KR102155238B1 - Ammonia removal system and method using membrane contactor for sewage reuse - Google Patents

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Abstract

Provided is an ammonia removal system. More specifically, the present invention provides an ammonia removal system for treatment of wastewater in a sewage recycling process (10) using a reverse osmosis membrane (13), comprising: a membrane contactor (100); and a scale-causing material removal tank (60) located at a front end of the membrane contactor (100). The scale-causing material removal tank (60) is supplied with discharge water whose pH is controlled by a pH adjuster of a pH adjuster storage tank (55) located at the front end to remove scale-causing materials, and soft water discharged from the scale-causing material removing tank (60) is stored in a soft water storage tank (70) at the rear end.

Description

하수 재이용 공정에서 멤브레인 컨텍터를 이용한 암모니아 제거 시스템 및 제어 방법{Ammonia removal system and method using membrane contactor for sewage reuse}Ammonia removal system and method using membrane contactor for sewage reuse in sewage reuse process

본 발명은 암모니아 제거 시스템의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원수가 역삼투 분리막 공정을 포함한 하수 재이용 설비의 배출수일 경우의 암모니아 제거 시스템에 있어서, 순환조의 수위를 제어함과 동시에 원수의 암모니아성 질소 농도를 제어하여 최종 부산물의 배출 농도 및 최종 처리수 암모니아성 질소 농도를 목표치에 수렴하도록 조절할 수 있는 암모니아 제거 시스템을 제공하는 것이다.The present invention relates to a control method of an ammonia removal system, and more particularly, in the ammonia removal system when raw water is discharged water from a sewage recycling facility including a reverse osmosis membrane process, the water level of the circulation tank is controlled and the raw water is It is to provide an ammonia removal system capable of controlling the concentration of ammonia nitrogen so that the concentration of discharged final by-products and the concentration of ammonia nitrogen of the final treated water converge to a target value.

하수 처리수를 재처리하여 이용하는 하수재이용 공정에서 발생하는 총질소를 함유하고 있는 폐수를 처리하는 방법으로, 고농도 질소 함유 폐수일 경우에는 물리 화학적 반응을 이용하여 처리하고, 저농도 질소 함유 폐수일 경우에는 생물학적 질산화-탈질 반응을 이용한 암모니아 제거 시스템을 이용하여 처리하는 것이 경제적이다.It is a method of treating wastewater containing total nitrogen generated in the sewage recycling process using sewage treated water reprocessing. If wastewater containing high concentration nitrogen is treated using physicochemical reaction, and if wastewater containing low concentration nitrogen It is economical to treat using a biological nitrification-denitrification reaction using ammonia removal system.

이 중 물리 화학적 반응을 이용한 암모니아 제거 시스템에서는 암모니아 농도를 목표 농도로 조절시키기 위해 멤브레인 컨텍터(Membrane Contactor)를 포함하는 경우도 있다. 총질소 중 암모니아성 질소를 선택적으로 제거하여 총질소의 농도를 배출허용기준으로 제거할 수 있다. Among these, in the ammonia removal system using a physicochemical reaction, a membrane contactor is sometimes included to adjust the ammonia concentration to a target concentration. By selectively removing ammonia nitrogen among total nitrogen, the concentration of total nitrogen can be removed as an emission limit.

암모니아 제거 시스템에 멤브레인 컨텍터가 포함될 경우 암모니아 흡착탑을 포함하는 시스템 대비 암모니아 제거 시스템의 크기 및 필요 설비가 줄게 되어 시스템을 설계 및 운영 하는데 있어 유리해진다.When a membrane contactor is included in the ammonia removal system, the size and required equipment of the ammonia removal system are reduced compared to the system including the ammonia adsorption tower, which is advantageous in designing and operating the system.

멤브레인 컨텍터를 포함한 암모니아 제거 시스템의 경우 암모니아 제거를 용이하게 하기 위해 pH가 조절된 원수를 멤브레인 컨텍터로 유입시키는데, 특히, 원수가 경도가 높은 하수일 때 원수가 pH 10 이상으로 조정될 경우 스케일(scale) 유발물질의 포화 농도가 낮아져 입자로 석출되고 석출된 스케일 유발물질이 멤브레인 컨텍터의 유입부에 쌓이는 문제가 발생하였다. 멤브레인 컨텍터의 유입부에 스케일이 쌓일 경우 멤브레인 컨텍터의 유입 압력이 급격하게 상승하는데, 심각할 경우 설비 가동이 중단되기도 하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 연계수의 pH를 조절하였으나, 유입 압력 증가로 인한 설비 가동 문제는 여전했다(도 1a 및 도 1b 참고).In the case of ammonia removal system including a membrane contactor, raw water whose pH is adjusted to facilitate the removal of ammonia is introduced into the membrane contactor.In particular, when the raw water is sewage with high hardness, the scale ( As the saturation concentration of the scale) inducer was lowered, there was a problem that the precipitated scale-causing material was deposited as particles and accumulated in the inlet of the membrane contactor. When scale accumulates in the inlet of the membrane contactor, the inlet pressure of the membrane contactor rises rapidly, and in severe cases, the facility is shut down. In order to solve this problem, the pH of the connected water was adjusted, but the facility operation problem due to an increase in inlet pressure remained (see FIGS. 1A and 1B ).

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 멤브레인 컨텍터의 반복적인 약품세척을 적용하였으나, 연속 운영에는 한계가 여전했다(도 1b 참고).In order to solve this problem, repeated chemical washing of the membrane contactor was applied, but there was still a limit to continuous operation (see FIG. 1B).

또한, 멤브레인 컨텍터를 포함한 암모니아 제거 시스템을 이용해 공정 운영시 암모니아계 화합물이 부산물로 발생하는데, 일반적으로 폐기 처분하기 때문에 운영비에서 큰 비중을 차지하여, 암모니아계 화합물의 배출 농도는 높이고 배출량은 줄이는 것이 중요했다.In addition, ammonia-based compounds are generated as a by-product during process operation using an ammonia removal system including a membrane contactor, and since they are generally disposed of, they occupy a large portion of the operating cost, increasing the emission concentration of ammonia-based compounds and reducing the amount of emissions. It was important.

그러나, 원수의 수온 조건에 의해 수증기화된 원수가 일정량 스트리핑 용액 순환조로 넘어가면서 순환조의 수량이 점차 증가하여 최종 부산물인 암모니아계 화합물이 희석되었고, 이에 따라 폐기되어야 하는 화합물량이 증가되는 문제가 발생했다.However, as the raw water vaporized by the water temperature condition of the raw water passed to a certain amount of the stripping solution circulation tank, the quantity of the circulation tank gradually increased, and the ammonia-based compound as a final by-product was diluted, and accordingly, the amount of the compound to be discarded increased. .

따라서, 본 출원인은 멤브레인 컨텍터를 포함하는 공정에서 발생하는 문제를 해결할 수 있는 시스템을 개발하고자 하였다.Accordingly, the present applicant has attempted to develop a system capable of solving a problem occurring in a process including a membrane contactor.

관련 특허공보를 살펴본다.Look at the related patent publication.

일본 등록특허공보인 제6191070호는 암모니아 처리 시스템에 관한 것으로, 블로우수의 암모니아 농도를 측정하는 암모니아 농도 측정 수단과 블로우수의 수량을 측정하는 유량 측정 수단과 염화물 이온원으로서 염화 나트륨 수용액을 도입하는 염화물 이온 공급 수단과 염화 나트륨 수용액의 도입량을 제어하는 펌프를 포함하는 암모니아 처리 시스템을 제공한다.Japanese Patent Publication No. 6191070 relates to an ammonia treatment system, ammonia concentration measuring means for measuring the ammonia concentration of blown water, a flow measuring means for measuring the quantity of blown water, and sodium chloride aqueous solution as a chloride ion source. It provides an ammonia treatment system comprising a means for supplying chloride ions and a pump for controlling an amount of an aqueous sodium chloride solution introduced.

암모니아 처리 시스템만을 개시하고, 스케일 발생 문제로 인한 유입 압력 증가 문제와 부산물 처리에 대한 해결책은 제시하지 않는다.It discloses only the ammonia treatment system, and does not present a solution to the problem of increasing inlet pressure and by-product treatment due to the problem of scale generation.

일본 등록특허공보인 제6386338호는 암모니아 함유 배수의 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것으로, 암모니아 함유 배수에서 암모니아를 제거하고 황산암모늄 용액으로서 회수하여 황산암모늄 용액을 얻을 수 있는 점이 개시되나, 기액 분리막 전단에서 발생할 수 있는 유입 압력 증가 문제와 황산암모늄 용액을 처리하는 방법에 대하여는 제시하지 않는다.Japanese Patent Publication No. 6386338 relates to an apparatus and method for treating ammonia-containing wastewater, and discloses that ammonia can be removed from wastewater containing ammonia and recovered as an ammonium sulfate solution to obtain an ammonium sulfate solution. It does not present the problem of increasing inlet pressure that may occur in the system and how to treat the ammonium sulfate solution.

일본 등록특허공보 제6191070호Japanese Patent Publication No. 6191070 일본 등록특허공보 제6386338호Japanese Patent Publication No. 6386338 미국 공개특허공보 제2012-315209호US Patent Publication No. 2012-315209

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.The present invention was devised to solve the above problems.

