KR102175647B1 - Water treatment system and method for reuse of waste water and seawater desalination - Google Patents
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Abstract
원수를 농축시켜 메탄가스를 생산하고, 정화된 원수를 해수에 희석시켜 담수화를 위한 용도로 사용함으로써, 하수의 재이용률을 향상시키는 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 공정 시스템 및 그 방법에 대한 발명이 개시된다.
개시된 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 공정 시스템은 원수와 해수를 공급받는 제1정삼투처리부와, 상기 제1정삼투처리부에서 원수와 해수를 공급받는 제2정삼투처리부와, 상기 제2정삼투처리부에서 농축된 원수를 공급받고, 농축된 원수에서 메탄가스를 생산하는 혐기성처리부 및 상기 제2정삼투처리부에서 희석된 해수를 공급받고, 해수를 처리수와 농축수로 분리 배출하는 역삼투처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.By concentrating raw water to produce methane gas, and diluting the purified raw water in seawater and using it for desalination, the invention of a water treatment process system and method for the reuse of sewage and seawater desalination improves the reuse rate of sewage. Is initiated.
The disclosed water treatment process system for wastewater reuse and seawater desalination includes a first forward osmosis treatment unit receiving raw water and seawater, a second forward osmosis treatment unit receiving raw water and seawater from the first forward osmosis treatment unit, and the second forward osmosis treatment unit. An anaerobic treatment unit that receives concentrated raw water from the treatment unit and produces methane gas from the concentrated raw water, and a reverse osmosis treatment unit that receives the diluted seawater from the second forward osmosis treatment unit and separates and discharges the seawater into treated water and concentrated water. It characterized in that it includes.
Description
본 발명은 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원수를 농축시켜 메탄가스를 생산하고, 정화된 원수를 해수에 희석시켜 담수화를 위한 용도로 사용함으로써, 하수의 재이용률을 향상시키는 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 공정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment system and method for sewage reuse and seawater desalination, and more particularly, by concentrating raw water to produce methane gas, and diluting the purified raw water in seawater and using it for desalination. It relates to a water treatment process system and method for sewage reuse and seawater desalination to improve the reuse rate of water.
일반적으로, 물은 인간이 생존하고 생활을 영위하는 데 반드시 필요한 인자 중 하나이다. 그러나 현재 우리나라는 물론 전세계적으로 물이 부족한 실정에 있고, 이러한 물 부족 문제를 해결하기 위하여 다양한 물 재이용 방안이 다양하게 제시되고 있다.In general, water is one of the essential factors for human survival and living. However, there is a current situation in which water is scarce not only in Korea but also in the world, and various water reuse measures have been proposed in various ways to solve the water shortage problem.
특히, 우수를 재이용하는 것은 인류가 아주 오래전부터 행하여 오던 것이고, 지금도 일부 나라에서는 일상생활에서 우수를 재이용하는 것을 확인할 수 있다. 집수한 우수를 적절히 처리하면 용수로 재이용할 수 있지만, 우리나라는 계절별 강우량 차이가 커서 우수 집수에 어려움이 있어 우수의 효과적인 대책 제시가 부족한 상태이다. In particular, the reuse of excellence has been practiced by mankind for a very long time, and even now, it can be confirmed that some countries re-use excellence in daily life. If the collected rainwater is properly treated, it can be reused as water. However, Korea has difficulty in collecting rainwater due to the large difference in rainfall by season, so there is a lack of effective measures for rainwater.
한편, 도서 지역의 경우 물 부족 현상이 현저하고 원활한 물 공급을 위한 대책이 필요하다. 일 예로, 도서지역에 설치되는 해수 담수화시설은 하루 생산량 1천톤 이하의 소규모 시설이고 대부분 시장규모가 미미한 수준이다. On the other hand, in the case of islands, water shortages are remarkable and measures for smooth water supply are needed. For example, seawater desalination facilities installed in islands are small-scale facilities with a daily output of 1,000 tons or less, and most of them have a small market size.
