KR102082789B1 - 조수시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은, 공급되는 원수(raw water)를 중공사막필터로 필터링 처리하여 1차 처리수를 생산하되, 생산한 일부 1차 처리수를 중공사막필터의 역세 처리에 사용하고, 생산한 나머지 1차 처리수를 제2 처리부에 공급하는 제1 처리부; 1차 처리수를 제1 역삼투압필터로 필터링 처리하여 제2차 처리수를 생산하는 제2 처리부; 2차 처리수를 제2 역삼투압필터로 1회 이상 필터링 처리하여 제1 정수를 배출하는 제1 배출부; 및 2차 처리수를 자외선살균 및 탈산화 처리하여 제2 정수를 배출하는 제2 배출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

조수시스템{Fresh water generating system}
본 발명은 조수시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공급되는 원수(raw water)를 처리하되 처리 수준을 달리한 제1 정수 및 제2 정수를 생산하는 조수시스템에 관한 것이다.
조수시스템은 선박, 해수 설비 장치, 담수 설비 장치 등에 설치되어 해수, 담수 등의 원수(raw water)를 처리하여 정수를 생산한다. 이러한 조수시스템을 통해 생산된 정수는 엔진 냉각수 등과 같이 조수시스템이 설치된 장치의 내부용(이하, "내부 장치용"이라 지칭함)으로 사용되거나, 식음 가능한 식수로 사용될 수 있다.
하지만, 종래의 조수시스템은 동일한 처리 과정을 통해 생산한 정수를 다양한 용도로 사용하므로, 필요 이상의 처리 과정이 소요되는 문제점이 있었다. 즉, 정수가 내부 장치용으로 사용되는 경우는 식수로 사용되는 경우 보다 그 처리 수준이 낮아도 상관 없으나, 종래의 조수시스템은 동일 처리 과정을 거친 정수를 내부 장치용 및 식수로 함께 사용하였다.
KR 10-2016-0093619 A
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 원수(raw water)를 처리하되 처리 수준을 달리한 제1 정수 및 제2 정수의 생산이 가능한 조수시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은, (1) 공급되는 원수(raw water)를 중공사막필터로 필터링 처리하여 1차 처리수를 생산하되, 생산한 일부 1차 처리수를 중공사막필터의 역세 처리에 사용하고, 생산한 나머지 1차 처리수를 제2 처리부에 공급하는 제1 처리부, (2) 1차 처리수를 제1 역삼투압필터로 필터링 처리하여 제2차 처리수를 생산하는 제2 처리부, (3) 2차 처리수를 제2 역삼투압필터로 1회 이상 필터링 처리하여 제1 정수를 배출하는 제1 배출부, (4) 2차 처리수를 자외선살균 및 탈산화 처리하여 제2 정수를 배출하는 제2 배출부를 포함한다.
상기 제1 처리부는, (1) 원수를 중공사막 방식으로 필터링 처리하는 중공사막필터, (2) 중공사막필터로 원수를 공급하는 동력을 제공하는 제1 펌프, (3) 중공사막필터를 통해 필터링된 1차 처리수의 일부를 저장하는 제1 탱크, (4) 중공사막필터의 세정을 위해 역세수인 제1 탱크에 저장된 1차 처리수로 역세 처리하는 동력을 제공하는 제2 펌프를 포함할 수 있으며, 이때 중공사막필터를 통해 필터링된 1차 처리수의 나머지를 제2 처리부로 공급 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 역세 처리 시에 중공사막필터로 공기를 공급하는 에어 공급기를 더 포함할 수 있다.
상기 중공사막필터는 원수 및 공기가 유입되는 유입구와, 1차 처리수가 배출되는 제1 배출구와, 역세 처리 시에 역세 처리된 유체가 배출되는 제2 배출구를 각각 포함할 수 있고, 상기 에어 공급기의 배출구 및 상기 제1 펌프의 배출구는 중공사막필터의 유입구와 연결될 수 있으며, 상기 제1 탱크의 배출구는 중공사막필터의 제1 배출구와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 상기 중공사막필터로 세척수 및 공기를 동시에 또는 교대로 공급할 수 있다.
상기 중공사막필터는 교대로 또는 동시에 원수를 필터링 처리하도록 복수개를 구비하되, 어느 한 중공사막필터가 역세 처리되는 동안 다른 한 중공사막필터가 원수를 필터링 처리하여 1차 처리수의 연속 생산이 가능하다.
상기 역세 처리는 일정 시간마다 이루어지거나, 중공사막필터로 공급되는 원수의 압력과 중공사막필터에서 출력되는 1차 처리수의 압력 사이의 차이가 일정 이상인 경우에 이루어질 수 있다.
상기 제1 역삼투압필터는 1차 처리수가 유입되는 유입구와, 1차 처리수를 역삼투압 필터링 처리하는 반투막과, 역삼투압 필터링 처리된 2차 처리수를 배출하는 제1 배출구와, 역삼투압 필터링이 미처리된 1차 폐수를 배출하는 제2 배출구를 각각 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 상기 제1 역삼투압필터의 세척 시에, 제1 배출구가 막힌 제1 역삼투압필터의 유입구에 2차 처리수를 세척수로 사용하여 공급함으로써 제1 역삼투압필터의 반투막을 세척하며, 사용한 세척수를 제1 역삼투압필터의 제2 배출구로 배출할 수 있다.
상기 제2 역삼투압필터는 2차 처리수가 유입되는 유입구와, 2차 처리수를 역삼투압 필터링 처리하는 반투막과, 역삼투압 필터링 처리된 제1 정수를 배출하는 제1 배출구와, 역삼투압 필터링이 미처리된 2차 폐수를 배출하는 제2 배출구를 각각 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 상기 제2 역삼투압필터의 세척 후 상기 제1 역삼투압필터의 세척 시에, 제1 배출구가 막힌 제2 역삼투압필터의 유입구에 2차 처리수 또는 제1 정수를 세척수로 사용하여 공급함으로써 제2 역삼투압필터의 반투막을 세척하며, 1차 사용한 세척수를 제2 역삼투압필터의 제2 배출구로 배출한 후, 제1 배출구가 막힌 제1 역삼투압필터의 유입구에 1차 사용한 세척수를 세척수로 공급함으로써 제1 역삼투압필터의 반투막을 세척하며, 2차 사용한 세척수를 제1 역삼투압필터의 제2 배출구로 배출할 수 있다.
