KR101568041B1 - System for Filtering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 96% 이상의 고회수율(high recovery rate)로도 여과 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 수조 내에 침지된 여과막 카세트들 중 어느 하나의 여과막에 파울링이 집중되는 것을 방지함으로써 회복 세정 주기를 늘릴 수 있는 여과 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 여과 시스템은, 처리되어야 할 원수를 저장하기 위한 원수 탱크(feed water tank); 제1 개구 및 제2 개구를 갖는 수조(water bath); 상기 원수 탱크 내에 저장된 원수가 상기 수조 내로 유입되도록 하기 위하여 상기 원수 탱크를 상기 제1 및 제2 개구들 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키는 스위칭부(switching unit); 및 상기 수조 내로 유입된 원수에 침지되는 다수 개의 여과막 카세트들을 포함한다.The present invention is capable of performing filtration work at a high recovery rate of 96% or more, and also can prevent the concentration of fouling in any one of the filtration membrane cassettes immersed in a water tank, The present invention relates to a filtration system, comprising: a feed water tank for storing raw water to be treated; A water bath having a first opening and a second opening; A switching unit for selectively communicating the raw water tank with any one of the first and second openings so that raw water stored in the raw water tank flows into the water tank; And a plurality of filter film cassettes immersed in the raw water introduced into the water tank.
여과, 여과막, 카세트, 수조 Filtration, filtration membrane, cassette, water tank
Description
본 발명은 여과 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 96% 이상의 고회수율(high recovery rate)로도 여과 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 수조 내에 침지된 여과막 카세트들 중 어느 하나의 여과막에 파울링이 집중되는 것을 방지함으로써 회복 세정 주기를 늘릴 수 있는 여과 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a filtration system, and more particularly, to a filtration system capable of performing a filtration operation at a high recovery rate of 96% or more, as well as fouling of a filtration membrane of any of the filtration membrane cassettes immersed in a water tank To a filtration system capable of increasing the recovery cleaning cycle by preventing concentration.
가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법에 비하여 여과막을 이용한 분리 방법은 많은 장점이 있다. 그 중 하나는 적절한 세공 크기를 갖는 여과막을 이용함으로써 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있고, 그로 인해 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 점이다. 또한, 여과막을 이용하면 가열 등의 조작이 필요없기 때문에, 가열 등에 의해 영향을 받을 수 있는 미생물을 이용하는 분리 공정에도 사용될 수 있다는 장점이 있다.Compared with the separation method using heating or phase change, the separation method using the filter membrane has many advantages. One of them is that a desired quality of water can be stably obtained by using a filtration membrane having an appropriate pore size, thereby improving the reliability of the process. Further, since the filtration membrane does not require any operation such as heating, it can be used in a separation process using a microorganism that can be influenced by heating or the like.
여과막을 이용한 분리 방법들 중 하나로는 중공사막 다발을 포함하는 중공사막 모듈을 이용하는 방법 및 평막 모듈을 이용하는 방법이 있다. 전통적으로 여과막 모듈은 무균수, 음용수, 초순수 제조 등 정밀 여과 분야에 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 하수 처리, 정화조에서의 고액 분리, 산업 폐수에서의 부유 물질(SS: Suspended Solid) 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과, 및 수용장 물의 여과 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.One of the separation methods using a filtration membrane is a method using a hollow fiber membrane module including a hollow fiber membrane bundle and a method using a flat membrane module. Traditionally, filtration membrane modules have been widely used in the fields of aseptic water, drinking water, and ultrapure water, and recently in sewage treatment, solid-liquid separation in septic tanks, removal of suspended solids (SS) in industrial wastewater, , Filtration of industrial water, and filtration of storage facilities.
이러한 여과막 모듈의 하나로는, 처리하고자 하는 유체의 수조에 여과막 모듈을 직접 침지시키고 여과막 내부에 음압(negative pressure)을 가하여 유체만을 선택적으로 여과막 내부로 투과시킴으로서 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 분리하는 침지형 여과막 모듈이 있다. 침지형 여과막 모듈은 여러개의 모듈이 프레임에 장착된 카세트(cassette) 단위로 주로 이용된다.One of such filtration membrane modules is a submerged membrane membrane membrane membrane membrane membrane membrane membrane module which immerses a filtration membrane module directly in a tank of a fluid to be treated and separates solid components such as impurities or sludge by selectively applying a negative pressure to the inside of the filtration membrane, There is a filter membrane module. The submersible filter membrane module is mainly used as a cassette unit in which a plurality of modules are mounted on a frame.
