KR101502052B1 - System and method for treating water including measuring of algae - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment system and method comprising algae measurements.
현재 국내에 존재하는 대부분의 하천들에는 댐 또는 보가 건설되어있고, 이로 인해 하천의 상사원에 있는 물이 체류하는 시간이 증가하고 있으며, 기후 온난화 등의 기후 변화로 인해 하천에 조류가 발생되는 양이 해마다 증가하는 추세에 있다. Most rivers currently in the country are constructed with dams or boats, which increases the amount of time that water in the upper reaches of rivers is staying, and the amount of water that is generated in rivers due to climate change, This trend is increasing every year.
하천의 물을 수처리하여 생활용수 등으로 공급하기 위한 정수 시설에서는 응집제를 이용한 응집 침전 공정과 막여과 공정을 기본으로 하여 생산수를 생산하게 된다. 이때, 원수 내에 포함된 조류는 여과 시설에 부착되어 생물학적 파울링(fouling)을 일으키거나, 좋지 않은 냄새를 유발하는 원인이 되므로, 질이 높은 생산수를 얻기 위해서는 원수에 포함된 조류를 제거할 필요가 있다.In a water purification plant for water treatment of river water and supplying water for daily use, production water is produced based on coagulation sedimentation process using coagulant and membrane filtration process. At this time, the algae contained in the raw water may adhere to the filtration facility to cause biological fouling or cause a bad smell. Therefore, in order to obtain high quality production water, algae contained in the raw water must be removed .
원수에 포함된 조류는 그 종류가 매우 다양하고, 조류 종에 따른 특성도 달라서, 조류 종에 따라서 처리방법이 달라지는 것이 효율적이다. 그러나, 종래의 수처리 시설에는 조류 종을 불문하고 일관된 처리방법에 따라 처리되는 등, 조류 종에 대한 고려가 제대로 되지 않아서 원수에 포함된 조류의 종의 특성에 맞게 효율적으로 제거를 하는 것이 어렵다는 문제가 있다.The types of algae contained in the raw water are very diverse, and the characteristics of the algae species vary, so it is effective to change the treatment method depending on the species of algae. However, conventional water treatment facilities do not consider algae species, such as being treated according to a consistent treatment method regardless of algae species, and it is difficult to efficiently remove the algae species according to the characteristics of algae contained in the source water have.
또한, 종래에는 수처리시 조류를 제거함에 있어서, 작업자가 경험적으로 조류 제거를 위한 첨가물을 첨가하거나, 일정량이 주기적으로 첨가되도록 구성되는데, 조류의 농도에 맞춰서 첨가물을 첨가하는 것이 불가능하였고, 이로써 첨가물의 양이 필요 이상으로 많이 공급되거나 조류의 농도에 비해 부족하게 공급됨으로써, 경제성이 떨어지고 생산수의 질이 낮아진다는 문제가 있다.In addition, conventionally, in removing the algae during water treatment, the operator is empirically added with an additive for algae elimination, or a certain amount is added periodically. It was impossible to add the additive in accordance with the algae concentration, There is a problem that the amount is supplied more than necessary or is insufficiently supplied in comparison with the concentration of the algae, so that the economic efficiency is lowered and the quality of the produced water is lowered.
또한, 기온 변화에 따라 하루 동안에도 조류의 농도가 수시로 변하는데, 이러한 조류의 농도 변화에 능동적으로 대처하지 못하여 처리 효율이 좋지 못하다는 단점이 있다.In addition, the concentration of the algae changes frequently during the day according to the temperature change, and the treatment efficiency is not good because the algae can not actively cope with the concentration change.
본 발명의 실시예는 조류의 종별 농도 변화에 실시간으로 대응하여, 조류 종별 농도에 따라 수처리 공정을 제어하는 것이 가능한 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a water treatment system and method including algae measurement capable of controlling the water treatment process according to the concentration of algae species in real time in response to the change in species concentration of algae.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수처리가 필요한 원수를 저장 및 공급하는 원수 공급부; 상기 원수 공급부로부터 공급된 원수를 처리수로 전처리하는 전처리부; 상기 전처리부로부터 전달받은 처리수에 포함된 남조류와 규조류의 농도를 실시간으로 측정하는 조류 검출부; 상기 처리수를 응집제와 혼합하는 믹싱부; 상기 믹싱부로 응집제를 공급하는 응집제 공급부; 상기 믹싱부에서 혼합된 혼합물을 여과막으로 여과하여 생산수를 얻는 여과부; 상기 여과부에서 여과되어 생성된 생산수를 저장하고, 외부의 사용처로 공급하는 생산수 저장부; 상기 생산수 저장부와 상기 여과부를 연결하는 역세라인을 통해 상기 생산수 저장부의 생산수 중 일부가 역세수로서 상기 여과부로 공급되고, 상기 역세라인에 NaOCl을 공급하는 NaOCl 공급부; 및 상기 응집제 공급부의 응집제 공급량과 상기 NaOCl 공급부의 NaOCl 공급량을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조류 검출부에서 검출된 남조류와 규조류의 농도 데이터를 전달받아서, 남조류의 농도 변화에 따라 상기 응집제 공급부의 응집제 공급량을 조절하고, 규조류의 농도 변화에 따라 상기 NaOCl 공급부의 NaOCl 공급량을 조절하는 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a water supply system including: a raw water supply unit for storing and supplying raw water requiring water treatment; A pretreatment unit for pre-treating the raw water supplied from the raw water supply unit with treated water; An algae detecting unit for measuring in real time the concentration of cyanobacteria and diatoms included in the treated water transferred from the pretreatment unit; A mixing unit for mixing the treated water with a flocculant; A coagulant supply unit for supplying the coagulant to the mixing unit; A filtration unit for filtering the mixture mixed in the mixing unit with a filtration membrane to obtain production water; A production water storage part for storing the produced water filtered by the filtration part and supplying the produced water to an external use place; A NaOCl supply unit supplying a part of the produced water from the produced water storage unit to the filtration unit as reverse osmosis water through a backwash line connecting the production water storage unit and the filtration unit and supplying NaOCl to the backwash line; And a control unit for controlling the amount of coagulant supplied to the coagulant supply unit and the amount of NaOCl supplied to the NaOCl supply unit. The control unit receives the concentration data of the cyanobacteria and the diatoms detected by the algae detecting unit, A water treatment system may be provided that includes an algae measurement that adjusts the amount of coagulant supplied to the NaOCl supply unit and adjusts the NaOCl supply amount of the NaOCl supply unit in accordance with the change in the concentration of the diatom.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 수처리가 필요한 원수를 저장 및 공급하는 원수 공급부; 상기 원수 공급부로부터 공급된 원수를 처리수로 전처리하는 전처리부; 상기 전처리부로부터 전달받은 처리수에 포함된 남조류와 규조류의 농도를 실시간으로 측정하는 조류 검출부; 상기 처리수를 응집제와 혼합하는 믹싱부; 상기 믹싱부로 응집제를 공급하는 응집제 공급부; 상기 믹싱부에서 혼합된 혼합물에 함유된 불순물이 응집제에 의해 응집되어 슬러지로서 침전되는 응집 침전부; 상기 응집 침전부와 상기 믹싱부 중 적어도 어느 하나에 활성탄을 공급하는 활성탄 공급부; 상기 응집 침전부에서 공급된 혼합물을 여과막으로 여과하여 생산수를 얻는 여과부; 상기 여과부에서 여과되어 생성된 생산수를 저장하고, 외부의 사용처로 공급하는 생산수 저장부; 상기 생산수 저장부와 상기 여과부를 연결하는 역세라인을 통해 상기 생산수 저장부의 생산수 중 일부가 역세수로서 상기 여과부로 공급되고, 상기 역세라인에 NaOCl을 공급하는 NaOCl 공급부; 및 상기 응집제 공급부의 응집제 공급량과, 상기 활성탄 공급부의 활성탄 공급량과, 상기 NaOCl 공급부의 NaOCl 공급량을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조류 검출부에서 측정된 남조류와 규조류의 농도 데이터를 전달받아서, 남조류의 농도 변화에 따라 상기 활성탄 공급부의 활성탄 공급량을 조절하고, 규조류의 농도 변화에 따라 상기 NaOCl 공급부의 NaOCl 공급량을 조절하는 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a water supply system comprising: a raw water supply unit for storing and supplying raw water requiring water treatment; A pretreatment unit for pre-treating the raw water supplied from the raw water supply unit with treated water; An algae detecting unit for measuring in real time the concentration of cyanobacteria and diatoms included in the treated water transferred from the pretreatment unit; A mixing unit for mixing the treated water with a flocculant; A coagulant supply unit for supplying the coagulant to the mixing unit; An agglomeration sedimentation portion in which the impurities contained in the mixture mixed in the mixing portion are agglomerated by the agglutinating agent and precipitated as sludge; An activated carbon supplying unit for supplying activated carbon to at least one of the flocculating and sedimenting unit and the mixing unit; A filtration unit for filtrating the mixture supplied from the flocculation and sedimentation unit into a filtration membrane to obtain production water; A production water storage part for storing the produced water filtered by the filtration part and supplying the produced water to an external use place; A NaOCl supply unit supplying a part of the produced water from the produced water storage unit to the filtration unit as reverse osmosis water through a backwash line connecting the production water storage unit and the filtration unit and supplying NaOCl to the backwash line; And a control unit for controlling the amount of coagulant supplied to the coagulant supply unit, the amount of activated carbon supplied to the activated carbon supply unit, and the supply amount of NaOCl supplied to the NaOCl supply unit. The control unit receives the concentration data of the cyanobacteria and the diatoms, A water treatment system may be provided that includes an algae measurement that adjusts the amount of activated carbon supplied to the activated carbon supply unit according to the concentration change of the cyanobacteria and adjusts the amount of NaOCl supplied to the NaOCl supply unit according to the concentration of the diatom.
