KR101842450B1 - 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹 막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템은, 처리수유입구로부터 제공된 처리수의 오염물질을 제거하기 위하여 상기 처리수를 순환시키거나 상기 오염물질이 제거된 처리수를 처리수조와 연통된 배출구로 배출시키기 위한 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템에 있어서, 상기 처리수의 이동 통로를 제공하는 배관 모듈, 상기 처리수유입구로부터 상기 처리수가 유입되고, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수와 오존이 포함된 미세기포가 반응하도록 하는 밀폐형 반응부, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수와 오존이 포함된 용존가스가 반응하도록 하는 가스용존부, 상기 밀폐형 반응부와 상기 가스용존부 사이에 배치되어, 상기 오존이 포함된 미세기포와 상기 처리수가 혼합되도록 하는 기액혼합부, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수의 부유물을 필터링하며, 상기 배출구와 연통되는 세라믹막 처리부, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력을 측정하는 압력측정부, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수의 이동 경로를 변화시키는 경로설정부 및 상기 압력측정부에 의해 측정된 처리수의 압력 세기를 기초로, 상기 처리수의 이동 경로를 결정하고, 결정된 이동 경로로의 상기 처리수의 이동을 위해 상기 경로설정부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템{Continuous circulating wastewater reusing system using ceramic membrane}

본 발명은 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 처리수유입구로부터 제공된 처리수의 오염물질을 제거하여 유량조와 연통된 배출구로 배출시키는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 생활하수 또는 초기우수 등 강이나 바다의 수질을 오염시킬 수 있는 오수는 오수처리 시설에서 일정수준의 수질로 정화처리한 상태로 방류하도록 규제되고 있고, 또한 빗물 등을 지하의 저류조에 저장한 후 이를 재활용하는 등의 내용은 주지된 바와 같다.

이러한 오수 내지 중수(이하, 간단히 '중수'라고 함)가 저장되는 장소 또는 합류되는 장소 등에는 처리 대상인 중수의 종류에 적합한 형태의 물리적, 화학적 또는 생물학적 처리 시설이 설비되어야만 한다. 이와 같이 설비되는 처리 시설을 통해서 하수 또는 초기우수 등 중수는 일정 수준의 수질로 정화된 상태로 하천, 강 또는 바다에 방류됨에 따라서 생태계의 파괴가 방지되고, 일정한 저류조에 저장됨으로써 재활용 될 수 있는 것이다.

이러한 처리 시설은 처리대상 오수의 오염된 정도에 따라서 1차, 2차, 3차 또는 그 이상의 오수처리 공정을 거치면서 수질의 정화가 이루어질 수 있도록 구성된다. 즉, 처리대상 중수의 성질에 따라서 부유물을 걷어내는 단계, 오물을 침전시키는 단계, 오수의 여과단계, 이물질의 흡착단계, 약품처리 단계, 미생물처리 단계 등 다양하면서도 복잡한 단계를 거쳐 요구하는 정도의 수질로 정화가 이루어지게 된다.

한편, 대한민국특허청 등록실용신안공보 20-152529호의 '오수처리장의 전처리 공정용 분괴 파쇄장치', 특허등록번호 10-402759호의 '하수 및 오폐수 전처리 방법 및 그 장치', 특허등록번호 10-467055호의 '오폐수 처리장치', 특허등록번호 '10-555142호의 '상, 하수 및 폐수 등의 침사제거 및 종합 전처리장치', 특허등록번호 10-721437호의 '폐수 전처리장치', 특허등록번호 10-696702호의 '산업폐수 처리를 위한 전처리 시스템', 특허등록번호 10-800559호의 '카트리지 나선형 스크린을 포함하는 초기우수처리장치', 특허등록번호 10-823236호의 '방사형 초기우수처리장치' 등에서는 본격적인 오수 및 폐수를 처리하는 과정에 앞서서 오수 및 폐수 등에 포함된 이물질을 먼저 제거하기 위한 다양한 형태들의 장치들이 공지되었음을 알 수 있다.

그러나 전술한 바와 같이 공지된 대부분의 전처리 장치들은 그 구조가 복잡하게 구성되었을 뿐만 아니라 기타 처리 시설에 호환성이 떨어지게 구성되는 등 그 효율성 측면에서 불리한 문제점 등이 있었다.