상기 제1 정수는 내부 장치용 또는 관수로 사용될 수 있으며, 상기 제2 정수는 식수로 사용될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명에 따른 조수시스템은 원수(raw water)를 처리하되 처리 수준을 달리한 제1 정수 및 제2 정수의 생산이 가능하여 수처리 효율이 향상되는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명에 따른 조수시스템은 복수 개의 중공사막필터가 1차 처리수 생산 동작과 역세 처리 동작을 교대로 수행하도록 제어할 수 있어, 역세 처리를 하면서도 1차 처리수의 연속 생산이 가능하므로, 제1 정수 및 제2 정수의 생산 효율이 향상되는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명에 따른 조수시스템은 제1 역삼투압 필터 및 제2 역삼투압 필터의 세척이 가능하며, 특히 제2 역삼투압 필터 세척 시에 사용한 세척수를 다시 제1 역삼투압 필터 시에 사용하도록 제어할 수 있어, 폐수의 발생을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템의 블록 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템의 보다 상세한 구성도를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, “예를 들어”와 같은 표현에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템의 블록 구성도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 원수(raw water)를 처리하되 처리 수준을 달리한 제1 정수 및 제2 정수의 생산이 가능한 시스템으로서, 선박, 해수 설비 장치, 담수 설비 장치 등에 설치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 처리부(1), 제2 처리부(2), 제1 배출부(3) 및 제2 배출부(4)를 포함한다. 즉, 제1 처리부(1)는 공급되는 원수(raw water)를 중공사막(ultrafiltration) 방식으로 처리하여 1차 처리수를 생산하며, 제2 처리부(2)는 제1 처리부(1)에서 처리된 1차 처리수를 역삼투압(reverse osmosis) 방식으로 처리하여 제2차 처리수를 생산한다. 이후, 제1 배출부(3)는 제2 처리부(2)에서 처리된 2차 처리수를 역삼투압 방식으로 1회 이상의 추가 처리하여 제1 정수를 배출하며, 제2 배출부(4)는 제2 처리부(2)에서 처리된 2차 처리수를 자외선살균(ultraviolet ray sterilization) 및 탈산화(deoxidation) 처리하여 제2 정수를 배출한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 제1 처리부(1), 제2 처리부(2), 제1 배출부(3) 및 제2 배출부(4)를 연결함으로써 유체(원수, 1차/2차 처리수, 제1 정수, 제2 정수 등)가 전달되는 다수의 배관을 더 포함한다. 이때, 배관은 유입관(IP), 제1 배출관(OP1), 제2 배출관(OP2), 제3 배출관(OP3), 연결관(도 1에서 선으로 표시) 및 에어관(도 1에서 빗금 선으로 표시)을 포함한다. 이때, 유입관(IP)은 원수가 유입되는 배관이고, 제1 배출관(OP1)은 제1 정수가 배출되는 배관이며, 제2 배출관(OP2)은 제2 정수가 배출되는 배관이다. 또한, 제3 배출관(OP3)은 폐수가 배출되는 배관이고, 연결관은 제1 처리부(1), 제2 처리부(2), 제1 배출부(3) 및 제2 배출부(4)의 사이 또는 이들의 상세 구성 사이를 연결하는 배관이며, 에어관은 공기가 전달되는 배관이다. 특히, 에어관은 공기가 유입되는 에어유입관과, 유입된 공기가 전달되는 에어전달관을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 다양한 센서들을 더 포함한다. 이들 센서를 통해 제1 처리부(1), 제2 처리부(2), 제1 배출부(3) 및 제2 배출부(4)의 각 구성의 현재 상황을 체크하기 위한 현재 상황 정보가 발생되며, 이러한 현재 상황 정보는 제어부(미도시)에 전달될 수 있다.
예를 들어, 이들 센서로는 유량계(FI; flow meter), 유량신호기(FT; flow transmitter), 압력계(PI; pressure meter), 압력신호기(PT; pressure transmitter), 도전율계(CI; conductivity meter), 레벨센서(LS; level sensor) 등이 포함될 수 있다. 즉, 유량계(FI) 및 유량신호기(FT)는 배관 내의 유량을 측정하여 해당 유량 정보를 전달할 수 있고, 압력계(PI; pressure meter) 및 압력신호기(PT; pressure transmitter)는 배관 내의 압력을 측정하여 해당 압력 정보를 전달할 수 있다. 도전율계(CI; conductivity meter)는 배관 내의 도전율을 측정하여 해당 도절율 정보를 전달할 수 있으며, 레벨센서(LS; level sensor)는 탱크(T1, T2) 내의 수위를 측정하여 해당 수위 정보를 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 공기를 흡입/생성하여 전달하는 에어 공급기(APC)를 포함한다. 에어 공급기(APC)는 복수개(APC1, APC2)가 구비될 수 있다. 즉, 역세 처리 용도로 사용되는 공기를 전달하는 제1 에어 공급기(APC1)와, 공기작동식 밸브의 용도로 사용되는 공기를 전달하는 제2 에어 공급기(AFPC2)가 각각 구비될 수 있다. 이때, 에어 공급기(APC)는 에어유입관과 연결되어 공기가 유입되는 유입구(도 2의 APC1/APC2에서 좌측부)와, 흡입/생성된 공기를 일정 동력으로 배출하는 배출구(도 2의 APC1/APC2에서 우측부)를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 제1 에어 공급기(APC1)로부터 공기를 전달받은 후 역세 처리 용도로 사용되는 미세 공기를 공급하는 미세 폭기 장치(Micro Aeration device, 미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때, 미세 폭기 장치는 전달받은 공기 보다 더 상승된 압력의 미세 공기를 공급할 수 있는 등의 이유로 인해 후술할 역세 처리의 효율을 향상시킬 수 있다. 이하, 역세 처리 시에 사용되는 공기는 미세 폭기 장치에 의해 공급되는 미세 공기를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 다수의 밸브(V)를 포함한다. 이때, 밸브로는 볼 밸브, 솔레노이드 밸브, 니들 밸브, 체크 밸브 등이 포함될 수 있으며, 특히 볼 밸브들 중 일부는 에어 공급기(APC2)가 에어관을 통해 공급하는 공기에 의해 작동하는 공기작동식일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템은 제어부(미도시)를 더 포함한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템의 나머지 구성을 제어하는 것으로서, 각 센서로부터 수신된 현재 상황 정보를 이용하여 각 밸브(V)의 개폐를 제어할 수 있으며, 제1 처리부(1), 제2 처리부(2), 제1 배출부(3) 및 제2 배출부(4)의 동작을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템의 보다 상세한 구성도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 제1 처리부(1)는 중공사막필터(UF), 제1 탱크(T1) 및 다수의 펌프(P1, P2)를 포함할 수 있다.
중공사막필터(UF)는 제1 펌프(P1)를 통해 공급된 원수를 중공사막 방식으로 필터링(filtering)하여 1차 처리수를 생산하는 필터로서, 어느 하나가 고장날 경우를 대비하여 복수 개(UF1, UF2)가 구비될 수 있다. 이때, 중공사막필터(UF)는 원수가 유입되는 유입구(도 2의 UF1/UF2에서 하측부), 중공사막 방식으로 필터링된 1차 처리수가 배출되는 제1 배출구(도 2의 UF1/UF2에서 상측부), 및 역세 처리(back washing) 시에 역세 처리된 유체가 배출되는 제2 배출구(도 2의 UF1/UF2에서 우측상단부)를 포함한다.
제1 탱크(T1)는 역세 처리 시에 사용되는 역세수를 저장한다. 이때, 역세 처리는 중공사막필터(UF)의 필터링 시 유류 방향과 반대 방향으로 역세수를 공급함으로써, 중공사막필터(UF)의 장기간 사용으로 인해 중공사막필터(UF) 내에 발생하는 이물질을 제거하여 배출하는 작용이다.
