KR101642379B1 - 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템 및 그 처리방법 - Google Patents

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이상호
조형락
채수권
우달식
이영수
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국민대학교산학협력단
재단법인 한국계면공학연구소
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Abstract

본 발명은 다중 취수원의 물을 처리하여 먹는물을 공급하도록 하는 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템 및 그 처리방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템은, 다수의 취수원; 상기 다수의 취수원으로부터 유입된 유입수를 혼합하기 위한 유입수믹서; 상기 유입수믹서에서 혼합한 여과수를 보관하기 위한 유입수조; 상기 유입수의 수질에 따라서 상기 유입수에 응집제를 혼합하기 위한 응집제믹서; 상기 응집제를 상기 응집제믹서로 공급하기 위한 응집약품조; 상기 유입수조에서 유입수를 공급받아 여과하는 여과막모듈과 급속여과장치; 상기 여과막모듈 및 급속여과장치의 전단에 각각 설치되어 상기 유입수조로부터 공급된 유입수의 유량을 조절하기 위한 여과막조절밸브와 급속여과조절밸브; 상기 여과막모듈 또는 급속여과장치에서 여과된 유입수와 소독약품을 혼합하여 상기 유입수를 소독약품처리하는 소독약품믹서; 상기 소독약품을 상기 소독약품믹서로 공급하기 위한 소독약품조; 및 상기 소독약품처리된 유입수를 저장하는 최종처리조를 포함한다.

Description

다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템 및 그 처리방법{System and Method for treating drinking water using multi-source water}
본 발명은 먹는물 처리시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 중앙급수 방식의 상수도 시스템과 분리된 소규모 지역을 대상으로 다중 취수원의 물을 처리하여 먹는물을 공급하도록 하는 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템 및 그 처리방법에 관한 것이다.
현재 국내의 간이 정수시설이나 소규모 급수시설의 경우 다양한 오염원에 노출되어 있어 신뢰성이 높은 정수처리가 필수적이지만, 취수원이 계곡수, 자연수, 지하수, 저수지 등으로 워낙 많고 다양한 편이어서 광역시 또는 시 단위와 같은 대규모 정수처리장을 설치하거나 이용하기에는 어려운 실정이다.
특히, 산발적으로 산재해 있는 소규모 마을 단위까지 광역 정수장에서 정수된 깨끗한 먹는물을 공급하기 위해서는 상수도관 설치가 필수적이나 산과 산을 통과해야 하는 등의 어려운 점이 많아 현실성이 없으며, 따라서 보다 구성이 간단하고 유지관리가 쉬우면서 비용이 저렴한 소규모의 먹는물 처리시스템을 필요로 하고 있다.
또한, 동남아시아와 아프리카 지역 등에 위치한 개발도상국의 경우에도 중앙집중 방식의 상수도 시스템이 도입되지 않은 지역이 많이 있으며, 이들 지역에서 빈번하게 수질오염으로 인한 문제가 발생하고 있다. 이들 지역은 취수원에 따라서 계절적인 수량과 수질 변동이 심하기 때문에 어느 시기에는 고급의 정수처리 기술이 필요하고, 또 다른 시기에는 상대적으로 간단한 정수처리 방법만으로도 먹는물을 공급할 수 있다.
그리고 국내 및 개발도상국의 소규모 지역의 경우 상대적으로 소득수준이 낮기 때문에 항상 고도의 정수처리 기술을 적용하는 경우 정수처리 시설의 운영단가를 감당하기 어려운 문제가 발생한다. 따라서 유입수질의 수준에 맞게 적절한 수준의 처리가 행하여져야 하는데 기존의 정수처리 장치로는 과다한 처리를 하거나 부족한 처리를 함으로써 많은 문제가 발생하고 있다.
종래에 다양한 정수처리 시스템이 개시되어 있다. 예컨대 호소수나 해수담수화 정수 자동화 시스템으로서 호소수가 저수위가 되면 자동으로 해수를 취수할 수 있어 상수도가 공급되지 않는 지역의 식수공급을 원활하게 공급할 수 있는 시스템이 개시되어 있고 상수도관의 관말부에 정제된 정체수가 수압의 차이에 의해 자동으로 순환하도록 할 수 있는 기술 등이 제시되어 있다. 하지만, 이러한 종래기술에서는 수질 및 오염의 변동이 심하거나 취수원과 거리가 먼 지역까지 정수처리된 먹는물을 제공하는데는 한계가 있다.
