KR101418738B1 - Immersion type-pressure type hybrid membrane filtration system - Google Patents
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Abstract
가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템이 개시된다. 개시된 가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템은 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 이용한 수처리 시스템에 있어서, 유입 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 유닛; 상기 측정 유닛에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 계산 유닛; 막오염 상대지수를 산출하는 산출 유닛; 상기 계산 유닛에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛에서 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 수처리 시스템의 운전 모드를 선택하는 선택 유닛; 및 상기 선택 유닛에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 수처리 시스템의 운전을 제어하는 제어 유닛을 포함한다. A pressurized-submerged hybrid membrane filtration system is disclosed. The disclosed pressurized-submerged hybrid membrane filtration system is a water treatment system using a settling tank, a mixing / agglomeration apparatus, a pressurized membrane module and a submerged membrane module. The watertreatment system includes a measurement unit for measuring a water quality factor including turbidity of the incoming water, ; A calculation unit for calculating a statistical extraction value of the water quality factor measured in the measurement unit; A calculation unit for calculating a film contamination relative index; A selection unit for selecting the operation mode of the water treatment system based on the operation mode decision model using the statistical extraction value calculated in the calculation unit and the film contamination relative index calculated in the calculation unit; And a control unit for controlling the operation of the water treatment system according to the operation mode selected by the selection unit.
Description
본 발명의 실시예는 수처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 운전모드 의사결정모델을 토대로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템의 운전을 가변적으로 제어할 수 있도록 한 가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a water treatment system, and more particularly, to a water treatment system, which is based on raw water quality patterns and operation mode decision models generated by reflecting non-linear characteristics of membrane contamination rates, And more particularly, to a pressurized type submerged hybrid membrane filtration system capable of controlling operation in a variable manner.
기존의 응집침전/모래여과는 수 nm-수 um의 콜로이드 입자성 물질에 응집제를 첨가하여 플록을 형성시킨 후 침전지와 여과지에 분리시키는 방식으로 침전지에는 1 cm/min의 침강 속도로 하여 중력 침강에 의해 플록을 제거시키고, 침강되지 않은 미세 플록은 여과지에서 제거시킨다. 이때의 모래 입자와 모래 입자 사이의 간격은 100~200 um 정도의 간격을 가진다. Conventional coagulation sedimentation / sand filtration is carried out by adding coagulant to colloidal particulate matter of several nm to several um to form flocs and separating them into sedimentation paper and filter paper. In sedimentation paper, sedimentation rate is 1 cm / min, To remove the floc, and the unsettled micro flocs are removed from the filter paper. At this time, the interval between the sand particles and the sand particles has an interval of about 100 to 200 μm.
막 여과 공정은 공경의 크기에 따라서 공경보다 큰 것은 막에서 제거되며, 작은 것은 통과하는 분리의 한계가 정확한 방법이다. 정밀 여과막은 공경의 크기가 0.01~0.1 um 이상의 입자 제거가 가능하며, 한외 여과막은 분자량 5,000~10,000 이상의 불순물이 완전히 제거된다. 따라서 정밀 여과막이 제거할 수 없는 0.01~0.1 um 이하의 입자는 한외 여과막으로 제거가 가능하다. 이러한 이유로 기존 시스템인 급속 여과 방식과 완속 여과 방식에서는 모래 여과 후에 약간의 탁질이 누출되었지만, 정밀 여과막과 한외 여과막에서는 여과시 막 여과수에는 탁질이 전혀 누출되지 않는다. 따라서 정밀 여과막과 한외 여과막으로 처리된 막 여과수는 종래의 급속 여과 방식과 완속 여과 방식의 여과수에 비교하면 탁도, 대장균군, 일반세균과 같은 수질에서는 뛰어나다. In the membrane filtration process, the larger the pore is removed from the membrane depending on the size of the pore, and the smaller one is the precise method of separation. The microfiltration membrane is capable of removing particles with a pore size of 0.01-0.1 um and the ultrafiltration membrane completely removes impurities with a molecular weight of 5,000 to 10,000 or more. Therefore, particles of 0.01-0.1 μm or less that can not be removed by the microfiltration membrane can be removed by the ultrafiltration membrane. For this reason, in the rapid filtration system and the slow filtration system of the existing system, some of the contamination was leaked after the sand filtration, but in the microfiltration membrane and the ultrafiltration membrane, there was no leakage of the filtrate to the membrane filtration. Therefore, the membrane filtration water treated with the microfiltration membrane and the ultrafiltration membrane is excellent in the water quality such as turbidity, coliform group, and general bacteria as compared with the conventional rapid filtration system and slow filtration system.
기존 정수처리 시스템에서 침전공정과 같은 별도의 전처리 공정을 두고 모래여과 공정을 가압형 또는 침지형 정밀 여과막으로 교체하거나, 전처리 없이 처리하더라도 침지형 구조의 이단 막 여과 시스템을 구성하여 막여과 시스템을 구성하였다. In the existing water treatment system, a membrane pretreatment process such as sedimentation process was used to replace the sand filtration process with a pressurized or immersed microfiltration membrane, or a membrane filtration system composed of an immersed two - stage membrane filtration system was constructed without pretreatment.