즉, 중공사막필터(UF)에서 생산된 1차 처리수의 일부는 역세수로 제1 탱크(T1)에 저장되며, 1차 처리수의 나머지는 제2 처리부(2), 즉 제3 펌프(P3)로 공급된다. 이때, 제1 탱크(T1)는 역세수를 저장하는 제1 탱크(T1)의 본체, 역세수가 유입되는 유입구(도 2의 T1에서 상측부), 저장된 역세수가 제2 펌프(P2)로 공급되는 공급구(도 2의 T1에서 좌측하단부), 및 저장된 역세수가 외부로 배출되는 배출구(도 2의 T1에서 하단우측부)를 각각 포함한다. 저장된 역세수가 중력의 도움을 받아 원활하게 배출되도록, 제1 탱크(T1)의 공급구 및 배출구는 제1 탱크(T1)의 본체에서 상측 보다는 하측에 구비될 수 있다.
각 펌프(P1, P2)는 유체의 동력을 공급하는 장치로서, 제1 펌프(P1)는 원수를 중공사막필터(UF)에, 제2 펌프(P2)는 역세수를 중공사막필터(UF)에 각각 공급한다. 이때, 각 펌프(P1, P2)는 유체가 유입되는 유입구인 제1 펌프(P1)의 유입구(도 2의 P1에서 좌측부) 및 제2 펌프(P2)의 유입구(도 2의 P2에서 우측부)와, 유체가 배출되는 배출구인 제1 펌프(P1)의 배출구(도 2의 P1에서 우측부) 및 제2 펌프(P2)의 배출구(도 2의 P2에서 상측부)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 제2 처리부(2)는 제3 펌프(P3) 및 제1 역삼투압 필터(ROF1)를 포함할 수 있다.
제3 펌프(P3)는 나머지 1차 처리수를 제1 역삼투압 필터(ROF1)에 공급하는 장치이다.
제1 역삼투압 필터(ROF1)는 제3 펌프(P3)의 동력에 의해 공급된 나머지 1차 처리수를 역삼투압(reverse osmosis) 방식으로 필터링 처리하는 장치이다. 이와 같이 처리된 2차 처리수는 제1 배출부(3) 및 제2 배출부(4)로 각각 공급된다. 이때, 제1 역삼투압 필터(ROF1)는 나머지 1차 처리수가 유입되는 유입구(도 2의 ROF1에서 상단부), 1차 처리수를 역삼투압 필터링 처리하는 반투막(도 2의 ROF1에서 내부 사선), 2차 처리수를 배출하는 제1 배출구(도 2의 ROF1에서 하단부), 및 반투막에서 필터링 처리되지 않은 1차 폐수를 배출하는 제2 배출구(도 2의 ROF1에서 좌측부)를 각각 포함한다.
구체적으로, 역삼투압 필터(ROF1, ROF2)는 역삼투압(Reverse Osmosis) 현상을 이용한 막분리(Membrane Separation) 장치로서, 반투막을 이용하여 유체 속의 유기질 및 무기질을 분리하여 청수를 생산한다. 즉, 삼투압(Osmosis) 현상은 자연계에서 일반적으로 관찰되는 현상으로서, 세포막 등 반투막을 통하여 농도가 낮은 물(청수)이 농도가 높은 물쪽으로 삼출(出)되는 과정이다. 이에 반하여, 역삼투압 현상은 농도가 높은 쪽에 인공적인 압력을 가하여 반투막을 통해 유입되는 물로부터 유기질과 무기질을 분리한 청수를 얻는 과정이다. 즉, 역삼투압 필터(ROF1, ROF2)는 이러한 역삼투압 현상을 이용하여 유체를 필터링 처리하며, 그 결과로 필터링 처리된 청수(2차 처리수, 제1 정수)와 필터링 처리되지 않은 폐수를 각각 다른 배출구로 배출한다. 이때, 역삼투압 필터(ROF1, ROF2)에서의 역삼투압 현상을 위한 인공적인 압력은 펌프(P3, P4)에 의해 제공될 수 있다.
다만, 도 2에서 제2 처리부(2)가 하나의 역삼투압 필터(ROF1)를 구비하는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제2 처리부(2)는 다수의 역삼투압 필터를 포함할 수 있으며, 이 경우, 나머지 1차 처리수는 제3 펌프(P3)의 동력에 의해 차례로 다수의 역삼투압 필터를 통과한 후에 제2 처리수로 최종 생산될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 배출부(3)는 제2 탱크(T2), 제4 펌프(P4) 및 제2 역삼투압 필터(ROF2)를 포함할 수 있다.
제2 탱크(T2)는 제1 역삼투압 필터(ROF1)를 거쳐 필터링된 2차 처리수의 일부를 저장한다. 이때, 제2 탱크(T2)는 일부 2차 처리수 또는 제1 정수를 저장하는 제1 탱크(T1)의 본체, 일부 2차 처리수가 유입되는 제1 유입구(도 2의 T2에서 우측하단부), 제2 역삼투압 필터(ROF2)를 통과한 제1 정수가 유입되는 제2 유입구(도 2의 T2에서 좌측상단부), 저장된 일부 2차 처리수 또는 제1 정수가 제4 펌프(P4)로 공급되는 제1 공급구(도 2의 T2에서 좌측하단부), 저장된 일부 2차 처리수 또는 제1 정수가 제3 펌프(P3)로 공급되는 제2 공급구(도 2의 T2에서 상단우측부), 저장된 일부 2차 처리수 또는 제1 정수가 제2 배출부(4)로 공급되는 제3 공급구(도 2의 T2에서 우측하단부), 저장된 일부 2차 처리수 또는 제1 정수가 외부로 배출되는 제1 배출구(도 2의 T2에서 하단우측부), 및 저장된 일부 2차 처리수 또는 제1 정수가 제3 배출관(OP3)으로 배출되는 제2 배출구(도 2의 T2에서 상단중앙부)를 각각 포함한다. 저장된 일부 2차 처리수 또는 제1 정수가 중력의 도움을 받아 원활하게 배출되도록, 제2 탱크(T2)의 제1 배출구 내지 제3 배출구는 제2 탱크(T2)의 본체에서 상측 보다는 하측에 구비될 수 있다.
제4 펌프(P4)는 제2 탱크(T2)에 저장된 2차 처리수 또는 제1 정수가 제2 역삼투압 필터(ROF2)로 공급되도록 동력을 공급한다. 이후, 제2 역삼투압 필터(ROF2)는 제4 펌프(P4)의 동력에 의해 공급된 2차 처리수 또는 제1 정수를 역삼투압(reverse osmosis) 방식으로 필터링 처리하며, 이와 같이 처리된 제1 정수는 제1 배출관(OP1)을 통해 최종 배출되거나 제2 탱크(T2)로 다시 유입되어 저장된다. 이때, 최종 배출된 제1 정수는 엔진 냉각수 등과 같은 내부 장치용, 관수 등으로 사용될 수 있다.
제2 역삼투압 필터(ROF2)는 2차 처리수가 유입되는 유입구(도 2의 ROF2에서 우측부), 2차 처리수를 역삼투압 필터링 처리하는 반투막(도 2의 ROF2에서 내부 사선), 제1 정수를 배출하는 제1 배출구(도 2의 ROF2에서 좌측부), 및 반투막에서 필터링 처리되지 않은 2차 폐수를 배출하는 제2 배출구(도 2의 ROF2에서 상측부)를 각각 포함한다.
