KR101953436B1

KR101953436B1 - 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법

Info

Publication number: KR101953436B1
Application number: KR1020160085792A
Authority: KR
Inventors: 안형욱; 홍성호
Original assignee: 롯데케미칼 주식회사
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2016-07-06
Publication date: 2019-02-28
Also published as: KR20180005557A

Abstract

본 발명의 수처리 장치는 유입된 원수를 전처리하여 전처리수를 배출하는 전처리부, 상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수와 제1 농축수를 각각 배출하는 제1 여과부, 상기 제1 농축수의 수질에 따라 상기 제1 농축수를 원심분리부 또는 제2 여과부로 배출하는 유량제어부, 상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 초과인 제1농축수가 유입되어 원심분리하는 원심분리부, 상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 이하인 제1농축수와 상기 원심분리부로부터 오버플로우가 유입되고, 여과시켜 제2 처리수와 제2 농축수를 생성하는 제2 여과부 및 상기 원심분리부로부터 언더플로우가 유입되어 슬러지로 농축되는 슬러지 농축부를 포함한다.

Description

수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법{APPARATUS FOR PURIFYING WATER AND METHOD FOR PURIFYING WATER USING THE SAME}

본 발명은 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.

최근 물 부족 문제에 관심이 높아지고 있는 가운데, 물을 정화하여 재사용하는 수처리 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그 중에서 막여과 공정은 수처리하는 방법으로 적합하다는 평가를 받고 있다. 다만, 막여과 공정이 진행될수록 여과막은 노후되고, 공정의 회수율이 낮아지는 문제점이 있다. 특히, 계절 및 기후에 따라 수질의 변화가 심한 경우에는 막 수명이 급격하게 단축되고, 고회수율의 정수처리를 지속하기 어렵다.

따라서, 수질의 변화에 관계 없이 고회수율을 유지할 수 있고, 여과막의 수명을 연장시킬수 있는 수처리 장치가 필요한 실정이다.

이와 관련한 선행 기술은 한국공개 특허 제10-1999-0032736호에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 여과막의 수명을 연장할 수 있고, 회수율이 높은 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수질의 변화에 관계 없이 고회수율을 유지할 수 있는 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 하나의 관점은 수처리 장치에 관한 것이다.

구체예에 따르면, 상기 수처리 장치는 유입된 원수를 전처리하여 전처리수를 배출하는 전처리부, 상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수와 제1 농축수를 각각 배출하는 제1 여과부, 상기 제1 농축수의 수질에 따라 상기 제1 농축수를 원심분리부 또는 제2 여과부로 배출하는 유량제어부, 상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수가 유입되어 원심분리하는 원심분리부, 상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리부로부터 오버플로우가 유입되고, 여과시켜 제2 처리수와 제2 농축수를 생성하는 제2 여과부 및 상기 원심분리부로부터 언더플로우가 유입되어 슬러지로 농축되는 슬러지 농축부를 포함한다.

상기 제2 여과부로부터 생성된 제2 농축수는 제9 배관을 통해 상기 슬러지농축부로 배출될 수 있다.

상기 슬러지농축부는 제11배관을 통해 상등수를 전처리부로 배출할 수 있다.

일 구체예에서, 상기 유량제어부는 수질 오염도를 산출하는 수질분석장치를 구비하고, 상기 유량제어부는 상기 오염도가 설정값 이하인 경우 상기 제1 농축수를 상기 제2 여과부로 이송하고, 상기 오염도가 설정값 초과인 경우 상기 제1 농축수를 상기 원심분리부로 이송하도록 제어할 수 있다.

상기 유량제어부는 수질 오염도 산출을 1초 내지 1 분 간격으로 수행할 수 있다.

상기 수처리 장치는 상기 수질분석장치의 산출 값이 설정값 이하 또는 초과 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 이하 또는 초과인 것으로 적용할 수 있다.

다른 구체예에서, 상기 유량제어부는 수질 오염도를 산출하는 수질분석장치를 구비하고, 상기 유량제어부는 상기 수질 오염도에 의존하는 비율로 제2 여과부 또는 원심분리부로 각각 이송되는 유량을 제어할 수 있다.

상기 제1 여과부 또는 제2 여과부는 정밀여과막 또는 한외여과막이 구비된 것일 수 있다.