더욱 자세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리되어야 할 원수(feed water)를 저장하고 있는 원수 탱크(20)로부터 원수가 수조(10)에 공급된다. 다수 개의 여과막 카세트들(11)이 수조(water bath)(10)에 침지되어 있다. 흡인 펌프(30)에 의해 일정 음압이 다수 개의 여과막 카세트들(11)에 가해지면, 고형 성분을 제외한 유체만이 여과막 카세트들(11) 내의 여과막을 선택적으로 통과한다. 여과막을 통과한 유체(이하, '여과수'라 칭함)는 여과수 탱크(미도시)로 보내진다. More specifically, as shown in FIG. 1, raw water is supplied to the
한편, 다수 개의 여과막 카세트들(11)이 수조(10) 내에서 서로 충분히 이격되어 있기 때문에 수조(10) 내로 유입되는 원수는 각각의 여과막 카세트들(11)에 골고루 분산되고, 따라서 수 처리 공정이 평형 상태를 이룰 때 각 여과막 카세트들(11)은 거의 동일한 농도의 불순물을 포함하는 원수를 처리하게 된다. On the other hand, since the plurality of
그런데, 각 여과막 카세트들(11)은 카세트에 공급되는 원수 양에 대한 카세트에 의해 처리된 여과수 양의 비를 의미하는 회수율(recovery rate)이 약 90% 정도이기 때문에, 도 1에 도시된 여과 시스템에 의할 경우 전체 회수율도 약 90% 정 도에 불과하게 된다. 즉, 다수 개의 여과막 카세트들(11)에 의해 처리된 후 수조(10)로부터 배출되는 잔여물은 고형 성분을 다량 포함하는 슬러리 상태이지만 여전히 미처 처리되지 못한 물을 상당 량 포함하게 된다.However, since each of the
수조(10) 내에서 여과막 카세트들(11)에 의해 수거되지 않은 물을 회수하기 위한 농축 장치(40)가 별도로 더 제공될 수 있다. 그러나, 이러한 농축 장치(40)는 주로 섬유상 여과기(fabric filter) 또는 샌드블라스트(sandblast) 방식과 같은 거친(rough) 여과 방식을 이용하기 때문에 회수된 물을 여과막 카세트들(11)에 의해 얻어진 여과수와 동일하게 취급할 수 없다. 따라서, 농축 장치(40)로부터 추가적으로 얻어진 물은 원수 탱크(20)로 공급되고, 여과 시스템의 전체 회수율을 높이는데 기여하지 못한다.A concentrating
결국, 도 1에 도시된 여과 시스템의 경우 전체 회수율이 약 90% 정도에 불과하여 비경제적이라는 문제점이 있다.As a result, the filtration system shown in FIG. 1 has a problem that the total recovery rate is only about 90%, which is uneconomical.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 여과 시스템에 관한 것이다.Accordingly, the present invention is directed to a filtration system that can avoid problems due to limitations and disadvantages of the related art.
본 발명의 이점은, 96% 이상의 고회수율(high recovery rate)로도 여과 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 수조 내에 침지된 여과막 카세트들 중 어느 하나의 여과막에 파울링이 집중되는 것을 방지함으로써 회복 세정 주기를 늘릴 수 있는 여과 시스템을 제공하는 것이다.The advantage of the present invention is that filtration can be performed at a high recovery rate of 96% or more, as well as the concentration of fouling is prevented from concentrating on one of the filter film cassettes immersed in the water tank, And to provide a filtration system capable of increasing the filtration efficiency.
본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술될 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 학습되어질 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 첨부된 도면은 물론이고 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.Further features and advantages of the invention will be described hereinafter, and will in part be obvious from the description. Alternatively, other features and advantages of the invention may be learned through practice of the invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects and other advantages of the present invention will be realized and attained by the structure particularly pointed out in the written description and claims hereof as well as the appended drawings.