그러나, 별도의 첨전지 등의 전처리 공정을 두고 막여과 시스템을 두는 경우 전처리 공정에 대한 설치, 운전 비용 및 소요부지가 증가 되고, 전처리 없이 침지형 구조의 이단 막여과 시스템을 구성할 경우, 가압형 보다 저플럭스로 설계되어 운영되는 단점이 있다. However, when the membrane filtration system is installed with pretreatment process such as a separate battery, the installation cost and the required site for the pretreatment process are increased, and when the two-stage membrane filtration system of the submerged structure is constructed without pretreatment, And has a disadvantage that it is designed and operated with low flux.
또한, 기존의 막여과 시스템에서는 소비자 수요 반응에 따른 생산량과 수질 변동에 상관없이 일정량을 생산하는 방식으로 같은 방식의 막 여과 시스템이라고 하더라도 전력 소비량이 상이해지는 문제점이 있다.In addition, in the conventional membrane filtration system, there is a problem that the amount of power consumption is different even if the membrane filtration system of the same type is produced by producing a certain amount irrespective of the production amount and the water quality fluctuation according to the consumer demand reaction.
따라서, 막 여과 연속 운전에 있어서 수질 변동에 대응할 수 있도록 시스템을 구성하여 에너지가 절감되는 방향의 운전이 가능해야하여, 막 여과 연속 운전시 막의 성능 악화나 막 오염이 일어나기 때문에 이를 적절하게 제어하는 기술이 중요하다. Therefore, it is necessary to configure the system so as to cope with the fluctuation of the water quality in the membrane filtration continuous operation and to operate in the direction of energy saving, thereby deteriorating the performance of the membrane during membrane filtration and continuous operation, This is important.
본 발명의 실시예들은 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 운전모드 의사결정모델을 토대로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템의 운전을 가변적으로 제어할 수 있도록 한 가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템을 제공하고자 한다. The embodiments of the present invention are based on the operation mode decision model generated by reflecting the nonlinear characteristics of the raw water quality pattern and the film contamination speed, and the pressure of the pressurized water is controlled so that the operation of the water treatment system can be variably controlled according to the raw water quality condition and the degree of film contamination Type < / RTI > hybrid membrane filtration system.
본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템은, 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 이용한 수처리 시스템에 있어서, 유입 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 유닛; 상기 측정 유닛에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 계산 유닛; 막오염 상대지수를 산출하는 산출 유닛; 상기 계산 유닛에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛에서 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 수처리 시스템의 운전 모드를 선택하는 선택 유닛; 및 상기 선택 유닛에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 수처리 시스템의 운전을 제어하는 제어 유닛을 포함한다. The pressurized-submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention is characterized in that, in a water treatment system using a settling tank, an admixture / flocculation apparatus, a pressurized membrane module and a submerged membrane module, turbidity of the influent water, A measurement unit for measuring a water quality factor; A calculation unit for calculating a statistical extraction value of the water quality factor measured in the measurement unit; A calculation unit for calculating a film contamination relative index; A selection unit for selecting the operation mode of the water treatment system based on the operation mode decision model using the statistical extraction value calculated in the calculation unit and the film contamination relative index calculated in the calculation unit; And a control unit for controlling the operation of the water treatment system according to the operation mode selected by the selection unit.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 가압형 막 모듈은 유입 원수 유량의 85% 이상을 처리하고, 상기 침지형 막 모듈은 상기 가압형 막 모듈과 연결되어 유입 원수 유량의 15% 이하 및 상기 가압형 막 모듈로부터 배출된 배출수를 처리할 수 있다.Also, in the membrane filtration system according to the embodiment of the present invention, the pressurized membrane module processes at least 85% of the flow rate of the raw water, and the submerged membrane module is connected to the pressurized membrane module, % And the effluent discharged from the pressurized membrane module.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 계산 유닛은, 상기 측정 유닛에서 측정된 탁도와 총유기탄소의 1/4~3/4 분위수에 해당하는 데이터를 필터링하여 이를 평균한 값을 통계적 추출치로 계산할 수 있다.Further, in the membrane filtration system according to the embodiment of the present invention, the calculation unit may filter the data corresponding to the turbidity measured in the measurement unit and the ¼ to ¾ quartile of the total organic carbon, The value can be calculated as a statistical extraction value.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 운전모드 의사결정모델은 탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상인 경우 제4 운전모드일 수 있다.Also, in the membrane filtration system according to the embodiment of the present invention, the operation mode decision model may include a first operation mode when the turbidity is 10 NTU or less, a total organic carbon is less than 2 mg / L, ~ 50 NTU, total organic carbon 2 mg / L or more, membrane contamination relative index 1.5 or less, second operation mode, turbidity 51 ~ 200 NTU, total organic carbon 2 mg / Mode, Turbidity greater than 201 NTU, and total organic carbon greater than 2 mg / L.
