KR102247604B1 - 여과 공정과 역세정 공정에서 처리수 펌프와 mbg의 작동 방향이 동일한 mbr 시스템 및 이를 이용한 수처리 방법 - Google Patents

여과 공정과 역세정 공정에서 처리수 펌프와 mbg의 작동 방향이 동일한 mbr 시스템 및 이를 이용한 수처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 분리막(510)을 구비한 막여과조(500)를 포함하는 MBR 시스템으로서, 상기 분리막(510)의 처리수 배출부는 처리수 배출 라인을 통해 처리수조(600)에 연결되고, 상기 처리수 배출 라인에는, 상기 분리막(510)에서부터 상기 처리수조(600)를 향해 순서대로, 역세수 유입부, 처리수 펌프(P) 및 MBG(520)가 구비되고, 상기 처리수조(600)와 상기 역세수 유입부 사이에 역세수 공급 라인(L1)이 형성되어, 상기 처리수조(600)에 저류된 처리수가 역세수로서 상기 역세수 공급 라인(L1)을 유동하고, 상기 MBG(520)에서 상기 처리수조(600)에 연결되는 라인이 분기되어 역세수 유동 라인(L2)이 형성되며, 상기 역세수 유동 라인(L2)은 상기 역세수 유입부를 기준으로 상기 분리막(510)을 향하는 방향에 위치한 상기 처리수 배출 라인에 다시 연결되는, MBR 시스템을 제공한다.

Description

여과 공정과 역세정 공정에서 처리수 펌프와 MBG의 작동 방향이 동일한 MBR 시스템 및 이를 이용한 수처리 방법{A membrane bioreactor system and method thereof with the same operating direction of the treated water pump and the microbubble generator in filtration process and bachwashing process}
본 발명은 수처리 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 MBR 시스템에 관한 것이며, 보다 더 구체적으로, 여과 공정과 역세정 공정에서 처리수 펌프와 MBG의 작동 방향이 반대여야 하는 종래 기술과 달리, 여과 공정과 역세정 공정에서 처리수 펌프와 MBG의 작동 방향이 동일한 MBR 시스템 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.
하수나 폐수 처리에 주로 사용되는 MBR(membrane bioreactor, 분리막 생물반응조) 시스템은, 활성슬러지를 포함하는 생물반응조를 이용하되, 분리막을 활용하여 침전조 없이 슬러지와 처리수의 고액분리를 수행하는 시스템이다. 활성슬러지법과 비교하면, 소요 면적이 작고, 자동 운전이 용이하고, 고농도 활성슬러지 농도 유지가 가능하다는 장점이 있다.
MBR 시스템에서 처리수가 생성되는 막여과조 후단에 MBG(microbubble generator, 미세기포 생성기)를 구비시켜 처리수 내에 미세기포를 포함시키면, 활성 산소가 증가됨으로써 처리수 정화 효과를 가져올 수 있다.
한편, MBR 시스템에서 분리막이 사용되므로, 막을 세정하기 위한 공정이 필요하다. 분리막의 세정 공정은, 공기에 의한 공기 세정(또는, 스크러빙), 처리수를 이용하여 분리막의 외면을 세정하는 외부 세정(또는, 스프링클링), 처리수 유동 방향과 역방향으로 역세수를 주입하여 분리막의 내측에서 외측을 향해 세정하는 역세정(backwashing) 등으로 구분할 수 있다. 역세정 공정에서도 MBG에 의해 미세기포가 포함되면, 미세기포 자체에 의하여 물리적 세정 효과가 증진될 뿐만 아니라, 미세기포의 산화 작용으로 작은 이물질을 녹일 수 있어서 효과적이다.
도 1은, MBG가 구비된 MBR 시스템의 일 례를 도시한다. 여과 공정과 세정 공정으로 구분하여 종래의 MBR 시스템을 설명한다.
먼저, 종래의 MBR 시스템에서의 여과 공정을 설명한다.
하폐수는 유량 조정조(100)에 유입된다. 스크린(150)을 통과하여 무산소조(200)로 유동한다. 무산소조(200)에는 무산소조 교반기(210)가 구비된다. 하폐수는 무산소조(200)에서 혐기조(300)로 유동한다. 혐기조(300)에도 혐기조 교반기(310)가 구비된다. 혐기조(300)의 하폐수는 다시 호기조(400)로 유동한다. 호기조(400)에는 산기관(410)이 구비되어 브로워(790)로부터 공기를 공급받는다.