위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 처리되어야 할 원수를 저장하기 위한 원수 탱크(feed water tank); 제1 개구 및 제2 개구를 갖는 수조(water bath); 상기 원수 탱크 내에 저장된 원수가 상기 수조 내로 유입되도록 하기 위하여 상기 원수 탱크를 상기 제1 및 제2 개구들 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키는 스위칭부(switching unit); 및 상기 수조 내로 유입된 원수에 침지되는 다수 개의 여과막 카세트들을 포함하는 여과 시스템이 제공된다.To achieve these and other objects and in accordance with the purpose of the present invention, a feed water tank for storing raw water to be treated; A water bath having a first opening and a second opening; A switching unit for selectively communicating the raw water tank with any one of the first and second openings so that raw water stored in the raw water tank flows into the water tank; And a plurality of filter film cassettes immersed in the raw water introduced into the water tank.
위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
본 발명의 여과 시스템에 의하면, 전체 여과 시스템의 구조를 콤팩트 및 단순화시킴과 동시에 96% 이상의 고회수율로 하/폐수를 처리할 수 있다.According to the filtration system of the present invention, the structure of the entire filtration system can be compact and simplified, and the waste water can be treated at a high recovery rate of 96% or more.
또한, 수조 내에서의 원수의 흐름 방향을 지속적으로 변경하여 줌으로써 수조 내에 침지된 여과막 카세트들 중 어느 하나의 여과막에 파울링이 집중되는 것을 방지하고, 결과적으로 여과막 카세트들의 회복 세정 주기를 늘릴 수 있 수 있다.In addition, by constantly changing the flow direction of the raw water in the water tank, the fouling can be prevented from concentrating on any one of the filter film cassettes immersed in the water tank, and as a result, the recovery cleaning cycle of the filter film cassettes can be increased .
또한, 콤팩트한 구조로 인해 발생하는 수조 내에서의 불순물 농도 구배에도 불구하고 각 여과막 카세트들에 균등한 부하가 걸리게 함으로써 과부하로 인한 여과막의 손상을 방지할 수 있다.In addition, despite the impurity concentration gradient in the water tank due to the compact structure, the equalization of the load on each filter cassette can be prevented, thereby preventing the filter membrane from being damaged due to overload.
본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention encompasses all changes and modifications that come within the scope of the invention as defined in the appended claims and equivalents thereof.
본 명세서에서 사용되는 용어 '여과막'은 평막(flat sheet membrane) 및 중공사막(hollow fiber membrane) 등 침지식 형태의 막들을 모두 포함한다.As used herein, the term 'filtration membrane' includes both immersion type membranes such as a flat sheet membrane and a hollow fiber membrane.
본 명세서에서 사용되는 용어 '불순물'은 물에 포함되어 있는 모둔 고형 성 분들을 포함한다.As used herein, the term " impurity " includes all the solid components contained in water.
본 명세서에 사용되는 용어인 '불순물의 농도'는 수 처리 공정이 평형 상태를 이룰 때 측정된 불순물의 농도를 의미하며, 수 처리 작업 개시 후 최소 24시간 후에 측정된다.As used herein, the term " concentration of impurities " refers to the concentration of impurities measured when the water treatment process reaches an equilibrium state, and is measured at least 24 hours after the start of the water treatment operation.