또한, 종래의 수처리방법에서는 2개 이상의 취수원이 유입되는 경우 이를 일률적으로 혼합하여 처리하거나 각각 따로 처리한 후 혼합하고 있다. 이는 각 취수원의 수질차이가 크고, 각각의 유입수량에 변동이 있는 경우 혼합된 유입수의 수질이 시간에 따라 크게 달라지게 되며, 그 변동을 예측하기 어렵다. 따라서, 종래의 방법에서는 최악의 수질을 고려하여 수질기준을 맞추고 있으나, 이 경우 수질이 양호한 경우에도 과도한 처리가 수행되어 처리비용이 높아지는 문제가 발생한다. 또한, 평균적인 수질을 고려하여 처리방법을 적용하는 경우 수질이 악화될 때 설정된 수질기준을 만족시킬 수 없다는 문제점이 있다.
등록특허 제0546851호 등록특허 제0932469호
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 취수원으로부터 취수한 유입수의 수량 및 수질변동이 발생하는 경우에도 병렬로 구성된 여과시스템을 이용하여 깨끗이 처리된 먹는물을 경제적으로 제공하기 위한 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템 및 그 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템은,
다수의 취수원; 상기 다수의 취수원으로부터 유입된 유입수를 혼합하기 위한 유입수믹서; 상기 유입수믹서에서 혼합한 유입수를 보관하기 위한 유입수조; 상기 유입수의 수질에 따라서 상기 유입수에 응집제를 혼합하기 위한 응집제믹서; 상기 응집제를 상기 응집제믹서로 공급하기 위한 응집약품조; 상기 유입수조에서 유입수를 공급받아 여과하는 여과막모듈과 급속여과장치; 상기 여과막모듈 및 급속여과장치의 전단에 각각 설치되어 상기 유입수조로부터 공급된 유입수의 유량을 조절하기 위한 여과막조절밸브와 급속여과조절밸브; 상기 여과막모듈 또는 급속여과장치에서 여과된 유입수와 소독약품을 혼합하여 상기 유입수를 소독약품처리하는 소독약품믹서; 상기 소독약품을 상기 소독약품믹서로 공급하기 위한 소독약품조; 상기 소독약품처리된 유입수를 저장하는 최종처리조; 상기 유입수조의 바닥에 침전되는 슬러지를 배출하기 위한 침전슬러지조; 상기 여과막모듈의 후단에 설치되어 상기 여과막모듈에 추가적인 차압을 가하여 상기 여과막모듈에서 여과된 여과수의 유량을 조절하는 여과막펌프; 및 상기 유입수조의 유입수에 대한 수질을 검출하는 수질검출부; 를 포함하고, 상기 여과막펌프는 상기 여과막모듈로 유입되는 유입수의 유량과 압력을 조절하고 상기 유입수의 이송방향을 역으로 구현가능하고 상기 여과막모듈 및 급속여과장치의 역세척을 위해 상기 유입수의 유량과 압력을 반대방향으로 설정하는 것을 특징으로 하고, 상기 검출된 수질 중 탁도가 0에서 기설정된 제1값의 범위이면 상기 여과막모듈 또는 급속여과장치 중 어느 하나에서 여과된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 제1값에서 기설정된 제2값의 범위이면 상기 여과막조절밸브를 잠그고 상기 급속여과조절밸브를 개방하여 상기 급속여과장치에서 유입수를 여과처리한 후 그 여과처리된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 제2값과 기설정된 제3값 사이이면 상기 여과막조절밸브를 개방하여 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 유입수를 여과하고 그 여과처리된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 제3값 이상이면 상기 유입수조에서 공급된 유입수와 상기 응집약품조에서 공급된 응집제를 상기 응집제믹서에서 혼합하여 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 여과시킨 후 그 여과처리된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리한다.
삭제
본 발명에서, 상기 여과막모듈 및 급속여과장치는 상기 유입수조의 하부에 설치되어 상기 유입수조와의 수위차에 따라 발생하는 압력에 의해 무동력으로 여과과정을 수행한다.