역삼투 분리막을 이용한 하수 재이용 공정의 배출수의 암모니아성 질소를 멤브레인 컨텍터를 이용하여 제거하여 총 질소를 배출수 수질기준에 적합하게 처리하고자 하며, 멤브레인 컨텍터를 포함하는 암모니아 제거 시스템에서 발생하는 멤브레인 컨텍터의 유입 압력 증가로 가동 정지 문제 및 암모니아계 화합물 즉, 최종 부산물 다량 발생 문제를 해결하고자 한다.Ammonia nitrogen from the wastewater reuse process using a reverse osmosis membrane is removed using a membrane contactor to treat total nitrogen in accordance with the quality standards of the discharged water, and the membrane contact generated by the ammonia removal system including a membrane contactor It is intended to solve the problem of stopping the operation due to the increase in the inlet pressure of the reactor and the problem of generating a large amount of final by-products.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 역삼투 분리막(13)을 이용한 하수재이용 공정(10)의 배출수 처리를 위한 암모니아 제거 시스템에 있어서, 멤브레인 컨텍터(100); 및 상기 멤브레인 컨텍터(100)의 전단에 위치하는 스케일 유발물질 제거조(60)를 포함하고, 상기 스케일 유발물질 제거조(60)는, 전단에 위치하는 pH조정제 저장조(55)의 pH조정제에 의해 pH가 조정된 상기 배출수를 공급받아 스케일 유발물질을 제거하고, 상기 스케일 유발물질 제거조(60)에서 배출되는 연수는 후단의 연수 저장조(70)에 저장되는 암모니아 제거 시스템을 제공한다.In an embodiment of the present invention for solving the above problems, in the ammonia removal system for the wastewater treatment of the sewage recycling process 10 using a reverse osmosis membrane 13, a membrane contactor 100; And a scale-causing material removal tank 60 positioned at a front end of the membrane contactor 100, and the scale-causing material removal tank 60 is applied to the pH adjuster of the pH adjuster storage tank 55 positioned at the front end. By receiving the discharged water whose pH is adjusted, the scale-causing material is removed, and the soft water discharged from the scale-causing material removing tank 60 provides an ammonia removal system that is stored in the soft water storage tank 70 at the rear stage.

또한, 상기 하수재이용 공정(10)은, 하수처리수 유입부(11)에서 하수처리수를 공급받아 여과 처리하는 정밀/한외 분리막(12); 및 상기 정밀/한외 분리막(12)에서 여과 처리된 하수처리수를 공급받아 역삼투 처리하는 상기 역삼투 분리막(13)을 포함하고, 상기 정밀/한외 분리막(12) 또는 상기 역삼투 분리막(13)의 배출수가 상기 암모니아 제거 시스템의 배출수 저장조(30)에 저장되는 것이 바람직하다.In addition, the sewage recycling process 10 includes: a precision/ultraviolet separation membrane 12 receiving and filtering sewage treated water from the sewage treatment water inlet 11; And the reverse osmosis membrane 13 for reverse osmosis treatment by receiving the filtered sewage treated water from the precision/ultraviolet membrane 12, and the precision/ultraviolet membrane 12 or the reverse osmosis membrane 13 It is preferable that the discharged water is stored in the discharged water storage tank 30 of the ammonia removal system.

또한, 상기 멤브레인 컨텍터(100)로 상기 연수 저장조(70)의 상기 연수가 유입되고, 상기 멤브레인 컨텍터(100)에 의해 연수의 암모니아가 제거되어 최종 처리수로 배출되는 처리수 배출부; 및 상기 연수의 암모니아와 반응하여 생성된 암모늄계 화합물을 포함하는 순환수가 순환되는 멤브레인 컨텍터 순환부(200)를 포함하고, 상기 멤브레인 컨텍터 순환부(200)는, 산계열 약품 저장조(215)의 약품과 보충수를 공급받아 산계열 수를 생성하며, 상기 암모늄계 화합물을 포함하는 순환수를 더 저류시키는 스트리핑 용액 순환조(210)를 포함하고, 상기 스트리핑 용액 순환조(210)는 반송 라인(21)에 의해 상기 배출수 저장조(30)와 연결되고, 상기 반송 라인(21)에 의해 상기 스트리핑 용액 순환조(210)의 상기 암모늄계 화합물을 포함하는 순환수가 기설정된 수량 이상 또는 기설정된 농도 이하일 경우 반송수로서 반송되는 것이 바람직하다.In addition, a treated water discharge unit in which the soft water from the soft water storage tank 70 is introduced into the membrane contactor 100, ammonia of soft water is removed by the membrane contactor 100, and discharged to the final treated water; And a membrane contactor circulation unit 200 through which circulating water containing an ammonium-based compound generated by reacting with ammonia of the soft water is circulated, and the membrane contactor circulation unit 200 includes an acid-based chemical storage tank 215 Includes a stripping solution circulation tank 210 for further storing circulating water containing the ammonium-based compound and generating acid-based water by receiving medicines and make-up water, and the stripping solution circulation tank 210 is a conveying line The circulating water including the ammonium-based compound in the stripping solution circulation tank 210 is connected to the discharge water storage tank 30 by 21 and is equal to or less than a predetermined quantity or a predetermined concentration by the transfer line 21 In the case, it is preferable to be conveyed as the number of conveyances.

또한, 상기 연수 저장조(70)의 유량을 계측하는 유량계측수단을 더 포함하고, 상기 유량계측수단에서 측정된 유량 값과 상기 멤브레인 컨텍터(100)의 순환수 배출라인에서 측정된 증기량에 따라 기설정된 방법으로 정해지는 재이용률을 이용해 반송 유량 값을 산출하여, 산출된 상기 반송 유량 값에 상응하는 상기 산계열 암모늄을 포함하는 순환수를 상기 반송 라인(21)을 이용해 상기 배출수 저장조(30)로 반송시키고, 상기 산계열 암모늄을 포함하는 순환수를 포함하는 혼합 원수는 상기 멤브레인 컨텍터(100)로 재공급되는 것이 바람직하다.In addition, a flow rate measurement means for measuring the flow rate of the soft water storage tank 70 is further included, and the flow rate value measured by the flow rate measurement means and the amount of steam measured in the circulating water discharge line of the membrane contactor 100 are used. A return flow rate value is calculated using a reuse rate determined by a set method, and circulating water containing the acid-series ammonium corresponding to the calculated return flow rate value is transferred to the discharge water storage tank 30 using the transfer line 21. It is preferable that the raw water is conveyed and mixed raw water containing circulating water containing the acid-based ammonium is resupplied to the membrane contactor 100.

또한, 상기 재이용률은 상기 스트리핑 용액 순환조(210)의 수위 증가율에 기정해진 순환율을 곱하여 산출되는 것이 바람직하다.In addition, the reuse rate is preferably calculated by multiplying the water level increase rate of the stripping solution circulation tank 210 by a predetermined circulation rate.

또한, 상기 순환율은 암모니아성 질소 농도에 대해 정해지는 값인 것이 바람직하다.In addition, the circulation rate is preferably a value determined with respect to the concentration of ammonia nitrogen.

상기한 바와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention as described above has the following effects.

본 발명에 의해 원수가 하수처리시설의 배출수인 경우에 특화된 암모니아 제거 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, a specialized ammonia removal system can be provided when raw water is discharged water from a sewage treatment facility.

또한, 처리수의 암모니아 농도, 최종 부산물인 암모니아계 화합물의 농도 및 발생량을 조절할 수 있다.In addition, it is possible to control the ammonia concentration of the treated water, the concentration and the amount of the ammonia-based compound that is a final by-product.

이에 따라, 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템 운영 시 발생하는 수증기에 의해 최종 부산물의 양이 증가하고, 이에 따라 최종 부산물의 농도가 감소하였던 문제가 해결된다. Accordingly, a problem in which the amount of the final by-product increases due to water vapor generated during operation of the ammonia removal system according to the present invention, and thus the concentration of the final by-product decreases is solved.

또한, 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템 운영시 pH 조정 후 스케일 유발물질에 의해 발생하는 멤브레인 컨텍터의 유입 압력 증가에 따른 가동 정지 문제가 해결된다.In addition, when the ammonia removal system according to the present invention is operated, the problem of stopping the operation due to an increase in the inlet pressure of the membrane contactor caused by scale-causing substances after pH adjustment is solved.

도 1a 및 도 1b는, 멤브레인 컨텍터를 포함하는 종래의 암모니아 제거 시스템에서 발생하는 문제를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 2b는, 본 발명의 제1 실시예 및 제4 실시예(1-2실시예)에 따른 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 3b는, 본 발명의 제2 실시예 및 제3 실시예(2-2실시예)에 따른 암모니아 제거 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예의 구성들을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템에 사용되는 약품별 칼슘 제거율을 나타낸 도면이다.
도 6는, 제1 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템의 검증을 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9은, 제2 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템의 검증을 위한 도면이다.
도 10은, 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템의 가동 예시를 설명하기 위한 도면이다.1A and 1B are diagrams for explaining a problem occurring in a conventional ammonia removal system including a membrane contactor.
2A to 2B are views for explaining an ammonia removal system according to the first and fourth embodiments (1-2 embodiment) of the present invention.
3A to 3B are views for explaining an ammonia removal system according to a second embodiment and a third embodiment (2-2 embodiment) of the present invention.
4 is a diagram for explaining the configurations of the first and second embodiments of the present invention.
5 is a diagram showing a calcium removal rate for each drug used in the ammonia removal system according to the first embodiment of the present invention.
6 is a diagram for verification of the ammonia removal system according to the first embodiment.
7 to 9 are views for verifying the ammonia removal system according to the second embodiment.
10 is a diagram for explaining an exemplary operation of the ammonia removal system according to the present invention.

이하에서, "암모니아 농도"는 암모니아 제거 시스템의 암모니아 자동 계측기에서 측정된 암모니아 농도이다. 처리수의 암모니아 농도와 원수의 암모니아 농도의 분률로 나타낼 수도 있다.Hereinafter, "ammonia concentration" is the ammonia concentration measured by an automatic ammonia meter of the ammonia removal system. It can also be expressed as the fraction of the ammonia concentration of the treated water and the ammonia concentration of the raw water.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하수 재이용 공정에서 멤브레인 컨텍터를 이용한 암모니아 제거 시스템 및 이에 특화된 제어 방법을 상세히 설명한다. 여기에서, 본 발명을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다. 본 발명의 형태 및 구성요소의 개수에 있어서도 다양한 변형이 가능하다.Hereinafter, a system for removing ammonia using a membrane contactor in the sewage recycling process according to the present invention and a control method specialized therefor will be described in detail with reference to the drawings. Here, the components constituting the present invention may be used integrally or may be used separately, as necessary. In addition, some components may be omitted depending on the type of use. Various modifications are possible in the form and number of components of the present invention.

암모니아 제거 시스템Ammonia removal system

도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 제어 방법을 구현하기 위한 본 발명의 암모니아 제거 시스템을 설명한다.The ammonia removal system of the present invention for implementing the control method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 3.