호기조(400)의 하폐수는 막여과조(500)로 유동한다. 막여과조(500)에는 분리막(510)이 구비되며, 침지식으로 설치되는 것이 일반적이다. 막여과조(500)에서 분리막(510)에 의해 막여과 처리되면 슬러지는 침강하고 처리수가 생성된다. 생성된 처리수는 막여과조(500)의 처리수 배출부를 통해 배출되어 처리수 펌프(P)에 의해 처리수조(600)로 유동한다. 침강된 슬러지는 활성 슬러지 펌프(PRAS)에 의해 시스템으로 순환된다.
막여과조(500)에서 생성된 처리수가 처리수조(600)로 유동하는 라인을, "처리수 배출 라인"으로 지칭한다. 처리수 배출 라인에는 전술한 처리수 펌프(P)와 더불어 MBG(520)가 구비되어, 처리수에 미세기포를 추가시킬 수 있다. 또한, MBG(520) 주변에는 MBG(520)의 작동이 필요 없거나 MBG(520)의 유지관리, 세정 등의 이유로 이를 사용할 수 없는 경우, 처리수를 바이패스시키기 위한 바이패스 라인이 구비될 수 있다.
또한, 처리수 배출 라인의 일 말단에는, 특수한 경우 처리수 배출 라인 내의 슬러지를 배출하거나 또는 처리수 배출 라인을 통해 외부로 슬러지 등을 배출시키기 위한 라인이 분기될 수도 있다.
밸브의 관점에서 달리 표현하면, 여과 공정에서는, 처리수의 유동 방향을 따라, MBG 밸브 중 밸브(V11)가 개방되고, 밸브(V12)가 개방되고, 밸브(V13)는 폐쇄되며, 처리 라인 밸브 중, 밸브(V21)가 개방되고, 밸브(V22)가 개방되고, 밸브(V23)는 폐쇄된다. MBG(520) 바이패스가 필요한 경우, 밸브(V11)와 밸브(V12)는 폐쇄되고 밸브(V13)만 개방된다.
다음, 종래의 MBR 시스템에서의 세정 공정을 설명한다.
분리막(510)의 공기 세정을 위하여, 브로워(790)에서 생성된 공기가 분리막(510)에 유입되는 공기 유동 라인이 구비된다.
분리막(510)의 외부 세정을 위하여, 별도의 스프링클링 배관(미도시)을 통해 세정수가 공급된다. 약품 저장조(710, 720)에서 약품이 더 공급될 수 있다. 일반적으로, 각각의 약품 저장조(710, 720)에서, NaOCl, H2SO4 등이 공급될 수 있다.
분리막(510)의 역세정을 위하여, 처리수조(600)에 저류된 처리수가 역세수로 사용된다. 역세수는 처리수 배출 라인에서 처리수가 유동하는 방향과 반대 방향으로 유동하여야 하므로, 역세수를 유동시키는 동력을 제공하는 처리수 펌프(P)는 여과 공정에서와 반대 방향으로 작동하여야 한다. 이를 위하여, MBR 시스템에서 방향 전환이 가능한 펌프만이 처리수 펌프(P)로 사용될 수 있다.
처리수 펌프(P)가 여과 공정에서와 반대 방향으로 작동하면, 처리수조(600)에 저류된 처리수가 역세수로서 처리수 배출 라인으로 유입된다. 이때에 역세수가 유동하는 라인을 "역세수 공급 라인(L)"으로 지칭한다. 역세수 공급 라인(L)에는 약품 저장조(730)가 연결되어 역세수에 약품이 더 공급될 수 있다. 일반적으로, NaOCl이 공급된다.
처리수 배출 라인으로 유입된 역세수는 MBG(520)를 통과하여 미세기포를 공급받는다. 역세정 효과를 높이기 위함이다. 다만, 처리수 펌프(P)에서와 마찬가지로, 여과 공정에서 처리수가 유동하는 방향과 반대 방향으로 역세수가 유동하므로, 방향 전환 가능한 MBG만이 MBR 시스템에서 MBG(520)로 사용될 수 있다.