삭제
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또한, 본 발명에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법은,
다수의 취수원으로부터 공급되는 유입수를 유입수믹서에서 혼합하여 유입수조로 공급하는 공급단계; 수질검출부에서 상기 유입수조 내 유입수의 수질을 검출하는 검출단계; 상기 검출된 유입수의 수질에 따라 여과막모듈 또는 급속여과장치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 유입수조로부터 공급되는 유입수를 여과처리하여 여과수를 배출하되 상기 여과막모듈의 후단에 설치된 여과막펌프를 이용하여 상기 여과막모듈에 추가적인 차압을 가하여 상기 여과막모듈에서 여과된 여과수의 유량을 조절하는 배출단계; 상기 배출되는 여과수와 소독약품조로부터 공급된 소독약품을 혼합하여 상기 여과수를 소독처리하는 소독단계;를 포함하고, 상기 검출된 유입수의 수질 중 탁도가 0 NTU 이상, 1 NTU 미만이면 상기 여과막모듈 및 금속여과장치에서의 여과처리 없이 상기 유입수를 소독약품처리하고, 상기 탁도가 1 NTU 이상, 5 NTU 미만이면 상기 급속여과장치에서 유입수를 여과처리한 후 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 5 NTU 이상, 10 NTU 미만이면 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 상기 유입수를 여과처리한 후 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리하며, 상기 유입수의 탁도가 상기 10 NTU 이상이면 상기 유입수조에서 공급된 유입수와 응집약품조에서 공급된 응집제를 혼합하여 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 여과시킨 후 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리한다.
본 발명에서, 상기 여과막모듈 및 급속여과장치는 상기 유입수조의 하부에 설치되어 상기 유입수조와의 수위차에 따라 발생하는 압력에 의해 무동력으로 상기 유입수를 여과처리한다.
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본 발명에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템 및 그 처리방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
먼저, 본 발명에 의하면 유입수가 깨끗한 경우 불필요한 공정 및 처리를 최소화하여 에너지 사용량과 약품 사용량 등 운영비를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 2개 이상의 취수원에서 공급되는 물을 사용할 때 발생하는 수량과 수질의 변동에 유연하게 대응할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 유입수의 수질과 처리수의 요구수질에 맞게 응집과 급속여과, 막여과를 자유롭게 조절할 수 있으며, 탄력적인 운영 및 처리가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 수위차를 이용한 여과공정을 가동함으로써 무동력 운전이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 반드시 필요한 수준의 최종처리수의 수질을 달성하기 위하여 막여과 공정을 운전함으로써 막의 사용시간과 수명을 증가시킬 수 있으며, 막 세정이 필요성을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법을 보이는 흐름도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법을 보이는 흐름도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결 합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
먼저, 본 발명은 다수의 취수원으로부터 먹는물을 처리하는 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명에서는 고효율 처리를 위한 막여과(여과막모듈)와 저비용 처리를 위한 모래여과(급속여과장치)를 병렬로 설치한 후 유입되는 물의 수량과 수질에 따라서 각각의 처리장치에 유입되는 물의 비율을 조절하여 처리하며, 최종 처리수를 수질기준에 맞도록 혼합함으로써 처리효율과 비용의 문제를 동시에 해결한다는 점에서 기존 방법과 차이점이 있다. 또한 보조적으로 응집제와 소독제도 유입수 수질에 맞게 주입함으로써 유입수 중의 입자성 물질 외에도 병원성 미생물과 유기물의 처리도 가능하다는 특징을 가진다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템에서는 다수의 취수원(101)으로부터 취수된 유입수를 유입수믹서(102)로 혼합한 후 유입수조(103)로 공급한다. 유입수의 혼합은 각각의 취수원(101)으로부터의 공급유속에 의하여 추가적인 동력없이 수행된다. 도면에는 설명의 편의상 일례로서 2개의 취수원(101)만을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 2개 이상의 취수원에 적용된다. 본 발명에 따른 취수원(101)는 예컨대 지표수, 지하수, 하천 복류수, 호소수, 빗물 등이 될 수 있다.