다만, 도 2에서 제1 배출부(3)가 하나의 역삼투압 필터(ROF2)를 구비하는 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 배출부(3)는 다수의 역삼투압 필터를 포함할 수 있으며, 이 경우, 제2 탱크(T2)에 저장된 2차 처리수 또는 제1 정수는 제4 펌프(P4)의 동력에 의해 차례로 다수의 역삼투압 필터를 통과한 후에 제1 정수로 최종 생산될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 배출부(4)는 자외선살균기(UV) 및 탈산화 필터(DOF)를 포함한다.
자외선살균기(UV)는 제1 역삼투압 필터(ROF1)를 통해 필터링 처리된 2차 처리수를 자외선살균(ultraviolet ray sterilization) 처리하는 장치이다. 즉, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 반투막 자체만으로도 모든 종류의 미생물(바이러스 포함)이 여과될 수 있다. 하지만, 제1 역삼투압 필터(ROF1)를 통과한 2차 처리수는 그 후에 이를 전달하는 배관 내에 이미 존재하거나 외부로부터 침투에 의해 또 다시 미생물이 번식할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 자외선살균기(UV)가 구비되며, 자외선살균기(UV)는 2차 처리수에 번식할 수 있는 미생물을 살균하는 효과를 가진다.
자외선살균기(UV)는 내부에 구비된 안정기 및 자외선 처리 챔버, 2차 처리수가 유입되는 유입관(도 2의 UV에서 우측부), 및 자외선 살균된 유체가 배출되는 배출관(도 2의 UV에서 좌측부)를 각각 포함한다.
탈산화 필터(DOF)는 자외선살균기(UV)를 통해 자외선 살균 처리된 2차 처리수를 탈산화(deoxidation) 처리하는 장치이다. 즉, 2차 처리수에 존재하는 이산화탄소(CO2) 등의 가스로 인해 산소(O2)가 분리될 수 있으며, 이렇게 발생된 산소(O2)는 배관 또는 기타 구성에 대해 부식성을 가진다. 이를 방지하기 위해, 탈산화 필터(DOF)가 구비되며, 탈산화 필터(DOF)는 2차 처리수에 존재하는 산소를 제거하여 부식을 억제하는 효과를 가진다. 예를 들어, 탈산화 필터(DOF)는 오산화인(P2O5) 성분의 필터가 산소와 결합하면서, 산소를 제거할 수 있다.
이와 같이 자외선 처리 및 탈산화 처리된 제2 정수는 제2 배출관(OP2)을 통해 최종 배출된다. 이때, 최종 배출된 제2 정수는 최종 배출된 제1 정수 보다 높은 수준으로 정화 처리된 것으로서, 식수로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조수시스템의 각 구성의 동작을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
먼저, 1차 처리수 생산 동작에 대해 설명하도록 한다.
<1차 처리수 생산 제1 동작>
제1 펌프(P1)는 원수가 유입관(IP)을 통해 공급되도록 동력을 제공하여 공급되는 원수의 압력을 상승시킨다. 즉, 제어부는 제1 펌프(P1)가 작동하도록 제어하여 원수가 공급되게 한다. 이때, 원수는 해수 또는 담수일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
<1차 처리수 생산 제2 동작>
이후, 중공사막필터(UF)는 제1 펌프(P1)의 동력에 따라 공급되는 원수를 필터링 처리하여 1차 처리수를 생산한다. 이때, 제1 펌프(P1)의 출력부와 중공사막필터(UF)의 유입구 사이에는 V-42/V-48 밸브가 구비된다. 즉, 제어부는 V-42/V-48 밸브가 열리도록 제어하고 제1 펌프(P1)가 작동하도록 제어하여, 원수가 중공사막필터(UF)로 공급되게 한다.
<1차 처리수 생산 제3 동작>
이후, 중공사막필터(UF)의 제1 배출구로 배출되는 1차 처리수는 일부가 제1 탱크(T1)로 공급되고 나머지가 제2 처리부(2), 즉 제3 펌프(P3)에 공급되어 저장된다. 즉, 중공사막필터(UF)의 제1 배출구로 배출되는 1차 처리수를 전달하는 배관은 제3 펌프(P3)의 유입구와 제1 탱크(T1)의 유입구로 각각 분기되는 제1 분기부(N1)를 포함한다.
이때, 중공사막필터(UF)의 제1 배출구와 제1 분기부(N1) 사이에는 V-41/V-47 밸브가 구비되고, 제1 분기부(N1)와 제1 탱크(T1)의 유입구 사이에는 V-28/V-59 밸브가 구비되며, 제1 분기부(N1)와 제3 펌프(P3)의 유입구 사이에는 V-24 밸브가 구비된다. 즉, 제어부는 V-41/V-47 밸브가 열리도록 제어하고 V-28/V-59 밸브가 열리도록 제어하며 V-24 밸브가 열리도록 제어하여, 1차 처리수의 일부가 제3 펌프(P3)로 공급되고 1치 처리수의 나머지가 제1 탱크(T1)에 공급 저장되게 한다.
1차 처리수 생산 제1 동작 내지 1차 처리수 생산 제3 동작은 순차적으로 발생하나, 이들 동작을 수행하기 위한 제어부의 제어, 즉 제1 처리부(1)의 각 구성 제어 및 각 밸브 제어는 동시에 수행될 수 있다.
또한, 제1 처리부(1)의 1차 처리수 생산 동작 시, 제어부는 중공사막필터(UF)로의 공기 공급 및 공급 배출에 관련된 V-44/V-50 밸브가 닫히도록 제어하고, 중공사막필터(UF)로의 역세수 공급 및 역세수 배출에 관련된 V-43/V-49, V-46/V-52 밸브가 닫히도록 제어하며, 제2 펌프(P2) 및 에어공급기(APC1)가 작동하지 않도록 제어할 수 있다.
다만, 제어부는 제1 처리부(1)의 1차 처리수 생산 동작 수행 시에 복수 개의 중공사막필터(UF1, UF2)가 교대로 사용되거나 동시에 사용되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 중공사막필터(UF1) 및 제2 중공사막필터(UF1)가 교대로 사용되는 경우, 제어부는 제1 중공사막필터(UF1)만을 사용한 후 제2 중공사막필터(UF1)만을 사용할 수 있다.
이때, 제1 중공사막필터(UF1)만을 사용할 경우, 제어부는 1차 처리수 생산 제2 동작에서 V-42 밸브가 열림, V-48 밸브가 닫힘, 1차 처리수 생산 제3 동작에서 V-41가 열림, V-47 밸브가 닫힘, V-28/V-59 밸브가 열림, V-24 밸브가 열림이 되도록, 1차 처리수 생산 동작 수행(원수 공급 및 1차 처리수 배출)에 관련된 각 밸브를 제어한다. 반대로, 제2 중공사막필터(UF2)만을 사용할 경우, 제어부는 1차 처리수 생산 제2 동작에서 V-42 밸브가 닫힘, V-48 밸브가 열림, 1차 처리수 생산 제3 동작에서 V-41가 닫힘, V-47 밸브가 열림, V-28/V-59 밸브가 열림, V-24 밸브가 열림이 되도록, 1차 처리수 생산 동작 수행에 관련된 각 밸브를 제어한다.
다음으로, 역세 처리 동작에 대해 설명하도록 한다.
