KR101469891B1 - 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템 및 방법 - Google Patents

지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

지하수와 지표수가 주입되어 혼합되는 블랜딩조와, 블랜딩조에서 배출된 처리수에 응집제를 공급하여 혼화하는 혼화조, 혼화조에서 배출된 처리수에 포함된 오염물질을 응집시키는 응집조, 응집조에서 배출된 처리수에 포함된 응집된 이물질을 침전시켜 분리하는 침전조, 침전조에서 배출되는 처리수에 포함된 오염물질을 제거하는 여과부, 여과부로부터 배출된 처리수에 오존을 공급하고 마이크로 버블을 발생시켜 미량의 유해물질을 제거하는 오존/마이크로버블 처리부, 오존/마이크로버블 처리부에서 배출된 처리수를 활성탄을 이용하여 여과하며 사용된 활성탄 재생기능을 가지는 활성탄여과 및 재생처리부, 활성탄여과 및 재생처리부에서 배출된 처리수를 소독하는 소독부, 여과부로부터 배출된 처리수 중 제1기준값을 초과하는 처리수를 공업용수로 공급하는 제1공급부, 여과부로부터 배출된 처리수 중 제1기준값 이하인 처리수를 농업용수로 공급하는 제2공급부, 소독부에서 배출된 처리수 중 제2기준값 이하인 처리수를 음용수로 공급하는 제3공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템 및 수처리방법이 게시된다.

Description

지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템 및 방법{WATER-BLENDING TREATMENT SYSTEM AND METHOD USING THE SAME }
본 발명은 수처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지표수와 지하수를 워터블랜딩하여 처리하는 수처리시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 우수 및 하수, 오수, 폐수 등의 수체(즉, 물)는 하천 오염 방지 및 상등수 사용 등의 목적을 위해, 여과, 침전 등의 여러 수처리 과정을 거치고 있다.
특히, 산업이 다양화, 고도화됨에 따라 각 분야에서 다양하고 많은 양의 오염물질들이 방출되고 있으며, 인구 밀집도가 높아짐에 따라 생활폐수 역시 지속적으로 증가하고 있다.
그런데 종래에 사용되고 있는 수처리 시설은 처리수의 제거대상 물질별, 처리수의 용도별로 처리 시설을 구축 및 운영하고 있는 실정이다.
즉, 특정 유해물질에 국한된 시설을 건설하기 때문에 상당한 투자를 하면서도 복합적인 효과를 올리지 못한다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 수처리 시설은 각 공정에 해당하는 처리수의 요구수량, 요구수질의 충족 여부와 관계없이 모든 공정이 일률적으로 이루어진다. 따라서 수처리의 공정 운영이 효율적이지 못하며, 불필요한 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
특히, 오염도가 높은 상태의 처리수의 수처리를 위해서는 시간이 오래 걸리는 것은 물론, 구동부하가 증가되어 처리비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 특정한 장소의 단일 종류의 물을 수처리할 경우에는 오염도에 따라 수처리공정에 따른 비용이 증가하고, 수처리 공정이 오래 걸리고, 최상의 수질을 얻기 어려움은 물론, 수량확보가 어려운 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1109762호(강이나 하천수, 지하수를 이용하여 음용이나 공업용수에 적합한 정수를 얻기 위한 수 처리방법 및 이에 이용되는 수 처리장치)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 다중 수원을 혼합하여 오염도를 낮추고 동시에 처리함은 물론, 공정별 실시간 수질측정 및 처리 부하 감소를 통해 이용수의 용도에 따라 회수할 수 있도록 개선된 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템은, 지하수와 지표수가 주입되어 혼합되는 블랜딩조와; 상기 블랜딩조에서 배출된 처리수에 응집제를 공급하여 혼화하는 혼화조; 상기 혼화조에서 배출된 처리수에 포함된 오염물질을 응집시키는 응집조; 상기 응집조에서 배출된 처리수에 포함된 응집된 이물질을 침전시켜 분리하는 침전조; 상기 침전조에서 배출되는 처리수에 포함된 오염물질을 제거하는 여과부; 상기 여과부로부터 배출된 처리수에 오존을 공급하고, 마이크로 버블을 발생시켜 미량의 유해물질을 제거하는 오존/마이크로버블 처리부; 상기 오존/마이크로버블 처리부에서 배출된 처리수를 활성탄을 이용하여 여과하며, 사용된 활성탄 재생기능을 가지는 활성탄여과 및 재생처리부; 상기 활성탄여과 및 재생처리부에서 배출된 처리수를 소독하는 소독부; 상기 여과부로부터 배출된 처리수 중, 제1기준값을 초과하는 처리수를 공업용수로 공급하는 제1공급부; 상기 여과부로부터 배출된 처리수 중, 제1기준값 이하인 처리수를 농업용수로 공급하는 제2공급부; 상기 소독부에서 배출된 처리수 중 제2기준값 이하인 처리수를 음용수로 공급하는 제3공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 소독부에서 배출된 처리수 중 상기 제2기준값을 초과하는 처리수를 상기 제2공급부로 공급하는 제4공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1기준값은 전기전도도 700㎲/㎝이며, 상기 제1기준값은 상기 여과부의 배출측에 설치되는 제1수질센서에 의해 측정되는 것이 좋다.