유입수조(103)는 혼합된 유입수를 보관하는 역할을 하며 유입수조(103) 내의 바닥에 침전되는 슬러지를 배출하기 위한 침전슬러지조(106)가 유입수조(103)의 아래에 선택적으로 설치될 수 있다. 이러한 먹는물 처리시스템은 최종처리수의 수요가 있을 경우에 동작되므로 유입수조(103) 내의 유입수는 경우에 따라 장시간 체류할 수도 있다. 이때, 유입수조(103)의 바닥에 슬러지가 침전되고, 이러한 슬러지는 하부관을 통해 침전슬러지조(106)로 배출한다.
유입수조(103) 내로 유입된 유입수는 취수원(101)의 위치, 주변환경, 종류, 특성 등에 따라 수량과 수질이 다를 수 있다. 이에 유입수조(103) 내의 유입수를 여과막(membrane)모듈(111) 또는 급속여과장치(112)로 제공할 때 그 유입수의 수질조건에 따라서 응집제를 주입하기 위한 응집제믹서(105) 및 응집약품조(107)가 설치된다. 응집약품조(107)에서 응집제믹서(105)로 투입되는 응집제의 투입량은 응집약품조절밸브(108)에 의해 조절되는데, 이는 유입수조(103)에서 공급되는 유입수의 수질에 따라 그 투입량이 결정된다.
유입수조(103)의 유입수에 대한 수질은 수질검출부(104)에 의해 검출되고 그 검출결과는 제어부(118)로 입력된다. 이러한 유입수의 수질검출결과는 탁도값을 포함한다. 제어부(118)는 후술하는 각종 밸브(108.109,110,116)의 개폐동작 및 여과막펌프(113)의 동작을 자동으로 제어한다. 특히, 유입수조(103) 내에 보관된 유입수의 탁도에 따라 수질관리를 위해 각종 밸브를 개폐하도록 한다.
여과막모듈(111) 및 금속여과장치(112)는 유입수조(103)의 하부에 위치하여 중력에 의해 유입수를 제공받아 여과하도록 한다. 본 실시 예에서 유입수조(103)는 바람직하게는 여과막모듈(111) 및 급속여과장치(112)보다 최소 2m 이상 상부에 위치하여 수위차에 의한 압력을 받을 수 있도록 함으로써 여과막모듈(111) 및 급속여과장치(112)가 무동력으로 운전이 가능하도록 한다. 통상적으로 정수시설의 여과장치에 사용되는 여과막모듈(111)의 여과막은 수백 내지 수천 개의 중공사로 이루어져 있다. 이러한 중공사 형태의 여과막은 원수에 함유된 현탁 물질이나 세균류 등을 제거할 수 있는 막으로서, 예컨대 구멍의 지름이 0.01~0.5㎛인 정밀여과막이 주로 사용될 수 있다. 급속여과장치(112)는 여과막모듈(111)에서의 여과기능 외에 급속으로 여과기능을 진행하기 위해 제공된다.
여과막모듈(111) 및 급속여과장치(112)의 전단에는 유입되는 유입수의 유량을 조절하기 위하여 각각 여과막조절밸브(109) 및 급속여과조절밸브(110)가 설치된다. 이러한 밸브(109,110)를 이용하여 여과막모듈(111)과 급속여과장치(112)를 통과하는 유입수의 비율을 조절할 수 있다. 이로부터 유입수의 수질이 변동하거나 처리수의 요구수질이 변화할 때 이에 대응한 탄력적인 운전이 가능해진다. 또한, 여과막모듈(111)의 후단에는 여과막모듈(111)에 추가적인 차압을 가하고 여과수의 유량을 조절할 수 있는 여과막펌프(113)가 설치된다. 이는 여과막모듈(111)에 이상이 있거나 폐색되어 투과수량이 감소하는 경우 여과막펌프(113)를 이용하여 추가적인 압력을 가할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이로써, 이러한 여과막펌프(113)는 여과막모듈(111)을 통과하는 투과수의 양을 조절하여 유입수량이 일시적으로 증가하거나 처리수의 수질을 향상시킬 필요가 있을 때 대응이 가능하다. 이와 같이, 본 발명에서 여과막모듈(111)은 유입수조(103)와의 수위차에 의해 발생한 유입수의 압력과 여과막펌프(113)에 의해 발생한 압력의 합에 의해 구동된다. 한편, 본 발명에 따른 여과막펌프(113)는 여과막모듈(111)의 유입수의 유량과 압력을 자유롭게 조절이 가능하고, 유입수의 이송방향을 반대로 할 수도 있다. 이는 여과막모듈(111)과 급속여과장치(112)의 역세척을 위해 유량과 압력을 반대방향으로 하는 것이다.