역세 처리 동작은 역세수와 공기를 함께 공급되어야 역세 처리 효율이 향상될 수 있다. 이때, 역세수와 공기를 동시에 공급하도록 처리(이하, “제1 역세 처리 동작”이라 지칭함)하거나, 각각을 교대로 공급하도록 처리(이하, “제2 역세 처리 동작”이라 지칭함)할 수 있다.
<제1 역세 처리 동작>
제2 펌프(P2)는 제1 탱크(T1)에 저장된 일부 1차 처리수인 역세수를 중공사막필터(UF)로 공급하여 역세 처리를 위한 동력을 공급하며, 동시에 에어 공급기(APC1)는 중공사막필터(UF)로 공기를 공급한다.
이때, 제2 펌프(P2)의 출력부와 중공사막필터(UF)의 제1 배출구 사이에는 V-43/V-49 밸브가 구비되고, 중공사막필터(UF)의 제2 배출구와 제3 배출관(OP3) 사이에는 V-46/V-52 밸브가 구비된다. 또한, 에어 공급기(APC1)의 배출구와 중공사막필터(UF)의 유입구 사이에는 V-44/V-50 밸브가 연결된다.
즉, 제어부는 V-43/V-49 밸브와 V-46/V-52 밸브가 열리도록 제어하고 제2 펌프(P2)가 작동하도록 제어하여, 역세수가 중공사막필터(UF)로 공급되게 한다. 이에 따라, 중공사막필터(UF)의 제1 배출구로 유입된 역세수는 중공사막필터(UF)의 이물질을 세정하는 역세 처리 작용을 한 후에 중공사막필터(UF)의 제2 배출구로 배출되며, 이후에 역세 처리 작용을 마친 역세수(이하, “사용 역세수”라 지칭함)는 제3 배출관(OP3)으로 최종 배출된다.
동시에, 제어부는 V-44/V-50 밸브가 열리도록 제어하고 에어 공급기(APC1)가 작동하도록 제어하여, 역세 처리 시에 공기가 중공사막필터(UF)로 공급되게 한다. 즉, 중공사막필터(UF)의 유입구로 유입된 공기는 역세수와 함께 역세 처리 작용한 후, 사용 역세수와 함께 중공사막필터(UF)의 제2 배출구로 배출되며, 이후에 사용 역세수와 함께 제3 배출관(OP3)으로 최종 배출됨으로써, 중공사막필터(UF)의 이물질에 대한 세정 효율을 높인다.
한편, 역세수와 공기를 교대로 공급하는 제2 역세 처리 동작은 제1 역세 처리 동작에 비해 역세 처리 효율이 향상될 수 있다. 특히, 공기를 먼저 공급한 후에 역세수를 공급하도록 동작하는 제2 역세 처리 동작 경우, 그 반대의 경우 보다 역세 처리 효율이 더 향상될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 공기를 먼저 공급한 후에 역세수를 공급하도록 동작하는 제2 역세 처리 동작에 대해서 설명하겠으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 그 반대의 경우도 포함할 수 있다.
<제2 역세 처리 제1 동작>
에어 공급기(APC1)는 중공사막필터(UF)로 공기를 공급한다. 즉, 제어부는 V-44/V-50 밸브가 열리도록 제어하고 V-46/V-52 밸브가 열리도록 제어하며 에어 공급기(APC1)가 작동하도록 제어하여, 공기가 중공사막필터(UF)로 공급되게 한다. 즉, 중공사막필터(UF)의 유입구로 유입된 공기는 역세 처리 작용한 후, 중공사막필터(UF)의 제2 배출구로 배출되며, 이후에 제3 배출관(OP3)으로 최종 배출된다.
<제2 역세 처리 제2 동작>
제2 펌프(P2)는 제1 탱크(T1)에 저장된 역세수를 중공사막필터(UF)로 공급하여 역세 처리를 위한 동력을 공급한다. 즉, 제어부는 V-43/V-49 밸브가 열리도록 제어(V-46/V-52 밸브의 열림은 계속 유지)하고 V-44/V-50 밸브가 닫히도록 제어하며 제2 펌프(P2)가 작동하도록 제어하여, 역세수가 중공사막필터(UF)로 공급되게 한다. 이에 따라, 중공사막필터(UF)의 제1 배출구로 유입된 역세수는 중공사막필터(UF)의 역세 처리 작용을 한 후에 중공사막필터(UF)의 제2 배출구로 배출되며, 이후에 역세 처리 작용을 마친 사용 역세수는 배출관(OP3)으로 최종 배출된다.
<역세 처리 동작의 추가 내용>
제1 역세 처리 제1 동작 및 제2 역세 처리 제2 동작은 각각 순차적으로 또는 역순으로 발생할 수 있으며, 이에 따라 이들 동작을 수행하기 위한 제어부의 제어, 즉 제1 처리부(1)의 각 구성 제어 및 각 밸브 제어는 순차적으로 또는 역순으로 수행될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 역세 처리 동작 시, 제어부는 1차 처리수 생산 제2 동작에 관련된 V-42/V-48 밸브가 닫히도록 제어하고, 1차 처리수 생산 제3 동작에 관련된 V-41/V-47 밸브, V-28/V-59 밸브, V-24 밸브가 닫히도록 제어하며, 제1 펌프(P1) 및 제3 펌프(P3)가 작동하지 않도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부는 제1 처리부(1)의 역세 처리 동작 수행 시에 복수 개의 중공사막필터(UF1, UF2)가 교대로 역세 처리되거나 동시에 역세 처리되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 중공사막필터(UF1) 및 제2 중공사막필터(UF1)가 교대로 역세 처리되는 경우, 제어부는 제1 중공사막필터(UF1) 및 제2 중공사막필터(UF1) 중 어느 하나를 역세 처리한 후 그 나머지를 역세 처리할 수 있다.
예를 들어, 제1 중공사막필터(UF1)만을 제1 역세 처리 동작시킬 경우, 제어부는 V-43 밸브가 열림, V-49 밸브가 닫힘, V-46 밸브가 열림, V-52 밸브가 닫힘, V-44 밸브가 열림, V-50 밸브가 닫힘이 되도록, 제1 역세 처리 동작 수행에 관련된 각 밸브를 제어한다. 반대로, 제2 중공사막필터(UF2)만을 제1 역세 처리 동작시킬 경우, 제어부는 V-43 밸브가 닫힘, V-49 밸브가 열림, V-46가 닫힘, V-52 밸브가 열림, V-44 밸브가 닫힘, V-50 밸브가 열림이 되도록, 제1 역세 처리 동작 수행에 관련된 각 밸브를 제어한다.
또한, 제1 중공사막필터(UF1)만을 제2 역세 처리 동작(공기 공급 후 역세수 공급)시킬 경우, 제어부는 제2 역세 처리 제1 동작에서 V-44 밸브가 열림, V-50 밸브가 닫힘, 제2 역세 처리 제2 동작에서 V-43 밸브가 열림, V-49 밸브가 닫힘, V-46 밸브가 열림, V-52 밸브가 닫힘이 되도록, 제2 역세 처리 동작 수행에 관련된 각 밸브를 제어한다. 반대로, 제2 중공사막필터(UF2)만을 제2 역세 처리 동작시킬 경우, 제어부는 제2 역세 처리 제1 동작에서 V-44 밸브가 닫힘, V-50 밸브가 열림, 제2 역세 처리 제2 동작에서 V-43 밸브가 닫힘, V-49 밸브가 열림, V-46가 닫힘, V-52 밸브가 열림이 되도록, 제2 역세 처리 동작 수행에 관련된 각 밸브를 제어한다.