상기 전처리부는 착수정, 혼화조, 응집조 및 침전조 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 수처리 장치는 상기 제1 처리수 및 상기 제2 처리수를 후처리 하는 후처리부를 더 포함하고, 상기 후처리부는 오존 처리 및 활성탄 처리 중 하나 이상의 공정을 수행할 수 있다.

상기 제1 여과부로부터 배출된 제1 농축수는 제4 배관을 통해 상기 유량제어부로 유입되고, 상기 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수는 상기 유량제어부에서 제6 배관을 통해 상기 원심분리부로 유입되고, 상기 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수는 상기 유량제어부에서 제5 배관을 통해 상기 제2 여과부로 유입될 수 있다.

상기 언더플로우는 제10 배관을 통해 상기 슬러지농축부로 유입되고, 상기 오버플로우는 제7 배관을 통해 상기 제2 여과부로 유입될 수 있다.

상기 제2 처리수는 제8 배관을 통해 배출될 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 수처리 방법에 관한 것이다.

일 구체예에 따르면, 상기 수처리 방법은 원수를 전처리부에서 전처리하여 전처리수를 생산하는 단계, 상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수를 생산하고, 제1 농축수를 분리하는 단계, 상기 제1 농축수의 수질 오염도를 산출하여, 오염도가 설정값 초과이면 원심분리하고, 오염도가 설정값 이하이면 제2 여과부에서 여과하는 단계, 상기 원심분리하여 형성된 오버플로우는 상기 제2 여과부로 배출되어 여과하고, 언더플로우는 슬러지로 농축되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2여과부는 상기 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리하여 형성된 오버플로우를 여과하여 제2 처리수를 생산하고, 제2 농축수를 분리할 수 있다.

상기 제2 농축수는 언더플로우와 함께 슬러지로 농축될 수 있다.

상기 슬러지 농축시 발생되는 상등액은 상기 전처리부로 회수될 수 있다.

상기 수처리 방법은 수질 오염도 산출을 1초 내지 1분 간격으로 수행할 수 있다.

상기 수처리 방법은 상기 산출 값이 설정값 이하 또는 초과 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 이하 또는 초과인 것으로 적용할 수 있다.

다른 구체예에서, 상기 원심분리 및 제2 여과부에서의 여과하는 단계는 상기 수질 오염도에 의존하는 비율로 원심분리되는 제1 농축수의 유량과 제2 여과부에서 여과되는 제1 농축수의 유량을 제어하는 것일 수 있다.

본 발명은 여과막의 수명을 연장할 수 있고, 회수율이 높으며, 수질의 변화에 관계 없이 고회수율을 유지할 수 있는 수처리 장치 및 이를 이용한 수처리 방법을 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 줄 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다.

전체적으로 도면 설명 시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 상부에 또는 하부에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다'등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것에 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 'X 내지 Y'는 'X 이상 Y 이하'를 의미한다.

수처리 장치

이하, 도 1을 참고하여 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 구체예에 따른 수처리 장치를 개략적으로 나타낸 개념도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 수처리 장치는 유입된 원수를 전처리하여 전처리수를 배출하는 전처리부(10), 상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수와 제1 농축수를 배출하는 제1 여과부(20), 상기 제1 농축수의 수질에 따라 상기 제1 농축수를 원심분리부(40) 또는 제2 여과부(50)로 배출하는 유량제어부(30), 상기 유량제어부(30)로부터 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수가 유입되어 원심분리하는 원심분리부(40), 상기 유량제어부(30)로부터 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리부(40)로부터 오버플로우가 유입되고, 이들을 여과시켜 제2 처리수와 제2 농축수를 생성하는 제2 여과부(50) 및 상기 원심분리부(40)로부터 언더플로우가 유입되어 슬러지로 농축되는 슬러지 농축부(60)를 포함한다.