이하에서는, 본 발명의 여과 시스템 및 그 방법의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the filtration system and method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a schematic view of a filtration system according to a first embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 처리되어야 할 원수(feed water)를 저장하고 있는 원수 탱크(200)로부터 원수가 수조(100)에 공급된다. 수조(100)에는 제1 개구(101) 및 제2 개구(102)가 형성되어 있어 수조(100)가 원수를 받아들이고 처리 후 농축된 원수를 배출할 수 있다. 농축된 원수는 농축장치(300)를 거쳐 슬러지 저장 탱크(미도시)로 보내진다. 농축장치(300)는 물을 추가적으로 회수하기 위한 것으로서, 섬유상 여과기(fabric filter) 또는 샌드블라스트(sandblast) 방식 등이 있다.As shown in FIG. 2, raw water is supplied to the
한편, 본 발명의 여과 시스템은 96% 이상의 고회수율로 하/폐수를 처리하기 때문에 수조(100) 내에서 처리되고 난 농축된 원수는 농축장치(300)를 거치지 않고 슬러지 저장 탱크로 보내질 수도 있다. 이 경우, 도면부호 300은 슬러지 저장 탱크를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.Meanwhile, since the filtration system of the present invention treats the waste water at a high recovery rate of 96% or more, concentrated raw water treated in the
수조(100) 내의 원수에 여과 기능을 수행할 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)이 침지된다. 본 발명에 의하면, 상기 다수 개의 여과막 카세트 들(111~117)은 제1 개구(101) 측으로부터 제2 개구(102) 측까지 일렬로 배열된다. 또한, 상기 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)은 수조(100) 내에 빽빽한 상태로 침지되어 있다. 따라서, 수조(100) 내로 유입되는 원수는 각각의 여과막 카세트들(111~117)에 실질적으로 동시에 분산되지 못하고, 일렬로 배열된 여과막 카세트들(111~117)을 순차적으로 통과한다. A plurality of
이를 더욱 자세히 설명하면, 예를 들어 제1 개구(101)를 통해 유입된 원수는 제1 개구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)에 의해 1 차로 처리되고, 1 차 처리된 원수가 그 다음 여과막 카세트(112)로 이동하여 2차로 처리된다. 2차 처리된 원수는 그 다음 여과막 카세트들(113~116)을 차례로 거치면서 지속적으로 처리된 후 제2 개구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)에 의해 최종적으로 처리된다. 따라서, 수 처리 공정이 평형 상태를 이룰 때 수조(100) 안의 원수 내에서 위치에 따른 불순물 농도의 구배(gradient)가 발생하게 되고, 그 결과, 제1 개구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)가 처리하는 원수의 불순물 농도가 제2 개구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)가 처리하는 원수의 불순물 농도에 비해 작다. For example, the raw water introduced through the
즉, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 개구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)가 처리하는 원수의 불순물 농도와 제2 개구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)가 처리하는 원수의 불순물 농도의 차이가 최소 3배가 되도록 상기 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)이 수조(100) 내에 빽빽하게 침지된다.That is, according to one embodiment of the present invention, the
여과막 카세트들(111~117)이 처리하는 원수의 불순물 농도는 여과막 카세트들(111~117) 각각의 전후좌우 20cm 내의 공간에서 일정 높이에 위치한 물을 취수하여 측정한 불순물의 농도를 의미한다. 상기 일정 높이에 위치한 물을 취수한다 함은 여과막 카세트들(111~117)이 처리하는 원수의 불순물 농도를 측정하는데 있어 동일한 높이의 물을 취수함을 의미한다.The impurity concentration of the raw water treated by the
이와 같이, 본 발명에 의한 여과 시스템에 의하면, 수조(100) 내로 유입된 원수가 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)을 순차적으로 거치면서 반복적으로 처리되기 때문에 수조(100)로부터 최종적으로 배출되는 배출물은 충분히 농축된 슬러리 상태가 된다. 즉, 본 발명에 의한 여과 시스템은 96% 이상의 전체 회수율을 갖는다.As described above, according to the filtration system of the present invention, since the raw water introduced into the
한편, 본 발명에 의한 여과 시스템에서는 여과막 카세트들(111~117) 각각이 처리하는 원수의 불순물 농도가 서로 다르기 때문에 각 여과막 카세트들(111~117)에 동일한 음압이 가해질 경우 여과막에 걸리는 부하의 정도가 카세트들(111~117) 별로 서로 다르게 나타날 것이다. 즉, 가장 높은 불순물 농도를 갖는(가장 농축된) 원수를 처리하여야 하는 여과막 카세트의 여과막에 가장 많은 부하가 걸릴 것이고, 심할 경우 과부하로 인한 여과막의 파손이 발생할 우려가 있다.On the other hand, in the filtration system according to the present invention, since the impurity concentrations of the raw water to be treated by the