역세수는 처리수 펌프(P)를 거쳐 분리막(510)의 처리수 배출부 측으로 유입되어, 분리막(510)의 내부로부터 분리막(510)을 역세정한다.
밸브의 관점에서 달리 표현하면, 역세정 공정에서는, 역세수의 유동 방향을 따라, 처리 라인 밸브 중, 밸브(V21), 밸브(V22), 밸브(V23)가 모두 폐쇄된 상태이다. MBG 밸브 중 밸브(V12)가 개방되고, 밸브(V11)가 개방되고, 밸브(V13)는 폐쇄된다. MBG(520) 바이패스가 필요한 경우, 밸브(V12)와 밸브(V11)는 폐쇄되고 밸브(V13)만 개방된다.
이러한 종래 기술에서는, 여과 공정과 역세정 공정에서, 처리수 배출 라인을 유동하는 처리수의 유동 방향과 역세수의 유동 방향이 반대가 된다. 도 1에 점선 화살표로 도시하였다. 역세정이라는 공정 자체가, 분리막(510)에 처리수를 반대 방향으로 공급하여 막의 기공을 안에서부터 세정하고 뚫는 물리적 작용을 이용한 것이므로, 역세수의 유동 방향이 반대가 되는 것은 당연하다. 하지만, 이를 위하여 처리수 펌프(P)와 MBG(520)마저도, 반드시 방향 전환이 가능하여야 한다는 단점이 발생하게 된다.
방향 전환이 가능한 펌프와 MBG는, 그렇지 않은 장치와 비교하여, 구조가 복잡하고 비용이 고가이며, 설치 및 운용이 까다롭고, 잦은 방향 전환은 장비의 수명을 단축시키고, 자동 제어를 어렵게 한다.
(특허문헌1) KR 10-2015-0043949A
(특허문헌2) JP 2009-533212A
(특허문헌3) JP 2008-110306A
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것이다.
즉, 여과 공정과 역세정 공정에서 처리수와 역세수의 반대 방향 유동으로 인해, 방향 전환이 가능한 펌프와 MBG를 사용하여야 한다는 문제점을 해결하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 분리막(510)을 구비한 막여과조(500)를 포함하는 MBR 시스템으로서, 상기 분리막(510)의 처리수 배출부는 처리수 배출 라인을 통해 처리수조(600)에 연결되고, 상기 처리수 배출 라인에는, 상기 분리막(510)에서부터 상기 처리수조(600)를 향해 순서대로, 역세수 유입부, 처리수 펌프(P) 및 MBG(520)가 구비되고, 상기 처리수조(600)와 상기 역세수 유입부 사이에 역세수 공급 라인(L1)이 형성되어, 상기 처리수조(600)에 저류된 처리수가 역세수로서 상기 역세수 공급 라인(L1)을 유동하고, 상기 MBG(520)에서 상기 처리수조(600)에 연결되는 라인이 분기되어 역세수 유동 라인(L2)이 형성되며, 상기 역세수 유동 라인(L2)은 상기 역세수 유입부를 기준으로 상기 분리막(510)을 향하는 방향에 위치한 상기 처리수 배출 라인에 다시 연결되는, MBR 시스템을 제공한다.
또한, 상기 처리수 펌프(P) 및 상기 MBG(520)는 일방향으로만 작동하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 일방향은, 상기 처리수 배출 라인을 기준으로, 상기 분리막(510)에서 상기 처리수조(600)를 향하는 방향인 것이 바람직하다.