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또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 가압형 막 모듈의 운전 플럭스와 여과 방식, 응집제 주입 여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분배, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과 방식을 제어할 수 있다. Further, in the membrane filtration system according to the embodiment of the present invention, the control unit may be configured to control the operating flux of the pressurized membrane module, the filtration system, whether the coagulant is injected, the flow rate distribution of the pressurized membrane module and the submerged membrane module, It is possible to control the air cleaning method and the filtration method.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어할 수 있다. Further, in the membrane filtration system according to the embodiment of the present invention, the control unit operates in a direct filtration mode in which no coagulant is added in the first operation mode, and supplies the entire amount of the raw water to the pressure type membrane module , The effluent of the pressurized membrane module is to be treated in the submerged membrane module, whereas in the pressurized membrane module it is treated by the dead-end filtration method. In the submerged membrane module, have.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 제2 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈은 전량여과방식으로 운전하고, 간헐 공기세정을 하도록 제어할 수 있다.In the membrane filtration system according to the embodiment of the present invention, in the second operation mode, the flow rate ratio is divided into the pressurized type and the submerged membrane module by 95% / 5% In this case, the flow rate of the pressurized membrane module effluent to the submerged membrane module is 1 m 3 / hr as the default value, , And the submerged membrane module can be controlled to perform intermittent air cleaning by operating in a full-volume filtration mode.
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본 발명의 실시예는, 유입 원수 수질 특성과 막 오염 정도에 따라 시스템의 운전을 가변적으로 제어함으로써 막 오염을 최소화할 수 있고, 안전적이고 지능적인 운전 제어를 가능하게 하여 시스템 운전의 편의성을 제공할 수 있다. The embodiment of the present invention can minimize the membrane contamination by variably controlling the operation of the system according to the quality of the incoming water quality and the degree of contamination of the membrane and enables safe and intelligent operation control to provide convenience of system operation .
또한, 본 발명의 실시예에서는 소비자 수요 반응에 따른 생산량과 수질 변동에 따라 시스템의 운전이 제어되므로 운전 소비 전력을 절감할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, since the operation of the system is controlled according to the production amount and the water quality change according to the consumer demand reaction, the operation power consumption can be reduced.
이 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서, 상기 시스템(100)의 운전 모드 선택을 위한 의사결정모델 트리를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 유입원수 탁도와 한계 플럭스 상관 모델에 대한 일 예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 구성도이다.
도 6 내지 도 9는 도 5에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템에서 상기 운전모드 마다 결정된 운전방식에 따라 운전한 결과를 나타낸 그래프이다. These drawings are for the purpose of describing an 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 showing a pressurized-submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a decision model tree for selecting an operation mode of the
3 is a block diagram illustrating a method of operating a pressurized-submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an example of the turbidity of the influent water and the limit flux correlation model.
5 is a configuration diagram of a pressurized type submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 6 to 9 are graphs showing the operation results of the pressurized-submerged hybrid membrane filtration system according to FIG. 5 according to the operation mode determined for each operation mode.
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, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. 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.
하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of the components are denoted by the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in terms of the same names, and are not necessarily limited to those in the following description.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing a pressurized-submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)은 음용수, 오/폐수, 산업 폐수 등을 정화 처리하기 위한 수처리 장치에 적용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the pressurized type submerged hybrid
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템은 기본적으로, 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 포함한다. To this end, the pressurized type submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention basically includes a settling tank, a mixing / agglomeration apparatus, a pressurized membrane module, and a submerged membrane module.
여기서, 먼저 미정화된 상태의 원수를 사용가능하게 정화처리 하기 위하여 수원에서 취수하게 된다. 이렇게 취수된 원수를 착수정에 모아 원수의 수위를 안정화시키고 원수량을 조정하여 계속 이어지는 정수처리작업을 원활하게 하기 위한 착수정을 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 at the headquarters to stabilize the water level of the raw water and adjust the amount of raw water to go through the headquarters to smooth the subsequent water treatment.
혼화/응집 장치는 착수정으로부터 공급되는 원수에 포함된 협잡물을 제거하고 응집제를 공급하여 응집플럭을 형성하는 것으로, 원수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린과, 스크린을 거친 원수에 응집제를 공급하여 원수 내의 미세 유기물들이 서로 응집을 하면서 크기가 증가하도록 하는 응집혼화조를 포함한다. The mixing / flocculating apparatus removes the impurities contained in the raw water supplied from the washing water tank and supplies a flocculant to form a flocculant. The screen includes a screen for removing contaminants contained in the raw water, and a flocculant And a coagulation tank for allowing the microorganisms to increase in size while agglomerating with each other.