본 발명의 목적은 처리수유입구로부터 제공된 처리수의 오염물질을 효율적으로 제거하여 유량조와 연통된 배출구로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템은, 처리수유입구로부터 제공된 처리수의 오염물질을 제거하기 위하여 상기 처리수를 순환시키거나 상기 오염물질이 제거된 처리수를 처리수조와 연통된 배출구로 배출시키기 위한 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템에 있어서, 상기 처리수의 이동 통로를 제공하는 배관 모듈, 상기 처리수유입구로부터 상기 처리수가 유입되고, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수와 오존이 포함된 미세기포가 반응하도록 하는 밀폐형 반응부, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수와 오존이 포함된 용존가스가 반응하도록 하는 가스용존부, 상기 밀폐형 반응부와 상기 가스용존부 사이에 배치되어, 상기 오존이 포함된 미세기포와 상기 처리수가 혼합되도록 하는 기액혼합부, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수의 부유물을 필터링하며, 상기 배출구와 연통되는 세라믹막 처리부, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력을 측정하는 압력측정부, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수의 이동 경로를 변화시키는 경로설정부 및 상기 압력측정부에 의해 측정된 처리수의 압력 세기를 기초로, 상기 처리수의 이동 경로를 결정하고, 결정된 이동 경로로의 상기 처리수의 이동을 위해 상기 경로설정부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 배관 모듈은, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출되는 급수배관 및 상기 밀폐형 반응부로 유입되는 역세배관을 구비하고, 상기 급수배관은, 상기 밀폐형 반응부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제1 급수배관, 상기 가스용존부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제2 급수배관, 상기 가스용존부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제3 급수배관 및 상기 제3 급수배관으로부터 분기되어 상기 세라믹막 처리부와 연통되는 제4 급수배관을 포함하고, 상기 제2 급수배관과 상기 제3 급수배관은 제1 분기부를 기준으로 분기되어, 상기 처리수가 상기 가스용존부로부터 상기 세라믹막 처리부로 이동되도록 하며, 상기 제1 급수배관은, 상기 밀폐형 반응부와 상기 가스용존부 사이의 제1-1 급수배관 및 상기 가스용존부와 상기 제1 분기부 사이의 제1-2 급수배관을 포함하며, 상기 제3 급수배관은, 상기 제1 분기부와 상기 제2 분기부 사이의 제3-1 급수배관 및 상기 제2 분기부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제3-2 급수배관을 포함하고, 상기 역세배관은, 상기 제3 급수배관 상에 설치되는 제2 분기부를 기준으로 분기되어, 상기 처리수가 상기 가스용존부로부터 상기 밀폐형 반응부로 이동되도록 하며, 상기 기액혼합부는, 상기 제4 급수배관에 설치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 경로설정부는, 상기 제1 분기부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 상기 제2 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 가스용존부로부터 상기 세라믹막 처리부로의 처리수 이동가능 여부를 결정하는 제1 개폐부, 상기 제1 분기부와 상기 제2 분기부 사이의 상기 제3 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 제1 분기부로부터 상기 제2 분기부로의 이동 또는 상기 처리수의 상기 제2 분기부로부터 상기 제1 분기부로의 이동가능 여부를 결정하는 제2 개폐부, 상기 제2 분기부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 상기 제3 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 제2 분기부로부터 상기 세라믹막 처리부로의 이동가능 여부를 결정하는 제3 개폐부, 상기 제4 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 제4 급수배관을 통한 상기 처리수의 이동가능 여부를 결정하는 제4 개폐부 및 상기 역세배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 제2 분기부로부터 상기 밀폐형 반응부로의 이동가능 여부를 결정하는 역세개폐부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 제어부는, 상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수의 제1 부분은 상기 제1 급수배관, 상기 제1 분기부, 상기 제2 급수배관 및 상기 세라믹막 처리부를 경유하여 상기 처리수조로 이동되도록 하며, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수 중, 상기 제1 부분을 제외한 나머지 제2 부분의 처리수는 상기 제1 급수배관, 상기 제1 분기부, 상기 세라믹막 처리부, 상기 제3-2 급수배관, 상기 제2 분기부 및 상기 역세배관을 경유하여 상기 밀폐형 반응부로 이동되도록 상기 경로설정부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 제어부는, 상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 제1 개폐부는 개방, 상기 제2 개폐부는 폐쇄, 상기 제3 개폐부는 개방, 상기 제4 개폐부는 폐쇄, 상기 역세개폐부는 개방되도록 상기 경로설정부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 제1 부분은, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수의 10 내지 20%일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 급수배관은, 상기 세라믹막 처리부와 유량조를 연통하는 제5 급수배관을 더 포함하며, 상기 경로설정부는, 상기 제5 급수배관에 설치되어 개폐여부에 따라 상기 제5 급수배관을 통한 상기 처리수의 상기 세라믹막 처리부로부터 상기 유량조로의 이동가능 여부를 결정하는 제5 개폐부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력보다 높은 경우, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수가 상기 제1 급수배관, 상기 제1 분기부, 상기 제3-1 급수배관, 상기 제2 분기부, 제4 급수배관, 상기 세라믹막 처리부 및 상기 제5 급수배관을 경유하여 상기 유량조로 이동되도록 상기 경로설정부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 제어부는, 상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력보다 높은 경우, 상기 제1 개폐부는 폐쇄, 상기 제2 개폐부는 개방, 상기 제3 개폐부는 폐쇄, 상기 제4 개폐부는 개방, 상기 역세개폐부는 폐쇄, 상기 제5 개폐부는 개방되도록 상기 경로설정부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 세라믹막 처리부는, 상기 처리수를 필터링하는 세라믹막을 구비하고, 상기 제2 급수배관을 통해 상기 세라믹막 처리부로 유입된 처리수는 상기 세라믹막의 일측면으로부터 타측면을 통과하여 필터링되며, 상기 제4 급수배관을 통해 상기 세라믹막 처리부로 유입된 처리수는 상기 세라믹막의 상기 타측면으로부터 상기 일측면을 통과하여 필터링될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 급수배관은, 상기 밀폐형 반응부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제6 급수배관을 더 포함하고, 상기 경로설정부는, 상기 제6 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 밀폐형 반응부로부터 상기 세라믹막 처리부로의 이동가능 여부를 결정하는 제6 개폐부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 밀폐형 반응부 내의 처리수가 상기 제6 급수배관을 경유하여 상기 세라믹막 처리부로 이동되도록 상기 경로설정부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 제어부는, 상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 제6 개폐부가 개방되도록 상기 경로설정부를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템은, 상기 세라믹막 처리부로의 처리수의 이동을 위하여 상기 급수배관에 설치되는 가압순환펌프를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 밀폐형 반응부는, 중앙부분이 넓으며, 상부측과 하부측으로 단면이 각각 좁아지는 원추형 또는 각뿔형으로 구성되는 밀폐형 반응조, 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 전처리된 처리수가 유입되는 제1 벨브를 포함하는 유입관, 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 상기 처리수가 배출되는 제2 벨브를 포함하는 배출관, 상기 밀폐형 반응조의 상부에 형성되어 상기 밀폐형 반응조 내의 슬러지를 배출하는 제3 벨브를 포함하는 슬러지 배출관, 상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되어 미세기포 생성부와 연결되는 기체 투입 배출관 및 기체 투입 유입관, 상기 제1 벨브 및 상기 제3 벨브의 동작을 제어하는 벨브 제어부를 포함하며, 상기 밀폐병 반응조내의 처리수는 상기 기체 투입 배출관을 통해 상기 미세기포 생성부로 배출되며, 상기 미세기포 생성부에서 오존이 포함된 미세기포가 투입된 처리수가 상기 기체 투입 유입관을 통해 상기 밀폐형 반응조로 유입되며, 상기 처리수와 상기 오존이 포함된 미세기포와 산화반응하여 생성된 슬러지는 상기 처리수의 수면상으로 부상하며, 상기 슬러지는 상기 벨브 제어부에 의해 제어되는 상기 제1 벨브 내지 상기 제3 벨브의 동작에 의해 상기 슬러지 배출관을 통해 배출되며, 상기 밀폐형 반응조내의 처리수의 수중상에 설치되며, 속이 빈 반구 형태의 외통 및 상기 외통 내부에 설치되는 내부가 관통 형성된 내통; 상기 외통의 상면으로부터 하부 방향으로 연장 형성되며, 상기 외통 내의 기체가 배출되는 적어도 하나 이상의 기체 배출관을 포함하는 기체 용존장치를 포함하며, 상기 기체 투입 유입관은 상기 내통 내부로 연장 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 상기 가스용존부는, 상부 영역은 수면위로 노출되며, 타측은 상기 보조탱크의 일단영역에 형성된 유출구에 연결되는 메인 배출관, 상기 메인 배출관의 일측으로부터 상부 방향으로 연장 형성되며, 수면상의액체가 상기 메인 배출관 내부로 유입되도록 하는 적어도 하나 이상의 유입 분배관 및 상기 메인 배출관의 일영역에 형성되는 액체 유입구를 포함하되, 상기 메인 배출관의 액체 유입구가 형성되는 영역은 상기 유입 분배관의 액체가 유입되는 유입부가 위치한 영역보다 상부에 위치할 수 있다.