또한, 기존의 담수화 설비는 고농도의 농축수의 배출로 인하여 수질오염 및 수온상승으로 해양 환경에 부정적 영향을 미치고, 도서 지역과 같이 제한된 에너지 및 수자원이 있는 지역에서 단순한 수처리(담수화) 뿐만 아니라 에너지 효율도 고려한 복합 처리 시스템이 부족한 실정이다.In addition, existing desalination facilities have a negative impact on the marine environment due to water pollution and water temperature rise due to the discharge of high concentrations of concentrated water, and energy efficiency as well as simple water treatment (desalination) in areas with limited energy and water resources such as islands. There is a lack of complex treatment systems considering also.
이와 같이 수자원이 부족한 도서지역에서는 그의 지리적 특성으로 인해 물의 원활한 공급과 운용에 대한 대책이 필요하고, 특히 에너지 및 수처리 효율적 측면에서 복합적으로 고려되는 담수화 운용 시스템의 요구 및 다른 수자원과 연계하여 운용되도록 하는 대안이 시급하다.In island regions where water resources are scarce as described above, measures for the smooth supply and operation of water are required due to its geographic characteristics. In particular, the demand for a desalination operation system that is considered complex in terms of energy and water treatment efficiency and operation in connection with other water resources is required. Alternatives are urgent.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.Therefore, there is a need to improve this.
관련 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1394237호(2014.05.07. 등록, 명칭: 다중수원 유입수 및 해수 유도용액을 이용한 해수담수화를 위한 삼투막 공정제어 시스템 및 그 방법)가 있다.As a related background technology, there is Korean Patent Publication No. 10-1394237 (registered on May 7, 2014, name: osmotic membrane process control system and method for seawater desalination using multiple water source influent and seawater induction solution).
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 원수를 농축시켜 메탄가스를 생산하고, 정화된 원수를 해수에 희석시켜 담수화를 위한 용도로 사용함으로써, 하수의 재이용률을 향상시키는 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 공정 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created by the above necessity, and by concentrating raw water to produce methane gas, and diluting purified raw water in seawater and using it for desalination, sewage reuse and seawater to improve the reuse rate of sewage An object thereof is to provide a water treatment process system and a method for desalination.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템은 원수와 해수를 공급받는 제1정삼투처리부와, 상기 제1정삼투처리부에서 원수와 해수를 공급받는 제2정삼투처리부와, 상기 제2정삼투처리부에서 농축된 원수를 공급받고, 농축된 원수에서 메탄가스를 생산하는 혐기성처리부 및 상기 제2정삼투처리부에서 희석된 해수를 공급받고, 해수를 처리수와 농축수로 분리 배출하는 역삼투처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the water treatment system for sewage reuse and seawater desalination according to an embodiment of the present invention provides a first forward osmosis treatment unit receiving raw water and seawater, and a first forward osmosis treatment unit supplying raw water and seawater from the first forward osmosis treatment unit. The receiving second forward osmosis treatment unit and the second forward osmosis treatment unit supplied with concentrated raw water, an anaerobic treatment unit that produces methane gas from the concentrated raw water, and the second forward osmosis treatment unit supplied with diluted seawater, and It characterized in that it comprises a reverse osmosis treatment unit that separates and discharges the treated water and concentrated water.
상기 제2정삼투처리부는 원수에 잠긴 상태로 해수를 공급받고, 공급된 해수에 정화된 원수가 유입되도록 안내하여 원수를 농축시키는 중공사분리막부재 및 상기 중공사분리막부재가 원수를 농축시 상기 중공사분리막부재의 표면 오염층을 세척 가능하게 원수를 농축시키는 오염세척농축부를 구비할 수 있다.The second forward osmosis treatment unit receives seawater in a state immersed in the raw water, guides the purified raw water to flow into the supplied seawater, thereby concentrating the raw water, and the hollow fiber separation membrane member when the raw water is concentrated. It may be provided with a contamination cleaning and concentrating unit for concentrating the raw water so that the surface contamination layer of the separation membrane member can be washed.