이러한 혼화/응집 장치를 거친 원수는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈을 통해 최종 여과 처리된다. The raw water that has undergone this admixing / coagulating apparatus is subjected to final filtration through a pressurized membrane module and a submerged membrane module.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 상기 수처리 시스템(100)은 고플럭스를 유지할 수 있는 가압형 막 모듈과 공기 세정을 통해 파울링 제거가 가압형 막 모듈 보다 비교적 쉽고, 높은 현탁 물질이 유입되더라도 뛰어난 여과 성능을 갖는 침지형 막 모듈을 결합하여 사용한다.In particular, the
이때 가압형 막 모듈은 유입된 원수를 여과 처리하고, 침지형 막 모듈은 상기 가압형 막 모듈로부터 배출되는 농축수 또는 가압형 막 모듈 역세정 후 발생하는 역세정 처리수와 같은 배출수만을 처리하거나, 원수와 상기 배출수를 동시에 여과 처리한다. 바람직하게는 상기 가압형 막 모듈은 유입 원수 유량의 85% 이상을 처리하고, 상기 침지형 막 모듈은 유입 원수 유량의 15% 이하 및 상기 가압형 막 모듈로부터 배출된 배출수를 여과 처리한다. At this time, the pressurized membrane module filters the incoming raw water, and the submerged membrane module processes only the discharged water such as the concentrated water discharged from the pressurized membrane module or the backwash water generated after the backwash of the pressurized membrane module, The raw water and the effluent water are simultaneously filtered. Preferably, the pressurized membrane module processes at least 85% of the incoming water flow rate, and the submerged membrane module filters less than 15% of the incoming water flow and the effluent discharged from the pressurized membrane module.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 수처리 시스템(100)은 유입 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 의사결정모델을 기초로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템(100)의 운전을 가변적으로 제어할 수 있는 구조로 이루어진다. In addition, the
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 수처리 시스템(100)은 기본적으로, 측정 유닛(10), 계산 유닛(20), 산출 유닛(30), 선택 유닛(40)과 제어 유닛(50)을 포함하여, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.To this end, the
본 발명의 실시예에서, 상기 측정 유닛(10)은 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하기 위한 것이다. 일 예로 측정 유닛(10)은 탁도 센서, 총유기탄소 분석기가 가능하다. 이때 측정 유닛(10)은 착수정과 연결된 유입관로에 설치될 수 있다. 측정 유닛(10)은 원수 중의 탁도, 총유기탄소의 농도를 검출하고 그 검출신호를 뒤에서 더욱 설명될 계산 유닛(20)으로 출력한다. In an embodiment of the present invention, the
이러한 탁도 센서와 총유기탄소 분석기는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 센서 및 분석기로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략한다. Such a turbidity sensor and the total organic carbon analyzer are made up of sensors and analyzers well known in the art, so that a detailed description of the constitution will be omitted herein.
본 발명의 실시예에서, 상기 계산 유닛(20)은 측정 유닛(10)에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하기 위한 것이다. 바람직하게는 상기 측정 유닛(10)에서 측정된 탁도와 총유기탄소의 1/4~3/4 분위수에 해당하는 데이터를 필터링하여 이를 평균한 값을 통계적 추출치로 계산한다. 계산 유닛(20)은 통계적 추출치를 계산하고, 그 값을 후술할 선택 유닛(40)으로 출력한다. In an embodiment of the present invention, the
상기 산출 유닛(30)은 막 여과 시스템의 화학 세정마다 다르게 되는 막 여과 시스템의 성능 특성을 반영하기 위해, 상기 측정 유닛(10)에서 측정된 수질 인자 이외에 지수가중평균에 의한 막오염 상대지수를 막여과 성능 지표인자로 하여 막오염 상대지수를 산출하기 위한 것이다. In order to reflect the performance characteristics of the membrane filtration system which is different for each chemical cleaning of the membrane filtration system, the
이렇게 산출된 막오염 상대지수는 막오염 억제를 위한 운전모드 선택에 반영된다. 이는 원수 특성 인자를 탁도와 총유기탄소로 단순화시켜 운전모드 의사결정의 편리성을 제공함과 동시에 조류와 같이 일정한 패턴을 보이지 않는 막오염 인자의 영향을 고려하기 위함이다. The calculated film contamination relative index is reflected in the operation mode selection for membrane contamination suppression. This is to simplify the turbidity and total organic carbon of the water factor and to provide the convenience of operation mode decision and to consider the effect of membrane pollution factors which do not show uniform pattern like algae.
이를 위해 막오염 상대지수 산출 유닛(30)은 하기 수학식 1 내지 4를 근거로 막오염 상대지수를 산출한다. 이렇게 산출된 막오염 상대지수는 뒤에서 더욱 설명될 선택 유닛(40)으로 출력한다. To this end, the membrane contamination relative
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2]&Quot; (2) "
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
본 발명의 실시예에서, 상기 선택 유닛(40)은 상기 계산 유닛(20)에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛(30)에서 산출된 막오염 상대수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 시스템(100)의 운전 모드를 선택하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the selection unit (40) calculates the number of film contamination relative to the operation mode decision model based on the statistical extraction value calculated in the calculation unit (20) and the film contamination counterpart number calculated in the calculation unit And to select the operation mode of the
도 2는 본 발명의 실시예에서, 상기 시스템(100)의 운전 모드 선택을 위한 의사결정모델 트리를 보여주는 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing a decision model tree for selecting an operation mode of the
도 2에 도시된 바와 같이, 의사결정모델 트리는 탁도, 총유기탄소 및 막오염 상대지수 값에 따라 4개의 예측 모델로 나타낼 수 있다. As shown in Fig. 2, the decision model tree can be represented by four prediction models according to turbidity, total organic carbon, and film contamination relative index values.