본 발명의 수처리 장치는 유량제어부(30)가 제1 농축수를 제2 여과부로 바로 이송하는 것이 아니라, 제1 농축수의 수질 오염도가 일정 수준을 넘어가면 원심분리부(40)를 거친 후 제2 여과부(50)로 이송되게 함으로써, 직접적으로는 제2 여과부(50)의 수명 단축을 방지하고, 간접적으로 수처리 장치 전체의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 수처리 장치는 유량제어부(30) 및 원심분리부(40)를 적용하여, 원수의 상태에 따라 처리 정도, 단계 등을 더욱 세분화하여, 수처리 효율과 수처리 장치의 수명을 개선하는데 효과적이다. 구체적으로, 본 발명의 수처리 장치에 의하면 원수는 전처리부(10)를 거쳐 전처리수로 생산된 후 1) 제1 여과부(20)만을 거치거나, 2)제1 여과부(20) 및 제2 여과부(50)를 거치거나, 3) 제1 여과부(20), 원심분리부(40) 및 제2 여과부(50)를 거치거나, 4) 상기 2) 및 3)이 슬러지농축부(60)를 1회 이상 더 거치는 등의 세분화된 수처리 단계가 적용될 수 있다.

상기 수처리 장치는 배관을 더 형성할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 수처리 장치는 제1 내지 제11 배관이 형성 될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

구체적으로, 상기 제2 여과부(50)로부터 생성된 제2 농축수는 제9 배관(L9)을 통해 상기 슬러지농축부(60)로 배출될 수 있다. 또한, 상기 슬러지농축부(60)는 제11배관(L11)을 통해 상등수를 전처리부(10)로 배출할 수 있다.

상기 제1 농축수는 제4 배관(L4)을 통해 상기 유량제어부(30)로 유입될 수 있고, 상기 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수는 제6 배관(L6)을 통해 상기 원심분리부(40)로 유입될 수 있고, 상기 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수는 제5 배관(L5)을 통해 상기 제2 여과부(50)로 유입될 수 있다.

상기 언더플로우는 제10 배관(L10)을 통해 상기 슬러지농축부(60)로 유입될 수 있고, 상기 오버플로우는 제7 배관(L7)을 통해 상기 제2 여과부(50)로 유입될 수 있다.

상기 제2 처리수는 제8 배관(L8)을 통해 배출될 수 있다.

이하, 본 발명의 수처리 장치의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

전처리부

전처리부(10)는 막여과 이전에 원수의 오염도를 낮추는 역할을 함으로써, 계절 및 상황에 따라 변화가 심한 수질에 의해 여과막의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로 전처리부(10)는 제1 배관(L1)으로부터 유입되는 원수를 전처리 하여 전처리수를 제2 배관으로 배출할 수 있다.

상기 전처리부(10)는 착수정, 혼화조, 응집조 및 침전조 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 착수정, 혼화조, 응집조 및 침전조는 당업자에게 알려진 것으로 적용할 수 있다. 예를 들어, 착수정은 원수의 수위를 안정화 시키고 오염물질을 가라 앉히는 역할을 한다. 필요한 경우 착수정에는 분말활성탄을 주입할 수 있다. 혼화조는 오염물질을 플록(floc)으로 응집시키기 위해 주입되는 응집제를 투입할 수 있고, 효과적인 응집을 위해 교반할 수 있으며, 응집조는 혼화조에서 생성되는 미세 플록(floc)을 성장시켜 여과 또는 침전 가능한 크기의 플록으로 성장시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 침전조는 응집조에서 성장된 플록을 침전시켜 분리하는 역할을 할 수 있다.

제1 여과부

제1 여과부(10)는 원수 중 입자성 물질과 탁질 물질을 제거하는 여과를 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 여과부(20)는 유입된 전처리수를 여과하여 제1 처리수와 제1 농축수를 배출하는 역할을 한다. 예를 들어, 제1 여과부(20)는 제2 배관(L2)로부터 유입된 전처리수를 여과하여 제1 처리수는 제3 배관으로 배출하고, 제1 농축수는 제4 배관으로 배출할 수 있다. 상기 제3 배관으로 배출되는 제1 처리수는 수처리 장치 밖으로 배출되거나, 후에 기술되는 후처리부로 배출될 수 있다.

상기 제1 여과부(20)는 정밀여과막 또는 한외여과막이 구비된 것일 수 있다. 상기 여과막의 재질 및 형태는 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 사용하는 것일 수 있다. 또한, 제1 여과부(20)는 가압식 또는 침지식 모두 가능하다.