따라서, 제1 개구(101)를 통해 원수 탱크(200)로부터의 원수가 수조(100) 내로 유입될 경우, 여과막 카세트들(111~116)에는 제1 펌프(120)로부터 제1 음압이 가해짐으로써 처리수가 제1 투과 유속(flux)(LMH)으로 빠져나오고, 제2 개구(102)에 가장 가깝게 있는 여과막 카세트(117)에는 제2 펌프(140)에 의해 제2 음압이 가 해짐으로써 처리수가 제2 투과 유속으로 빠져나오게 할 수 있다. 당연히, 상기 제1 음압 및 제1 투과 유속은 제2 음압 및 제2 투과 유속보다 크다. 이와 같이, 가장 높은 불순물 농도를 갖는(가장 농축된) 원수를 처리하여야 하는 여과막 카세트(117)에 더 낮은 음압을 걸어줌으로써 과부하로 인한 여과막 손상을 최소화할 수 있다.Therefore, when the raw water from the
한편, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 제1 음압을 제공하는 제1 펌프(120)가 제1 펌프용 밸브들(130)의 온/오프에 의해 여과막 카세트들(111~117) 각각과 연결될 수 있고, 상기 제1 음압보다 작은 제2 음압을 제공하는 제2 펌프(140)가 제2 펌프용 밸브들(150)의 온/오프에 의해 여과막 카세트들(111~117) 각각과 연결될 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the
따라서, 제1 개구(101)를 통해 원수 탱크(200)로부터의 원수가 수조(100) 내로 유입될 경우, 제1 펌프용 밸브들(131~136)이 온(on)되고 제2 펌프용 밸브들(151~156)은 오프(off)되어 여과막 카세트들(111~116)은 제1 펌프(120)로부터 제1 음압을 제공받게 되고, 제1 펌프용 밸브(137)은 오프되고 제2 펌프용 밸브(157)은 온되어 제2 개구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)는 제2 펌프(140)로부터 제2 음압을 제공받게 된다. Therefore, when the raw water from the
반대로, 제2 개구(102)를 통해 원수 탱크(200)로부터의 원수가 수조(100) 내로 유입될 경우, 제1 펌프용 밸브들(132~137)이 온(on)되고 제2 펌프용 밸브들(152~157)은 오프(off)되어 여과막 카세트들(112~117)은 제1 펌프(120)로부터 제1 음압을 제공받게 되고, 제1 펌프용 밸브(131)은 오프되고 제2 펌프용 밸브(151) 는 온되어 제1 개구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)는 제2 펌프(140)로부터 제2 음압을 제공받게 된다. 경우에 따라서는 제1 펌프용 밸브(132) 및 제2 펌프용 밸브(152)를 적절히 조절함으로써 여과막 카세트(112)도 제2 펌프(140)로부터 제2 음압을 제공받을 수 있게 할 수 있을 것이다.On the contrary, when the raw water from the
이하에서는, 원수가 원수 탱크(200)로부터 수조(100) 내로 유입되는 경로의 변경에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the change of the path of the raw water from the
위에서 간단히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 여과 시스템에서는 여과막 카세트들(111~117) 각각이 처리하는 원수의 불순물 농도가 서로 다르기 때문에 여과막의 파울링(fouling) 정도가 카세트들(111~117) 별로 서로 다르게 나타난다. 즉, 가장 높은 불순물 농도를 갖는(가장 농축된) 원수를 처리하여야 하는 여과막 카세트에서 가장 심각한 여과막의 파울링이 발생하게 된다. 예를 들어, 제1 개구(101)를 통해서만 원수가 수조(100) 내로 유입된다면, 제2 개구(102)는 수 처리 후 농축된 원수의 배출 통로로서의 기능만을 수행하게 될 것이고, 제2 개구(102)와 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)의 여과막에는 상대적으로 가장 심각한 파울링이 발생하게 될 것이다. In the filtration system according to the present invention, since the impurity concentrations of the raw water to be treated by the
여과막의 오염 내지 파울링이 심각해질수록, 시스템의 가동 중단을 요구하는 회복 세정의 주기가 짧아지게 된다. 회복 세정은 장시간 수 처리가 진행됨에 따라 여과막의 오염이 누적되어 여과막의 막 투과 성능이 심각하게 저하된 경우에 수 처리를 멈추고 비교적 장시간 행하여 지는 세정으로서 화학약품이 사용되며 여과막의 투과 성능을 회복하는데 주요 목적이 있다. 회복 세정의 주기가 짧아지면, 회복 세 정의 횟수가 많아짐에 따라 비용이 증가되고, 가동 정지 횟수가 많아짐에 따라 수처리 효율이 저하된다.As the fouling or fouling of the filtration membrane becomes more serious, the cycle of the recovery cleaning requiring the shutdown of the system becomes shorter. The recovery washing is a cleaning process which is stopped for a long period of time by stopping the water treatment when the filtration performance of the filtration membrane is seriously degraded due to accumulation of contamination of the filtration membrane due to the progress of the water treatment for a long time, and chemical chemicals are used and the permeation performance of the filtration membrane is recovered There is a main purpose. When the cycle of recovery washing is short, the cost increases as the number of recovery tax increases, and the water treatment efficiency decreases as the number of times of shutdown increases.