구체적으로, 탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압(TMP) 미만인 경우 제4 운전모드로 분류된다. Specifically, when the turbidity is 10 NTU or less, the total organic carbon is less than 2 mg / L, and the film contamination relative index is less than 1.5, the first operation mode, turbidity of 11 to 50 NTU, total organic carbon of 2 mg / The second operating mode, turbidity 51 to 200 NTU, total organic carbon 2 mg / L or more, membrane contamination relative index 1.5 or less, the third operating mode,
그리하여, 선택 유닛(40)은 상기 의사결정모델을 근거로, 상기 계산 유닛(20)에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛(30)에서 산출된 막오염 상대수를 이전 설정된 여과시간 주기에 입력 받은 통계적 추출치와 막오염 상대지수와 비교하여 운전모드를 결정한다. Thus, based on the decision model, the
본 발명의 실시예에서, 상기 제어 유닛(50)은 상기 선택 유닛(40)에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 시스템(100)의 제반 작동을 제어하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 가압형 막 모듈의 운전 플럭스, 여과 방식, 응집제 주입여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분매, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과방식을 제거하기 위한 것이다. In the embodiment of the present invention, the
즉, 상기 제어유닛(50)은 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)을 구성하는 각 요소에 선택된 운전 모드에 따라 제어 신호를 인가하여 시스템(100)의 전반적인 작동을 제어한다. That is, the
따라서, 가압형 막 모듈의 운전 플럭스와 여과 방식, 응집제 주입 여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분배, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과방식이 결정된다. Therefore, the operating flux of the pressurized membrane module, the filtration system, the presence of the coagulant, the flow rate distribution of the pressurized membrane module and the submerged membrane module, and the air cleaning and filtering methods of the submerged membrane module are determined.
이에 따라 제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어된다. Accordingly, in the first operation mode, the direct filtration type operation without the coagulant is operated, and the entire amount of the raw water is supplied to the pressurized membrane module, and the effluent of the pressurized membrane module is treated in the submerged membrane module. (Dead-end filtration) in the membrane module, and in the non-aeration or intermittent air cleaning in the submerged membrane module.
제2 운전 모드에서는, 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식(cross flow Filtration)으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈에서는 간헐 공기세정을 하도록 제어된다. In the second operation mode, it is assumed that the flow rate ratio is divided into the pressurized type and the submerged membrane module by 95% / 5%, and the drainage of the pressurized membrane module is processed by the submerged membrane module. (cross flow filtration). At this time, the flow rate of the pressurized membrane module into the submerged membrane module is set to a value of 1 m 3 / hr as the default value or set to a value arbitrarily set by the operator. In the submerged membrane module, .
제3 운전 모드에서는, 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막여과 공정에서는 피드 앤 블리드(Feed and bleed) 여과방식에 연속 공기세정을 하도록 제어된다. In the third operation mode, the flow rate to be distributed to the pressurized type and the submerged membrane module is divided into 90% / 10%, and the drainage of the pressurized membrane module is processed in the submerged membrane module. The rate of flow of the pressurized membrane module into the submerged membrane module is proportional to the velocity of the second operation mode and the relative value of the membrane contaminant relative index, In the submerged membrane filtration process, feed and bleed filtration is controlled to perform continuous air cleaning.
제4 운전 모드에서는, 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드(Feed and bleed) 여과방식에 연속 공기 세정을 실시한다.In the fourth operation mode, it is assumed that the flow rate to be distributed to the pressurized type and the submerged membrane module is divided into 85% / 15%, and the drainage of the pressurized membrane module is processed in the submerged membrane module. The flow rate of the discharge of the pressurized membrane module into the submerged membrane module is proportional to the velocity of the second operation mode and the relative value of the membrane contaminant relative index, The membrane module is subjected to continuous air cleaning in feed and bleed filtration.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)를 이용한 운전 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an operation method using the pressurized type-submerged hybrid
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다. 3 is a block diagram illustrating a method of operating a pressurized-submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)은 탁도 센서와, 총유기탄소 분석기와, 스크린과, 혼화/응집 장치와, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈을 기본적으로 포함한다. 1 and 3, a pressurized-submerged hybrid
여기서, 먼저 원수는 착수정을 거친 후 전처리를 위한 스크린과 혼화/응집 장치를 거치면서 협잡물이 제거된다. First, the raw water is filtered through a screen, followed by a screen for pretreatment and an admixture / coagulation apparatus to remove the contaminants.