상기 오염세척농축부는 상기 중공사분리막부재의 표면에 접촉시 오염 물질을 제거하고, 원수를 농축 가능하게 분해하도록 원수에 부유하는 비즈 및 상기 비즈가 상기 중공사분리막부재의 표면에 접촉 가능하게 순환되도록 원수에 공기를 주입하는 공기주입부를 포함한다.The contamination washing and concentrating unit removes contaminants when contacting the surface of the hollow fiber separation membrane member, and allows the beads floating in the raw water to be condensed and decomposed so that the beads are circulated in contact with the surface of the hollow fiber separation membrane member. It includes an air injection unit for injecting air into raw water.
상기 비즈는 알긴산나트륨과 호기성 미생물을 혼합하여 제조될 수 있다.The beads may be prepared by mixing sodium alginate and aerobic microorganisms.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 방법은 원수와 해수를 공급하는 공급단계와, 상기 공급단계에서 원수와 해수를 공급받아 정삼투 처리하는 제1정삼투처리단계와, 상기 제1정삼투처리단계에서 원수와 해수를 공급받아 정삼투 처리하는 제2정삼투처리단계 및 상기 제2정삼투처리단계에서 농축된 원수와 희석된 해수를 공급받아 원수에서 메탄가스를 생산하고, 희석된 해수에서 처리수를 생산하는 생산단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the water treatment method for sewage reuse and seawater desalination according to an embodiment of the present invention includes a supply step of supplying raw water and seawater, and a forward osmosis treatment by receiving raw water and seawater in the supply step. In the first forward osmosis treatment step, the second forward osmosis treatment step of receiving raw water and seawater in the first forward osmosis treatment step and the second forward osmosis treatment step, and the concentrated raw water and diluted sea water in the second forward osmosis treatment step It characterized in that it comprises a production step of producing methane gas from raw water and producing treated water from diluted seawater.
상기 제2정삼투처리단계는 중공사분리막부재를 통해 해수와 원수를 구획한 상태에서 해수에 정화된 원수를 유입시키는 삼투단계 및 비즈를 이용하여 원수의 유기물을 호기성 분해하여 원수를 농축시키는 호기성분해단계를 포함한다.The second forward osmosis treatment step is an osmosis step in which purified raw water is introduced into seawater in a state where seawater and raw water are partitioned through a hollow fiber separation membrane member, and aerobic decomposition that aerobicly decomposes the raw water by aerobic decomposition of the raw water using beads. Includes steps.
상기 제2정삼투처리단계는 상기 제1정삼투처리단계에서 공급된 원수에 부상하는 오염 물질을 수거하는 오염물질 수거단계를 더 포함한다.The second forward osmosis treatment step further includes a pollutant collection step of collecting pollutants floating on the raw water supplied in the first forward osmosis treatment step.
상기 생산단계는 상기 제2정삼투처리단계에서 농축된 원수를 공급받고, 원수의 유기물을 혐기성 분해하여 메탄가스를 생산하는 혐기성 분해단계 및 상기 제2정삼투처리단계에서 희석된 해수를 공급받고, 해수를 역삼투 처리하여 처리수를 생산하는 역삼투처리단계를 포함한다.In the production step, the raw water concentrated in the second forward osmosis treatment step is supplied, an anaerobic decomposition step of anaerobicly decomposing organic matter of the raw water to produce methane gas, and the seawater diluted in the second forward osmosis treatment step, It includes a reverse osmosis treatment step of producing treated water by reverse osmosis treatment of seawater.
본 발명에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템 및 그 방법은 원수를 농축시키고, 정화된 원수를 해수에 희석시켜 담수화를 위한 용도로 사용하는 구조를 가짐에 따라, 원수에 존재하는 유기물을 재생에너지로 활용하고, 해수에서 처리수를 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 전처리 공정을 간소화시켜 설치비, 운영비 및 소유부지 이용을 감소시키는 효과가 있다.The water treatment system and method for sewage reuse and seawater desalination according to the present invention have a structure in which raw water is concentrated and purified raw water is diluted in seawater to be used for desalination, thereby regenerating organic matter present in raw water. Not only can it be utilized as energy and treated water can be produced from seawater, but it also has the effect of reducing installation costs, operating costs, and land use by simplifying the pretreatment process.