여과막모듈(111) 또는 급속여과장치(112)에서 여과된 여과수는 필요에 따라 선택적으로 소독약품처리되는데, 이를 위하여 소독제믹서(114)에서 여과수와 소독약품조(115)에서 소독약품조절밸브(116)를 통해 제공된 소독제를 혼합함으로써 여과수를 소독처리한다. 이와 같이 여과수는 소독처리되어 최종처리조(117)에 저장된다. 이와 같이 여과막모듈(111) 또는 급속여과장치(112)를 통과한 여과수는 최종적으로 소독처리를 거쳐 이후에 먹는물로서 공급된다.
여기서, 본 발명에서는 다수의 취수원(101)으로부터 공급되어 혼합된 유입수의 탁도에 따라 먹는물 처리과정이 달라진다. 이를 구체적으로 설명한다.
먼저, 다수의 취수원(101)에서 공급된 유입수를 혼합한 후 그 유입수의 탁도가 낮은 경우, 즉 탁도가 0(zero)에서 기설정된 제1값의 범위(예컨대, 0~1 NTU)로 낮고 투명도가 높은 경우에는 여과막모듈(111)이나 급속처리장치(112)에서의 여과처리과정 없이 소독약품조절밸브(116)를 개방하여 소독과정을 거친 후 바로 먹는물로 공급할 수 있도록 한다. 이는 취수원이 상대적으로 맑은 유입수를 제공하는 경우에 해당된다.
만약, 다수의 취수원(101)에서 공급되어 혼합된 유입수의 탁도가 위 예시보다 상대적으로 높은 경우, 즉 탁도가 제1값에서 제2값의 범위(예컨대, 1 NTU 이상 5 NTU 이하)이면 여과막조절밸브(109)를 잠그고 급속여과조절밸브(110)를 개방하여 급속여과장치(112)에서 유입수를 여과처리한 후 소독약품조(115)에서 소독약품조절밸브(116)를 통해 제공된 소독약품을 투입하여 소독처리하게 된다.
만약, 유입수의 탁도가 위 예시보다 상대적으로 더 높은 경우, 즉 탁도가 제2값에서 제3값의 범위(예컨대, 5 NTU 이상 10 NTU 이하)이면, 여과막조절밸브(109)를 개방하여 여과막모듈(111)과 급속여과장치(112)에서 처리될 수 있도록 하고 여과처리된 여과수에 소독약품을 투입하여 소독처리하도록 한다.
만약, 유입수의 탁도가 매우 높은 경우, 즉, 탁도가 상기 제3값 이상(예컨대, 10 NTU 이상)이면 응집약품조(107)의 응집제를 투입하여 응집제믹서(105)를 통하여 유입수와 혼합한다. 응집제에 의해 발생되는 플록은 여과막모듈(111) 및 급속여과장치(112)에 의해 처리되며, 여과수는 소독약품조(115)에서 제공된 소독약품에 의해 소독된 후 먹는물로 공급된다. 이때 응집제는 응집약품조절밸브(108)에 의해 그 주입량이 조절된다.