또한, 상기 제어부는, 남조류의 농도가 높아지면 활성탄 공급량을 높이고, 규조류의 농도가 높아지면 NaOCl 공급량을 높이도록 제어하는 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템이 제공될 수 있다.In addition, the control unit may be provided with a water treatment system including algae measurement for increasing the supply amount of activated carbon when the concentration of the cyanobacteria is higher and increasing the supply amount of NaOCl when the concentration of the diatoms is higher.
또한, 상기 제어부는, 상기 처리수 내에 함유된 규조류의 농도와 남조류의 농도를 비교하고, 둘 중 농도가 높은 조류종을 우점종으로 판단하여 제어 타겟으로 설정하고, 남조류가 우점종으로 판단된 경우에는 남조류의 농도에 따라 활성탄 공급량을 조절하고, 규조류가 우점종으로 판단된 경우에는 규조류의 농도에 따라 NaOCl 공급량을 조절하는 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템이 제공될 수 있다.The control unit compares the concentration of the diatoms contained in the treated water with the concentration of the cyanobacteria. The control unit determines the algae species having the highest concentration as the dominant species and sets them as the control target. When the algae are determined to be the dominant species, , And when the diatoms are judged to be the dominant species, a water treatment system including algae measurement for controlling the supply amount of NaOCl according to the diatom concentration can be provided.
또한, 상기 여과부에서 여과된 후 배출되는 배출수의 유로를 제어하는 제어밸브; 및 상기 제어밸브와 연결되고, 상기 제어밸브로부터 공급된 배출수에 포함된 활성탄 중 적어도 일부를 회수하여 상기 응집 침전부로 반송하는 활성탄 회수부를 더 포함하는 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템이 제공될 수 있다.A control valve for controlling a flow path of the drain water discharged after being filtered by the filtration unit; And an activated carbon recovery unit connected to the control valve for recovering at least a part of the activated carbon contained in the effluent water supplied from the control valve and returning it to the coagulated sedimentation unit.
또한, 상기 제어밸브는 상기 제어부에 의해 제어되고, 상기 제어부는, 남조류가 우점종인 경우에만 상기 여과부로부터 배출되는 배출수가 상기 활성탄 회수부로 공급되도록 상기 제어밸브를 제어하는 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템이 제공될 수 있다.The control valve is controlled by the control unit, and the control unit controls the control valve so that the discharge water discharged from the filtration unit is supplied to the activated carbon recovery unit only when the cyanobacteria are the dominant species. Can be provided.
또한, 상기 응집 침전부와 상기 여과부를 연결하고, 상기 처리수가 십자흐름 방식으로 흐르면서 상기 여과부에서 여과가 이루어지는 십자흐름라인을 더 포함하는 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템이 제공될 수 있다.The water treatment system may further include algae measurement, further comprising a cross flow line connecting the flocculation pre-sediment part and the filtration part, wherein filtration is performed in the filtration part while the treatment water flows in a cross flow manner.
또한, 수처리가 필요한 원수가 수처리 시스템으로 유입되는 단계; 상기 수처리 시스템으로 유입된 원수를 막여과 공정을 위해 전처리하여 처리수로 만드는 단계; 전처리된 처리수에 포함된 남조류와 규조류의 농도를 측정하는 단계; 응집제를 상기 처리수로 공급하여 혼합하고, 상기 응집제에 의해 남조류를 포함하는 불순물이 응집되어 슬러지로서 침전되는 단계; 상기 응집제와 상기 처리수가 혼합된 혼합물이 여과막을 통해 여과되면서 생산수가 생성되는 단계; 상기 생산수 중 일부를 상기 여과막으로 공급하여 역세하는 단계; 및 상기 역세하는 단계에서 상기 여과막으로 공급되는 생산수에 NaOCl을 공급하고, 상기 NaOCl에 의해 규조류가 제거되는 단계를 포함하고, 상기 측정하는 단계에서 측정된 남조류와 규조류의 농도 데이터를 토대로 남조류의 농도 변화에 따라 상기 슬러지가 침전되는 단계에서 공급되는 응집제의 공급량을 조절하고, 규조류의 농도 변화에 따라 상기 NaOCl을 공급하는 단계에서 공급되는 NaOCl의 공급량을 조절하는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.In addition, a step of introducing raw water requiring water treatment into a water treatment system; Treating the raw water flowing into the water treatment system into pretreatment water for membrane filtration; Measuring the concentration of cyanobacteria and diatoms contained in the pretreated treated water; Supplying and mixing a flocculant to the treated water, and causing the flocculant to aggregate impurities including cyanobacteria to settle as sludge; Producing a water mixture by filtering the mixture of the flocculant and the treatment water through a filtration membrane; Supplying a part of the produced water to the filtration membrane and backwashing it; And supplying NaOCl to the production water supplied to the filtration membrane in the backwashing step and removing diatoms by the NaOCl, wherein the concentration of the cyanobacteria based on the concentration data of the cyanobacteria and diatoms measured in the measuring step There is provided a water treatment method comprising controlling the supply amount of the coagulant supplied in the step of precipitating the sludge according to the change and controlling the supply amount of NaOCl supplied in the step of supplying the NaOCl according to the concentration change of the diatom .
수처리가 필요한 원수가 수처리 시스템으로 유입되는 단계; 상기 수처리 시스템으로 유입된 원수를 막여과 공정을 위해 전처리하여 처리수로 만드는 단계; 전처리된 처리수에 포함된 남조류와 규조류의 농도를 측정하는 단계; 활성탄을 상기 처리수로 공급하여 혼합하고, 상기 처리수에 포함된 남조류가 상기 활성탄에 흡착되는 단계; 상기 활성탄과 상기 처리수가 혼합된 혼합물이 여과막을 통해 여과되면서 생산수가 생성되는 단계; 상기 생산수 중 일부를 상기 여과막으로 공급하여 역세하는 단계; 및 상기 역세하는 단계에서 상기 여과막으로 공급되는 생산수에 NaOCl을 공급하고, 상기 NaOCl에 의해 규조류가 제거되는 단계를 포함하고, 상기 측정하는 단계에서 측정된 남조류와 규조류의 농도 데이터를 토대로 남조류의 농도 변화에 따라 상기 흡착되는 단계에서 공급되는 활성탄의 공급량을 조절하고, 규조류의 농도 변화에 따라 상기 제거되는 단계에서 공급되는 NaOCl의 공급량을 조절하는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.A step of introducing raw water requiring water treatment into a water treatment system; Treating the raw water flowing into the water treatment system into pretreatment water for membrane filtration; Measuring the concentration of cyanobacteria and diatoms contained in the pretreated treated water; Supplying and mixing activated carbon to the treated water, and adsorbing the cyanobacteria contained in the treated water to the activated carbon; Producing a water mixture by filtering the mixture of activated carbon and the treated water through a filtration membrane; Supplying a part of the produced water to the filtration membrane and backwashing it; And supplying NaOCl to the production water supplied to the filtration membrane in the backwashing step and removing diatoms by the NaOCl, wherein the concentration of the cyanobacteria based on the concentration data of the cyanobacteria and diatoms measured in the measuring step And controlling the supply amount of the activated carbon supplied in the adsorption step according to the change and controlling the supply amount of NaOCl supplied in the removing step according to the concentration change of the diatom.