예를 들어, 상기 여과막의 재질은, 세라믹 및 금속막 중 하나 이상을 포함하는 무기막; 및 폴리프로필렌(PP), 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌(PE), 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 폴리슐폰(PS), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리아크릴로니트릴(PAN), 셀룰로오스 아세테이트 및 폴리술포네이트 중 하나 이상을 포함하는 유기막; 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 제1 여과부(20)의 형태는 관형막, 평판형막, 나권형막 또는 중공사형막일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

유량제어부

유량제어부(30)는 유입된 제1 농축수의 수질에 따라 제1 농축수를 원심분리부 또는 제2 여과부로 배출하며, 원심분리부 또는 제2 여과부로 배출되는 유량을 제어할 수 있다.

상기 유량제어부(30)의 유량 제어에 의해 수질의 오염도가 낮은 경우(오염도가 설정값 이하)에는 제2 여과부(50)로 제1 농축수를 일부 또는 전량 배출하여 수처리 효율을 증가시킬 수 있고, 수질 오염도가 높은 경우(오염도가 설정값 초과)에는 원심분리부(40)로 제1 농축수를 일부 또는 전량 배출한 후, 비교적 오염도가 낮은 오버플로우만을 제2 여과부(50)으로 이송함으로써, 제2 여과부 및 수처리 장치 전체의 수명 단축을 방지할 수 있다.

상기 유량제어부(30)는 상기 제1 농축수의 수질 오염도를 산출할 수 있는 수질분석장치(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 수질분석장치는 농축수 내 유기 물질 및 입자성 물질 등을 실시간으로 측정할 수 있다. 상기 수질분석장치는 탁도, 총 유기산소(TOC), 254 nm 자외선 흡광도(UV254) 등으로부터 수질 오염도를 산출할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일 구체예에서, 상기 유량제어부(30)는 상기 오염도가 설정값 이하인 경우 상기 제1 농축수를 상기 제2 여과부(50)으로 이송할 수 있고, 상기 오염도가 설정값 초과인 경우 상기 제1 농축수를 상기 원심분리부(40)으로 이송하도록 제어할 수 있다. 상기 설정값은 수처리의 목적, 계절 및 기후 등에 따라 달리 설정할 수 있으며, 경우에 따라 변경할 수도 있어 수처리 장치의 환경 및 사정에 따라 능동적인 대처가 가능하다. 상기 유량제어부(30)는 수질 오염도의 산출을 1초 내지 1분 간격으로 수행할 수 있다. 상기의 범위에서, 지속적으로 고회수율의 수처리가 가능하고, 여과막의 수명 단축을 방지할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 상기 설정값은 탁도가 150 NTU인 것으로 설정할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명의 수처리 장치는 상기 수질분석장치의 산출 값이 설정값 이하 또는 초과 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 이하 또는 초과인 것으로 적용함으로써, 상승 또는 하강하는 오염도에 신뢰성을 증가시킬 수 있으며, 특히 수질분석장치의 오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.

다른 구체예에서, 상기 유량제어부(30)는 상기 수질 오염도에 의존하는 비율로 제2 여과부(50) 또는 원심분리부(40)로 각각 이송되는 제1 농축수의 유량(비율)을 제어할 수 있다. 상기 비율은 수처리의 목적, 계절 및 기후 등에 따라 달리 설정할 수 있으며, 경우에 따라 변경할 수도 있어 수처리 장치의 환경 및 사정에 따라 능동적인 대처가 가능하다. 구체적으로, 상기 수질 오염도가 낮을수록 제2 여과부(50)로 이송되는 유량을 증가시키고, 원심분리부(40)로 이송되는 유량을 감소시킬 수 있다. 상기 유량제어부(30)는 수질 오염도를 실시간으로 산출하여 제2 여과부(50) 또는 원심분리부(40)로 각각 이송되는 유량의 비율을 제어할 수 있다. 이 경우, 지속적으로 고회수율의 수처리가 가능하고, 여과막의 수명 단축을 방지할 수 있는 장점이 있다. 이 경우에도, 상기 유량제어부(30)는 수질 오염도의 산출을 1초 내지 1분 간격으로 수행할 수 있고, 상기 수질분석장치의 산출 값이 설정값 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 범위인 것으로 적용함으로써, 상승 또는 하강하는 오염도에 신뢰성을 증가시킬 수 있으며, 특히 수질분석장치의 오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.