한편, 제어부는 일정 시간마다 역세 처리가 이루어지도록 제어할 수 있으며, 이러한 역세 주기는 원수의 탁도에 따라 적절히 조절될 필요가 있다. 즉, 탁도가 높은 원수가 공급될수록 중공사막필터(UF)의 막힘 주기는 빨라지므로, 역세 주기도 더 빨라져야 한다. 예를 들어, 제어부는 10분 내지 30분마다 30초 내지 50초 동안 역세 처리를 수행할 수 있다.
또한, 제어부는 중공사막필터(UF)로 공급되는 원수의 압력(UFPIN)과 중공사막필터(UF)에서 출력되는 1차 처리수의 압력(UFPOUT)의 차이(UFPIN-UFPOUT)가 일정 이상인 경우에 역세 처리가 이루어지도록 제어할 수 있다.
특히, 제어부는 복수 개의 중공사막필터(UF1, UF2)가 1차 처리수 생산 동작과 역세 처리 동작을 교대로 수행하도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부는 제1 중공사막필터(UF1)가 1차 처리수 생산 동작을, 제2 중공사막필터(UF2)가 역세 처리 동작을 수행하도록 제어한 후, 제2 중공사막필터(UF2)가 1차 처리수 생산 동작을, 제1 중공사막필터(UF)가 역세 처리 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 역세 처리를 하면서도 1차 처리수의 연속 생산이 가능하므로, 제1 정수 및 제2 정수의 생산 효율이 향상될 수 있다.
다음으로, 2차 처리수 생산 동작에 대해 설명하도록 한다.
<2차 처리수 생산 제1 동작>
제3 펌프(P3)는 나머지 1차 처리수가 제1 역삼투압 필터(ROF1)로 공급되도록 동력을 공급한다. 즉, 제어부는 제3 펌프(P3)가 작동하도록 제어하여 나머지 1차 처리수가 제1 역삼투압 필터(ROF1)로 공급되게 한다.
<2차 처리수 생산 제2 동작>
이후, 제1 역삼투압 필터(ROF1)는 제3 펌프(P3)의 동력에 따라 그 유입구로 공급되는 나머지 1차 처리수를 필터링 처리하여 2차 처리수를 생산하며, 생산된 2차 처리수를 제1 배출구를 통해 제1 배출부(3), 즉 제2 탱크(T2)와 제2 배출부(4), 즉 자외선살균기(UV)로 배출한다. 이와 동시에 제1 역삼투압 필터(ROF1)는 필터링 처리되지 않은 1차 폐수를 제2 배출구를 통해 제3 배출관(OP3)으로 배출한다.
이때, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제1 배출구로 배출되는 2차 처리수를 전달하는 배관은 제1 배출부(3), 즉 제2 탱크(T2)의 제1 유입구와, 제2 배출부(4), 즉 자외선산균기(UV)의 유입구로 각각 분기되는 제2 분기부(N2)를 포함한다. 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제1 배출구와 제2 탱크(T2)의 제1 유입구 사이, 즉 제2 분기부(N2)와 제2 탱크(T2)의 제1 유입구 사이에는 V-30 밸브가 구비되며, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제1 배출구와 제2 배출부(4)의 자외선살균기(UV) 사이, 즉 제2 분기부(N2)와 제2 배출부(4)의 자외선살균기(UV) 사이에는 V-31 밸브가 구비된다. 즉, 제어부는 V-30 및 V-31 밸브가 열리도록 제어하여, 2차 처리수가 제2 탱크(T2) 및 자외선산균기(UV)로 공급되게 한다. 다만, 제어부는 V-30 및 V-31 밸브 중 어느 하나만 열리도록 제어할 수 있으며, 이 경우에 2차 처리수는 제2 탱크(T2) 또는 자외선산균기(UV)로 공급된다.
또한, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구와 제3 배출관(OP3) 사이에는 V-26 및 V-57 밸브가 구비된다. 특히, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구에 연결된 배관은 제2 탱크(T2)의 제2 배출구와 제3 배출관(OP3)으로 각각 분기되는 제3 분기부(N3)를 포함한다. 이때, V-26 밸브는 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구와 제3 분기부(N3) 사이에 구비되고, V-57 밸브는 제3 분기부(N3)와 제3 배출관(OP3) 사이에 구비된다. 즉, 제어부는 V-26 및 V-57 밸브가 열리도록 제어하여, 1차 폐수가 제3 배출관(OP3)으로 최종 배출되게 한다.
다음으로, 제1 정수 배출 동작에 대해서 설명하도록 한다.
<제1 정수 배출 제1 동작>
제4 펌프(P4)는 제1 역삼투압 필터(ROF1)에서 필티링 처리된 후 제2 탱크(T2)에 유입되어 저장된 제2 처리수가 제2 역삼투압 필터(ROF2)로 공급되도록 동력을 공급한다. 즉, 제어부는 제4 펌프(P4)가 작동하도록 제어하여 제2 탱크(T2)에 저장된 2차 처리수가 제2 탱크(T2)의 제1 공급구를 통해 제2 역삼투압 필터(ROF2)로 공급되게 한다.
<제1 정수 배출 제2 동작>
이후, 제2 역삼투압 필터(ROF2)는 제4 펌프(P3)의 동력에 따라 그 유입구로 공급되는 2차 처리수를 필터링 처리하여 제1 정수를 생산하며, 생산된 제1 정수를 제1 배출구를 통해 제1 배출관(OP1)으로 배출한다. 이와 동시에 제2 역삼투압 필터(ROF2)는 필터링 처리되지 않은 2차 폐수를 제2 배출구를 통해 제2 처리부(2), 즉 제3 펌프(OP3)로 공급한다. 즉, 2차 폐수는 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 필터링 처리 후에 발생하는 것이므로, 1차 폐수에 비해 정화 수준이 높아 2차 처리수로 재활용된다.
이때, 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제2 배출구와 제3 펌프(P3)의 유입구 사이에는 V-33 밸브가 구비되며, 제어부는 V-33 밸브가 열리도록 제어하여, 2차 폐수가 제3 펌프(P3)로 공급되게 한다. 이에 따라, 2차 폐수는 제3 펌프(P3)를 통해 다시 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 필터링 처리됨으로써, 2차 처리수로 재활용될 수 있다.
또한, 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제1 배출구, 제1 배출관(OP1), 및 제2 탱크(T2)의 제2 유입구 사이에는 3방향 밸브인 V-36 밸브가 구비된다. 제어부는 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제1 배출구와 제1 배출관(OP1) 사이가 연결되도록 V-36 밸브를 제어하여, 생산한 제1 정수가 제1 배출관(OP1)으로 최종 배출되게 한다.
다음으로, 제1 정수 회수 동작에 대해서 설명하도록 한다
제1 배출부(3)에서 생산한 제1 정수는 일정 수질 기준에 미치지 못할 수 있다. 이 경우, 제어부는 제1 배출부(3)에서 생산한 제1 정수를 회수하여 다시 필터링 처리하는 제1 정수 회수 동작을 수행한다.