또한, 상기 측정하는 단계에서 측정된 남조류의 농도가 높아지면 상기 흡착되는 단계에서 공급되는 활성탄의 공급량을 높이고, 측정된 규조류의 농도가 높아지면 상기 제거되는 단계에서 공급되는 NaOCl의 공급량을 높이는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.In addition, if the concentration of cyanobacteria measured in the measuring step is increased, the supply amount of activated carbon supplied in the adsorption step is increased, and when the concentration of the diatomic measured increases, the amount of NaOCl supplied from the removing step is increased A water treatment method may be provided.
또한, 상기 측정하는 단계에서 측정된 규조류의 농도와 남조류의 농도를 비교하고, 둘 중 농도가 높은 조류종을 우점종으로 판단하여 제어 타겟으로 설정하고, 남조류가 우점종으로 판단된 경우에는 남조류의 농도에 따라 활성탄 공급량을 조절하고, 규조류가 우점종으로 판단된 경우에는 규조류의 농도에 따라 NaOCl 공급량을 조절하는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.In addition, when the concentration of diatoms and cyanobacteria measured in the measurement step are compared with each other, the two kinds of algae species having the highest concentration are judged as dominant species and set as the control target. When the cyanobacteria are judged as dominant species, A water treatment method may be provided that includes controlling the amount of activated carbon supplied and controlling the amount of NaOCl supplied according to the concentration of diatoms when the diatoms are determined to be the dominant species.
또한, 남조류가 우점종인 경우, 규조류의 농도가 기 설정된 기준치 이상인 경우에는 규조류의 농도에 따라 NaOCl을 공급하고, 규조류의 농도가 상기 기준치 미만인 경우에는 NaOCl을 공급하지 않는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.In the case of a dominant species of cyanobacteria, a water treatment method including the measurement of algae in which NaOCl is supplied according to the diatom concentration when the concentration of the diatom is higher than a predetermined reference value and NaOCl is not supplied when the concentration of the diatom is lower than the reference value Can be provided.
또한, 규조류가 우점종인 경우, 남조류의 농도가 기 설정된 기준치 이상인 경우에는 남조류의 농도에 따라 활성탄을 공급하고, 남조류의 농도가 상기 기준치 미만인 경우에는 활성탄을 공급하지 않는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.In addition, a water treatment method including algae measurement in which diatoms are dominant species, activated carbon is supplied according to the concentration of cyanobacteria when the concentration of cyanobacteria is higher than a predetermined reference value, and no activated carbon is supplied when the concentration of cyanobacteria is lower than the reference value Can be provided.
또한, 상기 측정하는 단계에서 측정된 남조류의 농도가 0~15 mg/m3 범위 내인 경우 활성탄을 50 ppm 공급하고, 15~25 mg/m3 범위 내인 경우 활성탄을 100 ppm 공급하고, 25~100 mg/m3 범위 내인 경우 활성탄을 200 ppm 공급하고, 100 mg/m3 이상인 경우 활성탄을 300 ppm 공급하는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.When the concentration of cyanobacteria measured in the measuring step is within the range of 0 to 15 mg / m 3 , 50 ppm of activated carbon is supplied, and when the concentration of cyanobacteria is within the range of 15 to 25 mg / m 3 , 100 ppm of activated carbon is supplied, If within mg / m 3 range can be supplied to the activated carbon 200 ppm, and provides a water treatment method including the birds measured for supplying the activated
또한, 상기 측정하는 단계에서 측정된 규조류의 농도가 0~15 mg/m3 범위 내인 경우 역세시 NaOCl을 5 ppm 공급하고, 15~25 mg/m3 범위 내인 경우 역세시 NaOCl을 10 ppm 공급하고, 25~100 mg/m3 범위 내인 경우 역세시 NaOCl을 20 ppm 공급하고, 100 mg/m3 이상인 경우 역세시 NaOCl을 30 ppm 공급하는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.When the concentration of diatom measured in the measurement step is within the range of 0 to 15 mg / m 3 , NaOCl is supplied at 5 ppm in the backwash, and when the concentration is within the range of 15 to 25 mg / m 3 , 10 ppm of NaOCl is supplied at the backwash , 25 and not less than 100 mg / m 3 range backwash when the
또한, 상기 생산수가 생성되는 단계는, 상기 처리수가 십자흐름 방식으로 흐르면서 여과가 이루어지는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법이 제공될 수 있다.In addition, the step of generating the produced water may include a method of treating water including algae measurement in which the treated water flows while flowing in a cross flow manner.
본 발명의 실시예에 따르면, 조류 제거를 위해 첨가되는 첨가물을 효율적으로 공급할 수 있다는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, there is an effect that the additive to be added for eliminating algae can be efficiently supplied.
또한, 실시간으로 조류의 농도 변화를 측정하여 그 측정 결과를 수처리 제어에 반영함으로써, 조류의 실시간 농도 변화에 능동적으로 대처하여 처리 효율이 좋아진다는 장점이 있다.In addition, it is advantageous in that the concentration of algae is measured in real time and the result of the measurement is reflected in the water treatment control, thereby improving the treatment efficiency by actively coping with the change in the concentration of algae in real time.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 수처리 시스템을 이용한 수처리 방법에 있어서, 조류 농도에 따른 첨가물의 공급량 제어 프로세스를 설명하는 플로우 차트이다.
도 5는 도 1 내지 도 3에 도시된 수처리 시스템을 테스트한 결과 그래프이다.1 is a view showing a water treatment system including algae measurement according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a water treatment system including algae measurement according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view of a water treatment system including algae measurement according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of controlling the supply amount of additives according to algae concentration in the water treatment method using the water treatment system shown in FIGS. 2 and 3. FIG.
FIG. 5 is a graph showing a result of testing the water treatment system shown in FIGS. 1 to 3. FIG.
이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
원수에 포함되는 조류에는 여러가지 종류가 있으나, 크게 남조류와 규조류로 나눌 수 있다. 규조류는 물과 바닷물에 널리 분포하는 플랑크톤으로서 모두 단세포이고 규산질로 된 단단한 껍질이 있는 것이 특징이다. 또한, 남조류는 엽록소를 가지고 광합성을 하는 세균을 통틀어서 부르는 말이며, 핵이 없는 하나의 세포로 이루어지는 것이 특징이다. 규조류는 주로 수온이 상대적으로 낮은 봄, 가을, 겨울에 많이 번성하고, 남조류는 주로 수온이 상대적으로 높은 여름에 많이 번성한다. 이러한 규조류는 막 여과시 여과지의 폐색을 일으키고, 남조류는 Geosmin, 2-MIB 등으로 인한 이/취미 물질을 발생시킴으로써 좋지 않은 냄새를 유발하는 원인이 된다.There are various kinds of algae contained in raw water, but they can be divided into cyanobacteria and diatom algae. Diatoms are widely distributed plankton in water and seawater, all of which are characterized by a single-celled, siliceous hard shell. In addition, cyanobacteria are allotted to photosynthetic bacteria with chlorophyll, and are characterized by a single nucleus-free cell. Diatoms predominate mainly in spring, autumn and winter, where water temperature is relatively low, and cyanobacteria flourish in summer, where water temperature is relatively high. These diatoms cause clogging of the filter paper during membrane filtration, and the cyanobacteria cause a bad odor by generating the cyanobacteria due to Geosmin, 2-MIB and the like.