본 발명에 의하면, 연속 순환식 반응조를 이용함으로서 처리순환수의 오염도가 일정한 상태로 농축되므로, 농축수의 양이 감소할 수 있다.

또한, 반응조 내의 악취 방지 및 스컴슬러지를 임의로 배출할 수 있다.

또한, 멤브레인의 파울링 해소를 위한 오존 산화제 공급으로 상기 멤브레인의 세정 주기를 연장하여 에너지를 절약할 수 있다.

또한, 고분자물질 및 난분해성 물질 산화처리로 고품질의 처리수를 제공할 수 있다.

또한, 소수성 물질을 오존 산화반응하여 친수성으로 전환함으로써 멤브레인의 막 투과성을 높일 수 있다.

또한, 멤브레인을 고압력의 산화제(오존)로 역순환하여 세척하여 2차 오염을 방지할 수 있다.

또한, 별도의 세정약품(NaOCL) 등을 사용하지 않고, 멤브레인을 세척하여 세정에 필요한 부대시설의 설치 및 운영 유지관리비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 제어부를 설명하기 위한 블록도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 처리수의 흐름을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 밀폐형 반응부를 도시한 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 가스용존부를 설명하기 위한 개략도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템(1, 이하 중수처리 시스템)은 처리수유입구(In)로부터 제공된 처리수의 오염물질을 제거하기 위하여 오염물질 처리가 완료되지 않은 처리수를 순환시키거나 오염물질이 제거된 처리수를 처리수조와 연통된 배출구(Out)로 배출시키는 시스템이다.

중수처리 시스템(1)은 배관 모듈(10), 밀폐형 반응부(20), 가스용존부(30), 기액혼합부(60), 세라믹막 처리부(40), 압력측정부(70), 경로설정부(50) 및 제어부(80)를 포함할 수 있다.

배관 모듈(10)은 처리수의 이동 통로를 제공하며, 구체적으로 처리수유입구(In)와 배출구(Out) 사이에 배치되는 밀폐형 반응부(20), 가스용존부(30), 기액혼합부(60), 세라믹막 처리부(40) 및 경로설정부(50)를 경유하는 처리수의 이동 통로를 제공한다.

구체적으로, 배관 모듈(10)은 밀폐형 반응부(20)로부터 배출되는 급수배관 및 밀폐형 반응부(20)로 유입되는 역세배관(19)을 구비한다.

급수배관은, 밀폐형 반응부(20)와 세라믹막 처리부(40) 사이의 제1 급수배관(11), 가스용존부(30)와 세라믹막 처리부(40) 사이의 제2 급수배관(12) 및 제2 급수배관(12)가 다른 통로로, 가스용존부(30)와 세라믹막 처리부(40) 사이에 형성되는 제3 급수배관(13) 및 제3 급수배관(13)으로부터 분기되어 세라믹막 처리부(40)와 연통되는 제4 급수배관(14)을 포함한다.

제2 급수배관(12)과 제3 급수배관(13)은 제1 분기부(17)를 기준으로 분기되어, 처리수가 가스용존부(30)로부터 세라믹막 처리부(40)로 이동되도록 한다.

제1 급수배관(11)은 밀폐형 반응부(20)와 가스용존부(30) 사이의 제1-1 급수배관(111) 및 가스용존부(30)와 제1 분기부(17) 사이의 제1-2 급수배관(112)을 포함한다.

제3 급수배관(13)은 제1 분기부(17)와 제2 분기부(18) 사이의 제3-1 급수배관(131) 및 제2 분기부(18)와 세라믹막 처리부(40) 사이의 제3-2 급수배관(132)을 포함한다.

또한, 역세배관(19)은 제3 급수배관(13) 상에 설치되는 제2 분기부(18)를 기준으로 분기되어, 처리수가 가스용존부(30)로부터 밀폐형 반응부(20)로 이동되도록 한다.

밀폐형 반응부(20)는, 처리수유입구(In)로부터 처리수가 유입되고, 배관 모듈(10) 상에 배치되어 처리수와 오존이 포함된 미세기포가 반응하도록 한다. 밀폐형 반응부(20)는 슬러지를 빠른 시간안에 제거할 수 있도록 하는 일종의 처리수 반응조이다. 구체적으로, 밀폐형 반응부(20)는 오존이 함유된 초미세기포에 의해 처리수의 산화효율이 보다 향상되도록 하기 위한 장치이다. 밀폐형 반응부(20)에 관하여는 이하 도 5 를 참조로 상세히 설명하기로 한다.

가스용존부(30)는, 배관 모듈(10) 상에 배치되어 처리수와 오존이 포함된 용존가스가 반응하도록 한다. 가스용존부(30)는 압력유지 보조탱크를 이용한 장치로서, 더욱 상세하게는 액체내의 가스의 용존량을 증가시킬 수 있는 장치이다. 가스용존부(30)에 관하여는 이하 도 6을 참조로 상세히 설명하기로 한다.

기액혼합부(60)는, 밀폐형 반응부(20)와 가스용존부(30) 사이에 배치되어, 오존이 포함된 미세기포와 처리수가 혼합되도록 한다. 기액혼합부(60)는, 제4 급수배관(14)에 설치된다.

세라믹막 처리부(40)는, 배관 모듈(10) 상에 배치되어 처리수의 부유물을 필터링하며, 처리수를 배출구(Out)로 배출한다.

압력측정부(70)는, 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력을 측정한다.

경로설정부(50)는, 배관 모듈(10) 상에 배치되어 처리수의 이동 경로를 변화시킨다.