여기서, 상기에서 일례로 설명한 탁도값은 설명의 편의상 제시한 것이며, 이러한 탁도에 대한 제1,2,3값은 다르게 설정될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 본 발명의 여과막모듈(111)과 급속여과장치(112)는 모두 유입수조(103)와의 수위차에 의하여 발생하는 압력으로 작동하므로 동작을 위한 추가적인 장치가 필요하지 않는다. 하지만, 여과막모듈(111)로 공급되는 유입수에 오염물이 다량으로 존재하는 경우에는 여과막이 오염되어 수위차 만으로는 여과기능이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 이러한 경우 여과막펌프(113)를 가동하여 추가적인 구동력을 발생시킨다. 여과막펌프(113)는 처리수의 수질 조절을 위하여 사용될 수도 있다. 즉, 처리수가 좀 더 낮은 탁도를 가지는 것이 필요한 경우에는 여과막펌프(113)를 작동하고 급속여과조절밸브(110)를 서서히 잠금으로써 여과막에서 처리되는 물의 양을 증가시킬 수 있으며, 이를 통하여 보다 높은 수질의 먹는물을 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법을 보이는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법에서는 다수의 취수원(101)으로부터 공급되는 유입수를 유입수믹서(102)에서 혼합하여 유입수조(103)로 공급한다(S101). 수질검출부(104)에서 유입수조(103) 내 유입수의 수질을 검출한다(S103). 검출된 유입수의 수질에 따라 여과막모듈(111) 또는 급속여과장치(112) 중 적어도 하나를 이용하여 유입수조(103)로부터 공급되는 유입수를 여과처리하여 여과수를 생산한다(S105). 이와 같이 생산된 여과수와 소독약품조(115)로부터 공급된 소독약품을 혼합하여 여과수를 소독처리한다(S107). 여기서, S105 단계에서 유입수를 여과막모듈(111) 또는 급속여과장치(112)로 공급하는 것은 여과막모듈(111) 및 급속여과장치(112)가 유입수조(103)의 하부에 설치되어 있어 유입수조(103)와의 수위차에 따라 발생하는 압력에 의해 무동력으로 유입수가 공급되도록 하여 그 공급된 유입수를 여과처리하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법을 보이는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법에서는 유입수의 수질에 따라 여과막모듈(111) 및/또는 금속여과장치(112)를 이용하여 여과처리하도록 한다. 이를 구체적으로 살펴보면, 먼저 수질검출부(104)에서 검출한 유입수의 수질을 확인한다(S201). 유입수의 수질 중 탁도가 낮은 경우, 즉 탁도가 0(zero)에서 제1값의 범위(예컨대, 0~1 NTU)로 낮은 수준인 경우(S203), 여과막모듈(111) 또는 급속여과장치(112)에서의 여과처리 없이 유입수를 소독약품처리만 한다(S205).
만약, 유입수의 탁도가 위 예시보다 상대적으로 높은 제1값에서 제2값의 범위(예컨대, 1~5 NTU)이면(S207), 급속여과장치(112)에서 유입수를 여과처리하도록 하고(S209) 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리한다(S211).
만약, 유입수의 탁도가 상대적으로 좀 더 높은 제2값과 제3값의 범위(예컨대, 5~10 NTU)이면(S213), 여과막모듈(111) 및 급속여과장치(112)에서 유입수를 여과처리한 후(S215), 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리한다(S217).
만약, 유입수의 탁도가 상대적으로 더 높은 제3값 이상(예컨대, 10 NTU 이상)이면(S219), 유입수조(103)로부터 공급되는 유입수와 응집약품조(107)에서 공급되는 응집제를 혼합하여(S221), 여과막모듈(111) 및 급속여과장치(112)에서 여과시킨 후(S223), 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리한다(S225).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 역삼투 공정의 상황에 맞게 적절한 절전운전 방법을 자동적으로 적용함으로써 역삼투 막의 오염과 손상을 방지함과 동시에 전기에너지를 절감할 수 있도록 한다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101 : 취수원 102 : 유입수믹서
103 : 유입수조 104 : 수질검출부
105 : 응집제믹서 106 : 침전슬러지조
107 : 응집약품조 108 : 응집약품조절밸브
109 : 여과막조절밸브 110 : 급속여과조절밸브
111 : 여과막모듈 112 : 급속여과장치
113 : 여과막펌프 114 : 소독제믹서
115 : 소독약품조 116 : 소독약품조절밸브
117 : 최종처리조 118 : 제어부

Claims (13)

  1. 다수의 취수원;
    상기 다수의 취수원으로부터 유입된 유입수를 혼합하기 위한 유입수믹서;
    상기 유입수믹서에서 혼합한 유입수를 보관하기 위한 유입수조;