원심분리부

원심분리부(40)는 유량제어부(30)로부터 유입된 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수를 원심분리하여 오버플로우와 언더플로우를 배출하는 역할을 한다. 구체적으로, 원심분리부(40)는 제1 여과부(20)에서 생산된 제1 농축수를 제2 여과부(50)로 바로 이송하지 않고, 유량제어부(30)에 의해 제1 농축수의 일부 또는 전량이 원심분리부(40)를 거쳐 제2 여과부(50)로 이송됨으로써 제2 여과부(50)의 수명 단축을 방지하고, 간접적으로는 수처리 장치 전체의 수명 단축을 방지할 수 있다.

예를 들어, 원심분리부(40)는 원심분리의 원리를 이용하여 유량제어부로부터 유입된 제1 농축수 중 오염도가 높은 언더플로우 및 오염도가 낮은 오버플로우로 분리할 수 있으며, 오염도가 낮은 오버플로우만 제7 배관(L7)을 통하여 제2 여과부(50)로 이송할 수 있다. 또한, 오염도가 높은 언더플로우는 제10 배관(L10)을 통해 슬러지 농축부(60)으로 배출한다.

상기 원심분리부(40)는 예를 들어 하이드로 사이클론(hydro cyclone)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

제2 여과부

제2 여과부(50)는 상기 유량제어부(30)로부터 유입된 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수 또는 원심분리부(40)로부터 유입되는 오버플로우를 여과하여 제2 처리수와 제2 농축수를 배출하는 역할을 할 수 있다. 상기 제2 처리수는 제8 배관(L8)으로 배출하여 제1 처리수와 함께 수처리 장치 밖으로 배출되거나, 후에 기술되는 후처리부로 배출될 수 있고, 상기 제2 농축수는 제9 배관(L9)을 통해 후술할 슬러지 농축부(60)으로 유입될 수 있다.

상기 제2 여과부(50)는 정밀여과막 또는 한외여과막일 수 있다. 상기 여과막의 재질 및 형태는 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 사용하는 것일 수 있으며, 상기 제1 여과부(20)에 기재된 것과 실질적으로 동일하다. 또한, 상기 제2 여과부(20)는 가압식 또는 침지식 모두 가능하다.

슬러지농축부

슬러지농축부(60)는 제10 배관(L10)을 통해 원심분리부(40)로부터 유입된 언더플로우 또는 제9 배관(L9)을 통해 제2 여과부(50)로부터 유입된 제2 농축수에서 슬러지를 농축하여 슬러지는 외부로 배출하고, 상등수는 제11 배관(L11)을 통해 전처리부(10)로 이송하는 역할을 한다. 언더플로우 및 제2 농축수를 폐기하지 않고, 슬러지농축부에서 슬러지를 분리한 상등수를 전처리부(10)로 회수함으로써, 본 발명의 수처리 장치는 고회수율을 달성할 수 있다.

슬러지농축부(60)는 수분 함량이 많은 슬러지를 중력식 농축, 부상농축 또는 원심농축의 방법으로 농축할 수 있다. 구체적으로, 슬러지농축부(60)는 농축된 슬러지를 분리하고, 슬러지가 분리된 상등수를 제11 배관(L11)을 통해 전처리부(10)로 이송시킬 수 있다.

상기 상등수는 전처리부 중 착수정, 혼화조, 응집조 또는 침전조로 이송될 수 있다. 예를 들어 상기 상등수는 전처리부의 혼화조로 이송될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

후처리부

본 발명의 수처리 장치는 제1 처리수 및 제2 처리수를 후처리 하는 후처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 후처리부는 당업자에게 알려진 후처리 공정을 적용할 수 있고, 예를 들어 오존 처리 및 활성탄 처리 중 하나 이상의 공정을 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

수처리 방법

본 발명의 다른 관점인 수처리 방법은 원수를 전처리부(10)에서 전처리하여 전처리수를 생산하는 단계, 상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수를 생산하고, 제1 농축수를 분리하는 단계, 상기 제1 농축수의 수질 오염도를 산출하여, 오염도가 설정값 초과이면 원심분리하고, 오염도가 설정값 이하이면 제2 여과부(50)에서 여과하는 단계, 상기 원심분리하여 형성된 오버플로우는 상기 제2 여과부로 배출되어 여과하고, 언더플로우는 슬러지로 농축되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2여과부(50)는 상기 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리하여 형성된 오버플로우를 여과하여 제2 처리수를 생산하고, 제2 농축수를 분리할 수 있다.