또한, 본 발명은 역삼투 공정에 유입되는 해수가 두 번의 정삼투 공정을 통해 희석됨으로써, 기존의 역삼투 공정과 대비하여 에너지를 저감시킬 수 있는 동시에 최종 유출되는 농축수의 농도를 해수 수준의 농도로 유지시킬 수 있으므로, 배출되는 농축수로 인해 발생하는 환경부하를 저감시킬 수 있다. In addition, the present invention is that the seawater flowing into the reverse osmosis process is diluted through two forward osmosis processes, thereby reducing energy compared to the existing reverse osmosis process, and at the same time reducing the concentration of the final outflow concentrated water to the level of seawater. As it can be maintained, the environmental load caused by the discharged concentrated water can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템을 도시한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 방법의 흐름도이다.1 is a process diagram showing a water treatment system for sewage reuse and seawater desalination according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a water treatment method for reusing sewage and desalination of seawater according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템 및 그 방법의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a water treatment system and method for reusing sewage and desalination of seawater according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템을 도시한 공정도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 방법의 흐름도이다.1 is a process chart showing a water treatment system for sewage reuse and seawater desalination according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart of a water treatment method for sewage reuse and seawater desalination according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용 및 해수 담수화를 위한 수처리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 제1정삼투처리부(10)와, 제2정삼투처리부(20), 혐기성처리부(30) 및 역삼투처리부(40)를 포함한다. The water treatment system for sewage reuse and seawater desalination according to an embodiment of the present invention includes a first forward
제1정삼투처리부(10)는 원수와 해수를 공급받는다. 이러한 제1정삼투처리부(10)는 원수와 해수를 각각 공급받아 1차적으로 원수를 농축시키고, 정화된 원수를 해수에 유입시켜 해수를 희석시키는 역할을 수행한다. 이때, 제1정삼투처리부(10)에는 원수와 해수를 구획 가능하게 공급받고, 원수를 정화시켜 해수로 유입되도록 안내하는 정삼투여과재(11)가 구비된다.The first forward
제2정삼투처리부(20)는 제1정삼투처리부(10)에서 원수와 해수를 공급받는다. 이러한 제2정삼투처리부(20)는 제1정삼투처리부(10)에서 원수와 해수를 공급받아 2차적으로 원수를 농축시키고, 정화된 원수를 해수에 유입시켜 해수를 희석시키는 역할을 수행하는 것으로서, 중공사분리막부재(21) 및 오염세척농축부(22)를 구비한다. The second forward
구체적으로, 중공사분리막부재(21)는 제1정삼투처리부(10)에서 희석된 해수를 공급받고, 공급된 해수가 삼투현상을 통해 희석되도록 원수를 농축시킨다. 즉, 중공사분리막부재(21)는 외측이 원수에 잠긴 상태에서 내측으로 해수를 공급받아 원수와 해수를 구획하는 동시에 정화된 원수가 내측으로 통과 가능하게 유입되도록 안내하는 역할을 수행한다.Specifically, the hollow fiber
그리고, 오염세척농축부(22)는 중공사분리막부재(21)가 원수를 농축시 상기 중공사분리막부재(21)의 표면 오염층을 세척 가능하게 원수를 농축시킨다. In addition, when the hollow fiber