구체적으로, 경로설정부(50)는, 제1 개폐부(51), 제2 개폐부(52), 제3 개폐부(53), 제4 개폐부(54) 및 역세개폐부(57)를 포함한다.

제1 개폐부(51)는 제1 분기부(17)와 세라믹막 처리부(40) 사이의 제2 급수배관(12)에 설치되어, 개폐여부에 따라 가스용존부(30)로부터 세라믹막 처리부(40)로의 처리수 이동 가능 여부를 결정한다.

제2 개폐부(52)는, 제1 분기부(17)와 제2 분기부(18) 사이의 제3 급수배관(13)에 설치되어, 개폐여부에 따라 처리수의 제1 분기부(17)로부터 제2 분기부(18)로의 이동 또는 처리수의 제2 분기부(18)로부터 제1 분기부(17)로의 이동 가능 여부를 결정한다.

제3 개폐부(53)는 제2 분기부(18)와 세라믹막 처리부(40) 사이의 제3 급수배관(13)에 설치되어, 개폐여부에 따라 처리수의 제2 분기부(18)로부터 세라믹막 처리부(40)로의 이동 가능 여부를 결정한다.

제4 개폐부(54)는 제4 급수배관(14)에 설치되어, 개폐여부에 따라 제4 급수배관(14)을 통한 처리수의 가스용존부(30)로부터 세라믹막 처리부(40)로의 이동가능 여부를 결정한다.

역세개폐부(57)는 역세배관(19)에 설치되어, 개폐여부에 따라 처리수의 제2 분기부(18)로부터 밀폐형 반응부(20)로의 이동 가능 여부를 결정한다.

제어부(80)는, 압력측정부(70)에 의해 측정된 처리수의 압력 세기를 기초로, 처리수의 이동 경로를 결정하고, 결정된 이동 경로로의 처리수의 이동을 위해 경로설정부(50)를 제어한다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조로 제어부(80)에 의한 경로설정부(50)의 설정에 따라 다른 경로로 이동하는 처리수에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 처리수의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중수처리 시스템(1)의 제어부(80)는 압력측정부(70)에 의한 측정결과, 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 밀폐형 반응부(20) 내의 처리수 중 제1 부분은 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17) 및 제2 급수배관(12) 및 세라믹막 처리부(40)를 경유하여 처리수조로 이동되도록 경로설정부(50)를 제어한다.

또한, 제어부(80)는 압력측정부(70)에 의한 측정결과, 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 밀폐형 반응부(20)로부터 배출된 처리수 중 제1 부분을 제외한 나머지 제2 부분의 처리수는 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17), 세라믹막 처리부(40), 제3-2 급수배관(132), 제2 분기부(18) 및 역세배관(19)을 경유하여 밀폐형 반응부(20)로 이동되도록 경로설정부(50)를 제어한다.

구체적으로, 제어부(80)는 압력측정부(70)에 의한 측정결과, 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 제1 개폐부(51)는 개방, 제2 개폐부(52)는 폐쇄, 제3 개폐부(53)는 개방, 제4 개폐부(54)는 폐쇄, 역세개폐부(57)는 개방되도록 경로설정부(50)를 제어하여 밀폐형 반응부(20)로부터 배출된 처리수 중 제1 부분은, 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17) 및 제2 급수배관(12) 및 세라믹막 처리부(40)를 경유하여 처리수조로 이동되도록 하고, 제2 부분의 처리수는 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17), 세라믹막 처리부(40), 제3-2 급수배관(132), 제2 분기부(18) 및 역세배관(19)을 경유하여 밀폐형 반응부(20)로 이동되도록 한다.

여기서, 제1 부분은 밀폐형 반응부(20)로부터 배출된 처리수의 10 내지 20% 일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 중수처리 시스템(1)의 급수배관은 세라믹막 처리부(40)와 유량조를 연통하는 제5 급수배관(15)을 더 포함할 수 있다.

또한, 경로설정부(50)는, 제5 급수배관(15)에 설치되어 개폐여부에 따라 제5 급수배관(15)을 통한 처리수의 세라믹막 처리부(40)로부터 유량조로의 이동가능 여부를 결정하는 제5 개폐부(55)를 더 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중수처리 시스템(1)의 제어부(80)는, 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력보다 높은 경우, 밀폐형 반응부(20)로부터 배출된 처리수가 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17), 제3-1 급수배관(131), 제2 분기부(18), 제4 급수배관(14), 세라믹막 처리부(40) 및 상기 제5 급수배관(15)을 경유하여 유량조로 이동되도록 경로설정부(50)를 제어한다.

구체적으로, 제어부(80)는 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력보다 높은 경우, 제1 개폐부(51)는 폐쇄, 제2 개폐부(52)는 개방, 제3 개폐부(53)는 폐쇄, 제4 개폐부(54)는 개방, 역세개폐부(57)는 폐쇄, 제5 개폐부(55)는 개방되도록 경로설정부(50)를 제어하여, 밀폐형 반응부(20)로부터 배출된 처리수가 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17), 제3-1 급수배관(131), 제2 분기부(18), 제4 급수배관(14), 세라믹막 처리부(40) 및 상기 제5 급수배관(15)을 경유하여 유량조로 이동되도록 한다.

세라믹막 처리부(40)는, 처리수를 필터링하는 세라믹막(멤브레인)을 구비한다.

여기서, 제2 급수배관(12)을 통해 세라믹막 처리부(40)로 유입된 처리수는 세라믹막의 일측면으로부터 타측면을 통과하여 필터링되며, 제4 급수배관(14)을 통해 세라믹막 처리부(40)로 유입된 처리수는 세라믹막의 타측면으로부터 일측면을 통과하여 필터링된다.

여기서, 처리수가 세라믹막의 일측면 또는 타측면으로 통과되도록 하는 구성은, 오염물질로 인한 필터링 저하를 방지하기 위한 것이다.

구체적으로, 세라믹막 처리부(40)로 유입된 처리수가 세라믹막의 일측면을 통과하는 중에, 세라믹막의 미세한 틈 사이사이에 오염물질이 체류할 수 있으며, 세라믹막에 체류중인 오염물질을 제거하기 위해서는 세라믹막을 세라믹막 처리부(40)로부터 꺼내어, 별도의 세척장치로 세척하거나 세라믹막 처리부(40) 내의 세라믹막을 세척하기 위해서 사용자가 직접 세라믹막을 세척하여야 하는 번거로움이 있다. 본 발명의 중수처리 시스템(1)은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 세라믹막의 일측면을 통과하면서 세라믹막에 누적, 체류중인 오염물질을 제거하기 위하여 처리수의 세라믹막 통과 방향을 바꾸어 처리수가 타측면을 통과하도록 하여 세라믹막의 미세한 틈 사이사이의 오염물질이 세라믹막으로부터 이탈되도록 할 수 있다. 쉽게 말해, 미세한 막을 통과하지 못하는 오염물질을 반대 방향으로 가압하여 미세한 막으로부터 떼어내기 위한 메커니즘이라고 보면 된다.