상기 슬러지 농축시 발생되는 상등액은 상기 전처리부(10)로 회수될 수 있다.

상기 설정값은 수처리의 목적, 계절 및 기후 등에 따라 달리 설정할 수 있으며, 경우에 따라 변경할 수도 있어 수처리 장치의 사정에 따라 능동적인 대처가 가능하다. 상기 수질 오염도의 산출은 1초 내지 1분 간격으로 수행할 수 있다. 상기의 범위에서, 지속적으로 고회수율의 수처리가 가능하고, 여과막의 수명 단축을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 산출 값이 설정값 이하 또는 초과 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 이하 또는 초과인 것으로 적용하여, 상승 또는 하강하는 오염도에 신뢰성을 증가시킬 수 있으며, 특히 수질분석장치의 오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.

다른 구체예에서, 상기 원심분리 및 제2 여과부에서의 여과하는 단계는 상기 수질 오염도에 의존하는 비율로 원심분리되는 제1 농축수의 유량과 제2 여과부에서 여과되는 제1 농축수의 유량을 제어하는 것일 수 있다. 상기 비율은 수처리의 목적, 계절 및 기후 등에 따라 달리 설정할 수 있으며, 경우에 따라 변경할 수도 있어 수처리 장치의 환경 및 사정에 따라 능동적인 대처가 가능하다. 구체적으로, 상기 수질 오염도가 낮을수록 제2 여과부(50)로 이송되는 유량을 증가시키고, 원심분리부로 이송되는 유량을 감소시킬 수 있다. 상기 유량제어부(30)는 수질 오염도를 실시간으로 산출하여 상기 제2 여과부(50) 및 원심분리부(40)로 이송되는 유량의 비율을 제어할 수 있다. 이 경우, 지속적으로 고회수율의 수처리가 가능하고, 여과막의 수명 단축을 방지할 수 있는 장점이 있다. 이 경우에도, 상기 수질 오염도의 산출은 1초 내지 1분 간격으로 수행할 수 있고, 상기 산출 값이 설정값 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 범위인 것으로 적용함으로써, 상승 또는 하강하는 오염도에 신뢰성을 증가시킬 수 있으며, 특히 수질분석장치의 오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.

상기 수처리 방법은 제1 처리수 및 제2 처리수에 대해, 오존 처리 및 활성탄 처리 중 하나 이상의 공정을 수행할 수 있다.

이상 본 발명의 구체예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 구체예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구체예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

10: 전처리부 20: 제1 여과부
30: 유량제어부 40: 원심분리부
50: 제2 여과부 60: 슬러지농축부
L1: 제1 배관 L2: 제2 배관
L3: 제3 배관 L4: 제4 배관
L5: 제5 배관 L6: 제6 배관
L7: 제7 배관 L8: 제8 배관
L9: 제9 배관 L10: 제10 배관
L11: 제11 배관