이를 위해, 오염세척농축부(22)는 비즈(22a) 및 공기주입부(22b)를 포함한다. 여기서, 비즈(22a)는 중공사분리막부재(21)의 표면에 접촉시 오염 물질을 제거하고, 원수를 농축 가능하게 분해하도록 원수에 부유한다. To this end, the contamination cleaning and concentrating
이때, 비즈(22a)는 알긴산나트륨과 호기성 미생물을 혼합하여 제조될 수 있다. 이에 따라, 비즈(22a)는 원수에 부유시 호기성 미생물을 통해 원수 중의 유기물을 분해하여 원수를 농축시킬 수 있게 된다.At this time, the
그리고, 공기주입부(22b)는 비즈(22a)가 중공사분리막부재(21)의 표면에 접촉 가능하게 순환되도록 원수에 공기를 주입한다. 즉, 공기주입부(22b)는 제2정삼투처리부(20)의 하측에 설치되어 원수에 공기를 주입하여 원수에 부유하는 비즈(22a)를 순환 가능하게 이동시키고, 비즈(22a)의 이동시 비즈(22a)가 중공사분리막부재(21)의 외측 표면에 접촉되도록 도와주는 역할을 수행한다. In addition, the
이에 따라, 비즈(22a)는 공기주입부(22b)를 통해 원수에서 순환되는 과정에서 중공사분리막부재(21)에 접촉되면 오염 물질을 긁어 중공사분리막부재(21)의 외측 표면에 발생하는 오염층을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 자중에 의해 원수의 바닥으로 가라앉는 현상이 방지될 수 있다.Accordingly, when the
또한, 제2정삼투처리부(20)는 제1정삼투처리부(10)에서 공급된 원수에서 부상하는 오염 물질을 제거하도록 스키머(23)를 구비할 수 있다. 즉, 스키머(23)는 제2정삼투처리부(20)의 상측에 위치하여 공기주입부(22b)에 의해 원수에서 부상하는 오염물질을 수거하는 역할을 수행한다.In addition, the second forward
한편, 혐기성처리부(30)는 제2정삼투처리부(20)에서 농축된 원수를 공급받고, 농축된 원수에서 메탄가스를 생산한다. 즉, 혐기성처리부(30)는 혐기성 미생물을 이용하여 농축된 원수의 유기물을 분해시켜 재생 에너지인 메탄가스를 생산한 후에 농축 슬러지를 배출한다. On the other hand, the
이로써, 혐기성처리부(30)는 생산된 메탄가스를 본 발명에 따른 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템의 에너지원으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 농축된 슬러지의 방류를 대폭적으로 줄일 수 있게 된다.Accordingly, the
그리고, 역삼투처리부(40)는 제2정삼투처리부(20)에서 희석된 해수를 공급받고, 해수를 처리수와 농축수로 분리 배출한다. 이러한 역삼투처리부(40)는 제2정삼투처리부(20)에서 희석된 해수에 압력을 가해 순수한 처리수와 염분의 농축수를 분리 생산한다. 이를 위해, 역삼투처리부(40)에는 처리수와 농축수를 분리 가능하게 구획한 상태에서 정화된 농축수가 처리수에 유입되도록 안내하는 역삼투여과재(41)가 구비될 수 있다.In addition, the reverse
본 발명의 일 실시예에 따른 하수 재이용 및 해수 담수화를 위한 수처리 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 공급단계(S100), 제1정삼투처리단계(S200), 제2정삼투처리단계(S300) 및 생산단계(S400)를 포함한다.The water treatment method for sewage reuse and seawater desalination according to an embodiment of the present invention is a supply step (S100), a first forward osmosis treatment step (S200), a second forward osmosis treatment step (S300) as shown in FIG. And a production step (S400).
공급단계(S100)는 원수와 해수를 제1정삼투처리단계(S200)에 공급하는 공정이다. The supply step (S100) is a process of supplying raw water and seawater to the first forward osmosis treatment step (S200).
제1정삼투처리단계(S200)는 공급단계(S100)에서 공급된 원수와 해수를 정삼투 처리하는 공정이다. 이러한 제1정삼투처리단계(S200)는 여과재를 통해 원수와 해수를 구획 가능하게 공급받은 후에 해수에 정화된 원수를 유입시켜 해수를 희석시키고, 원수를 농축시키는 역할을 수행한다.The first forward osmosis treatment step (S200) is a process of forward osmosis treatment of the raw water and seawater supplied in the supply step (S100). The first forward osmosis treatment step (S200) serves to dilute the seawater by introducing purified raw water into the seawater and to concentrate the raw water after receiving raw water and seawater in a partitionable manner through a filter medium.