본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템은 기액 분리를 위한 멤브레인 컨텍터(100)를 포함하는 암모니아 제거 시스템이다.The ammonia removal system according to the present invention is an ammonia removal system including a membrane contactor 100 for gas-liquid separation.

먼저, 본 발명에서 제공되는 다양한 실시예에 공통되는 암모니아 제거 시스템의 구성을 설명한다.First, a configuration of an ammonia removal system common to various embodiments provided by the present invention will be described.

본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템은 교반장치(50), 원수조(72) 또는 연수 저장조(70), 제1 전처리 필터(80), 열교환기(90), 멤브레인 컨텍터(100), 및 멤브레인 컨텍터 순환부(200)를 포함한다.The ammonia removal system according to the present invention includes a stirring device 50, a raw water tank 72 or a soft water storage tank 70, a first pretreatment filter 80, a heat exchanger 90, a membrane contactor 100, and a membrane contactor. It includes a motor circulation unit 200.

교반장치(50)는 pH조정제 저장조(55)의 약품을 공급받아 공정 유입수(실시예에 따라 원수 또는 하수재이용 공정의 배출수)와 교반하여 pH를 조정 시킨다. 교반장치의 종류로 일 실시예에서, 라인 믹서를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The stirring device 50 receives the chemicals from the pH adjuster storage tank 55 and adjusts the pH by stirring with the process influent (raw water or discharged water from the sewage recycling process according to the embodiment). In one embodiment, a line mixer was used as a kind of agitation device, but it is not limited thereto.

교반장치(50)의 위치는 한정되지 않으나, 배출수저장조(30) 또는 원수조(72)의 후단이되 멤브레인 컨텍터(100) 전단인 것이 바람직할 것이다. 이러한 위치에 의해 본 발명에 따른 후술할 반송 라인(21)에 의해 암모늄계 화합물을 포함하는 순환수가 반송수로서 반송된 뒤 단 한번의 pH조절로 공정 유입수의 pH조절이 가능해지기 때문이다.The location of the stirring device 50 is not limited, but it is preferable that it is the rear end of the discharge water storage tank 30 or the raw water tank 72 but the front end of the membrane contactor 100. This is because the circulating water containing the ammonium compound is returned as the conveying water by the conveying line 21 to be described later according to the present invention, and then the pH of the process influent can be adjusted with only one pH adjustment.

교반장치(50)에 의해 멤브레인 컨텍터(100)로 유입되는 공정 유입수가 pH조정제에 의해 pH조절된다. The process influent water flowing into the membrane contactor 100 by the stirring device 50 is pH-adjusted by a pH adjuster.

pH조정제 저장조(55)의 pH조정제에 의해 공정 유입수가 암모니아 제거에 용이하도록 기설정된 pH로 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 암모니아 제거 시스템의 운영이 용이하도록 pH 9.2 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The pH adjuster in the pH adjuster storage tank 55 may adjust the process influent water to a preset pH to facilitate the removal of ammonia. In one embodiment, the pH may be 9.2 or higher to facilitate operation of the ammonia removal system, but is not limited thereto.

pH조정제 저장조(55)에 염기계열 약품이 저장되어 교반장치(50)로 염기계열 약품을 공급할 수 있다. pH조정제 저장조(55)의 배출라인에 위치하는 약품주입펌프에 의해 pH조정제 저장조(55) 내의 염기계열 약품이 교반장치(50)로 공급되는 것이다. 염기계열 약품으로 수산화나트륨(NaOH)일 수 있으나, 더 경제적인 약품이 있다면 한정되지 않고 변경하여 사용 가능할 것이다.The base-based chemical is stored in the pH adjuster storage tank 55, so that the base-based chemical can be supplied to the stirring device 50. The base series chemical in the pH adjuster storage tank 55 is supplied to the stirring device 50 by a chemical injection pump located in the discharge line of the pH adjuster storage tank 55. Sodium hydroxide (NaOH) may be used as a base-based drug, but if there is a more economical drug, it is not limited and can be used by changing it.

실시예에 따라 연수 저장조(70)에 스케일 유발물질이 제거된 원수(연수화된 배출수)가 저류되며, 연수 저장조(70)의 후단에 연결된 펌프에 의해 연수 저장조(70)에 저류된 연수가 제1 전처리필터(80)로 유입된다(도 2b 참조). 즉, 이 실시예서 pH조절되고 연수화된 배출수가 제1 전처리 필터(80)로 유입되는 것이다.According to an embodiment, raw water from which scale-causing substances are removed (softened discharge water) is stored in the soft water storage tank 70, and the soft water stored in the soft water storage tank 70 is controlled by a pump connected to the rear end of the soft water storage tank 70. 1 It is introduced into the pretreatment filter 80 (see FIG. 2B). That is, in this embodiment, the pH-adjusted and softened discharge water is introduced into the first pretreatment filter 80.

실시예에 따라 원수조(72)를 포함하는 경우, pH조절을 위한 교반장치(50)가 열교환기(90)의 후단에 위치될 수 있다. 언급한 바와 같이 교반장치(50)의 경우 멤브레인컨텍터(100) 전단의 위치가 중요하기 때문이다. 이 실시예에서, 제1 전처리 필터(80) 및 열 교환기(90)를 거쳐 교반장치(50)에 유입될 것이다(도 3a 참조). In the case of including the raw water tank 72 according to the embodiment, the stirring device 50 for pH adjustment may be located at the rear end of the heat exchanger 90. This is because, as mentioned, in the case of the stirring device 50, the position of the front end of the membrane contactor 100 is important. In this embodiment, it will flow into the stirring device 50 via the first pretreatment filter 80 and heat exchanger 90 (see Fig. 3A).

연수 저장조(70) 및 원수조(72)에 플로우트식 레벨스위치(LS), 전기전도도 및 암모니아 측정세트(AIT)가 위치한다. 이외에도 연수 저장조(70) 또는 원수조(72)의 유량 및 수질을 계측할 수 있는 수단이라면 제한되지 않고 구비될 수 있다.A float type level switch (LS), an electrical conductivity and ammonia measurement set (AIT) are located in the soft water storage tank 70 and the raw water tank 72. In addition, any means capable of measuring the flow rate and water quality of the soft water storage tank 70 or the raw water tank 72 may be provided without limitation.

제1 전처리필터(80)에 의해 유입수(연수 또는 원수)에 포함된 입경이 큰 입자들이 제거된다.Particles having a large particle diameter contained in the influent (soft or raw water) are removed by the first pretreatment filter 80.

열교환기(90)는 제1 전처리필터(80)에 의해 입경이 큰 입자들이 제거된 유입수(연수 또는 원수)를 공급받아 온도를 제어부(미도시)의 제어에 따라 기설정된 온도로 조절할 수 있다. The heat exchanger 90 may receive influent water (soft water or raw water) from which particles having a large particle diameter have been removed by the first pretreatment filter 80 and adjust the temperature to a preset temperature according to the control of a controller (not shown).

열교환기(90)에서 기설정된 온도로 조절된 유입수(연수 또는 원수)는 열교환기(90)의 후단에 위치하는 멤브레인 컨텍터(100)에 공급된다.Influent water (soft water or raw water) adjusted to a predetermined temperature in the heat exchanger 90 is supplied to the membrane contactor 100 located at the rear end of the heat exchanger 90.

언급한 원수조(72)를 포함하는 일부 실시예의 경우 열교환기(90)의 후단에 교반장치(50)가 위치하여 온조가 조절된 유입수의 pH가 최종적으로 조절된 뒤 멤브레인 컨텍터(100)에 공급될 것이다.In some embodiments including the aforementioned raw water tank 72, the stirring device 50 is located at the rear end of the heat exchanger 90 to finally adjust the pH of the influent water to which the temperature is adjusted, and then the membrane contactor 100 Will be supplied.

멤브레인 컨텍터(100)는 교반장치(50), 전처리필터(80) 또는 열교환기(90)의 후단에 위치하여, 열교환기(90)에 의해 온도 조절되고 제1 전처리필터(80)에 의해 입경이 큰 입자들이 제거되고 교반장치(50)에 의해 pH가 조절된(세 공정의 순서는 무관함, 배출수저장조 또는 원수조와 멤브레인컨텍터(100) 사이에 위치하는 것이 중요) 유입수(연수 또는 원수)를 공급받아 수중의 암모니아를 제거하여 최종 처리수를 생산한다.The membrane contactor 100 is located at the rear end of the stirring device 50, the pretreatment filter 80, or the heat exchanger 90, and the temperature is controlled by the heat exchanger 90 and the particle size is controlled by the first pretreatment filter 80. These large particles are removed and the pH is adjusted by the stirring device 50 (the order of the three processes is irrelevant, it is important to be located between the drain water storage tank or the raw water tank and the membrane contactor 100) inflow water (soft water or raw water ) Is supplied to remove ammonia from the water to produce final treated water.

멤브레인 컨텍터(100)의 최종 처리수 배출라인에 암모니아 자동 계측기가 위치하여, 멤브레인 컨텍터(100)에 의해 암모니아가 제거된 즉, 처리수의 암모니아 농도를 실시간으로 계측할 수 있다.An automatic ammonia meter is located in the final treated water discharge line of the membrane contactor 100, and ammonia is removed by the membrane contactor 100, that is, the ammonia concentration of the treated water can be measured in real time.

멤브레인 컨텍터(100)는 암모니아를 포함하는 1차 처리된 유입수(연수 또는 원수)를 암모니아를 제거하여 배출하는 처리수 배출부와 처리수에서 제거된 암모니아를 순환시키는 순환수를 공급하는 멤브레인 컨텍터 순환부(200)를 포함한다.The membrane contactor 100 includes a treated water discharge unit that removes ammonia and discharges the primary treated influent (soft or raw water) containing ammonia, and a membrane contactor that supplies circulating water to circulate the ammonia removed from the treated water. It includes a circulation unit 200.