이때 스크린과 응집/혼합 장치 사이를 연결하는 연결 라인에 설치된 탁도 센서와 총유기탄소 분석기와 같은 측정 유닛을 이용하여 원수의 탁도와 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정한다. At this time, the water quality factors including the turbidity of the raw water and the total organic carbon are measured using a measuring unit such as a turbidity sensor and a total organic carbon analyzer installed on a connection line connecting the screen and the coagulation / mixing device.
계산 유닛(20)은 이렇게 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하고, 이와는 별도로 산출 유닛(30)은 전술한 바 있는 수학식 1 내지 4를 근거로 막오염 상대지수를 산출한다. The
이렇게 계산된 통계적 추출치와 막오염 상대지수는 선택 유닛으로 출력된다. The calculated statistical extraction value and the film contamination relative index are output to the selection unit.
선택 유닛(40)에서는 운전모드 의사결정모델을 토대로 위에서 계산된 통계적 추출치와 산출된 막오염 상대지수를 이전 설정된 여과시간 주기에 계산 유닛와 산출 유닛로부터 입력 받은 통계적 추출치와 막오염 상대지수와 비교하여 운전모드를 결정한다. The
그러면, 선택 유닛(40)에서 선택된 운전 모드에 따라 제어 유닛(미도시)은 가압형-침지형 막 여과 시스템(100)의 운전을 제어한다. Then, a control unit (not shown) controls the operation of the pressurized-submerged
즉, 제어 유닛(50)는 선택된 운전 모드에 따라 제어 신호를 시스템(100)을 구성하는 구성 요소에 인가하여 그 작동을 제어한다.That is, the
이 경우, 상기 제어 유닛(50)는 각 구성 요소의 작동에 필요한 설정시간 또는 작동 스위치 신호에 따른 각종 데이터 값의 로직을 저장하고 있는 통상적인 메모리부(도면에 도시되지 않음)에 의해서 상기 시스템(100)의 전반적인 작동을 제어한다.In this case, the
구체적으로, 선택 유닛(40)는 측정 유닛(10)와 산출 유닛(30)로 부터 입력받은 값이 탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드를 선택한다.Specifically, when the value input from the measuring
그러면, 제어 유닛(50)는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하게 하고, 가압형 막 모듈에서 유입 원수를 전량 여과 처리하도록 제어한다. 이때 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈로 유입되어 처리된다. 또한, 가압형 막 모듈은 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 운전되고, 침지형 막 모듈은 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어한다. Then, the
한편, 제어 유닛(50)는 제1 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제2 운전모드로 변경하여 운전하도록 시스템(100)을 제어한다.On the other hand, when the film contamination relative index calculated from the
선택 유닛(40)은 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제2 운전모드로 선택한다.The
그러면, 제어 유닛(50)는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈에 유량비율 95% / 5%로 원수를 공급한다. 이때 가압형 막 모듈은 십자흐름여과 방식(cross flow Filtration)으로 운전하도록 제어하고, 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도가 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 되도록 제어한다. 침지형 막 모듈에서는 간헐 공기세정을 하도록 제어한다. Then, the
한편, 제어 유닛(50)는 제2 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제3 운전모드로 변경하여 운전하도록 상기 시스템(100)을 제어한다.On the other hand, when the membrane contamination relative index calculated from the
선택 유닛(40)은 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드로 선택한다.The
그러면, 제어 유닛(50)는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 공급한다. 이때 가압형 막 모듈은 십자흐름여과 방식으로 운전하도록 제어하고, 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도가 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 한다. 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전되고, 연속 공기세정을 하도록 제어한다. Then, the
한편, 상기 제어 유닛(50)는 제3 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP) 미만이면 혼화/응집 공정 실시 후 제4 운전모드로 변경하여 운전하도록 상기 시스템(100)을 제어한다.On the other hand, if the film contamination relative index calculated from the
선택 유닛(40)는 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압 미만인 경우 제4 운전모드로 선택한다.The
그러면, 제어 유닛(50)는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 공급한다. 이때 가압형 막 모듈은 십자흐름여과으로 운전하도록 하고, 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 제어한다. 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전되도록 제어하고, 연속 공기 세정을 하도록 제어한다. Then, the
한편, 제어 유닛(50)는 제3 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP)을 초과하면 화학 세정을 실시하고 재운전하도록 시스템을 제어한다.On the other hand, when the film contamination relative index calculated from the
본 발명의 실시예에서는, 수질 등급에 따는 운전 모드를 선택하되, 가압형 막 모듈의 운전플럭스는 유입 탁도와 한계 플럭스의 상관관계를 가지고 결정하여 막오염의 부하를 최소화시키는 운영방식을 택한다. In the embodiment of the present invention, the operation mode is selected according to the water quality grade, and the operating flux of the pressurized membrane module is determined by a correlation between the input turbidity and the limiting flux, thereby minimizing the load of membrane contamination.
도 4는 유입원수 탁도와 한계 플럭스의 상관 모델에 대한 일 예를 나타낸 그래프이다. 4 is a graph showing an example of a correlation model between the turbidity of the influent water and the critical flux.