본 발명의 실시예들에 따른 조류를 제거하는 방법에서, 조류 제거를 위해 공급하는 첨가물은 조류의 종류에 따라 달라지는데, 규조류를 제거할 시에는 여과막에 생산수를 역으로 공급하여 역세시 역세수에 NaOCl을 주입하여 역세정시 여과막에 부착되어 있는 규조류의 세포를 파괴하여 제거하고, 남조류를 제거할 시에는 응집제를 첨가하여 다른 이물질들과 마찬가지로 응집 침전시켜서 제거한다. 또는, 응집제 대신 활성탄을 공급하여 남조류가 활성탄에 흡착되어 제거되도록 할 수도 있다. 이렇게 제거를 하는 이유는, 규조류의 경우 세포 내에 포함된 물질들이 인체에 무해하므로 세포가 파괴되더라도 큰 문제가 없으나, 남조류의 경우 세포가 파괴되면 독성 물질이 분비되므로 세포가 터지지 않은 상태로 응집제로 응집시키거나, 활성탄에 흡착시켜서 제거하는 것이 바람직하기 때문이다.In the method of removing algae according to the embodiments of the present invention, the amount of the additive supplied for algae removal varies depending on the species of algae. In the case of removing diatoms, the production water is supplied to the filter membrane in reverse, NaOCl is injected to destroy the diatomaceous cells attached to the filtration membrane during backwashing. To remove the cyanobacteria, coagulant is added to remove the coagulated sediment, like other foreign substances. Alternatively, the activated carbon may be supplied instead of the flocculant to adsorb and remove the cyanobacteria on the activated carbon. The reason for this removal is that, in the case of diatoms, the substances contained in the cells are innocuous to the human body, so there is no serious problem even if the cells are destroyed. However, in case of the cyanobacteria, when the cells are destroyed, toxic substances are secreted, Or adsorbed on activated carbon to be removed.
이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템의 구체적인 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명하겠다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이다.Hereinafter, a specific configuration of a water treatment system including algae measurement according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a view showing a water treatment system including algae measurement according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템(10)은 하천 등으로부터 원수를 끌어서 시스템 내부로 공급하는 원수 공급부(101), 원수 공급부(101)로부터 공급된 원수를 전처리하는 전처리부(102), 전처리부(102)에서 전처리된 처리수에 포함된 조류의 종류 및 농도를 검출하는 조류 검출부(103), 전처리된 처리수와 응집제 공급부(105)로부터 공급된 응집제를 혼합하는 믹싱부(104), 믹싱부(104)에서 혼합된 혼합액을 막여과 공정을 통해 여과하는 여과부(106), 여과부(106)에서 생산된 생산수를 저장 및 외부로 전송하는 생산수 저장부(108) 및 생산수 저장부(108)로부터 여과부(106)로 생산수 중 일부가 공급되어 여과부(106)의 여과막이 역세정되는 역세라인(12)에 NaOCl을 공급하는 NaOCl 공급부(107)를 포함할 수 있다. 또한, 조류 검출부(103)를 통해 검출된 조류의 종류와 농도에 따라 응집제 공급부(105)와 NaOCl 공급부(107)의 공급량을 제어하는 제어부(110)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
원수 공급부(101)는 하천 등으로부터 수처리가 필요한 원수를 전달받아서 저장하고, 수처리가 필요한 원수의 유량을 조절하여 전처리부(102)로 전달할 수 있다.The raw
전처리부(102)는 공급받은 원수에 대하여 막여과 공정의 전처리 공정을 수행하도록 구성될 수 있고, 상기 전처리 공정은 원수 중의 협잡물이나 이물질을 제거하여 시스템을 구성하는 각종 장치들 및 여과막을 보호하기 위한 것이며, 일 예로 오토 스트레이너(Auto-strainer) 여과 장치로 구성될 수 있다. 이때, 상기 오토 스트레이너의 스트레이너 입경은 500 μm일 수 있다. 이하, 전처리부(102)에서 전처리되어 여과부(106)에서 여과되기까지의 원수 흐름을 처리수라고 정의하겠다.The
조류 검출부(103)는 실시간으로 유입되는 물에 포함된 각종 조류의 농도를 측정하는 장치로 구성될 수 있고, 수중 조류 농도를 6개의 스펙트럼 그룹에 의해 정량 분석하여 측정할 수 있다. 조류 검출부(103)로는 상용화된 일반적인 조류 검출 장치가 사용될 수 있으며, 조류 검출부(103)의 구체적인 작동원리는 주지의 기술 상식에 해당되므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략하겠다.The
믹싱부(104)는 조류 검출부(103)로부터 처리수를 공급받아서 응집제 공급부(105)로부터 공급되는 응집제와 혼합하도록 구성될 수 있다. 믹싱부(104)는 교반기를 포함하는 혼화조로 구성될 수도 있고, in-line 믹서로 구성될 수도 있다. 또한, in-line 믹서로 구성되는 경우, 교반기를 포함하는 혼화조로 구성되는 경우보다 혼화 효율이 향상되고, 설치 면적을 감소시킬 수 있으며, 약품 사용량 및 전력 사용량을 절감할 수 있다는 효과가 있다. The
응집제 공급부(105)는 믹싱부(104)로 소정량의 응집제를 공급할 수 있으며, 공급되는 응집제는 일 예로, PACl(Poly Alumium Chloride)일 수 있다. 믹싱부(104)로 공급된 응집제는 처리수와 혼합되면서 남조류 및 다른 불순물 입자들과 뭉쳐서 슬러지를 형성할 수 있고, 형성된 슬러지는 침전되고 나머지 처리수는 여과부(106)로 이송될 수 있다.The
여과부(106)는 여과막으로 처리수를 통과시켜서 수중에 존재하는 불순물을 여과하고 생산수를 생성하는 막여과 공정이 수행될 수 있다. 여과막을 이용한 막 여과 공정은 운전기간이 경과하면 여과막에 형성된 다수의 미세공이 불순물들에 의해 막히므로 정기적으로 세정을 하여 투과 능력을 회복시킬 필요가 있다. 이를 위해 여과막에 대한 연속적인 공기세정, 여과 주기에 따른 역세정, 산 또는 알칼리제 약품을 이용한 주기적 유지세정을 병행하여 운영된다. 또한, 조류 검출부(103)에서 원수에 막 폐색을 일으키는 규조류의 농도가 높다고 검출된 경우에는 규조류의 측정 농도에 알맞은 적정량의 NaOCl을 역세정시 주입하여 규조류의 세포를 파괴시켜 제거할 수 있다. The
또한, 여과부(106)는 여과막으로서 일 예로 MF막을 포함할 수 있고, 압력 또는 진공상태를 유지시킬 수 있는 막간 차압에 의해 MF막을 통과하는 처리수를 여과하여 생산수를 생성시킬 수 있다. 생성된 생산수는 생산수 저장부(108)로 전달되어 저장되거나, 외부의 사용처로 이송될 수 있다. The
여과부(106)의 여과막에 걸러진 여과물(이물질)을 주기적으로 역세하기 위해 여과부(106)와 생산수 저장부(108)는 역세라인(12)으로 연결될 수 있고, 역세라인(12)을 통해 생산수 저장부(108)로부터 생산수가 여과부(106)로 주기적으로 이송되어 여과막을 역세할 수 있다. 이때, 여과막에 붙어서 막 폐색을 일으키는 규조류를 제거하기 위해 NaOCl 공급부(107)로부터 역세라인(12)으로 NaOCl이 소정량 공급될 수 있다. 여과부(106)에서 생산수가 생성되면서 걸러진 농축수는 배출구(109)를 통해 외부로 배출될 수 있다.The
응집제 공급부(105)와 NaOCl 공급부(107)로부터 공급되는 첨가물의 공급량은 제어부(110)에 의해 제어될 수 있고, 제어부(110)는 조류 검출부(103)에서 검출한 조류에 관한 실시간 데이터를 토대로 첨가물의 공급량을 실시간으로 제어하도록 구성될 수 있다.The supply amount of the additive supplied from the
이를 위해, 제어부(110)는 예컨대 소형 내장형 컴퓨터로 이루어질 수 있고, 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부 등을 구비할 수 있다. 상기 프로그램은, 조류 검출부(103)로부터 조류 검출 신호를 받아서 이를 토대로 남조류의 농도 변화에 따라 응집제 공급부(105)의 응집제 공급량을 제어하고, 규조류의 농도 변화에 따라 NaOCl 공급부(107)의 NaOCl 공급량을 제어하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 상기 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체 예컨대 플렉시블 디스크, 컴팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광자기 디스크) 등의 저장매체에 저장되어서 제어부(110)에 인스톨될 수 있다. For this purpose, the
제어부(110)는 조류 검출부(103)에서 검출된 조류의 농도에 관한 데이터를 토대로 제어동작을 수행할 수 있다. 구체적으로 조류 검출부(103)에서 조류 중 규조류와 남조류의 농도를 실시간으로 측정한 데이터를 제어부(110)로 전달하면, 제어부(110)는 남조류의 농도 변화에 따라 응집제 공급부(105)의 응집제 공급량을 조절하고, 규조류의 농도 변화에 따라 NaOCl 공급부(107)의 NaOCl 공급량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 처리수 내에 함유된 규조류의 농도가 높아지는 경우 규조류 제거를 위해 필요한 NaOCl의 공급량을 증가시키도록 NaOCl 공급부(107)를 제어하고, 남조류의 농도가 높아지는 경우 남조류 제거를 위해 필요한 응집제의 공급량을 증가시키도록 응집제 공급부(105)를 제어할 수 있다. The