Claims

유입된 원수를 전처리하여 전처리수를 배출하는 전처리부;
상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수와 제1 농축수를 각각 배출하는 제1 여과부;
상기 제1 농축수의 수질에 따라 상기 제1 농축수를 원심분리부 또는 제2 여과부로 배출하는 유량제어부;
상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수가 유입되어 원심분리하는 원심분리부;
상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리부로부터 오버플로우가 유입되고, 여과시켜 제2 처리수와 제2 농축수를 생성하는 제2 여과부; 및
상기 원심분리부로부터 언더플로우가 유입되어 슬러지로 농축되는 슬러지 농축부;를 포함하고,
상기 유량제어부는 수질 오염도를 산출하는 수질분석장치를 구비한 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 여과부로부터 생성된 제2 농축수는 제9 배관을 통해 상기 슬러지농축부로 배출되는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬러지농축부는 제11배관을 통해 상등수를 전처리부로 배출하는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 유량제어부는 상기 오염도가 설정값 이하인 경우 상기 제1 농축수를 상기 제2 여과부로 이송하고, 상기 오염도가 설정값 초과인 경우 상기 제1 농축수를 상기 원심분리부로 이송하도록 제어하는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 유량제어부는 수질 오염도 산출을 1초 내지 1분 간격으로 수행하는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 수질분석장치의 산출 값이 설정값 이하 또는 초과 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 이하 또는 초과인 것으로 적용하는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 유량제어부는 상기 수질 오염도에 의존하는 비율로 제2 여과부 또는 원심분리부로 각각 이송되는 유량을 제어하는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 여과부 또는 제2 여과부는 정밀여과막 또는 한외여과막이 구비된 것인 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 전처리부는 착수정, 혼화조, 응집조 및 침전조 중 하나 이상을 포함하는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 수처리 장치는 상기 제1 처리수 및 상기 제2 처리수를 후처리 하는 후처리부를 더 포함하고,
상기 후처리부는 오존 처리 및 활성탄 처리 중 하나 이상의 공정을 수행하는 수처리 장치.
유입된 원수를 전처리하여 전처리수를 배출하는 전처리부;
상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수와 제1 농축수를 각각 배출하는 제1 여과부;
상기 제1 농축수의 수질에 따라 상기 제1 농축수를 원심분리부 또는 제2 여과부로 배출하는 유량제어부;
상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수가 유입되어 원심분리하는 원심분리부;
상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리부로부터 오버플로우가 유입되고, 여과시켜 제2 처리수와 제2 농축수를 생성하는 제2 여과부; 및
상기 원심분리부로부터 언더플로우가 유입되어 슬러지로 농축되는 슬러지 농축부;를 포함하고,
상기 제1 여과부로부터 배출된 제1 농축수는 제4 배관을 통해 상기 유량제어부로 유입되고,
상기 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수는 상기 유량제어부에서 제6 배관을 통해 상기 원심분리부로 유입되고,
상기 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수는 상기 유량제어부에서 제5 배관을 통해 상기 제2 여과부로 유입되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
유입된 원수를 전처리하여 전처리수를 배출하는 전처리부;
상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수와 제1 농축수를 각각 배출하는 제1 여과부;
상기 제1 농축수의 수질에 따라 상기 제1 농축수를 원심분리부 또는 제2 여과부로 배출하는 유량제어부;
상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 초과인 제1 농축수가 유입되어 원심분리하는 원심분리부;
상기 유량제어부로부터 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리부로부터 오버플로우가 유입되고, 여과시켜 제2 처리수와 제2 농축수를 생성하는 제2 여과부; 및
상기 원심분리부로부터 언더플로우가 유입되어 슬러지로 농축되는 슬러지 농축부;를 포함하고,
상기 언더플로우는 제10 배관을 통해 상기 슬러지농축부로 유입되고,
상기 오버플로우는 제7 배관을 통해 상기 제2 여과부로 유입되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 처리수는 제8 배관을 통해 배출되는 수처리 장치.
원수를 전처리부에서 전처리하여 전처리수를 생산하는 단계;
상기 전처리수를 여과하여 제1 처리수를 생산하고, 제1 농축수를 분리하는 단계;
상기 제1 농축수의 수질 오염도를 산출하여, 오염도가 설정값 초과이면 원심분리하고, 오염도가 설정값 이하이면 제2 여과부에서 여과하는 단계; 및
상기 원심분리하여 형성된 오버플로우는 상기 제2 여과부로 배출되어 여과하고, 언더플로우는 슬러지로 농축되는 단계;
를 포함하는 수처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 제2여과부는 상기 오염도가 설정값 이하인 제1 농축수와 상기 원심분리하여 형성된 오버플로우를 여과하여 제2 처리수를 생산하고, 제2 농축수를 분리하는 수처리 방법.
제15항에 있어서,
상기 제2 농축수는 언더플로우와 함께 슬러지로 농축되는 수처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 슬러지 농축시 발생되는 상등액은 상기 전처리부로 회수되는 수처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 수질 오염도 산출을 1초 내지 1분 간격으로 수행하는 수처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 산출 값이 설정값 이하 또는 초과 범위를 각각 5분 내지 10분 유지하는 경우에 상기 오염도가 설정값 이하 또는 초과인 것으로 적용하는 수처리 방법.
제14항에 있어서,
상기 원심분리 및 제2 여과부에서의 여과하는 단계는,
상기 수질 오염도에 의존하는 비율로 원심분리되는 제1 농축수의 유량과 제2 여과부에서 여과되는 제1 농축수의 유량을 제어하는 것인 수처리 방법.