또한, 상기 제2기준값은 탁도(NTU) 2이며, 상기 제2기준값은 상기 소독부의 배출측에 설치되는 제2수질센서에 의해 측정되는 것이 좋다.
또한, 상기 블랜딩조로 유입되기 전의 지하수의 수질을 측정하는 지하수 수질센서와; 상기 블랜딩조로 유입되는 지표수의 수질을 측정하는 지표수 수질센서; 상기 지하수 수질센서 및 지표수 수질센서 각각에서 측정된 측정값의 결과에 따라서 상기 지하수를 상기 블랜딩조와 상기 여과부의 배출측 또는 상기 소독부의 상류측 중에서 적어도 어느 한 곳으로 선택적으로 공급하는 지하수 공급부를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 제3공급부를 통해 공급된 처리수가 저장되는 배수지의 칼슘경도를 측정하는 칼슘 측정센서와; 상기 배수지의 pH를 감지하는 pH 센서; 상기 칼슘 측정센서 및 pH 센서에서의 측정값에 따라서 상기 소독부에서 배출되는 처리수에 액상 소석회 및 탄산가스의 투입량을 조절하여 배관의 부식평가지수를 제어하는 부식평가지수 제어부를 더 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리방법은, 지표수, 지하수로 이루어지는 유입수를 혼합하는 블랜딩 단계; 상기 블랜딩 단계에서 혼합되어 배출되는 처리수에 대해 응집제를 주입하여 혼화하는 혼화단계; 상기 혼화단계에서 배출되는 처리수에 포함된 오염물질이 응집되도록 하는 응집단계; 상기 응집단계에서 배출되는 처리수의 오염물질을 침전시켜 분리하는 침전단계; 상기 침전단계에서 배출되는 처리수를 여과하여 오염물질을 제거하는 여과단계; 상기 여과단계에서 배출되는 처리수에 오존가스를 용해시켜 오존 마이크로 버블에 의해 난분해성 물질과 고형물질 중 적어도 하나를 산화시켜 처리하는 오존/마이크로버블 처리단계; 상기 오존/마이크로버블 처리단계에서 배출된 처리수를 활성탄으로 여과하고, 사용된 촬성탄은 자동 재생하는 활성탄여과 및 자동재생단계; 상기 활성탄여과 및 자동재생단계에서 배출되는 처리수를 소독하는 소독단계; 상기 여과단계에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 제1기준값을 초과하면 농업용수 사용처로 공급하는 제1처리수 공급단계; 상기 여과단계에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 상기 제1기준값 이하면, 농업용수로 공급하는 제2처리수 공급단계; 및 상기 소독부에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 제2기준값 이하면, 음용수로 공급하는 제3처리수 공급단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 소독부에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 제2기준값을 초과하면, 상기 제2처리수 공급단계에 의해 처리되도록 공급하는 제4처리수 공급단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지표수의 수질이 지표수 기준값 이하인 상태에서, 상기 지하수의 수질을 측정하고, 측정값이 지하수 기준값을 초과하면, 상기 여과단계에서 배출되는 처리수와 희석되도록 공급하고, 이하면 상기 소독부로 유입되는 처리수에 희석되도록 공급하는 것이 좋다.