막오염 최소화를 위한 한계 플럭스 개념을 도입한 배경은 다음과 같다. 막분리에 의한 여과과정에서 용액 중에 존재하는 입자가 막 표면에 침착되는지의 여부는 막 표면으로의 여과항력에 의한 입자의 침강 속도와 입자의 역전달 속도의 크기에 의해 결정된다. 입자의 역전달 속도가 침강 속도보다 큰 경우 입자가 침강하지 않으므로 막오염이 더 이상 일어나지 않아 일정한 플럭스를 얻을 수 있다. 임계 플럭스는 이와 같이 입자의 침강속도와 역전달 속도가 균형을 이루는 때의 플럭스를 의미하며 이는 막오염이 일어나지 않고 얻을 수 있는 최대 플럭스가 된다.The limit flux concept for minimizing membrane contamination is introduced as follows. Whether the particles present in the solution are deposited on the surface of the membrane during filtration by membrane separation is determined by the rate of sedimentation of the particles by the filtration drag on the membrane surface and the magnitude of the reverse transport speed of the particles. When the reverse transfer speed of the particles is larger than the settling velocity, the particles are not settled. Therefore, the contamination of the membrane is not further caused and a constant flux can be obtained. The critical flux means the flux when the settling velocity and the inverse transfer velocity of the particles are balanced in this way, which is the maximum flux that can be obtained without membrane contamination.
역전달 속도와 임계플럭스 개념을 일반적인 막분리 공정에 적용시켰을 경우 막여과 과정은 다음과 같이 해석할 수 있다. 플럭스가 임계 플럭스 이상인 경우, 입자의 실제침강속도가 0보다 크게 되므로 시간이 경과함에 따라 막표면에 입자가 침착된다. 이와 같은 입자의 침착은 막 표면에 케이크층을 형성하게 되고 추가적인 여과저항으로 작용하여 결과적으로는 플럭스가 감소하게 된다. 이러한 과정은 최종적으로 입자의 막표면 접근속도와 역전달 속도가 동일하게 되는 시점까지 반복되며 두 속도가 일치하는 시점에서 입자는 더 이상 막 표면에 쌓이지 않게 된다. 이때의 플럭스를 정상상태 플럭스(Steady State Flux)라고 하며 일종의 임계플럭스로 볼 수 있으며, 막오염 억제 운영기법으로 적용할 수 있다.The membrane filtration process can be interpreted as follows when the reverse transfer rate and critical flux concept are applied to a general membrane separation process. When the flux is above the critical flux, the actual settling velocity of the particles is greater than zero, so that particles deposit on the surface of the film over time. The deposition of such particles forms a cake layer on the surface of the membrane and acts as additional filtration resistance, resulting in a decrease in flux. This process is repeated until the film surface approaching speed and the reverse transfer speed are the same, and at the same time, the particles are no longer deposited on the film surface. The flux at this time is called a steady state flux (Steady State Flux), which can be regarded as a kind of critical flux and can be applied as a membrane pollution control operating technique.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 구성도이다. 5 is a configuration diagram of a pressurized type submerged hybrid membrane filtration system according to an embodiment of the present invention.
도 6 내지 도 9는 도 5에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템에서 상기 운전모드 마다 결정된 운전방식에 따라 운전한 결과를 나타낸 그래프이다. FIGS. 6 to 9 are graphs showing the operation results of the pressurized-submerged hybrid membrane filtration system according to FIG. 5 according to the operation mode determined for each operation mode.
상기 운전모드에 따라서 4단계로 나누어 운전을 하였으며, 원수 유입 유량은 약 180 m3/day이고 가압식 막 모듈의 분리막 면적은 150 m2이며, 유입원수의 수질특성에 따라 1, 2단 겸용 침지식 분리막 면적은 40 ~ 70 m2로 설치하였다. According to the operation mode, the operation was performed in four stages. The flow rate of the raw water was about 180 m 3 / day, the membrane area of the pressurized membrane module was 150 m 2 , and according to the water quality of the raw water, The membrane area was 40 ~ 70 m 2 .
도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 유입수질 특성과 막오염 속도의 등급에 따라 제1 운전모드~제4 운전모드까지 구분하여 운전한 결과를 살펴보면, 실질적인 평균 사용 월수는 제1 운전모드(8.5개월), 제2~3 운전모드(3.0개월), 제4 운전모드(0.5개월)일 것으로 예상되며, 제1~2 운전모드의 회수율은 99%이상이며, 제3~4 운전모드의 회수율은 96~97%이므로 각 운전모드의 기간을 고려한 평균적인 회수율은 98% 이상이 예상된다.As shown in FIGS. 6 to 9, the first to fourth operation modes are classified according to the input water quality characteristics and the degree of the membrane contamination rate. The recovery rate of the first and second operation modes is 99% or more, and the recovery rates of the third to fourth operation modes are predicted to be the second to third operation modes (3.0 months) and the fourth operation mode (0.5 months) 96 to 97%, the average recovery rate considering the period of each operation mode is expected to be 98% or more.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)에 의하면, 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 운전모드 의사결정모델을 토대로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템의 운전을 가변적으로 제어할 수 있다. As described above, according to the pressurized type submerged hybrid
따라서, 본 실시예에서는 막 오염을 최소화할 수 있고, 안전적이고 지능적인 운전 제어를 가능하게 하여 시스템 운전의 편의성을 제공할 수 있다. Therefore, in this embodiment, film contamination can be minimized, and safe and intelligent operation control can be performed, thereby providing convenience in system operation.