멤브레인 컨텍터 순환부(200)는 산계열 약품을 포함하는 순환수 즉, 산계열 수를 공급하여 멤브레인 컨텍터(100) 내에 저류된 연수 또는 원수의 암모니아를 흡수하여 암모니아계 화합물을 형성한다. 암모니아계 화합물은 일정 농도까지 용액 순환조(210)로 재공급하여 순환 시킨다. 일정 농도 이상 도달시 암모니아계열 화합물 저장조(240)에 저장시킨다. 암모니아계열 화합물의 바람직한 일 예로는 산계열 약품이 황산일 경우, 황산 암모늄을 들 수 있으나, 암모니아와 화합물을 형성하는 약품은 한정되지 않고 변경하여 사용 가능할 것이다.The membrane contactor circulation unit 200 supplies circulating water containing an acid-based chemical, that is, acid-based water, and absorbs ammonia from soft water or raw water stored in the membrane contactor 100 to form an ammonia-based compound. The ammonia-based compound is circulated by resupplying it to the solution circulation tank 210 to a certain concentration. When reaching a certain concentration or higher, it is stored in the ammonia-based compound storage tank 240. As a preferred example of the ammonia-based compound, when the acid-based chemical is sulfuric acid, ammonium sulfate may be used, but the chemical forming the compound with ammonia is not limited and may be used by changing.

멤브레인 컨텍터(100)에 의해 형성되는 처리수 배출부 및 멤브레인 컨텍터 순환부(200)의 구성을 구체적으로 설명한다. The configuration of the treated water discharge unit and the membrane contactor circulation unit 200 formed by the membrane contactor 100 will be described in detail.

먼저 멤브레인 컨텍터(100)의 구성을 중심으로 설명한다.First, the configuration of the membrane contactor 100 will be described.

멤브레인 컨텍터(100)에 순환수 유입부(101), 순환수 배출부(102), 피처리수 유입부(103), 및 최종 처리수 배출부(104)가 구비된다.The membrane contactor 100 is provided with a circulating water inlet 101, a circulating water discharge 102, a treatment target water inlet 103, and a final treated water discharge 104.

처리수 배출부에 피처리수 유입부(103) 및 최종 처리수 배출부(104)가 위치하고, 멤브레인 컨텍터 순환부(200)에 순환수 유입부(101) 및 순환수 배출부(102)가 위치한다.The treated water inlet part 103 and the final treated water discharge part 104 are located in the treated water discharge part, and the circulating water inlet part 101 and the circulating water discharge part 102 are located in the membrane contactor circulation part 200. Located.

순환수 유입부(101)에 의해 멤브레인 컨텍터(100) 내로 스트리핑 용액 순환조(210)의 순환수가 유입된다.The circulating water of the stripping solution circulation tank 210 is introduced into the membrane contactor 100 by the circulating water inlet 101.

스트리핑 용액 순환조(210)는 보충수와 산계열 약품 저장조(215)에서 공급된 산계열 약품을 공급받아 혼합하여 순환수를 생성한다.The stripping solution circulation tank 210 receives and mixes the make-up water and the acid-based chemical supplied from the acid-based chemical storage tank 215 to generate circulating water.

순환수 배출부(102)로 암모니아계열 화합물을 포함하는 순환수가 배출되어 암모니아계열 화합물 저장조(240) 또는 스트리핑 용액 순환조(210)로 공급된다. 산계열 수가 멤브레인 컨텍터(100) 내에 위치하는 원수 또는 연수에서 제거된 암모니아와 반응하여 암모니아계열 화합물을 포함하는 순환수로서 순환수 배출부(102)를 통해 배출되어 농도 이상 도달시 암모니아계열 화합물 저장조(240)로 저장되고 그 외에는 스트리핑 용액 순환조(210)로 재공급되는 것이다. The circulating water containing the ammonia-based compound is discharged to the circulating water discharge unit 102 and supplied to the ammonia-based compound storage tank 240 or the stripping solution circulation tank 210. Acid-based water is circulating water containing ammonia-based compounds by reacting with raw water or ammonia removed from soft water located in the membrane contactor 100, and is discharged through the circulating water discharge unit 102 to reach a concentration higher than the ammonia-based compound storage tank It is stored as (240) and is resupplied to the stripping solution circulation tank (210) otherwise.

피처리수 유입부(103)로 실시예에 따라 원수 또는 연수가 공급되는데, 이는 각 실시예에서 구체적으로 설명하겠다.Raw water or soft water is supplied to the treated water inlet 103 according to the embodiment, which will be described in detail in each embodiment.

최종 처리수 배출부(104)로 암모니아가 제거된 원수 또는 연수 즉, 최종 처리수가 배출된다.Raw water or soft water from which ammonia is removed, that is, final treated water, is discharged to the final treated water discharge unit 104.

다음으로, 멤브레인 컨텍터 순환부(200)의 구체적인 구성을 설명한다.Next, a specific configuration of the membrane contactor circulation unit 200 will be described.

멤브레인 컨텍터 순환부(200)는 멤브레인 컨텍터(100)에 유입되는 실시예에 따라 다양한 유입수들에서 제거된 암모니아와 반응할 수 있는 순환수가 유동하는 순환라인을 제공하는 것이며, 이 때, 멤브레인 컨텍터(100) 내에서 암모니아가 제거된 최종 처리수가 배출되는 방향(즉, 처리수 배출부의 방향)과 반대방향으로 멤브레인 컨텍터 순환부(200)의 순환수를 순환시켜 이 순환수가 멤브레인 컨텍터(100) 내에 저류된 암모니아와 반응하며 순환라인을 따라 순환된다.The membrane contactor circulation unit 200 provides a circulation line through which circulating water that can react with the ammonia removed from various influents flows according to the embodiment flowing into the membrane contactor 100. In this case, the membrane contactor The circulating water of the membrane contactor circulation unit 200 is circulated in a direction opposite to the direction in which the final treated water from which ammonia has been removed (that is, the direction of the treated water discharge unit) is circulated, so that the circulating water is It reacts with the ammonia stored in 100) and circulates along the circulation line.

구체적으로, 멤브레인 컨텍터 순환부(200)에는 스트리핑 용액 순환조(210) 외에도 제2 전처리 필터(230), 및 암모니아계열 화합물 저장조(240)가 더 구비된다.Specifically, in addition to the stripping solution circulation tank 210, the membrane contactor circulation part 200 further includes a second pretreatment filter 230 and an ammonia-based compound storage tank 240.

스트리핑 용액 순환조(210)는 내부에 교반장치를 더 포함할 수 있으며, 산계열 약품 저장조(215)의 약품을 공급받아 저류된 순환수(또는 보충수)에 혼입시키고, 교반기에 의해 일정 농도로 혼합시킬 수 있다. 일정 농도로 혼합된 산계열 순환수는 산계열 수로서 순환수 유입부(101)를 통해 멤브레인 컨텍터(100)로 공급된다. 일 실시예에서 산계열 수가 pH가 2 이하가 되도록 조절될 수 있으나, 공정에 유입되는 물의 종류에 따른 운전 변경에 따라 다소 변경될 수 있을 것이다.The stripping solution circulation tank 210 may further include a stirring device therein, and the chemicals from the acid-based chemical storage tank 215 are supplied and mixed into the stored circulating water (or make-up water), and at a certain concentration by a stirrer. Can be mixed. The acid-based circulating water mixed at a certain concentration is supplied to the membrane contactor 100 through the circulating water inlet 101 as acid-based water. In one embodiment, the number of acid series may be adjusted to have a pH of 2 or less, but may be slightly changed according to a change in operation according to the type of water introduced into the process.

산계열 약품 저장조(215)는 저장된 산계열 약품을 스트리핑 용액 순환조(210)에 공급하여 스트리핑 용액 순환조(210) 내에서 산계열 수를 생성시킬 수 있다. The acid-based chemical storage tank 215 may supply the stored acid-based chemical to the stripping solution circulation tank 210 to generate acid-based water in the stripping solution circulation tank 210.

산계열 약품 저장조(215)에 산계열 약품이 저장되며, 산계열 약품 저장조(215)의 배출라인에 약품주입펌프가 구비된다. 산계열 약품으로는 황산(H2SO4) 또는 인산(H3PO4)을 사용할 수 있으나, 공정에 따라 약품의 종류가 달라질 수 있기 때문에, 이에 한정되지 않는 것이 바람직할 것이다. Acid-based chemicals are stored in the acid-based chemical storage tank 215, and a chemical injection pump is provided in the discharge line of the acid-based chemical storage tank 215. As the acid-based drug, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or phosphoric acid (H 3 PO 4 ) may be used, but since the type of the drug may vary depending on the process, it would be preferable not to be limited thereto.

일 실시예에서는 황산(H2SO4)을 사용하였다. 이 경우, 멤브레인 컨텍터(100)의 내부에서 수산화나트륨과 황산의 화학적 반응에 의해 일정농도의 황산암모늄이 생성되는 것이다.In one embodiment, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) was used. In this case, a certain concentration of ammonium sulfate is generated by a chemical reaction between sodium hydroxide and sulfuric acid in the membrane contactor 100.

제2 전처리필터(230)는 스트리핑 용액 순환조(210)와 순환수 유입부(101) 연결 라인에 위치한다.The second pretreatment filter 230 is located in a line connecting the stripping solution circulation tank 210 and the circulating water inlet 101.

제2 전처리필터(230)는 스트리핑 용액 순환조(210)에 저류되고 산계열 약품을 공급받은 산계열 수 또는 암모니아계열 화합물을 더 포함하는 순환수의 입자성 물질을 제거하여 멤브레인 컨텍터(100)에 공급한다. The second pre-treatment filter 230 removes particulate matter from the acid-based water stored in the stripping solution circulation tank 210 and supplied with the acid-based chemicals or the circulating water further containing an ammonia-based compound, and the membrane contactor 100 To supply.

암모니아계열 화합물 저장조(240)에 멤브레인 컨텍터(100)에서 배출되는 일정 농도 이상 고농도의 암모니아계열 화합물이 저장된다. In the ammonia-based compound storage tank 240, a high-concentration ammonia-based compound discharged from the membrane contactor 100 is stored.

1) 제1 실시예1) First embodiment

도 2a, 도 2b 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템을 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 공통되는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.The ammonia removal system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2A, 2B and 4. As described above, detailed descriptions of common configurations are omitted.

제1 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템은 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템에서 처리되는 대상 유입수가 하수 재이용 공정(10)에서 발생한 하수 재이용 공정의 배출수인 경우이다.The ammonia removal system according to the first embodiment is a case where the target influent treated in the ammonia removal system according to the present invention is the discharged water from the sewage reuse process generated in the sewage reuse process 10.