또한, 상기 제3처리수 공급단계에서 배출되는 처리수가 저장된 배수지의 칼슘경도와 pH를 각각 측정하고, 측정값에 따라서 상기 소독단계를 거쳐 상기 제3처리수 공급단계로 배출되는 처리수에 액상 소석회의 주입량과 탄산가스의 주입량을 조절하여 부식평가지수를 제어하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 실시예에 따른 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템 및 방법에 따르면, 단위 공정별 실시간 수질측정을 통해 수처리 공정을 효율적으로 하고, 처리 부하를 감소시켜서 경제적으로 이용수의 용도에 따라 회수할 수 있다.
또한, 배관의 부식을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
또한, 다중 수원을 이용하여 수처리함으로써 물부족을 해소하고, 수량을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 다중 수를 섞어서 수처리함으로써 처리할 물의 수질을 높여서 처리할 수 있어 처리공정을 줄이고, 처리부하를 낮출 수 있게 되며, 처리시설의 중복구축을 피하고 최소한의 설비를 가지고 처리할 수 있게 되어 경제적일 뿐만 아니라, 처리수의 수질을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템을 나타내 보인 구성도이다.
도 2는 도 1의 블랜딩조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템 및 방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템은, 블랜딩조(10)와, 혼화조(20), 응집조(30), 침전조(40), 여과부(50), 오존/마이크로버블 처리부(60), 활성탄여과 및 자동재생처리부(70), 소독부(75), 제1공급부(80), 제2공급부(90), 제3공급부(100), 제4공급부(110), 지하수 공급부(120), 부식평가지수 제어부(130)를 구비한다.
상기 블랜딩조(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 용기 본체(11)의 일측에 지표수 유입구(12)와, 지하수 유입구(13)가 설치되고, 타측에는 블랜딩된 처리수가 배출되는 배출구(15)가 설치된다. 그리고 용기 본체(11)에는 일측에서 타측으로 복수의 유로 가이드벽(16)이 서로 지그재그식으로 교번되게 연속하여 설치되어, 유체를 지그재그식으로 유동하면서 이동되도록 하여, 용기 본체(11) 내부를 통과하는 지표수와 지하수가 효과적으로 혼합되도록 할 수 있다.
여기서 블랜딩조(10)로 유입되는 지표수의 수질(탁도)를 측정하기 위해서 지표수 수질센서(17)와, 지하수의 수질(질산성질소)을 측정하기 위한 지하수 수질센서(18)가 각각 지표수 및 지하수 유입측에 설치된다. 블랜딩조(10)의 지표수 유입구(11)와 지하수 유입구(12) 각각에는 밸브(12a)(13a)가 설치되어 지표수와 지하수의 유입여부 및 유입량을 조절한다.
여기서, 상기 지하수 수질센서(180)는 지하수의 수질 즉, 질산성질소를 측정한다. 질산성질소의 측정값이 지하수 기준값(10ppm) 미만인 경우, 지하수를 블랜딩조(10)에서 지표수와 혼합하지 않고, 곧바로 음용수로 사용할 수 있도록 지하수 공급부(120)를 통해 상기 활성탄여과 및 자동재생처리부(60)와 소독부(75) 사이의 처리수에 희석되도록 공급한다. 그리고 지표수 수질센서(17)에서의 측정값이 지표수 기준값(탁도 15) 이상이고, 지하수의 질산성질소 측정값이 10ppm 미만이면, 지하수를 여과부(50)에서 처리된 처리수와 희석되도록 공급한다. 그리고 지하수의 질산성질소 측정값이 10ppm 이상이면, 블랜딩조(10)로만 공급하여 지표수와 혼합된 상태로 처리되도록 한다. 이를 위해, 지하수 공급부(120)는 지하수를 블랜딩조(10)로 공급하는 제1지하수 공급라인(121)과, 지하수를 여과부(50)의 배출 측으로 공급하는 제2지하수 공급라인(122)과, 지하수를 소독부(75)의 상류로 공급하는 제3지하수 공급라인(124)을 구비하며, 제1 내지 제3지하수 공급라인(121,122,124) 각각에는 밸브(13a)(123)(125)가 설치된다. 밸브(13a)(123)(125)의 동작은 앞서 설명한 바와 같이, 지표수 수질센서(17)와 지하수 수질센서(18)에서의 수질 측정값에 따라서 지하수를 어느 위치로 공급할지 결정하여 제어되며, 센서(17,18)의 측정값을 전달 받은 시스템제어부(200)에서 제어할 수 있다.