또한, 별도의 세정수를 사용하지 않고, 멤브레인을 세척하여 세정에 필요한 부대시설의 설치 및 운용비용을 절감할 수 있다.

한편, 도 4를 참조로 설명한 상태의 처리수의 경로가 지속되는 중에, 제4 급수배관(14)을 통해 세라믹막 처리부(40)로 유입된 처리수의 세라믹막을 통과하는 양이 기 설정된 양보다 작은 경우, 다시 말해, 제4 급수배관(14)을 통해 세라믹막 처리부(40)를 통과하는 처리수의 압력이 기 설정된 압력보다 커지는 경우, 제어부(80)는 밀폐형 반응부(20) 내의 처리수 중 제1 부분은 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17) 및 제2 급수배관(12) 및 세라믹막 처리부(40)를 경유하여 처리수조로 이동되도록 하고, 밀폐형 반응부(20)로부터 배출된 처리수 중 제1 부분을 제외한 나머지 제2 부분의 처리수는 제1 급수배관(11), 제1 분기부(17), 세라믹막 처리부(40), 제3-2 급수배관(132), 제2 분기부(18) 및 역세배관(19)을 경유하여 밀폐형 반응부(20)로 이동되도록 경로설정부(50)를 제어한다.

쉽게 말해, 다시 도 3을 참조로 설명한 이동 경로로 처리수가 이동되도록 한다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중수처리 시스템(1)의 급수배관은, 밀폐형 반응부(20)와 세라믹막 처리부(40) 사이의 제6 급수배관(16)을 더 포함한다.

경로설정부(50)는, 제6 급수배관(16)에 설치되어, 개폐여부에 따라 처리수의 밀폐형 반응부(20)로부터 세라믹막 처리부(40)로의 이동가능 여부를 결정하는 제6 개폐부(56)(54)를 더 포함한다.

제어부(80)는, 압력측정부(70)에 의한 측정결과, 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 밀폐형 반응부(20) 내의 처리수가 제6 급수배관(16)을 경유하여 세라믹막 처리부(40)로 이동되도록 경로설정부(50)를 제어한다.

구체적으로, 제어부(80)는 세라믹막 처리부(40)를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 제6 개폐부(56)가 개방되도록 경로설정부(50)를 제어하여 밀폐형 반응부(20) 내의 처리수가 제6 급수배관(16)을 경유하여 세라믹막 처리부(40)로 이동되도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 중수처리 시스템(1)은, 세라믹막 처리부(40)로의 처리수의 이동을 위하여 급수배관에 설치되는 가압순환펌프를 더 포함할 수 있다.

여기서, 본 발명의 도면에는 가압순환펌프(P)가 제6 급수배관(16)에 설치되는 것으로 도시되었으나, 세라믹막 처리부(40)와 연결된 급수배관인 제2 급수배관(12) 또는 제3 급수배관(13)에 설치될 수도 있다.

또한, 본 발명의 도면에는 세라믹막 처리부(40)와 가압순환펌프(P) 사이에 체크밸브(C)가 형성되어, 가압순환펌프(P)와 세라믹막 처리부(40) 사이의 처리수의 이동 여부를 결정할 수 있으나, 상술한 가압순환펌프(P)의 형성 위치에 따라 체크밸브(C)의 위치 또한 바뀔 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 밀폐형 반응부를 도시한 개략도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템(1)의 밀폐형 반응부(20)는, 상기 밀폐형 반응부(20)는, 유입관(21), 배출관(22), 슬러지 배출관(23), 기체 투입 배출관(241), 기체 투입 유입관(243), 밸브 제어부(80) 및 기체 용존장치(25)를 포함한다.

밀폐형 반응부(20)는 중앙부분이 넓으며 상부와 하부측으로 단면이 각각 좁아지는 원추형 또는 각뿔형을 이룬다.

밀폐형 반응부(20)의 일측 벽면에는 전처리된 처리수가 유입되는 제1 밸브(211)를 포함하는 유입관(21)이 설치되며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유입관(21)은 밀폐형 반응부(20)의 중심부 수류 안정화를 위한 밀폐형 반응부(20)내의 수류방향을 회전하도록 구형의 좌측부에 설치될 수 있다.

밀폐형 반응부(20)의 타측 벽면에는 상기 처리수가 배출되는 제2 밸브(212)를 포함하는 배출관(22)이 설치된다.

밀폐형 반응부(20)의 상부에는 상기 밀폐형 반응부(20) 내의 슬러지를 배출하는 제3 벨브(31)를 포함하는 슬러지 배출관(23)이 형성된다.

또한, 밀폐형 반응부(20)의 일측 벽면에는 미세기포 생성부(24)로 처리수가 배출되는 기체 투입 배출관(241) 및 미세기포 생성부(24)에서 오존과 미세기포가 혼합된 처리수가 유입되는 기체 투입 유입관(243)이 형성된다.

미세기포 생성부(24)는 밀폐형 반응부(20)로부터 배출된 전처리된 처리수에 오존이 포함된 미세기포를 투입 후 밀폐형 반응부(20)로 유입시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세기포 생성부(24)는 브레이드 임팰라, 액체 유입부 및 오존 가스 주입부를 포함한 라인믹서를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 오존 가스 주입부에는 오존 가스 투입량을 제어하는 오존 가스 투입량 제어부(80)가 구비될 수 있다. 미세기포 생성부(24)에는 전처리된 처리수가 유입되고, 오존 가스가 주입되면, 믹싱 펌프 및 라인믹서에 의한 믹싱이 이루어고 이에 의해 오존 가스가 안개 상태의 초미세기포로 분해된다. 이에 따라 안개 상태로 분해된 오존 가스와 처리수의 접촉 효율을 극대화 할 수 있다. 이외에도 미세기포 생성부(24)는 기계교반식, 디퓨저 방식, 가스 간접 주입방식등을 통해 오존이 용존된 미세기포를 처리수에 투입하여 밀폐형 반응부(20)로 유입시킬 수 있다.