또한, 상기 MBG(520)에 바이패스 라인이 구비되며, 상기 바이패스 라인을 통해 처리수 및 역세수가 모두 바이패스할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 역세수 유동 라인(L2)이 상기 처리수 배출 라인에 다시 연결되는 지점과, 상기 역세수 유입부 사이에 메인 밸브(V41)가 구비되며, 상기 MBR 시스템의 여과 공정시 메인 밸브(V41)는 개방되고, 상기 MBR 시스템의 역세정 공정시 메인 밸브(V41)는 폐쇄되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리수 배출 라인에서 상기 역세수 유동 라인(L2)이 분기되는 지점을 기준으로, 상기 MBG(520)를 향하는 방향으로 밸브(V21)가 구비되고, 상기 처리수조(600)를 향하는 방향으로 밸브(V22)가 구비되고, 상기 역세수 유동 라인(L2)을 따라 밸브(V24)가 구비되며, 상기 MBR 시스템의 여과 공정시, 밸브(V21)는 개방되고 밸브(V22)는 개방되고 밸브(V24)는 폐쇄되며, 상기 MBR 시스템의 역세정 공정시, 밸브(V21)는 개방되고 밸브(V22)는 폐쇄되고 밸브(V24)는 개방되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, MBR 시스템의 여과 공정시, (a1) 상기 막여과조(500)의 상기 분리막(510)을 통해 처리수가 생성되고 상기 분리막(510)의 처리수 배출부를 통해 처리수가 배출되는 단계; 및 (a2) 상기 처리수 펌프(P)에 의하여, 배출된 처리수가, 상기 처리수 배출 라인을 통해 상기 MBG(520)를 통과하여 상기 처리수조(600)에 유입되는 단계를 포함하고, MBR 시스템의 역세정 공정시, (b1) 상기 처리수조(600)에 저류된 처리수가, 역세수로서, 상기 처리수 펌프(P)에 의해, 상기 역세수 공급 라인(L1)을 통해 상기 역세수 유입부에서 상기 처리수 배출 라인에 도달하는 단계; (b2) 상기 처리수 펌프(P)에 의해, 상기 도달한 역세수가, 상기 처리수 배출 라인을 통해 상기 MBG(520)를 통과한 후 상기 처리수 배출 라인에서 배출되어 상기 역세수 유동 라인(L2)으로 유입되어 유동하며, 상기 역세수 유입부를 기준으로 상기 분리막(510)을 향하는 위치에서 상기 처리수 배출 라인에 다시 유입되는 단계; 및 (b3) 상기 다시 유입된 역세수가, 상기 처리수 배출 라인을 통해, 상기 처리수가 유동하는 방향의 역방향으로 유동하여, 상기 분리막(510)의 상기 처리수 배출부를 통해 상기 분리막(510)에 유입되어 역세정하는 단계를 포함하며, 상기 (a2) 단계에서 처리수가 상기 처리수 배출 라인을 유동하여 상기 MBG(520)를 통과하는 방향과, 상기 (b2) 단계에서 역세수가 상기 처리수 배출 라인을 유동하여 상기 MBG(520)를 통과하는 방향은 동일한, 수처리 방법을 제공한다.
본 발명에 의하여, 처리수 펌프와 MBG의 방향 전환이 필요하지 않다. 여과 공정과 역세정 공정 모두, 처리수 펌프와 MBG의 방향 전환 없이 구동 가능하다.
본 발명에 의하여, 어떠한 종류의 펌프와 MBG도 적용 가능하다. 방향 전환 기능이 없어서 사용할 수 없었던, 좋은 내구성의 펌프, 미세기포 생산량이 우수한 MBG 등의 사용이 가능하다. 여과 공정과 역세정 공정이 잦은 주기로 교번적으로 이루어지는 환경에서도, 방향 전환을 할 필요가 없기에, 처리수 펌프와 MBG의 내구성과 수명이 크게 증진된다. 높은 정확도로 자동 제어가 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 MBR 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 MBR 시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 MBR 시스템에서 밸브 제어를 설명하기 위한 표이다.
도 4은 본 발명에 따른 MBR 시스템에서, 여과 공정시 처리수 흐름을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 MBR 시스템에서, 역세정 공정시 역세수 흐름을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 MBR 시스템에서, 역세정 공정 후 첫 사이클에 따라 처리수가 유입되는 경우의 처리수 흐름을 도시한다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 MBR 시스템을 설명한다.
유량 조정조(100), 무산소조(200), 혐기조(300), 호기조(400) 및 막여과조(500) 등은 종래 기술과 동일한바, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 분리막(510)의 공기 세정과 외부 세정 역시 종래 기술과 동일한바, 해당 부분에 대한 설명한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하여, 분리막(510)에서 생성된 처리수의 배출 흐름에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. 처리수 배출을 위해, 메인 밸브(V41)는 개방된 상태이고, 밸브(V31)는 폐쇄된 상태이며, 처리수 펌프(P)는 동작하는 상태이다.