상기 혼화조(20)는 블랜딩조(10)에서 혼화되어 배출되는 처리수에 응집제를 첨가하여 혼화하도록 마련된다.
혼하조(20)에서 배출된 처리수는 응집조(20)로 유입되어, 처리수에 포함된 오염물질이 응집되도록 한다.
응집조(30)에서 오염물질이 응집된 상태의 오염물질은 침전조(40)로 이동되고, 침전조(40)에서는 이물질을 침전시켜 분리한다.
침전조(30)에서 이물질을 침전시켜 분리하여 처리된 처리수는 여과부(50)로 이동되고, 처리수에 남아 있는 오염물질을 여과하여 제거한다. 여과부(50)는 내부에 모래가 충전된 샌드여과기인 것이 바람직하며, 충전된 모래를 교반하기 위한 교반기가 내장된 구성을 가질 수 있다.
오존/마이크로버블 처리부(60)는 여과부(50)에서 배출된 처리수레 오존가스를 주입하여, 오존마이크로버블을 발생시킴으로써 분해되지 않고 남아있는 고형물질을 분해하여 처리한다. 이러한 오존/마이크로버블 처리부(60)는 본 발명의 수처리 공정 중에서 고도 정수 처리가 이루어지는 주처리 공정에 속한다. 오존은 강력한 산화제로서, 오존에 의하여 수처리의 녹조, 철, 망간 등 무기물의 산화와 냄새 유발물질 제거 및 유기물의 부분 산화가 이루어지도록 한다. 이와 같이, 오존/마이크로버블 처리부(60)에서 처리수의 유해물질이 제거된 후에, 활성탄이 채워진 활성탄여과 및 자동재생처리부(70)로 투입될 경우, 활성탄의 처리성능이 향상되는 효과가 있다.
활성탄여과 및 자동재생처리부(70)는 오존/마이크로버블 처리부(60)에서 배출된 처리수를 활성탄을 이용하여 여과하고, 사용된 활성탄은 자동으로 재생하여 사용할 수 있도록 한다. 활성탄여과 및 자동재생처리부(70) 내부에는 입성활성탄이 복수로 구분된 챔버마다 충진되어 있고, 복수의 챔버가 순차적으로 처리수의 여과에 사용되고, 여과성능이 떨어진 챔버의 활성탄은 자동으로 재생되고, 다른 챔버로 처리수를 보내서 처리수를 여과함으로써, 오랜 시간 지속적으로 여과과정을 수행할 수 있다. 즉, 활성탄을 자동재생하는 기능을 가짐으로써, 사용된 활성탄을 교환할 필요가 없이, 복수의 활성탄 챔버를 순환방식으로 사용할 수 있고, 따라서 비용을 줄이고, 활성탄 교환작업을 배제하여 수처리공정을 중지 없이 지속적으로 진행할 수 있는 이점이 있다. 그리고 활성탄여과 및 자동재생처리부(70)에서 사용되는 입성활성탄은 코코넛 껍질, 석탄, 나무 등을 고온에서 탄화시켜 만든 것으로서, 무수한 세공을 이용하여 흡착 가능한 유해 물질들을 제거할 수 있다.