본 발명의 여과 시스템은, 원수 탱크(200)에 저장된 원수를 수조(100)로 전달하기 위하여 원수 탱크(200)를 수조(100)의 제1 및 제2 개구들(101, 102) 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키는 스위칭부(400)를 포함함으로써, 수조(100) 내에 침지된 여과막 카세트들(111~117) 중 어느 하나의 여과막에 파울링이 집중되는 것을 방지할 수 있다. 상기 스위칭부(400)는 수조(100)로부터 배출되는 원수를 농축장치(300)로 전달하기 위하여 농축 장치(300)를 제1 및 제2 개구들(101, 102) 중 어느 하나와 선택적으로 연통시킨다.The filtration system of the present invention is characterized in that the
도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 스위칭부(400)는 원수 탱크(200)와 제1 개구(101) 사이의 제1 밸브(410), 원수 탱크(200)와 제2 개구(102) 사이의 제2 밸브(420), 농축 장치(300)와 제1 개구(101) 사이의 제3 밸브(430), 및 농축 장치(300)와 제2 개구(102) 사이의 제4 밸브(440)를 포함한다. According to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the
제1 밸브(410) 및 제4 밸브(440)가 온(on)되면 원수 탱크(200)의 원수가 제1 개구(101)를 통해 수조(100)로 유입되어 여과막 카세트들(111~117)에 의해 처리된 후 제2 개구(102)를 통해 농축 장치(300)로 보내진다. 이때, 제2 밸브(420) 및 제3 밸브(430)는 오프(off) 상태가 된다. 또한, 여과막 카세트들(111~116)은 제1 펌프(120)로부터 제1 음압을 제공받게 되고, 제2 개구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)는 제2 펌프(140)로부터 제2 음압을 제공받게 된다. When the
반대로, 제2 밸브(420) 및 제3 밸브(430)가 온(on)되면 원수 탱크(200)의 원 수가 제2 개구(102)를 통해 수조(100)로 유입되어 여과막 카세트들(111~117)에 의해 처리된 후 제1 개구(101)를 통해 농축 장치(300)로 보내진다. 이때, 제1 밸브(410) 및 제4 밸브(440)는 오프(off) 상태가 된다. 또한, 여과막 카세트들(112~117)은 제1 펌프(120)로부터 제1 음압을 제공받게 되고, 제1 개구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)는 제2 펌프(140)로부터 제2 음압을 제공받게 된다.On the other hand, when the
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 여과 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a schematic view of a filtration system according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시예에 의하면, 본 발명의 스위칭부(400)는 제1 개구(101)를 원수 탱크(200) 및 농축 장치(300) 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키기 위한 제1 3-포트 밸브(450), 및 제2 개구(102)를 원수 탱크(200) 및 농축 장치(300) 중 어느 하나와 선택적으로 연통시키기 위한 제2 3-포트 밸브(460)를 포함한다.According to the second embodiment of the present invention, the
또한, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 제1 및 제2 개구들(101, 102)에 각각 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트들(111, 117)만이 제1 펌프용 밸브(131, 137) 및 제2 펌프용 밸브(151, 157)를 통해 제1 및 제2 펌프(120, 140)에 선택적으로 연결될 수 있고, 이 여과막 카세트들(111, 117) 사이에 위치한 여과막 카세트들(112~116)은 제1 펌프(120)에만 연결된다.According to the second embodiment of the present invention, only the
제1 3-포트 밸브(450)에 의해 원수 탱크(200)와 제1 개구(101)가 연통되면 제2 3-포트 밸브(460)에 의해 농축 장치(300)와 제2 개구(102)가 연통된다. 이때, 제1 펌프용 밸브(131)는 온(on)되고 제2 펌프용 밸브(151)는 오프(off)됨으로써 여 과막 카세트(111)가 제1 펌프(120)에 연결되어 제1 음압을 제공받는다. 또한, 제1 펌프용 밸브(137)는 오프(off)되고 제2 펌프용 밸브(157)는 온(on)됨으로써 여과막 카세트(117)가 제2 펌프(140)에 연결되어 제1 음압보다 낮은 제2 음압을 제공받는다. 나머지 여과막 카세트들(112~116)은 제1 펌프(120)로부터 제1 음압을 제공받는다.When the