<제1 정수 회수 제1 동작>
제어부는 제1 정수 배출 제2 동작을 수행하면서 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제1 배출구와 제2 탱크(T2)의 제2 유입구 사이가 연결되도록 V-36 밸브를 제어하여, 생산한 제1 정수가 다시 제2 탱크(T2)에 유입되어 저장되게 한다.
<제1 정수 회수 제2 동작>
제어부는 제1 정수 배출 제1 동작 및 제1 정수 배출 제2 동작을 다시 수행함으로써, 다시 필터링 처리하여 생산한 제1 정수를 제1 배출관(OP1)으로 최종 배출되게 한다. 다만, 제어부는 제1 정수의 수질이 일정 수준 이상이 될 때까지 제1 정수 배출 제1 동작과 제1 정수 회수 제1 동작을 반복 수행한 후, 제1 정수 배출 제1 동작과 제1 정수 배출 제2 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 제1 역삼투압 필터(ROF1) 세척 동작에 대해 설명하도록 한다.
역삼투압 필터(ROF1, ROF2)는 반투막을 구비하는데, 이 반투막은 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3) 등의 침전으로 인해 그 성능이 저하될 수 있을 뿐 아니라, 이러한 성능 저하가 그대로 방치될 경우에 그 수명이 단축될 수 있다. 이에 따라, 역삼투압 필터(ROF1, ROF2)의 반투막은 주기적인 세척이 필요하다.
<제1 역삼투압 필터 세척 제1 동작>
제어부는 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제1 배출구에 연결된 배관이 막히고 제1 분기부(N1)와 제3 펌프(P3) 사이에 연결된 배관이 막히되, 제2 탱크(T2)의 제2 공급부와 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 유입구 사이에 연결된 배관이 열리고 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구와 제3 배출관(OP3) 사이에 연결된 배관이 열리도록 제어한다. 이에 따라, 제어부는 제2 탱크(T2)에 채워진 유체(2차 처리수 또는 제1 정수)가 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 유입구, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 반투막, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구로 차례로 이동 가능한 통로(이하, “제1 이동 통로”라 지칭함)를 형성할 수 있다.
이때, 제2 탱크(T2)의 제2 공급부와 제3 펌프(P3)의 유입구 사이에는 V-25가 구비된다. 즉, 제어부는 V-31 밸브를 닫아 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제1 배출구에 연결된 배관이 막히도록 제어하며, V-24 밸브를 닫아 제1 분기부(N1)와 제3 펌프(P3) 사이에 연결된 배관이 막히도록 제어한다. 또한, 제어부는 V-25 밸브를 열어 제2 탱크(T2)의 제2 공급부와 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 유입구 사이에 연결된 배관이 열리도록 제어하며, V-26 및 V57 밸브를 열어 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구와 제3 배출관(OP3) 사이에 연결된 배관이 열리도록 제어한다.
<제1 역삼투압 필터 세척 제2 동작>
제3 펌프(P3)는 제2 탱크(T2)에 채워진 유체(2차 처리수 또는 제1 정수)가 제1 역삼투압 필터(ROF1)로 공급되도록 동력을 공급한다. 즉, 제어부는 제3 펌프(P3)를 작동시켜 제2 탱크(T2)에 채워진 유체가 제1 이동 통로를 따라 차례로 이동하도록 제어하여, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 반투막에 형성된 침전물이 세척되게 한다. 이후, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구로 배출된 유체는 제3 배출관(OP3)으로 최종 배출된다.
특히, 제1 역삼투압 필터 세척 시에 사용하는 제2 탱크(T2)에 채워진 유체는 정화 수준이 높은 2차 처리수 또는 제1 정수이므로, 세척수로 적합하다.
다음으로, 제2 역삼투압 필터(ROF2) 세척 동작에 대해 설명하도록 한다.
<제2 역삼투압 필터 세척 제1 동작>
제어부는 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제1 배출구에 연결된 배관이 막히고 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제2 배출구와 제3 펌프(P3) 사이에 연결된 배관이 열리도록 제어한다. 이에 따라, 제어부는 제2 탱크(T2)에 채워진 유체(2차 처리수 또는 제1 정수)가 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 유입구, 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 반투막, 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제2 배출구로 차례로 이동 가능한 통로(이하, “제2 이동 통로”라 지칭함)를 형성할 수 있다.
즉, 제어부는 V-36 밸브를 닫아 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제1 배출구에 연결된 배관이 막히도록 제어하며, V-33 밸브를 열어 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 제2 배출구와 제3 펌프(P3) 사이에 연결된 배관이 열리도록 제어한다.
<제2 역삼투압 필터 세척 제2 동작>
제4 펌프(P4)는 제2 탱크(T2)에 채워진 유체(2차 처리수 또는 제1 정수)가 제2 역삼투압 필터(ROF2)로 공급되도록 동력을 공급한다. 즉, 제어부는 제4 펌프(P4)를 작동시켜 제2 탱크(T2)에 채워진 유체가 제2 이동 통로로 차례로 이동하도록 제어하여, 제2 역삼투압 필터(ROF2)의 반투막에 형성된 침전물이 세척되게 한다.
한편, 제어부는 제2 역삼투압 필터 세척 제1 동작과 제2 역삼투압 필터 세척 제2 동작의 사이에 제1 역삼투압 필터 세척 제1 동작을 수행하도록 제어하여, 제2 이동 통로를 따라 이동할 유체가 추가 이동할 제1 이동 통로를 형성한다.
<제2 역삼투압 필터 세척 제3 동작>
제3 펌프(P3)는 제2 이동 통로를 이동한 유체가 제1 역삼투압 필터(ROF1)로 공급되도록 동력을 공급한다. 즉, 제어부는 제3 펌프(P3)를 작동시켜 제2 이동 통로를 이동한 유체가 제1 이동 통로를 따라 차례로 이동하도록 제어하여, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 반투막에 형성된 침전물이 세척되게 한다. 이후, 제1 역삼투압 필터(ROF1)의 제2 배출구로 배출된 유체는 제3 배출관(OP3)으로 최종 배출된다.
특히, 제2 탱크(T2)에 저장된 유체(2차 처리수 또는 제1 정수)를 필터링 처리하는 제2 역삼투압 필터는 1차 처리수를 필터링 처리하는 제1 역삼투압 필터에 비해 침전물이 거의 생기지 않는다. 이에 따라, 제1 역삼투압 필터 세척 시에 사용하는 유체는 그 이전에 제2 이동 통로를 이미 이동하여 제2 역삼투압 필터 세척 시에 사용되었더라도 비교적 정화 수준이 높아, 세척수로 적합하다. 이 경우, 하나의 유체로 제2 역삼투압 필터와 제1 역삼투압 필터를 동시에 세척할 수 있어, 사용 세척수, 즉 폐수의 발생을 줄일 수 있는 이점이 있다.