기체 용존장치(25)는 기체의 추가 용존을 위해, 기체 용존장치에 유입되는 미세버블을 분쇄하여 초미세기포를 생산하고, 수중의 체류시간 증가와 용존자기 가압을 유도하는 장치이다

이때, 기체 배출관(253)의 끝단은 내통(255)의 상부면 또는 상기 상부면 보다 높은 면상에 위치할 수 있도록 연장 형성되며, 외통(251)의 끝단은 내통(255)의 상부면보다 아래에 위치할 수 있다.

내통(255)의 외부면과 외통(251)의 내부면은 적어도 하나 이상의 연결바(미도시)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 기체용존장치(60)는 고정바(259)를 통해 밀폐형 반응부(20) 내부에 고정될 수 있다.

기체 투입 유입관(63)은 내통 내부로 연장 형성되며, 미세기포 생성부(24)를 통해 처리수에 오존이 투입된 미세기포는 내통(255) 내부에서 상승하여 외통(251) 내부로 유입된다.

외통(251) 내부의 처리수의 수위는 내통(255) 내부의 처리수에서 배출되어 외통 내부에 쌓이는 오존에 의한 압력에 의해 기체 배출관(253)의 끝단까지 낮아지게 된다.

이후, 외통(251) 내부의 오존은 기체 배출관(253)을 통해 처리수와 함께 배출되면서 처리수의 수위는 기체 배출관의 끝단이 위치 하는 면의 높이를 유지하게 된다. 또한, 내통(255) 내부의 처리수는 내통(255)과 외통(251) 사이의 공간을 따라서도 배출되게 된다.

이때, 외통(251) 내부에는 오존이 꽉 차게 되어 내부 압력이 높아지므로, 오존은 내통(255) 내부의 처리수에 재용존될 수 있다. 즉, 오존의 처리수로의 용존율을 높일 수 있다.

또한, 기체 배출관(253)을 통해 처리수와 오존이 함께 혼합 유입되어 배출되면서, 기체 배출관(253) 내의 오존 기포는 기체 배출관(253) 내부의 압력과, 외통(251) 외부의 압력차에 의해 초미세기포의 형태로 배출되게 된다. 즉, 기체 배출관(253) 내부의 압력보다 외통(251) 외부의 압력이 크므로, 오존 기포가 기체 배출관(253) 내에서 받는 압력보다, 외통(251) 외부에서 받는 압력이 크게되어, 오존 기포는 초 미세기포 형태로 방출되게 된다.

이와 같이 오존이 함유된 초미세기포에 의해 처리수의 산화효율이 보다 향상될 수 있다. 즉, 초미세기포 속의 오존은 많은 표면적이 확보됨으로 수중에 머무르는 시간이 길어 용존되는 과정으로 기포가 작아진다. 작아진 초미세기포들은 음극화 또는 양극화로 극성화 되어 수중의 산화물질과 결합한다. 수중의 산화물질과 결합된 초미세기포들은 산화 반응 또는 자기 가압에 의해 파열하면서 수중의 유기물 및 무기물과 산화물질 등을 분해 제거한다. 초미세기포들은 파열될 때 기포 주변에 5500도 이상의 고열과 함께 시속 500Km이상의 초음파 파열음을 연속적으로 일으키며 OH 라디칼을 방출함으로써 병원성 미생물들의 세포막에 손상을 유발시켜 살균하며 지속적으로 유기물, 무기물, 색도 탁도 등을 분해 산화처리 시키는 기능을 한다.

즉, 본 발명에 따르면, 본 발명의 밀폐형 반응부(20)를 포함하는 수처리 시스템에 기체용존장치(60)를 추가함으로써, 처리수 상의 오존의 용존율을 증가시키며, 오존이 포함된 초미세기포를 추가적으로 발생시킴으로써, 처리수의 산화 효율을 높일 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템의 가스용존부를 설명하기 위한 개략도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템(1)의 가스용존부(30)는, 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수와 오존이 포함된 용존가스가 반응하도록 한다.

구체적으로, 액체는 펌프(300)를 통해 압력유지 보조탱크(100)의 유입구(101)을 통해 보조탱크(100)로 유입된다.

보조탱크(100)는 유입구(101)와 유출구(103)를 구비하며, 보조탱크(100)의 하부에 액체가 들어 있고, 그 상부에 가압 공기가 형성되는 압력탱크이다.

보조탱크(100)는 상하가 분리 가능한 구조로 형성되며, 상부 보조탱크와 하부 보조탱크는 프렌지 볼트(B)에 의해 서로 결합될 수 있다.

보조탱크(100)가 상하 분리 가능한 구조로 형성됨으로써, 본 발명의 가스용존부(30)의 설치가 용이하도록 할 수 있으며, 유지 보수를 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

펌프(300)는 액체와 가스를 함께 혼합하여 보조탱크(100)의 유입구(101)로 공급하는 펌프일 수 있다. 일례로, 임펠라, 액체 유입부(L) 및 가스 주입부(G)를 포함하여 모터에 의해 구동되는 믹싱펌프 및 믹싱펌프에 연결되어 구비되는 라인믹서를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 펌프(300)에 액체가 유입되고 가스가 주입되면, 믹싱 펌프 및 라인믹서에 의한 믹싱이 이루어지고 이에 의해 가스가 안개상태의 초미세기포로 분해된다. 이에 따라 안개 상태로 분해된 가스와 액체의 접촉 효율이 극대화 될 수 있으며, 액체에 가스가 용존될 수 있다. 이외에도, 기계교반식, 디퓨저방식, 가스 간접주입방식등을 통해 가스가 용존된 액체가 보조탱크(100)로 유입될 수 있을 것이다.

여기서, 액체에 용존되는 가스의 종류로는 오존, 산소, 공기, 이산화탄소, 염소, 질소, 아황산 가스등 다양한 가스등이 존재할 수 있다.

액체의 용존 가스는 수면위로 배출되어 보조탱크(100)와 수면 사이의 압력을 유지한다.

가스용존부(30)는 상부 영역(301)은 수면위로 노출되며, 타측(302)은 보조탱크(100)의 일단 영역에 형성된 유출구(103)에 연결되는 메인 배출관(31), 메인 배출관(31)의 일측(311)(223)으로부터 상부 방향으로 연장형성되며, 수면상의 액체가 상기 메인 배출관(31) 내부로 유입되도록 하는 적어도 하나 이상의 유입 분배관(32)을 포함하여 구성될 수 있다.