분리막(510)의 처리수 배출부는 처리수 배출 라인을 통해 처리수조(600)에 연결된다.
처리수 배출 라인을 살펴보면, 분리막(510)에서부터 처리수조(600)를 향하는 순서대로, 메인 밸브(V41), 역세수 유입부, 처리수 펌프(P) 및 MBG(520)가 구비된다. 즉, 처리수는, 개방된 메인 밸브(V41)를 통과하고, 역세수 유입부, 처리수 펌프(P) 및 MBG(520)를 통과하여 처리수조(600)에 이른다.
메인 밸브(V41)는 처리수 배출 라인으로 유동하는 처리수를 단속한다. 여과 공정에서 개방되고, 후술하는 역세정 공정에서 폐쇄된다.
역세수 유입부는, 역세정시 역세수가 공급되는 역세수 공급 라인(L1)이 연결되는 부분이다.
처리수 펌프(P)는 방향 전환이 가능한 펌프일 필요가 없다. 후술하는, 본 발명의 역세수 유동 방향의 특이성 때문이다.
MBG(520)는 이를 통과하는 처리수(또는, 후술하는 역세수)에 외부로부터 공기를 유입시켜 미세기포를 생성하는 역할을 한다. 역시, 방향 전환이 가능한 MBG일 필요가 없다. 후술하는, 본 발명의 역세수 유동 방향의 특이성 때문이다. MBG(520)에는 종래 기술과 같이 바이패스를 위한 배관을 구비되어, 여기에 밸브(V13)가 구비된다. 즉, 바이패스가 필요하지 않다면 밸브(V11)와 밸브(V12)를 개방하여 처리수에 미세기포를 포함시키고, 바이패스가 필요한 경우(예를 들어, MBG(520)의 보수 등) 밸브(V11)와 밸브(V12)를 폐쇄하고 밸브(V13)를 개방한다.
한편, 처리수 배출 라인이 처리수조(600)에 연결되기 전(도 2에서 우측의 +자 부분)에 2개의 라인이 분기된다. 역세수 유동 라인(L2)(도 2에서 상방으로 분기)과 슬러지 배출 라인(도 2에서 우측으로 분기)이다.
역세수 유동 라인(L2)은, 후술하는 역세정 공정에서 역세수가 유동하는 라인이며, 밸브(V24)가 구비되어, 여과 공정에서 밸브(V24)는 폐쇄되고 역세정 공정에서 밸브(V24)가 개방된다.
슬러지 배출 라인은, 처리수 배출 라인 내의 슬러지 등을 외부로 배출시킬 필요가 있을 때에만 작동하는 라인으로 밸브(V23)가 구비된다. 후술할 바와 같이, 역세정 공정 후 첫 사이클에서 개방될 수도 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 여과 공정 동안에는 밸브(V23)와 밸브(V24)는 폐쇄되고, 밸브(V21)와 밸브(V22)는 개방되고, 역세정 공정 동안에는 밸브(V22)와 밸브(V23)는 폐쇄되고, 밸브(V21)와 밸브(V22)는 개방된다. 역세정 공정 후 첫 사이클에서는 밸브(V22)와 밸브(V24)가 폐쇄되고, 밸브(V21)와 밸브(V23)가 개방된다.
다음, 계속 도 2를 참조하여, 분리막(510)을 역세정하기 위한 역세수의 배출 흐름에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. 메인 밸브(V41)는 폐쇄된 상태이고, 역세수 공급 라인(L1)에 구비된 밸브(V31)는 개방된 상태이며, 처리수 펌프(P)는 동작하는 상태이다.
역세수는 처리수조(600)에 저류된 처리수가 사용된다.
처리수조(600)와 역세수 유입부 사이에 역세수 공급 라인(L1)이 형성되어, 처리수조(600)에 저류된 처리수가 역세수로서 역세수 공급 라인(L1)을 유동하고, 역세수 유입부를 통해 처리수 배출 라인으로 유입된다. 이때에, 메인 밸브(V41)는 폐쇄된 상태이다. 이러한 역세수의 유동은 처리수 펌프(P)의 작동에 기인한 것이다. 도면을 보면 알 수 있듯이, 처리수 펌프(P)의 작동 방향은 처리수 배출 시와 동일하다.