하수 재이용 공정(10)은 하수 처리수가 유입되는 하수 처리수 유입부(11), 정밀/한외분리막(12), 역삼투 분리막(13), 및 처리수 배출부(14)를 포함한다.The sewage recycling process 10 includes a sewage treated water inlet 11 into which sewage treated water is introduced, a precision/ultraviolet separation membrane 12, a reverse osmosis separation membrane 13, and a treated water discharge 14.

하수 처리수 유입부(11)를 통해 하수 재이용 공정(10) 내로 하수 처리수가 유입된다.Sewage treated water is introduced into the sewage recycling process 10 through the sewage treated water inlet 11.

정밀/한외분리막(12)에서 하수 재이용 공정(10) 내로 유입된 하수 처리수가 분리 여과되어 1차 배출수와 1차 처리수를 생성한다.The sewage treated water introduced into the sewage reuse process 10 from the precision/ultraviolet separation membrane 12 is separated and filtered to generate primary discharged water and primary treated water.

역삼투 분리막(13)은 1차 처리수를 공급받아 역삼투 처리하여 2차 처리수와 2차 배출수를 생성한다.The reverse osmosis membrane 13 receives primary treated water and reverse osmosis treatment to generate secondary treated water and secondary discharged water.

처리수 배출부(14)로 역삼투 처리된 2차 처리수가 배출된다.The secondary treated water subjected to reverse osmosis is discharged to the treated water discharge unit 14.

정밀/한외분리막(12)과 역삼투 분리막(13)의 배출수는 배출수 저장조(30)에 저장된다.Drained water from the precision/ultraviolet membrane 12 and the reverse osmosis membrane 13 is stored in the drain water storage tank 30.

배출수 저장조(30)에 저장된 배출수는 전술한 교반장치(50)로 유입수로서 공급되고, pH조정제 저장조(55)의 약품과 교반되어 pH가 조정된다.The discharged water stored in the discharged water storage tank 30 is supplied as influent water to the stirring device 50 described above, and the pH is adjusted by stirring with the chemicals in the pH adjuster storage tank 55.

교반장치(50)에서 pH가 조정된 배출수는 스케일 유발물질 제거조(60)로 공급된다. The discharged water whose pH is adjusted in the stirring device 50 is supplied to the scale-causing substance removal tank 60.

스케일 유발물질 제거조(60)는 본 실시예에 따른 구성으로, 하수 재이용 공정의 배출수 중의 암모니아를 제거하기 위해 암모니아 제거 시스템에 공급하여 처리할 경우, 멤브레인 컨텍터(100)의 유입부가 막히는 문제를 해결할 수 있다. 하수의 경우 원수의 경도가 높아 스케일 유발물질의 포화 농도가 낮아서 입자로 석출되기 쉽고, 석출된 스케일 유발물질이 후단 공정인 멤브레인 컨텍터(100)의 유입부를 막게 되었는데, 기존의 암모니아 제거 공정은 이러한 유입수의 특성을 고려하지 않아서 이 문제를 해결할 수 없었다.The scale-causing material removal tank 60 is configured according to the present embodiment, and when the ammonia removal system is supplied to remove ammonia from the wastewater of the sewage recycling process, the inlet of the membrane contactor 100 is blocked. Can be solved. In the case of sewage, the hardness of raw water is high and the saturation concentration of the scale-causing substance is low, so it is easy to precipitate as particles, and the precipitated scale-causing substance blocks the inlet of the membrane contactor 100, which is a subsequent process. This problem could not be solved because the characteristics of the influent were not considered.

구체적으로, 스케일 유발물질 제거조(60)는 교반장치(50)의 후단 또는 연수 저장조(70) 다른 실시예의 원수조(72)에 상응하는 구성, 즉 pH조절된 유입수의 저장조의 전단에 위치하며, 응집침전조 및 약품저장조를 포함한다.Specifically, the scale-causing material removal tank 60 is located at the rear end of the stirring device 50 or at the front end of the soft water storage tank 70 or the raw water tank 72 of another embodiment, that is, the pH-controlled influent storage tank , Coagulation and precipitation tanks and chemical storage tanks.

본 실시예에서는 스케일 유발물질 제거조(60)에 의해 pH조절된 배출수가 연수화되기 때문에 pH조절된 유입수가 연수로서 연수 저장조(70)에 저장되는 것이다.In this embodiment, since the pH-adjusted discharge water is softened by the scale-causing substance removal tank 60, the pH-controlled influent is stored in the soft water storage tank 70 as soft water.

응집침전조는 교반장치(50)에서 pH가 조정된 배출수를 공급받아 저류시키며, 약품저장조의 약품을 공급받아 폴리머 응집 침전 처리하여 상등액을 멤브레인 컨텍터(100)로 공급할 수 있다. 응집침전조는 멤브레인 조로 대체할 수도 있다.The coagulation sedimentation tank receives and stores the discharged water whose pH is adjusted from the stirring device 50, and receives the chemicals from the chemical storage tank and performs polymer coagulation and precipitation treatment to supply the supernatant to the membrane contactor 100. The cohesive settling tank can also be replaced with a membrane bath.

약품저장조에 응집 보조제가 저장되며, 응집침전조로 응집 보조제를 공급한다. 약품저장조의 응집 보조제가 응집침전조에 공급되면, 응집침전조 내의 배출수의 pH가 더 조절되어 스케일(scale)의 포화 농도가 낮아져 입자로 석출됨으로써 응집 및 침전 반응이 일어나 스케일이 침전되는 것이다. 이에 따라, 스케일 제거된 상등액이 멤브레인 컨텍터(100)에 공급될 수 있다.The coagulation aid is stored in the chemical storage tank, and the coagulation aid is supplied to the coagulation and precipitation tank. When the coagulation aid of the chemical storage tank is supplied to the coagulation and precipitation tank, the pH of the discharged water in the coagulation and precipitation tank is further adjusted and the saturation concentration of the scale is lowered to precipitate as particles, resulting in agglomeration and precipitation reaction to precipitate scale. Accordingly, the scale-removed supernatant may be supplied to the membrane contactor 100.

약품저장조의 응집 보조제는, 도 5에 개시된 바와 같이 실험 결과 NaOH가 NaCO3 대비 스케일 제거에 더 효과적인 것으로 판단되는 바, 경제성을 위해 NaOH만을 사용할 수도 있다. NaOH를 주입할 경우 pH 11에 맞춰 주입하고, NaCO3를 주입할 경우 Ca2+ 당량에 맞춰 주입한다.As for the coagulation aid of the drug storage tank, as shown in FIG. 5, it is determined that NaOH is more effective in removing scale compared to NaCO 3 , and only NaOH may be used for economical efficiency. When NaOH is injected, it is injected according to pH 11, and when NaCO 3 is injected, it is injected according to the Ca 2+ equivalent.

도 6를 참조하여 종래 기술 대비 본 발명의 효과를 강조하면, 스케일 유발물질 제거조(60)를 포함하지 않는 종래 발명 대비 스케일 유발물질 제거조(60)를 포함하는 본 발명의 경우 시스템 운영 지속시간이 약 2.5배 증가한 것을 알 수 있다. 본 발명은 종래 발명 대비 2.5배 이상의 공정 운영 시간을 확보할 수 있게 되는 것이다.Referring to Figure 6 to emphasize the effect of the present invention compared to the prior art, in the case of the present invention including the scale-causing material removal tank 60 compared to the conventional invention that does not include the scale-causing material removal tank 60, the system operation duration It can be seen that this has increased by about 2.5 times. The present invention is to be able to secure a process operating time of 2.5 times or more compared to the conventional invention.

2) 제2 실시예2) Second embodiment

도 3a, 도 3b 및 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템을 설명한다.An ammonia removal system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A, 3B and 4.

제2 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템을 설명하는데 있어서 제1 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템과 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.In describing the ammonia removal system according to the second embodiment, a description of the configuration overlapping with the ammonia removal system according to the first embodiment will be omitted.

도 3a 내지 도 3b를 참조하여 제2 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템을 설명한다.An ammonia removal system according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 3A to 3B.

제2 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템은 제1 실시예와 달리 시스템에 유입되는 유입수 대상이 상이하여, 하수 재이용 공정(10) 및 스케일 유발물질 제거조(60)를 포함되지 않고, 스트리핑 용액 순환조(210)와 원수조(72)를 연결하는 반송라인(21)을 더 포함한다.Unlike the first embodiment, the ammonia removal system according to the second embodiment has a different target of influent water flowing into the system, and thus does not include a sewage recycling process 10 and a scale-causing material removal tank 60, and a stripping solution circulation tank. It further includes a conveying line 21 connecting the 210 and the raw water tank 72.

반송라인(21)은 스트리핑 용액 순환조(210)와 원수조(72)를 연결하여, 스트리핑 용액 순환조(210)에 저장된 암모늄계 화합물을 원수조(72)로 공급하여 원수조(72)에 저류된 원수의 암모니아 농도를 증가시킬 수 있다.The conveying line 21 connects the stripping solution circulation tank 210 and the raw water tank 72 to supply the ammonium-based compound stored in the stripping solution circulation tank 210 to the raw water tank 72 to the raw water tank 72. It can increase the ammonia concentration of the stored raw water.

반송라인(21)에 의해 원수의 암모니아 농도를 증가시킴으로써 2차 처리 시켜, 최종 부산물(암모니아계 화합물)의 암모니아를 적정 농도 이상으로 유지시킴과 동시에 배출량을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.By increasing the ammonia concentration of the raw water by the conveying line 21, the secondary treatment is performed, so that the ammonia of the final by-product (ammonia-based compound) is maintained above an appropriate concentration, and the amount of discharge can be reduced.

멤브레인 컨텍터(100)는 교반장치(50)에 의해 pH조정되고 전처리 필터(90)와 열 교환기(90)를 거친 원수를 공급받아 원수 내에 포함된 암모니아를 멤브레인 컨텍터 순환부(200)를 이용해 제거하여, 암모니아가 제거된 최종 처리수를 최종 처리수 배출부(104)로 배출한다.The membrane contactor 100 is pH-adjusted by the stirring device 50 and supplied with raw water that has passed through the pretreatment filter 90 and the heat exchanger 90, and ammonia contained in the raw water is removed by using the membrane contactor circulation unit 200. By removing, the final treated water from which ammonia has been removed is discharged to the final treated water discharge unit 104.