수면상의 액체는 수면위의 가스와 함께 유입 분배관(32)을 통해 유입되며, 이때 액체와 가스가 유입 분배관(32)을 통해 같이 떨어지면서, 액체와 가스간의 수면적이 넓어지고 이에 따라 액체에 추가적인 가스가 용존되게 된다. 즉, 유입 분배관(32)을 통해 가스와 액체가 함께 혼합 유입되어 메인 배출관(31)을 통해 배출되며, 유입 분배관(32)을 통해 배출되는 과정을 통해, 펌프(300)를 통해 가스가 1차 용존된 액체는 가스의 2차 용존이 이루어지게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 유입 분배관(32)의 관경의 면적은 메인 배출관(31)의 관경의 면적 보다 크게 형성될 수 있다. 바람직하게는 유입 분배관(32)의 관경의 면적은 메인 배출관(31)의 면적 대비 부하량을 감안한 120% 이상을 유지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 보조탱크(100) 내의 유입 분배관(32)의 위치는 액체에 혼합 믹싱된 가스의 부력 상승 속도를 감안하여 보조탱크(100) 높이는 3/5 위치에 위치할 수 있을 것이다.

펌프를 통해 유입구(101)로 유입되는 액체에 비해 메인 배출관(31)을 통해 배출되는 액체의 배출량이 부족할 경우, 유입 분배관(32)의 액체가 유입되는 유입부(321)의 상부 영역으로 수면이 상승할 수 있다.

이 경우, 메인 배출관의 일 영역에 형성되는 액체 유입구(33)를 통해 메인 배출관(31)으로 액체가 유입되어 배출될 수 있으며, 이를 통해 보조탱크(100)내에 유입되는 액체의 수면이 유입 분배관(32)의 유입부(321)의 위치까지 유지가 될 수 있다.

이를 위해, 메인 배출관(31)의 액체 유입구(33)가 형성되는 영역은 유입분배관(220)의 액체가 유입되는 유입부(321)가 위치한 영역보다 상부에 위치할 수 있을 것이다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 기존의 압력유지를 위한 보조탱크에 가스용존장치를 추가 함으로써, 보조탱크에 유입되는 가스가 용존된 액체가 가스용존장치를 통과하면서 수면위에 배출된 가스가 액체에 추가적으로 더 용존되도록 함으로써, 액체의 가스 용존량이 더 증가될 수 있도록 한다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

1: 중수처리 시스템
10: 배관 모듈
20: 밀폐형 반응부
30: 가스용존부
40: 세라믹막 처리부
50: 경로설정부
60: 기액혼합부
70: 압력측정부
80: 제어부

Claims (14)

1. 처리수유입구로부터 제공된 처리수의 오염물질을 제거하기 위하여 상기 처리수를 순환시키거나 상기 오염물질이 제거된 처리수를 처리수조와 연통된 배출구로 배출시키기 위한 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템에 있어서,
   상기 처리수의 이동 통로를 제공하는 배관 모듈;
   상기 처리수유입구로부터 상기 처리수가 유입되고, 상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수와 오존이 포함된 미세기포가 반응하도록 하는 밀폐형 반응부;
   상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수와 오존이 포함된 용존가스가 반응하도록 하는 가스용존부;
   상기 밀폐형 반응부와 상기 가스용존부 사이에 배치되어, 상기 오존이 포함된 미세기포와 상기 처리수가 혼합되도록 하는 기액혼합부;
   상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수의 부유물을 필터링하며, 상기 배출구와 연통되는 세라믹막 처리부;
   상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력을 측정하는 압력측정부;
   상기 배관 모듈 상에 배치되어 상기 처리수의 이동 경로를 변화시키는 경로설정부; 및
   상기 압력측정부에 의해 측정된 처리수의 압력 세기를 기초로, 상기 처리수의 이동 경로를 결정하고, 결정된 이동 경로로의 상기 처리수의 이동을 위해 상기 경로설정부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
   상기 배관 모듈은,
   상기 밀폐형 반응부로부터 배출되는 급수배관 및 상기 밀폐형 반응부로 유입되는 역세배관을 구비하고,
   상기 급수배관은,
   상기 밀폐형 반응부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제1 급수배관,
   상기 가스용존부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제2 급수배관,
   상기 가스용존부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제3 급수배관 및
   상기 제3 급수배관으로부터 분기되어 상기 세라믹막 처리부와 연통되는 제4 급수배관을 포함하고,
   상기 제2 급수배관과 상기 제3 급수배관은 제1 분기부를 기준으로 분기되어, 상기 처리수가 상기 가스용존부로부터 상기 세라믹막 처리부로 이동되도록 하며,
   상기 제1 급수배관은,
   상기 밀폐형 반응부와 상기 가스용존부 사이의 제1-1 급수배관 및 상기 가스용존부와 상기 제1 분기부 사이의 제1-2 급수배관을 포함하며,
   상기 제3 급수배관은,
   상기 제1 분기부와 제2 분기부 사이의 제3-1 급수배관 및
   상기 제2 분기부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제3-2 급수배관을 포함하고,
   상기 역세배관은,
   상기 제3 급수배관 상에 설치되는 제2 분기부를 기준으로 분기되어, 상기 처리수가 상기 가스용존부로부터 상기 밀폐형 반응부로 이동되도록 하며,
   상기 기액혼합부는,
   상기 제4 급수배관에 설치되는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템
   