이러한 활성탄여과 및 자동재생처리부(70)는 다양한 예가 가능하며, 그 일예가 대한민국 등록특허 제10-1275502호(활성탄 자동재생 기능을 갖는 대용량 수처리장치)에 자세히 기재되어 있으므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
소독부(75)에서는 활성탄여과 및 자동재생처리부(70)에서 처리되어 배출되는 처리수를 소독하여 유해물질을 제거함으로써, 처리수를 음용수 또는 농업용수로 사용할 수 있도록 한다.
한편, 여과부(50)에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하기 위해 여과부(50)의 배출측에 제1처리수 수질센서(81)가 설치된다. 제1처리수 수질센서(81)에서 측정된 수질의 측정값이 제1기준값을 초과하는 경우, 처리수는 제1공급부(80)를 통해 공업용수로 사용되도록 공급되고, 제1기준값 미만인 경우에는 처리수는 제2공급부(90)를 통해 농업용수로 사용되도록 공급되거나, 음용수로 사용되도록 주처리공정 즉, 오존/마이크로버블 처리부(60) 쪽으로 공급된다. 여기서, 제1기준값은 전기 전도도 700㎲/㎝이고, 제1처리수 수질센서(81)는 처리수의 전기전도도를 측정하는 센서이다.
또한, 소독부(75)에서 처리되어 배출되는 처리수의 수질을 측정하기 위한 제2처리수 수질센서(77)가 소독부(75) 배출측에 설치된다. 제2처리수 수질센서(77)에서 측정된 수질이 제2기준값을 초과하면, 처리수를 제3공급부(100)를 통해 음용수로 사용할 수 있도록 공급하고, 제2기준값 이하이면 농업용수로 사용할 수 있도록 상기 제처리수를 제4공급부(95)를 통해 제2공급부(90) 측으로 공급한다. 여기서, 제2처리수 수질센서(77)는 탁도 센서이고, 제2기준값은 탁도(NTU) 2이다. 따라서, 제2처리수 수질센서(77)에서의 탁도 측정값에 따라서, 제3 및 제4공급부(100)(95) 측에 설치된 밸브를 시스템제어부(200)에서 제어하여, 처리를 수질별로 구분하여 공급할 수 있다.
또한, 상기 제3공급부(100)의 배수지(101)에는 음용수로 사용될 처리수의 칼슘경도를 측정하는 칼슘 측정센서(111)와, 처리수의 pH를 측정하는 pH 센서(113)가 설치된다.
상기 부식평가지수 제어부(130)는 칼슘 측정센서(111)와 pH 센서(113)에서 측정값에 따라서 소독부(75)에서 배출되는 처리수에 액상 소석회의 투입량과 탄산가스 주입량을 제어한다. 이를 위해, 부식평가지수 제어부(130)는 처리수에 액상 소석회를 투입하는 액상소석회 공급부(131)와, 처리수로 탄산가스를 투입하는 탄산가스 주입부(133)를 구비할 수 있다. 부식평가지수 제어부(130)는 액상소석회 공급부(131)를 제어하여 칼슘 측정센서(111)에서 측정된 결과에 따라서, 액상 소석회 주입량을 조절하여 부식평가지수를 0 이상이 되도록 유지시키고, 따라서 배관 내부에 탄산칼슘(CaCO3) 피막을 형성시킬 수 있는 수질의 안정화(water stabilization)를 이룰 수 있게 되고, 배관의 부식을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, pH 센서(113)에서의 측정범위가 7.5 내지 8.0을 유지하도록 하고, 칼슘경도가 100 내지 200㎎/L을 유지하도록 탄산가스 공급부(133)도 함께 제어함으로써, 배관의 부식을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
여기서, 상기와 같이 블랜딩조(10)에서부터 소독부(75)까지 단계적으로 수처리하는 동안 각각의 수처리 공정마다 미도시된 수질센서가 설치되어, 공정마다 수질을 측정하여 모니터링할 수 있으며, 모니터링한 결과에 따라서 블랜딩조(10)로 유입되는 지표수와 지하수의 양과, 혼합비율을 결정함은 물론, 약품 투입량이, 수처리시간을 제어하여 원하는 수질의 처리수를 얻을 수 있고, 수질에 따라 처리수를 사용처별로 구분하여 공급할 수 있다. 또한, 원하는 사용처별로 요구되는 수질을 얻을 수 있도록 처리공정을 제어하여 원하는 수질의 처리수를 얻어서 공급할 수도 있다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템을 이용한 수처리방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 먼저 지표수 수질센서(17)와 지하수 수질센서(18)를 통해 지표수와 지하수 수질을 측정한다(S10). 수질을 측정하면서 처리할 지표수는 블랜딩조(10)로 유입시킨다(S11).