또한, 제어부(110)는 규조류와 남조류 중 지배적인 조류 종, 즉 우점종을 파악하여 제어 타겟으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 처리수 내에 함유된 규조류의 농도가 남조류의 농도보다 높을 경우, 제어부(110)는 규조류를 우점종으로 판단하고 제어 타겟으로 설정하여 NaOCl의 공급량을 높이고, 남조류의 농도가 규조류의 농도보다 높을 경우, 제어부(110)는 남조류를 우점종으로 판단하고 제어 타겟으로 설정하여 응집제의 공급량을 높일 수 있다. In addition, the
이와 같이, 본 실시예에 따른 수처리 시스템(10)은 실시간으로 변화하는 조류의 농도를 모니터링하여 농도가 상대적으로 높은 우점종을 제어 타겟으로 하여 우점종을 제거하기 위한 첨가물의 공급량을 높이도록 수처리 공정을 제어함으로써, 우점종을 효과적으로 제거할 수 있고, 우점종을 제거하기 위한 첨가물(응집제, NaOCl)을 선택하여 공급하므로, 조류 제거를 위해 공급되는 첨가물의 공급량을 경제적으로 관리할 수 있다.As described above, the
이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템에 관하여 도 2를 참조하여 설명하겠다. 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이다.Hereinafter, a water treatment system including algae measurement according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 is a view showing a water treatment system including algae measurement according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 수처리 시스템(10')은 상술한 제 1 실시예에 비하여 남조류의 제거를 더 효과적으로 수행하기 위해 응집침전부(112)와 활성탄 공급부(114)를 더 포함한다는 점에서 제 1 실시예와 차이가 있으므로, 제 1 실시예와의 차이점을 위주로 설명하며, 공통되는 설명과 도면 부호는 원용하겠다. The water treatment system 10 'according to the second embodiment of the present invention further includes an
상술한 제 1 실시예에 따른 수처리 시스템(10)은 응집제 공급부(105)로부터 공급되는 응집제가 믹싱부(104)에서 처리수와 혼합되면서, 남조류와 함께 다른 불순물들도 슬러지화되어 침전되면서 제거된다. 그런데, 남조류의 농도 변화에 따라 응집제의 공급량이 변하도록 제어되므로, 남조류의 농도가 낮아지고 다른 불순물들의 함유량은 증가할 경우에는 남조류의 농도 변화에 따라 응집제 공급량이 줄어들도록 제어되므로, 충분한 응집제가 공급되지 못하여 남조류 외의 다른 불순물들이 제대로 처리되지 않게 되는 문제가 있다.In the
또한, PACl과 같은 응집제는 입자 크기가 작으므로, 다량이 사용되는 경우 미처 응집되지 못한 응집제 입자들이 여과부(106)에 포함된 여과 공정을 위한 여과막의 붙어서 미세공들을 막는 등, 여과막의 무기 파울링(inorganic fouling)이 발생되는 원인이 될 수 있으므로, 수처리시 가급적 응집제의 사용량을 줄일 필요가 있다.In addition, since the coagulant such as PACl has a small particle size, when a large amount of coagulant particles are used, the coagulant particles that have not yet aggregated are prevented from adhering to the filtration membrane for the filtration process included in the
이러한 제 1 실시예의 문제점을 해결하기 위해, 본 실시예가 제안된다. 도 2를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 수처리 시스템(10')은 남조류의 제거를 위해 응집제 공급부(105) 이외에 활성탄을 공급하는 활성탄 공급부(114)를 더 포함할 수 있다. 활성탄 공급부(114)는 남조류 농도 변화에 따라 활성탄의 공급량이 제어될 수 있다.In order to solve the problem of the first embodiment, this embodiment is proposed. Referring to FIG. 2, the water treatment system 10 'according to the second embodiment may further include an activated
또한, 본 실시예에 따른 수처리 시스템(10')은 믹싱부(104)와 연결되고 믹싱부(104)에서 응집제와 처리수가 혼합된 혼합물이 응집 및 침전되는 응집 침전부(112)를 더 포함할 수 있고, 활성탄 공급부(114)는 응집 침전부(112)로 활성탄을 공급하도록 구성될 수 있다. 또한, 활성탄 공급부(114)는 응집 침전부(112)가 아닌 믹싱부(104)로 활성탄을 공급하도록 구성되는 것도 가능하고, 믹싱부(104)와 응집 침전부(112)로 동시에 활성탄을 공급하도록 구성되는 것도 가능하다.The water treatment system 10 'according to the present embodiment further includes a flocculation and
응집 침전부(112)는 반응조를 포함할 수 있고, 믹싱부(104)와 연결되어 믹싱부(104)에서 혼합된 혼합물이 응집 침전부(112)로 공급될 수 있다. 응집 침전부(112) 내에서 공급된 혼합물이 응집 및 침전 반응을 일으키고, 믹싱부(104)만을 포함하는 제 1 실시예에 비하여 응집 및 침전에 필요한 시간을 충분히 제공할 수 있으므로, 불순물의 제거가 더 잘 이루어질 수 있다.The
활성탄 공급부(114)에서 공급되는 활성탄의 종류 및 형상에는 제한이 없으나, 일 예로 분말활성탄(PAC: Powdered Active Carbon)이 공급될 있다. 또한, 활성탄 공급부(114)는 제어부(110)와 연결되어 제어부(110)에 의해 활성탄의 공급량이 제어될 수 있다.There is no limitation on the type and shape of the activated carbon supplied from the activated
제어부(110)는 조류 검출부(103)로부터 남조류의 농도 변화를 전달받아서, 남조류의 농도 변화에 따라 활성탄 공급부(114)의 활성탄 공급량을 제어하도록 구성될 수 있고, 응집제 공급부(105)에서 공급되는 응집제의 공급량은 남조류의 농도 변화와 무관하게 일정하게 유지되거나, 불순물의 함유량에 따라 조절될 수 있다. 이를 위해, 남조류를 제외하고 응집제에 의해 제거되는 불순물의 함유량을 측정하는 센서(미도시)가 추가적으로 제공될 수도 있다.The
이와 같이, 제 2 실시예에 따른 수처리 시스템(10')은 활성탄 공급부(114)로부터 공급되는 활성탄의 공급량은 남조류의 농도 변화에 따라 제어되고, 응집제 공급부(105)의 응집제 공급량은 남조류의 농도 변화와 무관하게 독립적으로 제어되므로, 응집제의 공급량을 줄일 수 있어 여과막의 무기 파울링을 억제할 수 있고, 응집제 공급 비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다.As described above, in the water treatment system 10 'according to the second embodiment, the supply amount of the activated carbon supplied from the activated
본 실시예에서는 활성탄 공급부(114)와 응집제 공급부(105)가 모두 포함된 시스템 구성을 예로 들어 설명하나, 응집제 공급부(105)가 생략된 구성도 가능하다. 이 경우, 활성탄에 의해 남조류 이외에 다른 오염물질들도 제거되므로, 활성탄의 공급량의 제어 동작에는 남조류 이외의 다른 오염물질들의 농도도 반영될 수 있다. 이와 같이 응집제 공급부(105)가 생략되면, 시스템의 수처리 공정상에서 응집제가 전혀 공급되지 않으므로, 응집제로 인한 여과막의 무기 파울링 발생을 완전히 차단할 수 있다는 장점이 있다. In the present embodiment, the system configuration including both the activated
이하에서는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템에 관하여 도 3을 참조하여 설명하겠다. 도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템을 도시한 도면이다.Hereinafter, a water treatment system including algae measurement according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 is a view of a water treatment system including algae measurement according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 수처리 시스템(10'')은 상술한 제 2 실시예에 비하여 십자흐름라인(14), 제어밸브(116) 및 활성탄 회수부(118)가 더 추가된다는 점에서 제 2 실시예와 차이가 있으므로, 제 2 실시예와의 차이점을 위주로 설명하며, 공통되는 설명과 도면 부호는 원용하겠다.The water treatment system 10 '' according to the third embodiment of the present invention is different from the second embodiment in that the
도 3을 참조하면, 제 3 실시예에 따른 수처리 시스템(10'')은 응집 침전부(112)와 여과부(106)는 처리수가 유동하는 기존의 라인 이외에, 십자흐름라인(14)에 의해서도 추가적으로 연결될 수 있다. 십자흐름라인(14)이 아닌 기존의 라인은 전량여과라인으로 칭할 수 있다. 3, in the water treatment system 10 '' according to the third embodiment, the