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3. 제1항에 있어서,
   상기 경로설정부는,
   상기 제1 분기부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 상기 제2 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 가스용존부로부터 상기 세라믹막 처리부로의 처리수 이동가능 여부를 결정하는 제1 개폐부,
   상기 제1 분기부와 상기 제2 분기부 사이의 상기 제3 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 제1 분기부로부터 상기 제2 분기부로의 이동 또는 상기 처리수의 상기 제2 분기부로부터 상기 제1 분기부로의 이동가능 여부를 결정하는 제2 개폐부,
   상기 제2 분기부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 상기 제3 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 제2 분기부로부터 상기 세라믹막 처리부로의 이동가능 여부를 결정하는 제3 개폐부,
   상기 제4 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 제4 급수배관을 통한 상기 처리수의 이동가능 여부를 결정하는 제4 개폐부 및
   상기 역세배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 제2 분기부로부터 상기 밀폐형 반응부로의 이동가능 여부를 결정하는 역세개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수의 제1 부분은 상기 제1 급수배관, 상기 제1 분기부, 상기 제2 급수배관 및 상기 세라믹막 처리부를 경유하여 상기 처리수조로 이동되도록 하며, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수 중, 상기 제1 부분을 제외한 나머지 제2 부분의 처리수는 상기 제1 급수배관, 상기 제1 분기부, 상기 세라믹막 처리부, 상기 제3-2 급수배관, 상기 제2 분기부 및 상기 역세배관을 경유하여 상기 밀폐형 반응부로 이동되도록 상기 경로설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 제1 개폐부는 개방, 상기 제2 개폐부는 폐쇄, 상기 제3 개폐부는 개방, 상기 제4 개폐부는 폐쇄, 상기 역세개폐부는 개방되도록 상기 경로설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 부분은,
   상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수의 10 내지 20%인 것을 특징으로 하는 연속 순환식 중수처리 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 급수배관은,
   상기 세라믹막 처리부와 유량조를 연통하는 제5 급수배관을 더 포함하며,
   상기 경로설정부는,
   상기 제5 급수배관에 설치되어 개폐여부에 따라 상기 제5 급수배관을 통한 상기 처리수의 상기 세라믹막 처리부로부터 상기 유량조로의 이동가능 여부를 결정하는 제5 개폐부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력보다 높은 경우, 상기 밀폐형 반응부로부터 배출된 처리수가 상기 제1 급수배관, 상기 제1 분기부, 상기 제3-1 급수배관, 상기 제2 분기부, 제4 급수배관, 상기 세라믹막 처리부 및 상기 제5 급수배관을 경유하여 상기 유량조로 이동되도록 상기 경로설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력보다 높은 경우, 상기 제1 개폐부는 폐쇄, 상기 제2 개폐부는 개방, 상기 제3 개폐부는 폐쇄, 상기 제4 개폐부는 개방, 상기 역세개폐부는 폐쇄, 상기 제5 개폐부는 개방되도록 상기 경로설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 세라믹막 처리부는, 상기 처리수를 필터링하는 세라믹막을 구비하고,
   상기 제2 급수배관을 통해 상기 세라믹막 처리부로 유입된 처리수는 상기 세라믹막의 일측면으로부터 타측면을 통과하여 필터링되며,
   상기 제4 급수배관을 통해 상기 세라믹막 처리부로 유입된 처리수는 상기 세라믹막의 상기 타측면으로부터 상기 일측면을 통과하여 필터링되는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
   
10. 제5항에 있어서,
    상기 급수배관은,
    상기 밀폐형 반응부와 상기 세라믹막 처리부 사이의 제6 급수배관을 더 포함하고,
    상기 경로설정부는,
    상기 제6 급수배관에 설치되어, 개폐여부에 따라 상기 처리수의 상기 밀폐형 반응부로부터 상기 세라믹막 처리부로의 이동가능 여부를 결정하는 제6 개폐부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 밀폐형 반응부 내의 처리수가 상기 제6 급수배관을 경유하여 상기 세라믹막 처리부로 이동되도록 상기 경로설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 압력측정부에 의한 측정결과, 상기 세라믹막 처리부를 통과한 처리수의 압력이 기 설정된 압력과 같거나 낮은 경우, 상기 제6 개폐부가 개방되도록 상기 경로설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 세라믹막 처리부로의 처리수의 이동을 위하여 상기 급수배관에 설치되는 가압순환펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
    
13. 제8항에 있어서,
    상기 밀폐형 반응부는,
    중앙부분이 넓으며, 상부측과 하부측으로 단면이 각각 좁아지는 원추형 또는 각뿔형으로 구성되는 밀폐형 반응조,
    상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 전처리된 처리수가 유입되는 제1 벨브를 포함하는 유입관,
    상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되며 상기 처리수가 배출되는 제2 벨브를 포함하는 배출관,
    상기 밀폐형 반응조의 상부에 형성되어 상기 밀폐형 반응조 내의 슬러지를 배출하는 제3 벨브를 포함하는 슬러지 배출관,
    상기 밀폐형 반응조의 일측 벽면에 형성되어 미세기포 생성부와 연결되는 기체 투입 배출관 및 기체 투입 유입관 및
    상기 제1 벨브 및 상기 제3 벨브의 동작을 제어하는 벨브 제어부를 포함하며,
    상기 밀폐형 반응조내의 처리수는 상기 기체 투입 배출관을 통해 상기 미세기포 생성부로 배출되며, 상기 미세기포 생성부에서 오존이 포함된 미세기포가 투입된 처리수가 상기 기체 투입 유입관을 통해 상기 밀폐형 반응조로 유입되며,
    상기 처리수와 상기 오존이 포함된 미세기포와 산화반응하여 생성된 슬러지는 상기 처리수의 수면상으로 부상하며, 상기 슬러지는 상기 벨브 제어부에 의해 제어되는 상기 제1 벨브 내지 상기 제3 벨브의 동작에 의해 상기 슬러지 배출관을 통해 배출되며,
    상기 밀폐형 반응조내의 처리수의 수중상에 설치되며, 속이 빈 반구 형태의 외통 및 상기 외통 내부에 설치되는 내부가 관통 형성된 내통; 상기 외통의 상면으로부터 하부 방향으로 연장 형성되며, 상기 외통 내의 기체가 배출되는 적어도 하나 이상의 기체 배출관을 포함하는 기체 용존장치를 포함하며,
    상기 기체 투입 유입관은 상기 내통 내부로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.
    
14. 제8항에 있어서,
    상기 가스용존부는,
    상부 영역은 수면위로 노출되며, 타측은 보조탱크의 일단영역에 형성된 유출구에 연결되는 메인 배출관, 상기 메인 배출관의 일측으로부터 상부 방향으로 연장 형성되며, 수면상의액체가 상기 메인 배출관 내부로 유입되도록 하는 적어도 하나 이상의 유입 분배관 및 상기 메인 배출관의 일영역에 형성되는 액체 유입구를 포함하되,
    상기 메인 배출관의 액체 유입구가 형성되는 영역은 상기 유입 분배관의 액체가 유입되는 유입부가 위치한 영역보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 가압식 세라믹막을 이용한 연속 순환식 중수처리 시스템.

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