한편, 상술한 제1 역삼투압 필터 세척 동작 및 제2 역삼투압 필터 세척 동작에서 사용하는 세척수는 제2 탱크(T2)에 저장된 유체(2차 처리수 또는 제1 정수) 자체 외에도 제2 탱크(T2)에 저장된 유체에 약품이 혼합된 유체일 수도 있다. 이러한 약품은 수동으로 또는 제2 탱크(T2)에 마련되는 제3 유입구(미도시)에 연결된 약품공급기(미도시)에 의해 자동으로 투입될 수 있으며, 제어부는 이러한 약품공급기의 작동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부는 일정 시간마다 제1 역삼투압 필터 세척 동작 또는 제2 역삼투압 필터 세척 동작이 이루어지도록 제어할 수 있으며, 역삼투압 필터(ROF1, ROF2)의 유입구로 공급되는 유체의 압력(ROFIN)과 역삼투압 필터(ROF1, ROF2)의 제1 배출구에서 출력되는 유체의 압력(ROFOUT)의 차이(ROFIN-ROFOUT)가 일정 이상인 경우에 제1 역삼투압 필터 세척 동작 또는 제2 역삼투압 필터 세척 동작이 이루어지도록 제어할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 제1 처리부 2: 제2 처리부
3: 제1 배출부 4: 제2 배출부
5: 제어부 CI: 도전율계
DOF: 탈산화 필터 FI: 유량계
FT: 유량신호기 LS: 레벨센서
P: 펌프 PI: 압력계
PT: 압력신호기 ROF: 역삼투압 필터
T: 탱크 UF: 중공사막필터
UV: 자외선살균기 V: 밸브

Claims (10)

  1. 선박, 해수 설비 장치 또는 담수 설비 장치에 설치되며, 설치된 장치의 내부 장치용이나 관수로 사용되는 제1 정수와, 식수로 사용되는 제2 정수를 각각 생산하되, 제1 정수 및 제2 정수를 다른 수준으로 처리하여 생산하는 조수시스템으로서,
    원수(raw water)를 중공사막 방식으로 필터링 처리하되 교대로 또는 동시에 원수를 필터링 처리하는 복수개의 중공사막필터와, 중공사막필터로 원수를 공급하는 동력을 제공하는 제1 펌프와, 중공사막필터를 통해 필터링된 1차 처리수의 일부를 저장하는 제1 탱크와, 중공사막필터의 세정을 위해 역세수인 제1 탱크에 저장된 1차 처리수로 역세 처리하는 동력을 제공하는 제2 펌프를 각각 구비하며, 원수를 중공사막필터로 필터링 처리하여 1차 처리수를 생산하되, 생산한 일부 1차 처리수를 중공사막필터의 역세 처리에 사용하고, 생산한 나머지 1차 처리수를 제2 처리부에 공급하며, 복수개의 중공사막필터 중 어느 한 중공사막필터가 역세 처리되는 동안 다른 한 중공사막필터가 원수를 필터링 처리하여 1차 처리수의 연속 생산이 가능한 제1 처리부;
    중공사막필터의 역세 처리용으로 사용되는 공기 또는 공기작동식 밸브의 작동용으로 사용되는 공기를 공급하는 에어 공급기;
    중공사막필터의 역세 처리 시에 에어 공급기로부터 전달받은 공기를 가공하여 중공사막필터에 공급하는 미세 폭기 장치(Micro Aeration device);
    1차 처리수를 제1 역삼투압필터로 필터링 처리하여 제2차 처리수를 생산하는 제2 처리부;
    2차 처리수를 제2 역삼투압필터로 1회 이상 필터링 처리하여 제1 정수를 배출하는 제1 배출부; 및
    2차 처리수를 자외선살균 및 탈산화 처리하여 제2 정수를 배출하는 제2 배출부;를 포함하며,
    상기 제1 역삼투압필터는 1차 처리수가 유입되는 유입구와, 1차 처리수를 역삼투압 필터링 처리하는 반투막과, 역삼투압 필터링 처리된 2차 처리수를 배출하는 제1 배출구와, 역삼투압 필터링이 미처리된 1차 폐수를 배출하는 제2 배출구를 각각 포함하고,
    상기 제2 역삼투압필터는 2차 처리수가 유입되는 유입구와, 2차 처리수를 역삼투압 필터링 처리하는 반투막과, 역삼투압 필터링 처리된 제1 정수를 배출하는 제1 배출구와, 역삼투압 필터링이 미처리된 2차 폐수를 배출하는 제2 배출구를 각각 포함하며
    상기 제2 역삼투압필터의 세척 후 상기 제1 역삼투압필터의 세척 시에,
    제1 배출구가 막힌 제2 역삼투압필터의 유입구에 2차 처리수 또는 제1 정수를 세척수로 사용하여 공급함으로써 제2 역삼투압필터의 반투막을 세척하며, 1차 사용한 세척수를 제2 역삼투압필터의 제2 배출구로 배출한 후,
    제1 배출구가 막힌 제1 역삼투압필터의 유입구에 1차 사용한 세척수를 세척수로 공급함으로써 제1 역삼투압필터의 반투막을 세척하며, 2차 사용한 세척수를 제1 역삼투압필터의 제2 배출구로 배출하는 것을 특징으로 하는 조수시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중공사막필터는 원수 및 공기가 유입되는 유입구와, 1차 처리수가 배출되되 역세 처리 시에 역세수가 유입되는 제1 배출구와, 역세 처리 시에 역세 처리된 유체가 배출되는 제2 배출구를 각각 포함하고,
    상기 에어 공급기에서 배출된 공기와 상기 제1 펌프에서 배출된 원수는 중공사막필터의 유입구로 유입되며,
    상기 제1 탱크에 저장된 후 배출되는 역세수는 중공사막필터의 제1 배출구로 유입되는 것을 특징으로 하는 조수시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중공사막필터로 세척수 및 공기를 동시에 또는 교대로 공급하는 것을 특징으로 하는 조수시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 역세 처리는 일정 시간마다 이루어지거나, 중공사막필터로 공급되는 원수의 압력과 중공사막필터에서 출력되는 1차 처리수의 압력 사이의 차이가 일정 이상인 경우에 이루어지는 것을 특징으로 하는 조수시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 역삼투압필터는 1차 처리수가 유입되는 유입구와, 1차 처리수를 역삼투압 필터링 처리하는 반투막과, 역삼투압 필터링 처리된 2차 처리수를 배출하는 제1 배출구와, 역삼투압 필터링이 미처리된 1차 폐수를 배출하는 제2 배출구를 각각 포함하며,
    상기 제1 역삼투압필터의 세척 시에,
    제1 배출구가 막힌 제1 역삼투압필터의 유입구에 2차 처리수를 세척수로 사용하여 공급함으로써 제1 역삼투압필터의 반투막을 세척하며, 사용한 세척수를 제1 역삼투압필터의 제2 배출구로 배출하는 것을 특징으로 하는 조수시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101020112B1 (ko) * 2010-08-05 2011-03-09 강원태 용존산소 제거 및 살균 장치
JP2011125822A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Toray Ind Inc 膜モジュールの洗浄方法および造水装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2827877B2 (ja) * 1994-01-13 1998-11-25 電源開発株式会社 膜分離装置及びその洗浄方法
CN106103349A (zh) 2013-12-02 2016-11-09 东丽株式会社 水处理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011125822A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Toray Ind Inc 膜モジュールの洗浄方法および造水装置
KR101020112B1 (ko) * 2010-08-05 2011-03-09 강원태 용존산소 제거 및 살균 장치

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