이 때, 스트리핑 용액 순환조(210)의 산계열 수의 수량이 기설정된 유량을 초과하거나, 최종 부산물의 암모니아 농도가 기설정 기준 미달일 경우, 스트리핑 용액 순환조(210)에 연결된 반송 라인(21)에 의해 암모늄계 화합물을 포함하는 순환수가 원수조(72)로 공급될 수 있다. 기설정된 수량 이상일 경우, 증기에 의해 수위가 증가된 것이고, 기설정된 농도 이하일 경우, 증기에 의한 수위 증가로 인해 농도가 낮아진 것이기 때문이다. 여기서 암모늄계 화합물은, 황산암모늄 또는 인산암모늄일 수 있다.At this time, when the quantity of the acid series water in the stripping solution circulation tank 210 exceeds a preset flow rate or the ammonia concentration of the final by-product is less than a preset standard, the transfer line 21 connected to the stripping solution circulation tank 210 Circulating water containing an ammonium compound may be supplied to the raw water tank 72 by ). This is because, when the water level is higher than the predetermined amount, the water level is increased by steam, and when the water level is lower than the predetermined concentration, the concentration is lowered due to the increase in the water level by the steam. Here, the ammonium compound may be ammonium sulfate or ammonium phosphate.

먼저 도 3b를 참조하여 제3 실시예(제2-2실시예)에 따른 암모니아 제거 시스템을 설명한다.First, an ammonia removal system according to a third embodiment (second embodiment 2-2) will be described with reference to FIG. 3B.

제3 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템은 제1 실시예의 일부와 제2 실시예를 포함하는, 즉, 스케일 유발물질 제거조(60)와 반송라인(21)을 모두 포함하는 경우이다.The ammonia removal system according to the third embodiment includes a part of the first embodiment and the second embodiment, that is, includes both the scale-causing material removal tank 60 and the transfer line 21.

즉, 제3 실시예에 따른 암모니아 제거 시스템의 경우, 멤브레인 컨텍터(100)는 pH조정되고 전처리 필터(90)와 열 교환기(90)를 거친 원수에 스케일 제거되어 연수화된 원수 즉, 연수를 공급받아 연수 내에 포함된 암모니아를 멤브레인 컨텍터 순환부(200)를 이용해 제거하여, 암모니아가 제거된 최종 처리수를 배출할 것이다.That is, in the case of the ammonia removal system according to the third embodiment, the membrane contactor 100 is pH-adjusted and descaled to the raw water that has passed through the pretreatment filter 90 and the heat exchanger 90, so that the softened raw water The ammonia contained in the soft water received is removed by using the membrane contactor circulation unit 200 to discharge the final treated water from which the ammonia has been removed.

반송라인(21)을 통해 반송되는 반송 유량은, 원수조(72) 또는 배출수 저장조(30)의 유량을 계측하는 유량계측수단에서 측정된 원수의 유량 값과 측정된 증기량에 따라 기설정된 방법으로 정해지는 재이용률을 이용해 반송 유량 값을 산출하여, 산출된 반송 유량 값에 상응하는 암모늄계 화합물을 포함하는 순환수를 반송수로서 원수조(72)로 반송시키는 것이다. 반송수를 포함하는 혼합 원수(원수+반송수)는 멤브레인 컨텍터(100)로 재공급된다.The return flow rate returned through the transfer line 21 is determined by a predetermined method according to the flow rate value of the raw water measured by the flow measurement means for measuring the flow rate of the raw water tank 72 or the discharge water storage tank 30 and the measured amount of steam. Paper is to calculate the return flow rate value using the reuse rate, and return the circulating water containing the ammonium-based compound corresponding to the calculated return flow rate value to the raw water tank 72 as the return water. The mixed raw water (raw water + conveyed water) including conveyed water is resupplied to the membrane contactor 100.

여기서, 기설정된 방법으로 정해지는 재이용률은 스트리핑 용액 순환조(210)의 수위 증가율에 기정해진 순환율을 곱하여 산출되는 것이다.Here, the reuse rate determined by a preset method is calculated by multiplying the water level increase rate of the stripping solution circulation tank 210 by the preset circulation rate.

순환율은 암모니아성 질소 농도에 대해 정해지는 값으로, 목표 수질의 농도를 맞추기 위한 최대 값일 것이다.The circulation rate is a value determined for the ammonia nitrogen concentration, and will be the maximum value to meet the target water quality concentration.

또한, 이 실시예에서도, 반송 라인(21)이 최종 부산물의 암모니아 농도가 기설정된 범위를 충족시키지 못하거나, 스트리핑 용액 순환조(210)의 수량이 기설정 범위를 초과할 경우, 스트리핑 용액 순환조(210) 내의 순환수를 기설정된 방법에 의해 정해진 양만큼 반송수로서 원수조(72)로 반송시킬 것이다.In addition, in this embodiment, when the ammonia concentration of the final by-product does not meet the preset range, or the quantity of the stripping solution circulation tank 210 exceeds the preset range, the stripping solution circulation tank The circulating water in 210 will be returned to the raw water tank 72 as transport water by a predetermined amount by a predetermined method.

제3 실시예에서 원수조(72) 대신 배출수 저장조(30)와 전단의 하수 재이용 공정(10)이 추가되면 제4 실시예(제1-2 실시예)이다.In the third embodiment, instead of the raw water tank 72, the discharged water storage tank 30 and the sewage reuse process 10 of the front end are added, which is the fourth embodiment (Example 1-2).

반송라인(21)을 포함하는 제2 내지 제4 실시예의 경우, 반송라인이 연결되는 배출수 저장조(30) 및 원수조(72)가 모두 교반장치(50) 전단에 위치하여, 한번의 pH조절만으로 멤브레인 콘텍터(100)에 유입수를 제공할 수 있는 효과가 있다.In the case of the second to fourth embodiments including the transfer line 21, both the drain water storage tank 30 and the raw water tank 72 to which the transfer line is connected are located in front of the stirring device 50, so that only one pH adjustment There is an effect of providing influent water to the membrane contactor 100.

암모니아 제거 시스템을 이용한 제어 방법Control method using ammonia removal system

본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템을 이용한 제어 방법을 간략하게 설명한다.The control method using the ammonia removal system according to the present invention will be briefly described.

제어부(미도시)는 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템에 포함되는 다수의 계측 수단 및 이와 연결된 공정들의 전력을 공급받는 구성들과 전기적으로 연결된다.The control unit (not shown) is electrically connected to a plurality of measuring means included in the ammonia removal system according to the present invention and components receiving power from processes connected thereto.

구체적으로, 제어부는 암모니아 제거 시스템 라인에 위치하는, 암모니아 측정장비(AIT), 전기전도도 측정장비(AIT), pH 측정장치(AIT), 압력계(PIT), 온도계(TIT), 유량계(FIT), 수위계(LIT) 등의 계측 수단들의 실시간 정보를 인가 받는다.Specifically, the control unit is located in the ammonia removal system line, ammonia measuring equipment (AIT), electrical conductivity measuring equipment (AIT), pH measuring device (AIT), pressure gauge (PIT), thermometer (TIT), flow meter (FIT), Real-time information of measuring means such as water level gauge (LIT) is applied.

제어부는 암모니아 제거 시스템 라인에 위치하는 계측 수단들의 실시간 정보를 인가받아 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부에서 인가받은 정보들을 이용해 기설정된 방법으로 순환수 반송 유량을 산출하고, 산출된 반송 유량 만큼의 순환수를 반송수로서 실시예에 따라 연수 저장조(70) 또는 원수조(72)로 반송시킴으로써 종래의 문제를 방지할 수 있게 되는 것이다.The control unit may control the ammonia removal system according to the present invention by receiving real-time information of measurement means located in the ammonia removal system line. For example, the circulating water conveying flow rate is calculated in a predetermined method using information approved by the control unit, and the circulating water equal to the calculated conveying flow rate is used as the conveying water, depending on the embodiment, the soft water storage tank 70 or the raw water tank 72 It is possible to prevent the conventional problem by conveying it.

언급한 계측 수단 외에도 본 발명에 따른 제어 방법이 적용되는 암모니아 제거 시스템 라인에 위치하는 계측 수단의 실시간 정보는 모두 제어부로 전송되는 것이 바람직할 것이다.In addition to the aforementioned measuring means, it is preferable that all real-time information of the measuring means located in the ammonia removal system line to which the control method according to the present invention is applied are transmitted to the control unit.

일 실시예에서, 제어부와 연결되는 디스플레이부(미도시)가 더 포함된다. 예를 들면, 제어부에 의해 연산된 정보, 암모니아 자동 계측기 정보, 원수의 유량 정보, pH, 수온 등의 정보가 디스플레이될 수 있다. 디스플레이부의 종류는 화면을 가진 장치라면 제한되지 않을 것이며, 단말기, 모니터 등을 예로 들 수 있다.In one embodiment, a display unit (not shown) connected to the control unit is further included. For example, information calculated by the control unit, information on an automatic ammonia meter, information on a flow rate of raw water, pH, water temperature, and the like may be displayed. The type of the display unit will not be limited if it is a device having a screen, and examples thereof include a terminal and a monitor.

언급한 제어부를 이용한 암모니아 제거 시스템의 제어 방법을 구체적으로 설명한다.A method of controlling the ammonia removal system using the aforementioned control unit will be described in detail.

먼저, 제어부가 암모니아 제거 시스템의 라인에 위치하는 다수의 계측 수단들로부터 실시간 정보를 수집한다.First, the control unit collects real-time information from a plurality of measuring means located in the line of the ammonia removal system.

다음으로, 제어부가 수집된 정보들 중 스트리핑 용액 순환조(210)의 설비 용량 정보와 스트리핑 용액 순환조(210)의 초기 부피 정보 즉, 스트리핑 용액 순환조(210)의 가동 시작시 순환수 용액 부피 정보를 수집한다.Next, among the information collected by the control unit, facility capacity information of the stripping solution circulation tank 210 and initial volume information of the stripping solution circulation tank 210, that is, the circulating water solution volume at the start of operation of the stripping solution circulation tank 210 Gather information.