전량여과라인을 통해서 여과부(106)로 처리수가 공급되는 경우에는 처리수 유입량의 대부분을 여과하고 여과막에서 포착한 제거대상물질을 소량의 세정수 등과 함께 간헐적으로 배출하는 여과 방식인 전량여과(Dead-end) 방식에 의해 여과될 수 있다. 또한, 십자흐름라인(14)을 통해서 처리수가 공급되는 경우에는 처리수를 여과막의 표면과 평행하게 일정한 유속으로 흐르게 하여 막 표면에 불순물이 축적되는 것을 억제하면서 여과하는 방식인 십자흐름(Cross-flow) 방식에 의해 여과될 수 있다. 이를 위해, 전량여과라인과 십자흐름라인(14)에는 미도시된 유량제어밸브가 제공될 수 있으며, 상기 유량제어밸브는 제어부(110)에 의해 개도량이 제어될 수 있다.When the treated water is supplied to the
응집 침전부(112)에 공급되는 응집제는 남조류 및 불순물과 함께 응집되어 슬러지를 형성하는데, 이때 미쳐 슬러지를 형성하지 못한 응집제는 처리수와 함께 여과부(106)로 흘러서 여과막에 의해 걸러져서 버려지게 된다. 이는 응집제를 낭비하는 결과가 되어, 응집제의 이용율이 낮아지고 경비가 올라가는 원인이 된다.The coagulant supplied to the coagulating
이러한 문제를 방지하기 위해, 제어부(110)는 남조류의 농도가 낮은 경우에는 전량여과라인을 통해 처리수가 전달되도록 하여 전량여과 방식에 의해 여과되도록 하고, 남조류의 농도가 높아져서 응집제 공급량이 기 설정된 공급량 이상으로 늘어나는 경우에는 여과부(106)까지 유입된 응집제의 재활용율을 높이기 위해 십자흐름라인(14)을 통해 처리수가 전달되도록 하여 십자흐름 방식에 의해 여과되도록 제어할 수 있다. 이로써, 응집제의 이용율이 높아지고, 경비가 절감되는 효과가 달성될 수 있다.In order to prevent such a problem, when the concentration of the cyanobacteria is low, the
또한, 남조류가 많이 번성하여 남조류의 원수 내 농도가 높아지는 경우에는 활성탄의 공급량이 증가하는데, 이때 활성탄의 과다 공급으로 인해 배출수와 함께 버려지는 활성탄의 양이 많아져서 활성탄의 낭비가 심해진다는 문제가 있다. When the concentration of cyanobacteria in the raw water is increased, the amount of activated carbon is increased. In this case, the amount of activated carbon abandoned together with the effluent water is increased due to excessive supply of activated carbon, thereby increasing the waste of activated carbon .
이러한 문제를 해결하기 위해, 수처리 시스템(10'')은 배출구(109)를 통해 배출되는 배출수의 유로를 변경하는 제어밸브(116) 및 배출수에 포함된 활성탄을 회수하여 응집 침전부(112)로 반송하는 활성탄 회수부(118)를 더 포함할 수 있다. In order to solve such a problem, the
제어밸브(116)는 배출구(109)와 연결되어 배출수가 외부로 바로 배출되거나, 활성탄 회수부(118)로 유동하도록 배출수의 유로를 설정할 수 있고, 제어부(110)에 의해 제어되도록 구성될 수 있다. 이러한 제어밸브(116)는 일 예로 3-way 밸브일 수 있으나, 제어밸브(116)의 종류에 의해 본 발명의 사상이 한정되는 것은 아니다.The
제어부(110)는 배출수 중 일부 또는 전부가 활성탄 회수부(118)로 공급되도록 제어밸브(116)를 제어할 수 있고, 특히 남조류의 농도가 높아져서 활성탄 공급부(114)의 활성탄 공급량이 증가한 경우에만 활성탄 회수부(118)로 배출수가 공급되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 남조류의 농도가 규조류의 농도보다 높아서 남조류가 우점종인 경우에만 배출수를 활성탄 회수부(118)로 공급하고, 규조류가 우점종인 경우에는 배출수를 외부로 바로 배출하도록 제어밸브(116)를 제어할 수 있다.The
활성탄 회수부(118)는 제어밸브(116)를 통해 공급된 배출수에 포함된 활성탄 중 적어도 일부를 회수하여 활성탄 회수라인(16)을 통해 응집 침전부로 반송할 수 있다. 이러한 활성탄 회수부(118)는 활성탄에 불순물이 흡착된 슬러지로부터 활성탄을 회수하는 일반적인 장치로서 그 작동 방식은 주지의 기술상식에 해당하므로, 자세한 설명은 생략하겠다.The activated
이와 같이, 본 실시예에 따른 수처리 시스템(10'')은 남조류의 제거를 위해 공급되는 활성탄 중 적어도 일부를 버리지 않고 회수하여 재활용 함으로써 활성탄을 경제적으로 이용할 수 있고, 활성탄의 이용율이 높아진다는 효과가 있다. 또한, 남조류의 농도가 높아서 활성탄의 공급량이 많은 경우에만 활성탄 회수부(118)를 가동함으로써 활성탄 회수부(118)의 에너지 효율이 높다는 효과가 있다.As described above, the
이상과 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예들에 따른 수처리 시스템(10, 10', 10'')을 이용하여 수처리를 하는 방법에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하겠다. 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 수처리 시스템을 이용한 수처리 방법에 있어서, 조류 농도에 따른 첨가물의 공급량 제어 프로세스를 설명하는 플로우 차트이고, 도 5는 도 1 내지 도 3에 도시된 수처리 시스템을 테스트한 결과 그래프이다.A method of performing water treatment using the
수처리가 요구되는 원수가 하천 등으로부터 원수 공급부(101)로 유입되고, 원수 공급부(101)는 소정 유량으로 원수를 전처리부(102)로 공급할 수 있다. 전처리부(102)에서는 공급받은 원수에 대해 막 여과 공정을 위한 전처리가 이루어질 수 있고, 전처리 후의 원수, 즉, 처리수는 조류 검출부(103)로 전달될 수 있다. The raw water required for water treatment flows into the raw
조류 검출부(103)에서는 전달받은 처리수의 조류 종 각각에 대한 농도를 측정하여 측정한 데이터 신호를 제어부(110)로 송신할 수 있다. 이때, 조류 검출부(103)에 의해 검출되는 조류 종은 일 예로, 규조류와 남조류일 수 있다. 조류 검출부(103)를 통과한 처리수는 믹싱부(104)로 전달될 수 있다. The
믹싱부(104)로 전달된 처리수는 응집제 공급부(105)로부터 전달된 응집제와 혼합되어 응집 침전 반응이 일어날 수 있다. 이 과정에서 남조류를 비롯한 각종 불순물들이 응집 및 침전되어 슬러지를 형성할 수 있다. 응집제 공급부(105)로부터 공급되는 응집제의 공급량은 제어부(110)에 의해 제어될 수 있다. The treated water transferred to the
한편, 제 2 및 제 3 실시예에서는 응집제 공급부(105) 이외에도 활성탄 공급부(114)가 추가적으로 제공되고, 활성탄 공급부(114)에서 믹싱부(104) 및/또는 응집 침전부(112)로 활성탄이 공급될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 응집제 공급부(105)가 시스템 구성에서 생략될 수도 있으며, 이 경우에는 활성탄만이 응집 침전부(112)로 공급될 수 있다.In addition, in the second and third embodiments, in addition to the
믹싱부(104) 또는 응집 침전부(112)에서 응집 침전 반응을 통해 슬러지를 형성시킨 후 남은 액상의 처리수는 다시 여과부(106)로 전달되어 여과막을 통과하면서 여과될 수 있다. 여과부(106)에서 걸러진 농축수는 배출구(109)를 통해 외부로 배출될 수 있고, 여과막을 통과한 생산수는 생산수 저장부(108)로 이송되어 저장되거나, 외부의 생산수 사용처로 이송될 수 있다. After the sludge is formed through the coagulation sedimentation reaction in the
한편, 여과부(106)의 여과막은 공정이 거듭될수록 걸러지는 찌꺼기들에 의해 폐색될 수 있으며, 특히 규조류의 농도가 높은 경우에는 규조류에 의해 쉽게 폐색될 수 있다. 이러한 여과막의 폐색을 방지하기 위해, 주기적으로 역세라인(12)을 통해 생산수 저장부(108)로부터 여과부(106)로 생산수의 일부가 역세수로서 공급될 수 있으며, 공급된 역세수에 의해 역세정이 이루어질 수 있다. 이때, 역세수가 공급되는 역세라인(12)으로 NaOCl 공급부(107)로부터 NaOCl이 공급될 수 있으며, 공급되는 NaOCl이 규조류의 세포를 파괴하여 규조류가 효과적으로 제거될 수 있다.On the other hand, the filtration membrane of the
상술한 바와 같이 수처리 과정에서 활성탄과 NaOCl이 처리수로 공급될 수 있는데, 활성탄과 NaOCl의 공급량은 제어부(110)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 조류 검출부(103)에서 조류 종에 따른 농도를 측정하여 측정된 농도 데이터가 제어부(110)로 전달되면, 제어부(110)는 남조류의 농도와 규조류의 농도 데이터를 바탕으로 활성탄과 NaOCl의 공급량을 조절할 수 있다.As described above, in the water treatment process, activated carbon and NaOCl may be supplied as treated water, and the supply amount of activated carbon and NaOCl may be controlled by the
구체적으로, 도 4를 참조하면, 조류 농도 측정을 통해 확보된 데이터를 비교하여, 남조류와 규조류 중 농도가 더 높은 종, 즉 우점종이 무엇인지 판단할 수 있다. 만약, 남조류가 우점종이라고 판단되면, 남조류의 농도에 따라 활성탄의 공급량을 설정하여 공급하고, 규조류가 우점종이라고 판단되면, 규조류의 농도에 따라 NaOCl의 공급량을 설정하여 공급할 수 있다. Specifically, referring to FIG. 4, it is possible to determine what species, that is, the dominant species, having higher concentration in the cyanobacteria and the blue algae, are compared with the data obtained through the algal concentration measurement. If it is judged that dominant species of cyanobacteria are dominant, supply amount of activated carbon is set according to the concentration of cyanobacteria, and if it is determined that dominant species is dominant, supply amount of NaOCl can be set according to the concentration of diatom species.