그리고 지하수 수질측정값이 지하수 기준값을 초과하는지 비교하고(S12), 지표수 수질측정값이 지표수 기준값을 초과하는지 각각 비교한다(S13).
비교결과, 지하수가 지하수 기준값 이하이고, 지표수가 기준값을 초과하면, 지하수도 블랜딩조(10)로 유입하여 지표수와 블랜딩하여 혼합한다(S14).
블랜딩 단계(S14)를 거친 처리수에는 응집제를 투입하여 혼화하고(S15), 혼화된 처리수를 응집조(30)로 보내서 오염물질이 응집시켜 제거한다(S16).
그리고 응집조(30)에서 배출된 처리수는 침전조(40)로 공급하여 오염물질을 침전시켜 분리시킨다(S17).
침전 공정을 거친 처리수는 여과부(50)를 통과시켜 샌드여과기에 의해 오염물질을 여과한다(S18).
상기 여과단계(S18)에서 배출된 처리수를 수질센서(81)에서 측정하여 제1기준값과 비교한다(S19). 비교결과 여과단계(S18)에서 배출된 처리가 제1기준값 미만을 만족하지 못하면, 처리수를 공업용수로 사용할 수 있도록 제1공급부(80)를 농해 공급한다(S20).
반면에, 여과단계(S18)에서 배출된 처리수가 제1기준값 이상일 경우, 농업용수로 사용할지 음용수 처리과정을 거칠지 판단하고(S21)고, 농업용수로 사용하고자 할 경우에는 제2공급부(90)를 통해 농업용수 사용처로 공급한다(S22).
그리고 상기 판단단계(S21)에서 음용수로 사용하는 것으로 판단되며, 처리수를 오존/마이크로버블 처리부(60)로 보내서, 오존가스를 투입하여 오존 마이크로버블을 발생시켜 처리수의 주처리공정을 수행한다(S23).
상기 단계(S23)에서 배출되는 처리수는 활성탄 여과 및 자동재생처리부(70)로 투입되어, 활성탄에 의한 여과공정과 활성탄 재생공정이 이루어지도록 한다(S24).
그리고 상기 단계(S24)를 거친 처리부는 소독부(75)로 투입되어 소독처리된다(S25). 소독처리가 완료된 처리수는 제2수질센서(77)에서 수질을 측정하고, 제2기준값 미만인지 확인한다(S26).
상기 단계(S26)에서 확인 결과, 처리수의 수질이 제2기준값을 초과하면, 제4공급부(95)통해 제2공급부(90)에 합류하도록 공급하여 농업용수로 사용되도록 한다(S27).
반면에, 단계(S26)에서 처리수의 수질이 제2기준값 미만인 것으로 판단되면, 처리수는 제3공급부(100)에 의해 음용수로 사용되도록 음용수 배수지(101)로 공급된다(S28).
또한, 상기 음용수로 공급된 처리수의 배수지(101)의 수질(칼슘경도, pH)을 각각 측정하고(S29), 측정된 결과에 따라 부식평가지수 제어부(130)에서는 소독단계(S25)를 거친 처리수에 탄산가스 및 칼슘의 투입량을 조절하여 부식평가지수가 적정값(0 이상)을 유지하도록 제어한다(S30). 이러한 과정을 통해 배관의 부식을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 단계(S12)에서 지하수의 수질이 지하수 기준값 미만이면, 지하수를 소독단계(S25)를 거친 처리수와 희석되도록 지하수 공급부(120)를 제어하여 공급한다(S31).
또한, 상기 단계(S13)에서 지표수 수질이 지표수 기준값 이하이면, 지하수를 여과단계(S18)에서 배출되는 처리수와 희석되도록 공급한다(S32).