또한, 본 발명의 실시예에서는 소비자 수요 반응에 따른 생산량과 수질 변동에 따라 시스템의 운전이 제어되므로 운전 소비 전력을 절감할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, since the operation of the system is controlled according to the production amount and the water quality change according to the consumer demand reaction, the operation power consumption can be reduced.
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.
10... 센싱 유닛 20... 계산 유닛
30... 산출 유닛 40... 선택 유닛
50... 제어 유닛10 ... sensing
30 ...
50 ... control unit
Claims (21)
유입 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 유닛;
상기 측정 유닛에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 계산 유닛;
막오염 상대지수를 산출하는 산출 유닛;
상기 계산 유닛에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛에서 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 수처리 시스템의 운전 모드를 선택하는 선택 유닛; 및
상기 선택 유닛에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 수처리 시스템의 운전을 제어하는 제어 유닛을 포함하며,
상기 가압형 막 모듈은 유입 원수 유량의 85% 이상을 처리하고, 상기 침지형 막 모듈은 상기 가압형 막 모듈과 연결되어 유입 원수 유량의 15% 이하 및 상기 가압형 막 모듈로부터 배출된 배출수를 처리하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.In a water treatment system using an immersion tank, a mixing / agglomeration apparatus, a pressurized membrane module, and a submerged membrane module,
A measurement unit for measuring water quality factors including turbidity of the incoming water and total organic carbon;
A calculation unit for calculating a statistical extraction value of the water quality factor measured in the measurement unit;
A calculation unit for calculating a film contamination relative index;
A selection unit for selecting the operation mode of the water treatment system based on the operation mode decision model using the statistical extraction value calculated in the calculation unit and the film contamination relative index calculated in the calculation unit; And
And a control unit for controlling the operation of the water treatment system according to the operation mode selected by the selection unit,
Wherein the pressurized membrane module processes at least 85% of the influent source water flow rate and the submerged membrane module is connected to the pressurized membrane module to reduce the flow rate of the incoming source water to 15% Wherein the filtration system is a pressurized-submerged hybrid membrane filtration system.
상기 계산 유닛은,
상기 측정 유닛에서 측정된 탁도와 총유기탄소의 1/4~3/4 분위수에 해당하는 데이터를 필터링하여 이를 평균한 값을 통계적 추출치로 계산하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the calculation unit comprises:
Wherein the data corresponding to the turbidity measured in the measuring unit and the ¼ to ¾ quartile of the total organic carbon are filtered and averaged to calculate a statistical extraction value.
상기 운전모드 의사결정모델은,
탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상인 경우 제4 운전모드인 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the driving mode decision model comprises:
When the turbidity is less than 10 NTU, total organic carbon is less than 2 mg / L, membrane contamination relative index is less than 1.5, and the first operation mode, turbidity is 11 to 50 NTU, total organic carbon is more than 2 mg / Operation mode, turbidity 51 to 200 NTU, total organic carbon 2 mg / L or more, membrane contamination relative index 1.5 or less, the third operation mode, turbidity 201 NTU or more, total organic carbon 2 mg / Pressure type-submerged hybrid membrane filtration system.
상기 제어유닛은,
가압형 막 모듈의 운전 플럭스와 여과 방식, 응집제 주입 여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분배, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과 방식을 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.5. The method of claim 4,
The control unit includes:
A pressurized type submerged hybrid membrane characterized by controlling the operating flux of the pressurized membrane module, the filtration system, the presence of the coagulant, the flow rate distribution of the pressurized membrane module and the submerged membrane module, the air cleaning method and the filtration system of the submerged membrane module Filtration system.
상기 제어유닛은,
제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.The method according to claim 6,
The control unit includes:
In the first operation mode, the direct filtration type operation in which the flocculant is not applied is operated, and the entire amount of the raw water is supplied to the pressurized membrane module, and the drainage of the pressurized membrane module is processed in the submerged membrane module, Wherein the module is treated by dead-end filtration and the submerged membrane module is controlled to be nonaqueous or intermittent air cleaning.
상기 제어유닛은,
제2 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈은 전량여과방식으로 운전하고, 간헐 공기세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.The method according to claim 6,
The control unit includes:
In the second operation mode, the flow rate is divided into 95% / 5% in the pressurized type and the submerged membrane module, and the drainage of the pressurized membrane module is processed in the submerged membrane module. In the case of the pressurized type, The flow rate of the pressurized membrane module into the submerged membrane module is set to a value of 1 m 3 / hr as the default value or set to a value arbitrarily set by the operator, the submerged membrane module is operated in the full quantity filtration mode, So as to control the flow rate of the pressurized fluid.
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