반대로, 제1 3-포트 밸브(450)에 의해 농축 장치(300)와 제1 개구(101)가 연통되면 제2 3-포트 밸브(460)에 의해 원수 탱크(200)와 제2 개구(102)가 연통된다. 이때, 제1 펌프용 밸브(131)는 오프(off)되고 제2 펌프용 밸브(151)는 온(on)됨으로써 여과막 카세트(111)가 제2 펌프(140)에 연결되어 제2 음압을 제공받는다. 또한, 제1 펌프용 밸브(137)는 온(on)되고 제2 펌프용 밸브(157)는 오프(off)됨으로써 여과막 카세트(117)가 제1 펌프(120)에 연결되어 제1 음압을 제공받는다. 나머지 여과막 카세트들(112~116)도 제1 펌프(120)로부터 제1 음압을 제공받는다.Conversely, when the concentrating
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.4 is a block diagram schematically illustrating a control system according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 여과 시스템은 시스템의 전체 동작을 제어하는 제어부(500)를 더 포함한다. As shown in FIG. 4, the filtering system according to an embodiment of the present invention further includes a
제어부(500)는 제1 펌프용 밸브들(130) 및 제2 펌프용 밸브들(150)의 온/오프를 제어함으로써 각 여과막 카세트들(111~117)에 제공되는 음압의 크기를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 스위칭부(400)를 제어함으로써 수조 내에서의 원수의 흐름 방향을 지속적으로 변경할 수 있다. The
제어부(500)는 일정 주기로 수조 내에서의 원수의 흐름 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 경우, 제어부(500)는 일정 주기로 제1 및 제2 밸브들(410, 420)을 번갈아가며 온(on)시킬 수 있다. 이 경우, 제1 밸브(410)가 온(on)될 경우 제3 밸브(430)는 오프(off)되고, 제2 밸브(420)가 온(on)될 경우 제4 밸브(440)는 오프(off)된다.The
선택적으로, 본 발명의 제어부(500)는 여과막의 오염 정도에 기초하여 원수의 흐름 방향을 변경할 수도 있다. 이를 위하여 본 발명의 여과 시스템은 막 오염 감지부(600)를 더 포함할 수 있다. 여과막의 오염 정도는 예를 들어 막 투과 압력(Trans Membrane Pressure: TMP)를 측정함으로써 구해질 수 있다. Alternatively, the
막 오염 감지부(600)는, 제1 및 제2 개구(101, 102) 각각에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트들(111, 117)의 여과막 오염 정도를 감지하고 오염 데이타를 제어부(500)로 전송한다. 제어부(500)는 이 오염 데이타에 기초하여 스위칭부(400)를 제어한다. The membrane
예를 들어, 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 경우, 제1 밸브(410)가 온(on)되고 제2 밸브(420)가 오프(off)된 상태에서는 제2 개구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)의 여과막 오염 정도가 막 오염 감지부(600)에 의해 지속적으로 감지되어 제어부(500)에 보고된다. 제어부(500)는 상기 여과막의 오염 정도가 일정 크기만큼 증가하게 되면 제1 밸브(410)를 오프(off)시키고 제2 밸브(420)를 온(on)시킴으로써 원수의 흐름 방향을 바꾼다. 이 순간부터 제어부(500)는 제1 개구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)의 여과막 오염 정도를 모니터링하게 되고, 그 오염 정도가 일정 크기만큼 증가하면 제1 밸브(410)를 온(on)시키고 제2 밸브(420)를 오프(off)시킴으로써 원수의 흐름 방향을 다시 바꾼다.For example, in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, when the
이러한 원수 흐름 방향의 지속적 변경을 통해 수조(100) 내에 침지된 여과막 카세트들(111~117) 중 어느 하나의 여과막에 파울링이 집중되는 것이 방지되고, 결과적으로 여과막의 회복 세정 주기가 늘어날 수 있다.Such continuous change in the raw water flow direction prevents fouling from concentrating in any one of the
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
도 1은 일반적인 여과 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고,Figure 1 is a schematic representation of a general filtration system,
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예의 여과 시스템을 각각 개략적으로 나타낸 도면들이며,2 and 3 are schematic views respectively showing filtration systems of the first and second embodiments of the present invention,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이다. 4 is a block diagram schematically illustrating a control system according to an embodiment of the present invention.
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