여기서, 상기 각각의 단계(S31,S32)에서 지하수를 공급하여 희석하는 양은 지표수의 수질에 따라서 조절될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 수처리 시스템 및 방법에 따르면, 지표수의 입자성 물질, 잔류 유기물을 안정적으로 제거하며 특히, 녹조, 트리할로메탄 전구물질, 농약성분 등의 미량 유해물질을 보다 효과적으로 제거하는 수처리방법을 제공하고, 아울러 각각의 용도별 수질기준을 충족시키는 다품종 재이용수를 공급하는 방법을 제공할 수 있다.
즉, 종래의 지표수 수처리시설은, 처리시설이 제거대상 물질별 또는 처리수의 용도별로 구축되었다. 그러나 본 발명의 경우에는, 처리수의 용도별로 수처리하는 방법이 아니고, 각 단위공정별 처리수에 대한 실시간 수질측정에 의하여 처리수의 용도별로 분류하여 공급함에 따라 경제성을 매우 높일 수 있게 된다.
또한, 종래에 비하여 수처리 처리장의 면적을 감소시킬 수 있으며, 단위 공정이 축소되어 보다 경제적이며, 처리 공정의 효율성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 지표수의 수질과 지하수의 수질에 따라서 지표수와 지하수를 블랜딩조에서 블랜딩하여 수처리하거나, 지하수를 지표수 처리공정 중에 희석하여 처리함으로써, 수처리 공정시 유입수의 수질을 높인 상태로 처리할 수 있다. 따라서 수처리에 따른 처리부하를 줄일 수 있고, 처리효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 여과단계(S18)까지의 전처리 과정을 거친 후, 수질에 따라 또는 용도에 따라서 후처리과정(주처리공정) 거치도록 함으로써, 처리수의 용도별, 수질별로 구분하여 처리할 수 있어 보다 경제적이고, 효율적인 수처리가 가능하게 되고, 비용을 줄일 수 있게 된다.
또한, 배수지의 물의 수질을 측정하여 부식평가지수가 0 이상이 유지되도록 칼슘과 탄산가스의 투입량을 조절함으로써 배관의 부식을 방지할 수 있게 된다.
또한, 모든 수처리공정에서 각각의 수질을 실시간으로 측정함에 따라 유입수의 수량 및 수질에 따라 최적의 공정이 이루어질 수 있으며, 공급수의 수량 및 수질의 수요를 확실하게 예측할 수 있고, 약품 사용량, 에너지 사용량 등을 효율적으로 제어할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10..블랜딩조 20..혼화조
30..응집조 40..침전조
50..여과부 60..오존/마이크로버블 처리부
70..활성탄여과 및 자동재생처리부 75..소독부
80..제1공급부 90..제2공급부
100..제3공급부 95..제4공급부
120..지하수 공급부 130..부식평가지수 제어부

Claims (10)

  1. 지하수와 지표수가 주입되어 혼합되는 블랜딩조와;
    상기 블랜딩조에서 배출된 처리수에 응집제를 공급하여 혼화하는 혼화조;
    상기 혼화조에서 배출된 처리수에 포함된 오염물질을 응집시키는 응집조;
    상기 응집조에서 배출된 처리수에 포함된 응집된 이물질을 침전시켜 분리하는 침전조;
    상기 침전조에서 배출되는 처리수에 포함된 오염물질을 제거하는 여과부;
    상기 여과부로부터 배출된 처리수에 오존을 공급하고, 마이크로 버블을 발생시켜 미량의 유해물질을 제거하는 오존/마이크로버블 처리부;
    상기 오존/마이크로버블 처리부에서 배출된 처리수를 활성탄을 이용하여 여과하며, 사용된 활성탄 재생기능을 가지는 활성탄여과 및 재생처리부;
    상기 활성탄여과 및 재생처리부에서 배출된 처리수를 소독하는 소독부;
    상기 여과부로부터 배출된 처리수 중, 제1기준값을 초과하는 처리수를 공업용수로 공급하는 제1공급부;
    상기 여과부로부터 배출된 처리수 중, 제1기준값 이하인 처리수를 농업용수로 공급하는 제2공급부;
    상기 소독부에서 배출된 처리수 중 제2기준값 이하인 처리수를 음용수로 공급하는 제3공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소독부에서 배출된 처리수 중 상기 제2기준값을 초과하는 처리수를 상기 제2공급부로 공급하는 제4공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1기준값은 전기전도도 700㎲/㎝이며,