그리고, 제2정삼투처리단계(S300)는 제1정삼투처리단계(S200)에서 공급된 원수와 해수를 정삼투 처리하는 공정이다. 이러한 제2정삼투처리단계(S300)는 제1정삼투처리단계(S200)에서 원수와 해수를 공급받아 2차적으로 원수를 농축시키고, 정화된 원수를 해수에 유입시켜 해수를 희석시키는 역할을 수행한다. 이때, 제2정삼투처리단계(S300)는 삼투단계(S310), 호기성 분해단계(S320)를 포함한다.In addition, the second forward osmosis treatment step (S300) is a process of forward osmosis treatment of the raw water and seawater supplied in the first forward osmosis treatment step (S200). In this second forward osmosis treatment step (S300), raw water and seawater are supplied in the first forward osmosis treatment step (S200), and the raw water is secondarily concentrated, and the purified raw water is introduced into the seawater to dilute the seawater. do. At this time, the second forward osmosis treatment step (S300) includes an osmosis step (S310) and an aerobic decomposition step (S320).
구체적으로, 삼투단계(S310)는 중공사분리막부재(21)를 통해 해수와 원수를 구획한 상태에서 해수에 정화된 원수를 유입시키는 공정이다. 이때, 중공사분리막부재(21)는 외측이 원수에 잠긴 상태에서 내측으로 해수를 공급받아 원수와 해수를 구획하고, 정화된 원수를 해수로 통과 가능하게 유입시킨다. Specifically, the osmosis step (S310) is a process of introducing purified raw water into seawater in a state where seawater and raw water are partitioned through the hollow fiber
그리고, 호기성 분해단계(S320)는 비즈(22b)를 이용하여 원수의 유기물을 호기성 분해하여 원수를 농축시키는 공정이다. In addition, the aerobic decomposition step (S320) is a process of concentrating the raw water by aerobic decomposition of organic substances in the raw
여기서, 비즈(22b)는 알긴산나트륨과 호기성 미생물을 혼합하여 제조될 수 있다. 이에 따라, 비즈(22a)는 원수에 부유시 호기성 미생물을 통해 원수 중의 유기물을 분해하여 원수를 농축시킬 수 있게 된다. Here, the
또한, 비즈(22b)는 공기주입부(22b)를 통해 원수에 공기를 주입시 중공사분리막부재(21)의 표면에 접촉 가능하게 순환될 수 있다. 이에 따라, 비즈(22a)는 공기주입부(22b)를 통해 원수에서 순환되는 과정에서 중공사분리막부재(21)에 접촉되면 오염 물질을 긁어 중공사분리막부재(21)의 외측 표면에 발생하는 오염층을 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 자중에 의해 원수의 바닥으로 가라앉는 현상이 방지될 수 있다.In addition, the
아울러, 제2정삼투처리단계(S300)는 제1정삼투처리단계(S200)에서 공급된 원수에 부상하는 오염물질을 수거하는 오염물질 수거단계(S330)를 더 포함할 수 있다.In addition, the second forward osmosis treatment step (S300) may further include a pollutant collection step (S330) for collecting the pollutants floating in the raw water supplied in the first forward osmosis treatment step (S200).
한편, 생산단계(S400)는 제2정삼투처리단계(S300)에서 농축된 원수와 희석된 해수를 공급받아 원수에서 메탄가스를 생산하고, 희석된 해수에서 처리수를 생산한다. 이를 위해, 생산단계(S400)는 제2정삼투처리단계(S300)에서 농축된 원수를 공급받고, 원수의 유기물을 혐기성 분해하여 메탄가스를 생산하는 혐기성 분해단계(S410) 및 제2정삼투처리단계(S300)에서 희석된 해수를 공급받고, 해수를 역삼투 처리하여 처리수를 생산하는 역삼투처리단계(S420)를 포함한다.On the other hand, in the production step (S400), the raw water concentrated in the second forward osmosis treatment step (S300) and the diluted seawater are supplied to produce methane gas from the raw water, and the treated water is produced from the diluted seawater. To this end, in the production step (S400), the raw water concentrated in the second forward osmosis treatment step (S300) is supplied, and the anaerobic decomposition step (S410) of producing methane gas by anaerobic decomposition of the organic matter of the raw water and the second forward osmosis treatment It includes a reverse osmosis treatment step (S420) of receiving the diluted seawater in step (S300) and producing treated water by reverse osmosis treatment of the seawater.
