여과장치의 유입단을 통해 상기 농축여과장치의 본체 내로 유입되는 단계;
상기 유입단으로 유입된 상기 원수가 흡입펌프에 의해 상기 본체 내에 구비된 여과막관의 내부로 흡입되어 여과되는 단계; 및
상기 여과막관의 내부로 흡입되지 않은 원수가 배출단을 통해 배출되어 상기 소화조로 다시 투입되고, 상기 여과막관과 연결된 처리수 토출단을 통해 상기 처리수를 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템의 작동방법.
제 15항에 있어서,
순환제어부가 상기 순환펌프를 제어하여 상기 농축여과장치의 유입단으로 유입되는 상기 원수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템의 작동방법.
제 16항에 있어서,
흡입펌프제어부가 상기 흡입펌프를 제어하여 상기 여과막관의 흡입압과 처리수 토출단을 통해 토출되는 상기 처리수의 유량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템의 작동방법.
제 15항에 있어서,
세정모드시,
상기 순환펌프와 상기 흡입펌프의 작동이 중단되고, 세정펌프를 작동시켜 세정액저장탱크 내에 저장된 세정수가 상기 처리수 토출단을 통해 상기 여과막관의 내부로 유입되어 상기 여과막관의 여과면을 통해 분사되어 상기 여과막관을 세척하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템의 작동방법.
제 18항에 있어서,
상기 세정모드시,
에어컴프레셔를 통해 상기 본체 내부로 공기를 분사하여 상기 본체 내에 난류를 형성시키는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템의 작동방법.
제 15항에 있어서,
상기 유입되는 단계는,
상기 유입단과 연결된 침치형관을 통해 상기 본체의 내부로 상기 원수의 배출방향과 역방향으로 상기 원수를 유입시켜 난류를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혐기성 소화공정을 위한 농축여과 시스템의 작동방법.
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