역세수 유입부에서 처리수 배출 라인으로 유입된 역세수는 MBG(520)에 유입되어 미세기포가 역세수 내에 포함되며, 다시 밸브(V12)와 밸브(V21)를 거쳐 유동한다. 도면을 보면 알 수 있듯이, MBG(520)의 작동 방향은 처리수 배출 시와 동일하다.
이제, 역세수는 처리수 배출 라인에서 분기된 역세수 유동 라인(L2)으로 유동한다. 처리수 펌프(P)의 작동으로 힘을 받는 역세수는, 메인 밸브(V41)가 폐쇄되어 있기에, 분리막(510)을 향해(도면에서 역세수 유동 라인(L2)을 좌측으로 통과하는 방향으로) 유동하여, 분리막(510)의 처리수 배출부를 통해 분리막(510) 내부로 유입된다. 이에 따라, 역세정이 이루어진다.
한편, 역세수가 역세수 유동 라인(L2)을 유동하는 동안, 세정 효과를 상승시키도록 약품 저장조(730)로부터 약품이 주입될 수 있다. 사용되는 약품은 종래 기술에서와 같이 NaOCl 등일 수 있다.
이와 같은 구조로, 여과 공정과 역세정 공정 모두에서, 처리수 펌프(P) 및 MBG(520)는 일방향으로만 작동하게 된다. 처리수 배출 라인을 기준으로, 분리막(510)에서 처리수조(600)를 향하는 방향으로 작동하는 것이다.
또한, 약품을 역세수 내에 섞을 경우 라인 믹서 등의 별도 기기가 필요하나, MBG(520)를 통과한 역세수에 이미 미세기포가 포함된 상태이기에, 별도 기기 없이도 약품이 역세수 내에 잘 섞일 수 있다는 추가 장점이 있다.
이러한 여과 공정과 역세정 공정은 교번적으로 이루어진다. 즉, 여과 공정과 역세정 공정이 반복된다. 다만, 역세정 공정이 완료된 직후라면, 역세수에 주입되었던 NaOCl 등과 같은 약품이 처리수 배출 라인에 남아 있을 수 있어서, 여과 공정시 생성된 처리수와 함께 처리수조(600)에 유입될 수 있다. 이러한 잔류 염소는 처리수조(600)의 염소 농도를 과도하게 높여서 수질 관리에 부적절하다.
따라서, 본 발명은, 역세정 공정 후 첫 번째 여과 공정 사이클에서, 처리수 배출 라인을 클리닝하는 공정을 추가할 수 있다. 이를 위해, 여과 공정과 동일하게 진행되되, 밸브(V22)가 폐쇄되고 밸브(V23)가 개방되게 함으로써, 분리막(510)에서 생성된 첫 처리수를 처리수조(600)가 아닌 슬러지로 보내어 폐기할 수 있다.
도 3을 더 참고하여, 밸브의 제어 관점에서 살펴본다.
MBR 시스템의 여과 공정시, 메인 밸브(V41)는 개방되고, 처리 라인 밸브 중 밸브(V21)와 밸브(V22)는 개방되고 밸브(V23)와 밸브(V24)는 폐쇄된다. 역세수 라인 밸브(V31)는 폐쇄된다. MBG 밸브 중 밸브(V11)와 밸브(V12)는 개방된다.
MBR 시스템의 역세정 공정시, 메인 밸브(V41)는 폐쇄되고, 처리 라인 밸브 중 밸브(V21)와 밸브(V24)는 개방되고 밸브(V22)와 밸브(V23)는 폐쇄된다. 역세수 라인 밸브(V31) 는 개방된다. MBG 밸브 중 밸브(V11)와 밸브(V12)는 개방된다.
역세정 공정이 완료되면 여과 공정이 진행되나, 첫 번째 사이클의 여과 공정시에만 처리수 배출 라인 클리닝을 위해, 여과 공정과 같이 밸브를 개폐하되, 밸브(V22)를 폐쇄하고 밸브(V24)를 개방한다. 첫 번째 사이클이 완료되면, 다시, 밸브(V22)를 개방하고 밸브(V24)를 폐쇄한다.
도 4를 참조하면, 여과 공정은 다음의 단계로 이루어진다.