다음으로, 제어부가 수집된 정보들 중 멤브레인 컨텍터(100) 및 스트리핑 용액 순환조(210)의 증기 발생률 정보를 이용해 증기 발생량을 산출한다. Next, the control unit calculates the amount of steam generated by using the steam generation rate information of the membrane contactor 100 and the stripping solution circulation tank 210 among the collected information.

다음으로, 제어부가 수집된 정보들 중 스트리핑 용액 순환조(210)의 설비 용량 정보 및 재이용률 정보를 이용해 부산물의 순환량 즉, 스트리핑 용액 순환조(210)의 재이용량을 산출한다.Next, the control unit calculates the amount of circulation of by-products, that is, the reuse capacity of the stripping solution circulation tank 210, by using the facility capacity information and the reuse rate information of the stripping solution circulation tank 210 among the collected information.

다음으로, 제어부는 산출된 증기 발생량, 스트리핑 용액 순환조(210)의 재이용량, 스트리핑 용액 순환조(210)의 초기 부피 정보, 그리고 작업자에 의해 설정된 기설정된 공정의 제거율을 제어 인자로 하여 각각의 인자를 조절하여 최종 처리수의 암모니아성 질소 농도, 최종 부산물의 암모니아 배출 농도 및 배출량을 제어한다.Next, the control unit uses the calculated steam generation amount, the recycling capacity of the stripping solution circulation tank 210, the initial volume information of the stripping solution circulation tank 210, and the removal rate of a predetermined process set by the operator as control factors. By adjusting the factor, the ammonia nitrogen concentration of the final treated water, the ammonia emission concentration and the discharge amount of the final by-product are controlled.

바람직한 제어 방법을 예로 들면, 스트리핑 용액 순환조(210)의 초기 부피를 감소시키고, 재이용량을 상승시키도록 제어하는 것이 유리하나, 재이용량 상승 시 최종 처리수의 암모니아성 농도가 증가할 수 있기 때문에 공정의 제거율을 먼저 조절하는 것이 바람직하다. As an example of a preferred control method, it is advantageous to reduce the initial volume of the stripping solution circulation tank 210 and control to increase the reuse capacity, but when the reuse capacity increases, the ammonia concentration of the final treated water may increase. It is desirable to first control the removal rate of the process.

또한, 각각의 제어 인자들을 조절하는 방법에 있어서, 기 개발된 알고리즘으로 최종 처리수의 암모니아성 질소 농도, 최종 부산물의 암모니아 배출 농도 및 배출량 목표에 따라 조절할 것이다.In addition, in the method of controlling each of the control factors, the ammonia nitrogen concentration of the final treated water, the ammonia emission concentration of the final by-product, and the emission target will be adjusted with a previously developed algorithm.

이러한 제어 방법에 의해, 처리수 암모니아성 질소 농도, 최종 부산물의 배출 농도 및 배출량을 제어할 수 있는 것이다. By this control method, it is possible to control the concentration of ammonia nitrogen in the treated water, the concentration of discharged by-products and the amount of discharged.

도 10을 참조하여 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템의 실 이용 예를 설명한다.An example of practical use of the ammonia removal system according to the present invention will be described with reference to FIG. 10.

구체적으로 예를 들면, 처리수의 목표 암모니아성 질소 농도는 20 mg/L, 최종 부산물(황산암모늄)의 농도는 25 %, 최종 부산물의 목표 배출량은 10 m3으로 설계 되었을 경우, 수위증가율이 1 % 라면, 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템은 <재이용 공정 따른 Stripping Solution 일 배출량 및 농도>에 개시된 바와 같이 공정 제거율은 97%로 증가 시키고, 초기 순환조의 부피를 1.9 m3로 감소, 순환율은 설비 용량의 0.82%로 설정하여 운영 시, 처리수의 암모니아성 질소 농도는 최대 19.2 mg/L로 목표 이하의 수질 확보가 가능하며, 최종 배출 되는 황산암모늄은 농도 25%, 배출량 9.83 m3으로 예측된다.Specifically, for example, if the target ammonia nitrogen concentration of treated water is 20 mg/L, the concentration of the final by-product (ammonium sulfate) is 25%, and the target discharge of the final by-product is 10 m 3 , the water level increase rate is 1 %, the ammonia removal system according to the present invention increases the process removal rate to 97%, decreases the volume of the initial circulation tank to 1.9 m 3, and reduces the circulation rate as disclosed in <Stripping Solution Daily Emissions and Concentrations According to the Reuse Process> When operating at 0.82% of the capacity, the ammonia nitrogen concentration of the treated water is at most 19.2 mg/L, which is less than the target water quality, and the final discharged ammonium sulfate is expected to have a concentration of 25% and an amount of 9.83 m 3 .

즉, 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템의 반송라인(21)을 이용해 반송시킴과 동시에 제어 인자를 제어할 경우, 원하는 처리수 암모니아성 질소 농도, 최종 부산물의 배출 농도 및 배출량을 갖게 되는 것이다.That is, when the control factor is controlled while being conveyed using the conveying line 21 of the ammonia removal system according to the present invention, the desired treated water ammonia nitrogen concentration, final by-product discharge concentration and discharge amount are obtained.

암모니아 제거 시스템의 효과 검증Validation of the effectiveness of the ammonia removal system

도 7을 참조하여 종래의 암모니아 제거 시스템에서 발생했던 문제를 설명한다.A problem occurring in a conventional ammonia removal system will be described with reference to FIG. 7.

동일한 운영조건에서 증기에 의한 영향 유무에 따라 스트리핑 용액 순환조(210)의 변화를 확인하였다. 실험에 사용한 약품은 황산으로 최종 부산물은 황산 암모늄이다.Changes in the stripping solution circulation tank 210 were confirmed according to the presence or absence of the effect of steam under the same operating conditions. The chemical used in the experiment was sulfuric acid, and the final by-product was ammonium sulfate.

이론적으로 스트리핑 용액 순환조(210)의 부피가 변동하지 않았을 경우, 하루 기준 생성된 황산암모늄의 농도는 7.63%로 그 양은 2m3이다. In theory, when the volume of the stripping solution circulation tank 210 does not fluctuate, the concentration of ammonium sulfate produced per day is 7.63%, and the amount is 2 m 3 .

그러나, 스트리핑 용액 순환조(210)의 부피가 원수의 증기가 순환조로 넘어오는 현상으로 인해 수량이 증가하는 현상이 발생하였고, 만약 순환조의 수량이 설비의 처리 용량(10 m3/hr)의 1% 증가할 경우, 하루 2.4 m3의 증기가 순환조로 넘어와 황산암모늄의 농도는 3.94 %로 그 양은 초기 부피와 증기량을 합산한 4.4 m3으로 증기로 인한 희석 효과로 인해 영향을 받는다.However, a phenomenon in which the volume of the stripping solution circulation tank 210 increases due to the phenomenon that the steam of raw water passes over to the circulation tank, and the quantity of the circulation tank is 1 of the treatment capacity (10 m 3 /hr) of the facility. In the case of an increase of %, 2.4 m 3 of steam per day passes into the circulation tank, and the concentration of ammonium sulfate is 3.94 %, which is 4.4 m 3 of the sum of the initial volume and the amount of steam, which is affected by the dilution effect due to steam.

일반적으로 암모니아 제거 시스템에서, 황산암모늄 용액의 배출 설계 농도는 25%로, 이론적으로는 약 86 시간에 한번씩 배출 하여야 하나 희석효과의 영향으로 실 운영에서는 25%로 증가 시킬 수가 없는 즉, 공정에서의 황상암모늄 용액의 배출이 불가해지는 문제가 발생하였다. 기존 운영 방법으로 목표 배출 농도에 수렴하기 위해서는 원수 자체에 고농도 암모니아성 질소가 필요하며, 현 운영 조건에서 필요한 암모니아성 질소의 농도는 700 mg/L로 유입 시 25%의 목표 농도를 맞춰 배출할 수 있다. In general, in the ammonia removal system, the discharge design concentration of the ammonium sulfate solution is 25%, and theoretically, it should be discharged once every 86 hours, but it cannot be increased to 25% in actual operation due to the effect of dilution. There was a problem that the discharge of the ammonium sulfate solution became impossible. High concentration ammonia nitrogen is required in the raw water itself in order to converge to the target discharge concentration with the existing operating method, and the concentration of ammonia nitrogen required under the current operating conditions is 700 mg/L. have.

배출량은 증기의 영향으로 86 시간 기준으로 5.2배 증가하게 되며, 시간이 지날수록 배출량은 선형적으로 증가하게 된다. 고농도 처리 시에도 동일한 비율로 배출량이 증가하는 문제가 있었다. 즉, 암모니아계열 화합물의 농도는 낮아져서 배출 농도를 맞출 수 없게 되는 한편, 암모니아계열 화합물의 양은 증가하여 암모니아계열 화합물(최종 부산물)을 처리하는데 많은 비용과 시간이 필요하게 되었다. Emissions increase by 5.2 times based on 86 hours due to the effect of steam, and the emission increases linearly with time. Even in the case of high-concentration treatment, there was a problem of increasing the amount of discharge at the same rate. That is, the concentration of the ammonia-based compound is lowered, making it impossible to meet the discharged concentration, while the amount of the ammonia-based compound increases, requiring a lot of cost and time to treat the ammonia-based compound (final by-product).

도 8을 참조하여 본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템을 사용할 경우를 설명한다.A case of using the ammonia removal system according to the present invention will be described with reference to FIG. 8.

본 발명에 따른 암모니아 제거 시스템의 제어를 위한 주요 인자는 처리수의 수질, 공정의 제거율, 증기의 발생량, 부산물의 재이용량, 순환조의 초기 부피이다. 공정의 설계 목표에 따라 주요 인자를 조정하여 최종 부산물의 배출 농도 및 배출량을 제어할 수 있는 것이다. 최종 부산물의 배출 농도를 25% 이상 농축할 수도 있다. The main factors for controlling the ammonia removal system according to the present invention are the water quality of the treated water, the removal rate of the process, the amount of steam generated, the recycle capacity of by-products, and the initial volume of the circulation tank. By adjusting key factors according to the design goals of the process, it is possible to control the emission concentration and emission of the final by-product. It is also possible to concentrate the final by-product emission concentration by 25% or more.