    상기 유입수에 응집제를 혼합하기 위한 응집제믹서;
    상기 응집제를 상기 응집제믹서로 공급하기 위한 응집약품조;
    상기 유입수조에서 유입수를 공급받아 여과하는 여과막모듈과 급속여과장치;
    상기 여과막모듈 및 급속여과장치의 전단에 각각 설치되어 상기 유입수조로부터 공급된 유입수의 유량을 조절하기 위한 여과막조절밸브와 급속여과조절밸브;
    상기 여과막모듈 또는 급속여과장치에서 여과된 유입수와 소독약품을 혼합하여 상기 유입수를 소독약품처리하는 소독약품믹서;
    상기 소독약품을 상기 소독약품믹서로 공급하기 위한 소독약품조;
    상기 소독약품처리된 유입수를 저장하는 최종처리조;
    상기 유입수조의 바닥에 침전되는 슬러지를 배출하기 위한 침전슬러지조;
    상기 여과막모듈의 후단에 설치되어 상기 여과막모듈에 추가적인 차압을 가하여 상기 여과막모듈에서 여과된 여과수의 유량을 조절하는 여과막펌프; 및
    상기 유입수조의 유입수에 대한 수질을 검출하는 수질검출부; 를 포함하고,
    상기 여과막펌프는 상기 여과막모듈로 유입되는 유입수의 유량과 압력을 조절하고 상기 유입수의 이송방향을 역으로 구현가능하고 상기 여과막모듈 및 급속여과장치의 역세척을 위해 상기 유입수의 유량과 압력을 반대방향으로 설정하는 것을 특징으로 하고,
    상기 검출된 수질 중 탁도가 0에서 기설정된 제1값의 범위이면 상기 여과막모듈 또는 급속여과장치 중 어느 하나에서 여과된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 제1값에서 기설정된 제2값의 범위이면 상기 여과막조절밸브를 잠그고 상기 급속여과조절밸브를 개방하여 상기 급속여과장치에서 유입수를 여과처리한 후 그 여과처리된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 제2값과 기설정된 제3값 사이이면 상기 여과막조절밸브를 개방하여 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 유입수를 여과하고 그 여과처리된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 제3값 이상이면 상기 유입수조에서 공급된 유입수와 상기 응집약품조에서 공급된 응집제를 상기 응집제믹서에서 혼합하여 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 여과시킨 후 그 여과처리된 여과수와 상기 소독약품조에서 공급된 소독약품을 상기 소독약품믹서에서 혼합하여 상기 여과수를 소독약품처리하는 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 여과막모듈 및 급속여과장치는 상기 유입수조의 하부에 설치되어 상기 유입수조와의 수위차에 따라 발생하는 압력에 의해 무동력으로 여과과정을 수행하는 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 다수의 취수원으로부터 공급되는 유입수를 유입수믹서에서 혼합하여 유입수조로 공급하는 공급단계;
    수질검출부에서 상기 유입수조 내 유입수의 수질을 검출하는 검출단계;
    상기 검출된 유입수의 수질에 따라 여과막모듈 또는 급속여과장치 중 적어도 하나를 이용하여 상기 유입수조로부터 공급되는 유입수를 여과처리하여 여과수를 배출하되, 상기 여과막모듈의 후단에 설치된 여과막펌프를 이용하여 상기 여과막모듈에 추가적인 차압을 가하여 상기 여과막모듈에서 여과된 여과수의 유량을 조절하는 배출단계;
    상기 배출되는 여과수와 소독약품조로부터 공급된 소독약품을 혼합하여 상기 여과수를 소독처리하는 소독단계; 를 포함하고,
    상기 검출된 유입수의 수질 중 탁도가 0 NTU 이상, 1 NTU 미만이면 상기 여과막모듈 및 금속여과장치에서의 여과처리 없이 상기 유입수를 소독약품처리하고, 상기 탁도가 1 NTU 이상, 5 NTU 미만이면 상기 급속여과장치에서 유입수를 여과처리한 후 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리하고, 상기 유입수의 탁도가 상기 5 NTU 이상, 10 NTU 미만이면 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 상기 유입수를 여과처리한 후 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리하며, 상기 유입수의 탁도가 상기 10 NTU 이상이면 상기 유입수조에서 공급된 유입수와 응집약품조에서 공급된 응집제를 혼합하여 상기 여과막모듈 및 급속여과장치에서 여과시킨 후 그 여과처리된 여과수를 소독약품처리하는 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 여과막모듈 및 급속여과장치는 상기 유입수조의 하부에 설치되어 상기 유입수조와의 수위차에 따라 발생하는 압력에 의해 무동력으로 상기 유입수를 여과처리하는 다중 취수원을 이용한 먹는물 처리방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
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