이때, 혐기성 분해단계(S410)는 농축된 원수의 유기물을 혐기성 미생물로 분해하여 재생 에너지인 메탄가스를 생산하고, 농축 슬러지를 배출한다. 그리고, 역삼투처리단계(S420)는 희석된 해수에 압력을 가해 순수한 처리수를 생산하고, 농축수를 해수 수준의 농도로 분리 배출한다. At this time, in the anaerobic decomposition step (S410), the organic matter of the concentrated raw water is decomposed into anaerobic microorganisms to produce methane gas, which is renewable energy, and the concentrated sludge is discharged. In the reverse osmosis treatment step (S420), pressure is applied to the diluted seawater to produce pure treated water, and the concentrated water is separated and discharged at a concentration of seawater.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only illustrative, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.
10: 제1정삼투처리부 11: 정삼투여과재
20: 제2정삼투처리부 21: 중공사분리막부재
22: 오염세척농축부 22a: 비즈
22b: 공기주입부 23: 스키머
30: 혐기성처리부 40: 역삼투처리부
41: 역삼투여과재10: first forward osmosis treatment unit 11: forward osmosis filter material
20: second forward osmosis treatment unit 21: hollow fiber separation membrane member
22: contamination washing and
22b: air injection part 23: skimmer
30: anaerobic treatment unit 40: reverse osmosis treatment unit
41: reverse osmosis filter material
Claims (8)
상기 제1정삼투처리부에서 원수와 해수를 공급받는 제2정삼투처리부;
상기 제2정삼투처리부에서 농축된 원수를 공급받고, 농축된 원수에서 메탄가스를 생산하는 혐기성처리부; 및
상기 제2정삼투처리부에서 희석된 해수를 공급받고, 해수를 처리수와 농축수로 분리 배출하는 역삼투처리부;를 포함하고,
상기 제2정삼투처리부는 원수에 잠긴 상태로 해수를 공급받고, 공급된 해수에 정화된 원수가 유입되도록 안내하여 원수를 농축시키는 중공사분리막부재와, 상기 중공사분리막부재가 원수를 농축시 상기 중공사분리막부재의 표면 오염층을 세척 가능하게 원수를 농축시키는 오염세척농축부 및 상기 제1정삼투처리부로부터 공급된 원수에서 부상하는 오염 물질을 제거하는 스키머를 구비하고,
상기 오염세척농축부는 상기 중공사분리막부재의 표면에 접촉시 오염 물질을 제거하도록 원수에 부유하는 비즈 및 상기 비즈가 상기 중공사분리막부재의 표면에 접촉 가능하게 순환되도록 원수에 공기를 주입하는 공기주입부를 포함하며,
상기 비즈는 알긴산나트륨과 호기성 미생물을 혼합되도록 제조되어 원수에 부유시 유기물을 분해하여 원수를 농축시키고,
상기 중공사분리막부재는 원수에 잠김 상태에서 내측으로 해수를 공급받아 원수와 해수를 구획하고, 정화된 원수가 내측으로 유입되도록 안내하는 것을 특징으로 하는 하수 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 시스템.