이후, 제어부(110)는 우점종이 아닌 조류종에 대해서도 처리 공정을 수행할 지 여부를 결정할 수 있는데, 만약 남조류가 우점종인 경우에는 규조류의 농도가 기준치 이상인지 판단하여, 기준치 이상인 경우에는 NaOCl을 규조류의 농도에 따라 공급하고, 기준치 이하인 경우에는 NaOCl를 공급하지 않도록 제어할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(110)는 규조류가 우점종인 경우에는 남조류의 농도가 기준치 이상인지 판단하여, 기준치 이상인 경우에는 활성탄을 남조류의 농도에 따라 공급하고, 기준치 이하인 경우에는 활성탄을 공급하지 않도록 제어할 수 있다.The
이와 같이 우점종을 제어 타겟으로 하여 제어함으로써, 활성탄 및 NaOCl의 공급량을 경제적으로 제어할 수 있다. 일반적으로 수온이 낮은 봄, 가을 및 겨울에는 규조류는 매우 번성하는 반면에 남조류는 매우 감소하고, 수온이 높은 여름에는 남조류는 매우 번성하는 반면에 규조류는 매우 감소하므로, 우점종을 제어 타겟으로 선정하는 제어 방법이 효율적일 수 있다.By controlling the dominant species as a control target, it is possible to economically control the supply amount of activated carbon and NaOCl. In general, diatoms are very prosperous in low spring, autumn and winter with low water temperature, while cyanobacteria are very diminished, and in the summer when water temperature is high, cyanobacteria are very prosperous while diatoms are greatly reduced. The method can be efficient.
다만, 본 발명의 제어 방법이 우점종을 제어 타겟으로 선정하는 방법으로 국한되는 것은 아니고, 제어 타겟의 선정 없이 남조류와 규조류를 독립적으로 제거하는 것도 가능하다. 구체적으로, 남조류와 규조류의 농도를 독립적으로 측정하여 남조류 및 규조류의 농도에 따라 활성탄과 NaOCl을 모두 공급하도록 제어하는 것도 가능하다. 이러한 제어 방법은 활성탄과 NaOCl의 이용 효율 측면에서는 다소 떨어질 수 있지만, 제어 프로세스가 간소화될 수 있다는 효과가 달성될 수 있다.However, the control method of the present invention is not limited to a method of selecting a dominant species as a control target, and it is possible to independently remove cyanobacteria and diatoms without selecting a control target. Specifically, it is also possible to independently measure the concentration of cyanobacteria and diatoms to control the supply of both activated carbon and NaOCl according to the concentration of cyanobacteria and diatoms. This control method can be somewhat reduced in terms of the utilization efficiency of activated carbon and NaOCl, but the effect that the control process can be simplified can be achieved.
한편, 남조류와 규조류의 농도에 따른 활성탄 및 NaOCl의 공급량은 아래 표 1에 기재된 바와 같이 제어될 수 있다.On the other hand, the amount of activated carbon and NaOCl supplied according to the concentration of cyanobacteria and diatoms can be controlled as shown in Table 1 below.
즉, 남조류의 농도가 0~15 mg/m3 범위 내인 경우 활성탄이 50 ppm 공급되고, 15~25 mg/m3 범위 내인 경우 활성탄이 100 ppm 공급되며, 25~100 mg/m3 범위 내인 경우 활성탄이 200 ppm 공급되고, 100 mg/m3 이상인 경우 활성탄이 300 ppm 공급되도록 제어될 수 있다. 또한, 규조류의 농도가 0~15 mg/m3 범위 내인 경우 역세시 NaOCl이 5 ppm 공급되고, 15~25 mg/m3 범위 내인 경우 역세시 NaOCl이 10 ppm 공급되며, 25~100 mg/m3 범위 내인 경우 역세시 NaOCl이 20 ppm 공급되고, 100 mg/m3 이상인 경우 역세시 NaOCl이 30 ppm 공급되도록 제어될 수 있다.That is, when the concentration of blue-green algae within 0 ~ 15 mg / m 3 range of the activated carbon is supplied to 50 ppm, and the activated carbon is supplied to 100 ppm when within 15 ~ 25 mg / m 3 range, in the case within 25 ~ 100 mg / m 3 range 200 ppm of activated carbon is supplied, and 300 ppm of activated carbon is supplied when it is 100 mg / m 3 or more. In addition, the concentration of
상기 표 1의 조류 농도에 따른 활성탄 또는 NaOCl의 공급량은 해당 조류 농도에 대하여 조류 제거 효율이 최대가 되는 수치로 설정된 것으로서, 도 5의 실험 결과에 의해 뒷받침될 수 있다. 도 5의 그래프는 조류의 농도 별로 활성탄 또는 NaOCl의 투입량이 증가함에 따라 여과부(106)의 여과막의 막 투과율이 어떻게 변하는지를 도시한 것이다. 그래프에서 막 투과율이 높을수록 여과가 잘 이루어져서 생산수의 생산 효율이 높아지고, 그만큼 조류를 비롯한 불순물들이 잘 제거된다는 의미로 해석할 수 있다.The supply amount of activated carbon or NaOCl according to the algae concentration in Table 1 is set to a value at which algaecure removal efficiency becomes maximum with respect to the algae concentration, and can be supported by the experimental result of FIG. The graph of FIG. 5 shows how the membrane permeability of the filtration membrane of the
먼저, 도 5의 (a)는 남조류의 농도를 달리하면서 활성탄의 투입량을 점점 높였을 때의 막 투과율 변화를 측정한 실험 결과를 나타내는 것이다. 본 실험에서 투입되는 활성탄으로는 분말 활성탄(PAC)을 사용하였다. 실험 결과, 그래프에서 알 수 있듯이, 남조류의 농도가 8 mg/m3 (0~15 mg/m3 범위 내)인 경우 활성탄 공급량이 50 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되고, 22 mg/m3 (15~25 mg/m3 범위 내)인 경우 활성탄 공급량이 100 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되며, 65 mg/m3 (25~100 mg/m3 범위 내)인 경우 활성탄 공급량이 200 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되고, 110 mg/m3 (100 mg/m3 이상)인 경우 활성탄 공급량이 300 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되었다.First, FIG. 5 (a) shows the experimental results of measuring the change in the membrane permeability when the amount of activated carbon is gradually increased while varying the concentration of cyanobacteria. Powder activated carbon (PAC) was used as activated carbon. As shown in the graph, when the concentration of cyanobacteria is 8 mg / m 3 (within the range of 0-15 mg / m 3 ), the membrane permeability becomes maximum when the supply amount of activated carbon is 50 ppm, and 22 mg / m 3 (Within the range of 15 to 25 mg / m 3 ), the membrane permeability is maximized when the amount of activated carbon supplied is 100 ppm, and when the activated carbon supply amount is 65 ppm / m 3 (within the range of 25 to 100 mg / m 3 ) (110 mg / m 3) (100 mg / m 3 or more), the membrane permeability was maximized when the amount of activated carbon supplied was 300 ppm.