    상기 제1기준값은 상기 여과부의 배출측에 설치되는 제1수질센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2기준값은 탁도(NTU) 2이며, 상기 제2기준값은 상기 소독부의 배출측에 설치되는 제2수질센서에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 블랜딩조로 유입되기 전의 지하수의 수질을 측정하는 지하수 수질센서와;
    상기 블랜딩조로 유입되는 지표수의 수질을 측정하는 지표수 수질센서;
    상기 지하수 수질센서 및 지표수 수질센서 각각에서 측정된 측정값의 결과에 따라서 상기 지하수를 상기 블랜딩조와 상기 여과부의 배출측 또는 상기 소독부의 상류측 중에서 적어도 어느 한 곳으로 선택적으로 공급하는 지하수 공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3공급부를 통해 공급된 처리수가 저장되는 배수지의 칼슘경도를 측정하는 칼슘 측정센서와;
    상기 배수지의 pH를 감지하는 pH 센서;
    상기 칼슘 측정센서 및 pH 센서에서의 측정값에 따라서 상기 소독부에서 배출되는 처리수에 액상 소석회 및 탄산가스의 투입량을 조절하여 배관의 부식평가지수를 제어하는 부식평가지수 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리시스템.
  7. 지표수, 지하수로 이루어지는 유입수를 혼합하는 블랜딩 단계;
    상기 블랜딩 단계에서 혼합되어 배출되는 처리수에 대해 응집제를 주입하여 혼화하는 혼화단계;
    상기 혼화단계에서 배출되는 처리수에 포함된 오염물질이 응집되도록 하는 응집단계;
    상기 응집단계에서 배출되는 처리수의 오염물질을 침전시켜 분리하는 침전단계;
    상기 침전단계에서 배출되는 처리수를 여과하여 오염물질을 제거하는 여과단계;
    상기 여과단계에서 배출되는 처리수에 오존가스를 용해시켜 오존 마이크로 버블에 의해 난분해성 물질과 고형물질 중 적어도 하나를 산화시켜 처리하는 오존/마이크로버블 처리단계;
    상기 오존/마이크로버블 처리단계에서 배출된 처리수를 활성탄으로 여과하고, 사용된 촬성탄은 자동 재생하는 활성탄여과 및 자동재생단계;
    상기 활성탄여과 및 자동재생단계에서 배출되는 처리수를 소독하는 소독단계;
    상기 여과단계에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 제1기준값을 초과하면 농업용수 사용처로 공급하는 제1처리수 공급단계;
    상기 여과단계에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 상기 제1기준값 이하면, 농업용수로 공급하는 제2처리수 공급단계; 및
    상기 소독단계에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 제2기준값 이하면, 음용수로 공급하는 제3처리수 공급단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소독단계에서 배출되는 처리수의 수질을 측정하고, 측정된 수질이 제2기준값을 초과하면, 상기 제2처리수 공급단계에 의해 처리되도록 공급하는 제4처리수 공급단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 지표수의 수질이 지표수 기준값 이하인 상태에서,
    상기 지하수의 수질을 측정하고, 측정값이 지하수 기준값을 초과하면, 상기 여과단계에서 배출되는 처리수와 희석되도록 공급하고, 이하면 상기 소독단계로 유입되는 처리수에 희석되도록 공급하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제3처리수 공급단계에서 배출되는 처리수가 저장된 배수지의 칼슘경도와 pH를 각각 측정하고, 측정값에 따라서 상기 소독단계를 거쳐 상기 제3처리수 공급단계로 배출되는 처리수에 액상 소석회의 주입량과 탄산가스의 주입량을 조절하여 부식평가지수를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지표수·지하수 워터블랜딩 수처리방법.
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