도 7에 도시된 결과와 달리 본 발명에 따른 공정은, 설비 목표 제거율은 97%, 순환율은 설비 용량의 0.82%로 운영 시, 최종 배출 되는 황산암모늄의 농도 25%, 배출량 10.31 m3으로 예상할 수 있다. Unlike the results shown in FIG. 7, in the process according to the present invention, when the facility target removal rate is 97% and the circulation rate is 0.82% of the facility capacity, the final discharged ammonium sulfate concentration is 25%, and the discharge amount is expected to be 10.31 m 3 can do.

가동시간 461 시간 운영 시 최종 배출량은 이론조건 10 m3보다 0.31 m3 증가하나 증기에 의한 영향은 거의 없는 것을 알 수 있다. When operating for 461 hours of operation, the final emission increases by 0.31 m 3 from the theoretical condition of 10 m 3 , but it can be seen that there is little effect from steam.

이를 통해 최종 부산물의 배출 농도와 배출량을 제어하여 운영비를 대폭 감소할 수 있으며, 상황에 따라 목표 배출 농도를 상향 조정할 수도 있음을 알 수 있다.Through this, it can be seen that operating costs can be drastically reduced by controlling the emission concentration and emission of final by-products, and the target emission concentration can be increased depending on the situation.

설비 목표 제거율과 순환율은 최적해 찾기(왜곡 알고리즘)를 이용해 정해진 값으로, 최적의 알고리즘 결과에 따라 제어 설정이 변경되어 운영될 수 있을 것이다.The facility target removal rate and circulation rate are values determined using an optimal solution finder (distortion algorithm), and the control setting may be changed and operated according to the optimal algorithm result.

한편, 도 9를 참조하면, 멤브레인 컨텍터(100)에 암모니아성 질소의 유입형태 예를 들면, 원수, 혼합원수 등에 무관하게 동일한 암모니아 제거 성능을 나타내는 것을 알 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 9, it can be seen that the membrane contactor 100 exhibits the same ammonia removal performance regardless of the flow of ammonia nitrogen into the membrane contactor 100, for example, raw water or mixed raw water.

즉, 본 발명에 의해 스트리핑 용액 순환조(210)의 수위를 제어함과 동시에 원수의 암모니아성 질소 농도를 제어할 수 있는 것이다.That is, according to the present invention, it is possible to control the water level of the stripping solution circulation tank 210 and control the ammonia nitrogen concentration of raw water.

AIT: 전기전도도 측정장비, 암모니아 측정장비, pH 측정장비
PIT: 압력계
TIT: 배기 가스 온도계
FIT: 유량계
LIT: 수위계
pH: 측정기
10: 하수 재이용 공정
11: 하수 처리수 유입부
12: 정밀/한외분리막
13: 역삼투 분리막
14: 처리수 배출부
21: 반송 라인
30: 배출수 저장조
50: 교반장치
55: pH조정제 저장조
60: 스케일 유발물질 제거조
70: 연수저장조
72: 원수조
80: 제1 전처리필터
90: 열교환기
100: 멤브레인 컨텍터
101: 순환수 유입부
102: 순환수 배출부
103: 피처리수 유입부
104: 최종 처리수 배출부
200: 멤브레인 컨텍터 순환부
210: 스트리핑 용액 순환조
215: 산계열 약품 저장조
230: 제2 전처리 필터
240: 암모니아계열 화합물 저장조AIT: Electrical conductivity measurement equipment, ammonia measurement equipment, pH measurement equipment
PIT: pressure gauge
TIT: exhaust gas thermometer
FIT: flow meter
LIT: water level gauge
pH: meter
10: sewage reuse process
11: Sewage treatment water inlet
12: precision/ultraviolet membrane
13: reverse osmosis membrane
14: treated water discharge unit
21: conveying line
30: drain water storage tank
50: stirring device
55: pH adjuster storage tank
60: scale-causing substance removal tank
70: soft water storage tank
72: original water tank
80: first pretreatment filter
90: heat exchanger
100: membrane contactor
101: circulating water inlet
102: circulating water discharge unit
103: treatment water inlet
104: final treated water discharge unit
200: membrane contactor circulation unit
210: stripping solution circulation tank
215: acid-based chemical storage tank
230: second pretreatment filter
240: ammonia-based compound storage tank

Claims (6)

역삼투 분리막(13)을 이용한 하수재이용 공정(10)의 배출수 처리를 위한 암모니아 제거 시스템에 있어서,
멤브레인 컨텍터(100); 및
상기 멤브레인 컨텍터(100)의 전단에 위치하는 스케일 유발물질 제거조(60)를 포함하고,
상기 스케일 유발물질 제거조(60)는,
전단에 위치하는 pH조정제 저장조(55)의 pH조정제에 의해 pH가 조정된 상기 배출수를 공급받아 스케일 유발물질을 제거하고,
상기 스케일 유발물질 제거조(60)에서 배출되는 연수는 후단의 연수 저장조(70)에 저장되고,
상기 멤브레인 컨텍터(100)로 상기 연수 저장조(70)의 상기 연수가 유입되고, 상기 멤브레인 컨텍터(100)에 의해 상기 연수의 암모니아가 제거되어 최종 처리수로 배출되는 처리수 배출부; 및
상기 연수의 암모니아와 반응하여 생성된 암모늄계 화합물을 포함하는 순환수가 순환되는 멤브레인 컨텍터 순환부(200)를 포함하고,
상기 멤브레인 컨텍터 순환부(200)는,
산계열 약품 저장조(215)의 약품과 보충수를 공급받아 산계열 수를 생성하고, 그리고, 상기 순환수를 유입시키는 스트리핑 용액 순환조(210)를 포함하고,
상기 스트리핑 용액 순환조(210) 내에서 상기 산계열 수와 상기 순환수의 암모늄계 화합물이 반응하여 산계열 암모늄이 생성되고,
상기 스트리핑 용액 순환조(210)는 반송 라인(21)에 의해 상기 하수재이용 공정(10)과 연결되는 배출수 저장조(30)와 연결되고,
상기 배출수 저장조(30)에 상기 배출수 저장조(30)의 유량을 계측하는 유량계측수단이 구비되고,
상기 스트리핑 용액 순환조(210)의 수위 증가율에 기정해진 순환율을 곱하여 재이용률이 산출되고,
상기 산출된 재이용률과 상기 유량계측수단에서 측정된 유량 값을 이용해 반송 유량 값을 결정하고,
상기 생성된 산계열 암모늄이 반송수로서 상기 반송 라인(21)을 통해 반송되고, 반송되는 상기 반송수의 양은 상기 결정된 반송 유량 값이며,
상기 반송수는 상기 연수와 함께 유입수로서 상기 멤브레인 컨텍터(100)로 유입되는,
암모니아 제거 시스템.
In the ammonia removal system for the wastewater treatment of the sewage recycling process 10 using the reverse osmosis membrane 13,
Membrane contactor 100; And
Including a scale-causing material removal tank 60 located at the front end of the membrane contactor 100,
The scale-causing substance removal tank 60,
The discharged water whose pH is adjusted by the pH adjuster of the pH adjuster storage tank 55 located at the front end is supplied to remove scale-causing substances,
The soft water discharged from the scale-causing material removal tank 60 is stored in the soft water storage tank 70 at the rear stage,
A treated water discharge unit through which the soft water from the soft water storage tank 70 is introduced into the membrane contactor 100, ammonia of the soft water is removed by the membrane contactor 100, and discharged to the final treated water; And
And a membrane contactor circulation unit 200 through which circulating water containing an ammonium-based compound produced by reacting with the soft water ammonia is circulated,
The membrane contactor circulation part 200,
Including a stripping solution circulation tank 210 for receiving chemicals and supplemental water from the acid-based chemical storage tank 215 to generate acid-based water, and introducing the circulating water,
Acid-based ammonium is produced by reacting the acid-based water and the ammonium-based compound of the circulating water in the stripping solution circulation tank 210,
The stripping solution circulation tank 210 is connected to the discharge water storage tank 30 connected to the sewage recycling process 10 by a transfer line 21,
Flow measurement means for measuring the flow rate of the discharge water storage tank 30 is provided in the discharge water storage tank 30,
The reuse rate is calculated by multiplying the water level increase rate of the stripping solution circulation tank 210 by a predetermined circulation rate,
Determine the return flow rate value using the calculated reuse rate and the flow rate value measured by the flow rate measuring means,
The generated acid-based ammonium is conveyed as conveying water through the conveying line 21, and the amount of conveyed conveying water is the determined conveying flow rate value,
The conveyed water flows into the membrane contactor 100 as influent water together with the soft water,
Ammonia removal system.
제 1 항에 있어서,
상기 하수재이용 공정(10)은,
하수처리수 유입부(11)에서 하수처리수를 공급받아 여과 처리하는 분리막(12); 및
상기 분리막(12)에서 여과 처리된 하수처리수를 공급받아 역삼투 처리하는 상기 역삼투 분리막(13)을 포함하고,
상기 분리막(12) 또는 상기 역삼투 분리막(13)의 배출수가 상기 배출수 저장조(30)에 저장되는,
암모니아 제거 시스템.
The method of claim 1,
The sewage reuse process (10),
A separation membrane 12 receiving and filtering sewage treated water from the sewage treatment water inlet 11; And
Including the reverse osmosis membrane 13 for reverse osmosis treatment by receiving the filtered sewage treated water from the separation membrane 12,
The discharged water of the separation membrane 12 or the reverse osmosis membrane 13 is stored in the drainage water storage tank 30,
Ammonia removal system.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 순환율은 상기 유입수와 상기 최종 처리수의 암모니아성 질소 농도를 기 정해진 알고리즘에 적용시켜 도출된 값들 중 상기 암모니아 제거 시스템의 미리 설계된 목표 수질의 농도를 맞출 수 있는 최대의 값으로 결정된 것인,
암모니아 제거 시스템.The method of claim 1,
The circulation rate is determined as a maximum value capable of matching the pre-designed target water quality concentration of the ammonia removal system among values derived by applying the ammonia nitrogen concentration of the influent water and the final treated water to a predetermined algorithm,
Ammonia removal system.
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