또한, 도 5의 (b)는 규조류의 농도를 달리하면서 NaOCl의 투입량을 점점 높였을 때의 막 투과율 변화를 측정한 실험 결과를 나타내는 것이다. 실험 결과, 그래프에서 알 수 있듯이, 규조류의 농도가 8 mg/m3 (0~15 mg/m3 범위 내)인 경우 역세시 NaOCl 공급량이 5 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되고, 22 mg/m3 (15~25 mg/m3 범위 내)인 경우 역세시 NaOCl 공급량이 10 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되며, 65 mg/m3 (25~100 mg/m3 범위 내)인 경우 역세시 NaOCl 공급량이 20 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되고, 110 mg/m3 (100 mg/m3 이상)인 경우 역세시 NaOCl 공급량이 30 ppm 일 때 막 투과율이 최대가 되었다.FIG. 5 (b) shows the results of an experiment in which the change in membrane permeability was measured when the dosage of NaOCl was gradually increased while the diatom concentration was varied. As shown in the graph, when the diatom concentration is 8 mg / m 3 (within the range of 0 to 15 mg / m 3 ), the membrane permeability is maximized when the supply of NaOCl is 5 ppm, m 3 (within the range of 15 to 25 mg / m 3 ), the membrane permeability is maximized when the supply of NaOCl is 10 ppm at the backwash, and when the backwash is 65 mg / m 3 (within the range of 25 to 100 mg / m 3 ) The membrane permeability was maximized when the supply of NaOCl was 20 ppm and the maximum permeability was at 30 ppm when the backwash was 110 mg / m 3 (100 mg / m 3 or more).
이와 같이, 표 1에 기재된 대로 조류 농도에 맞춰서 활성탄 또는 NaOCl의 공급량을 조절하면 과도하지 않은 공급량으로 조류 제거 효율을 최대로 할 수 있다.Thus, by adjusting the amount of activated carbon or NaOCl supplied according to the algae concentration as shown in Table 1, it is possible to maximize algae removal efficiency with an excessive supply amount.
이상과 같은 본 발명의 실시예들에 따른 조류 측정을 포함하는 수처리 시스템 및 방법은 조류 제거를 위해 첨가되는 활성탄 또는 NaOCl의 공급량을 경제적으로 제어할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 실시간으로 조류의 종에 따른 농도 변화를 측정하여 그 측정 결과를 수처리 제어에 반영함으로써, 조류의 실시간 농도 변화에 능동적으로 대처하여 처리 효율이 좋아진다는 장점이 있다.The water treatment system and method including algae measurement according to the embodiments of the present invention can economically control the amount of activated carbon or NaOCl added to remove algae. In addition, it is advantageous in that the treatment efficiency is improved by actively coping with the change of the concentration of the algae in real time by measuring the concentration change according to the species of the algae in real time and reflecting the result of measurement in the water treatment control.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. For example, a person skilled in the art can change the material, size and the like of each constituent element depending on the application field or can combine or substitute the embodiments in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, Of the range. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.
10, 10', 10'': 수처리 시스템
101: 원수 공급부 102: 전처리부
103: 조류 검출부 104: 믹싱부
105: 응집제 공급부 106: 여과부
107: NaOCl 공급부 108: 생산수 저장부
109: 배출구 110: 제어부
112: 응집 침전부 114: 활성탄 공급부
116: 제어밸브 118: 활성탄 회수부10, 10 ', 10'': water treatment system
101: raw water supply unit 102: preprocessing unit
103: Bird detection unit 104: Mixing unit
105: coagulant supply unit 106: filtration unit
107: NaOCl supply unit 108: production water storage unit
109: outlet 110:
112: coagulation sediment part 114: activated carbon supply part
116: Control valve 118: Activated carbon recovery unit
Claims (17)
상기 수처리 시스템으로 유입된 원수를 막여과 공정을 위해 전처리하여 처리수로 만드는 단계;
전처리된 처리수에 포함된 남조류와 규조류의 농도를 측정하는 단계;
응집제를 상기 처리수로 공급하는 단계;
활성탄을 상기 처리수로 공급하고, 상기 처리수에 포함된 남조류가 상기 활성탄에 흡착되는 단계;
상기 활성탄과 상기 처리수가 혼합된 혼합물이 여과막을 통해 여과되면서 생산수가 생성되는 단계;
상기 생산수 중 일부를 상기 여과막으로 공급하여 역세하는 단계; 및
상기 역세하는 단계에서 상기 여과막으로 공급되는 생산수에 NaOCl을 공급하고, 상기 NaOCl에 의해 규조류가 제거되는 단계를 포함하고,
상기 측정하는 단계에서 측정된 규조류의 농도와 남조류의 농도를 비교하고, 둘 중 농도가 높은 조류종을 우점종으로 판단하여 제어 타겟으로 설정하고,
남조류가 우점종으로 판단된 경우에는 측정된 남조류의 농도에 따라 상기 흡착되는 단계에서 공급되는 활성탄의 공급량을 조절하면서, 규조류의 농도가 기 설정된 기준치 이상인 경우에는 규조류의 농도에 따라 NaOCl을 공급하고, 규조류의 농도가 상기 기준치 미만인 경우에는 NaOCl을 공급하지 않고,
규조류가 우점종으로 판단된 경우에는 측정된 규조류의 농도에 따라 상기 제거되는 단계에서 공급되는 NaOCl의 공급량을 조절하면서, 남조류의 농도가 기 설정된 기준치 이상인 경우에는 남조류의 농도에 따라 활성탄을 공급하고, 남조류의 농도가 상기 기준치 미만인 경우에는 활성탄을 공급하지 않는 조류 측정을 포함하는 수처리 방법.
A step of introducing raw water requiring water treatment into a water treatment system;
Treating the raw water flowing into the water treatment system into pretreatment water for membrane filtration;
Measuring the concentration of cyanobacteria and diatoms contained in the pretreated treated water;
Supplying a flocculant to the treated water;
Supplying activated carbon to the treated water and adsorbing the cyanobacteria contained in the treated water to the activated carbon;
Producing a water mixture by filtering the mixture of activated carbon and the treated water through a filtration membrane;
Supplying a part of the produced water to the filtration membrane and backwashing it; And
Supplying NaOCl to the production water supplied to the filtration membrane in the backwashing step and removing diatoms by NaOCl,
Comparing the concentration of the diatoms and the concentration of the cyanobacteria measured in the measuring step, determining that the bird species having the highest concentration is the dominant species,
In the case where the cyanobacteria are determined to be dominant species, NaOCl is supplied according to the concentration of the diatoms when the concentration of the diatoms is higher than a predetermined reference value while the supply amount of the activated carbon supplied in the adsorption step is adjusted according to the concentration of the cyanobacteria, NaOCl < / RTI > is not supplied when the concentration of < RTI ID = 0.0 >
When the diatoms are judged to be the dominant species, the supply amount of NaOCl supplied at the removing step is controlled according to the measured diatom concentration, and when the concentration of the cyanobacteria is higher than the predetermined reference value, the activated carbon is supplied according to the concentration of the cyanobacteria, Is not supplied with activated carbon when the concentration of the activated carbon is less than the reference value.
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2014
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