A first forward osmosis treatment unit receiving raw water and seawater;
A second forward osmosis treatment unit receiving raw water and seawater from the first forward osmosis treatment unit;
An anaerobic treatment unit receiving concentrated raw water from the second forward osmosis treatment unit and producing methane gas from the concentrated raw water; And
Including; a reverse osmosis treatment unit that receives the diluted seawater from the second forward osmosis treatment unit, and separates and discharges the seawater into treated water and concentrated water,
The second forward osmosis treatment unit receives seawater in a state immersed in the raw water, guides the purified raw water to flow into the supplied seawater to concentrate the raw water, and the hollow fiber separation membrane member when the raw water is concentrated. A pollution cleaning and concentrating unit for concentrating raw water to wash the surface contaminated layer of the hollow fiber separation membrane member and a skimmer for removing contaminants floating from the raw water supplied from the first forward osmosis treatment unit,
The contamination washing and concentrating unit injects air into the raw water so that the beads floating in raw water to remove pollutants when contacting the surface of the hollow fiber separation membrane member and the beads circulate in contact with the surface of the hollow fiber separation membrane member Includes wealth,
The beads are prepared to mix sodium alginate and aerobic microorganisms to decompose organic matter when suspended in raw water to concentrate raw water,
The hollow fiber separation membrane member is a water treatment system for sewage reuse and seawater desalination, characterized in that it receives seawater from the inside in a state immersed in the raw water, divides the raw water from the seawater, and guides the purified raw water to flow into the inside.
상기 공급단계에서 원수와 해수를 공급받아 정삼투 처리하는 제1정삼투처리단계;
상기 제1정삼투처리단계에서 원수와 해수를 공급받아 정삼투 처리하는 제2정삼투처리단계; 및
상기 제2정삼투처리단계에서 농축된 원수와 희석된 해수를 공급받아 원수에서 메탄가스를 생산하고, 희석된 해수에서 처리수를 생산하는 생산단계;를 포함하고,
상기 생산단계는 상기 제2정삼투처리단계에서 농축된 원수를 공급받고, 원수의 유기물을 혐기성 분해하여 메탄가스를 생산하는 혐기성 분해단계 및 상기 제2정삼투처리단계에서 희석된 해수를 공급받고, 해수를 역삼투 처리하여 처리수를 생산하는 역삼투처리단계를 포함하며,
상기 제2정삼투처리단계는 중공사분리막부재를 통해 해수와 원수를 구획한 상태에서 해수에 정화된 원수를 유입시키는 삼투단계와, 비즈를 이용하여 원수를 농축시키는 호기성분해단계 및 상기 제1정삼투처리단계로부터 공급된 원수에 부상하는 오염 물질을 수거하는 오염물질 수거단계를 포함하고,
상기 비즈는 알긴산나트륨과 호기성 미생물을 혼합되도록 제조되어 원수에 부유시 유기물을 분해하여 원수를 농축시키고,
상기 중공사분리막부재는 원수에 잠김 상태에서 내측으로 해수를 공급받아 원수와 해수를 구획하고, 정화된 원수가 내측으로 유입되도록 안내하는 것을 특징으로 하는 재이용과 해수 담수화를 위한 수처리 방법.
A supply step of supplying raw water and seawater;
A first forward osmosis treatment step of receiving raw water and sea water in the supply step and performing forward osmosis treatment;
A second forward osmosis treatment step of receiving raw water and seawater in the first forward osmosis treatment step and performing forward osmosis treatment; And
Including; a production step of receiving the raw water concentrated in the second forward osmosis treatment step and the diluted seawater to produce methane gas from the raw water, and to produce the treated water from the diluted seawater; and
In the production step, the raw water concentrated in the second forward osmosis treatment step is supplied, an anaerobic decomposition step of anaerobicly decomposing organic matter of the raw water to produce methane gas, and the seawater diluted in the second forward osmosis treatment step, It includes a reverse osmosis treatment step of producing treated water by reverse osmosis treatment of seawater,
The second forward osmosis treatment step includes an osmosis step of introducing purified raw water into the sea water in a state where seawater and raw water are partitioned through a hollow fiber separation membrane member, an aerobic decomposition step of concentrating the raw water using beads, and the first tablet. Including a pollutant collection step of collecting pollutants floating on the raw water supplied from the osmosis treatment step,
The beads are prepared to mix sodium alginate and aerobic microorganisms to decompose organic matter when suspended in raw water to concentrate raw water,
The hollow fiber separation membrane member is a water treatment method for reuse and seawater desalination, characterized in that it receives seawater from the inside while immersed in the raw water, divides the raw water from the seawater, and guides the purified raw water to flow into the inside.
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