(a1) 막여과조(500)의 분리막(510)을 통해 처리수가 생성되고 분리막(510)의 처리수 배출부를 통해 처리수가 배출되는 단계; 및
(a2) 처리수 펌프(P)에 의하여, 배출된 처리수가, 처리수 배출 라인을 통해 MBG(520)를 통과하여 처리수조(600)에 유입되는 단계.
도 5를 참조하면, 역세정 공정은 다음의 단계로 이루어진다.
(b1) 처리수조(600)에 저류된 처리수가, 역세수로서, 처리수 펌프(P)에 의해, 역세수 공급 라인(L1)을 통해 역세수 유입부에서 처리수 배출 라인에 도달하는 단계;
(b2) 처리수 펌프(P)에 의해, 도달한 역세수가, 처리수 배출 라인을 통해 MBG(520)를 통과한 후 처리수 배출 라인에서 배출되어 역세수 유동 라인(L2)으로 유입되어 유동하며, 처리수 펌프(P)에서 분리막(510)을 향하는 위치에서 처리수 배출 라인에 다시 유입되는 단계(이 때에 약품 저장조(730)에서 약품이 섞일 수 있음); 및
(b3) 다시 유입된 역세수가, 처리수 배출 라인을 통해, 처리수가 유동하는 방향의 역방향으로 유동하여, 분리막(510)의 처리수 배출부를 통해 분리막(510)에 유입되어 역세정하는 단계.
여기서, (a2) 단계에서 처리수가 처리수 배출 라인을 유동하는 방향과, (b2) 단계에서 역세수가 상기 처리수 배출 라인을 유동하는 방향은 동일하다는 점이 중요하다. 이로 인하여, 처리수 펌프(P)와 MBG(520)는 작동 방향을 변경하지 않아도 된다.
도 6을 참조하면, 역세정 공정 후 첫 번째 사이클의 여과 공정은 다음의 단계로 이루어진다.
(c1) 막여과조(500)의 분리막(510)을 통해 처리수가 생성되고 분리막(510)의 처리수 배출부를 통해 처리수가 배출되는 단계; 및
(c2) 처리수 펌프(P)에 의하여, 배출된 처리수가, 처리수 배출 라인을 통해 MBG(520)를 통과하되, 처리수조(600)가 아닌 슬러지로서 배출되는 단계(이 때에, 처리수 배출 라인 내의 약품(잔류염소)가 배출됨).
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 유량 조정조
150: 스크린
200: 무산소조
210: 무산소조 교반기
300: 혐기조
310: 혐기조 교반기
400: 호기조
410: 산기관
500: 막여과조
510: 분리막
520: MBG
600: 처리수조
710, 720, 730: 약품 저장조
790: 브로워

Claims (7)

  1. 분리막(510)을 구비한 막여과조(500)를 포함하는 MBR 시스템으로서,
    상기 분리막(510)의 처리수 배출부는 처리수 배출 라인을 통해 처리수조(600)에 연결되고,
    상기 처리수 배출 라인에는, 상기 분리막(510)에서부터 상기 처리수조(600)를 향해 순서대로, 역세수 유입부, 처리수 펌프(P) 및 MBG(520)가 구비되고,
    상기 처리수조(600)와 상기 역세수 유입부 사이에 역세수 공급 라인(L1)이 형성되어, 상기 처리수조(600)에 저류된 처리수가 역세수로서 상기 역세수 공급 라인(L1)을 유동하고,
    상기 MBG(520)에서 상기 처리수조(600)에 연결되는 라인이 분기되어 역세수 유동 라인(L2)이 형성되며, 상기 역세수 유동 라인(L2)은 상기 역세수 유입부를 기준으로 상기 분리막(510)을 향하는 방향에 위치한 상기 처리수 배출 라인에 다시 연결되는,
    MBR 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리수 펌프(P) 및 상기 MBG(520)는 일방향으로만 작동하는,
    MBR 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 일방향은, 상기 처리수 배출 라인을 기준으로, 상기 분리막(510)에서 상기 처리수조(600)를 향하는 방향인,
    MBR 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 MBG(520)에 바이패스 라인이 구비되며,
    상기 바이패스 라인을 통해 처리수 및 역세수가 모두 바이패스할 수 있는,
    MBR 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 역세수 유동 라인(L2)이 상기 처리수 배출 라인에 다시 연결되는 지점과, 상기 역세수 유입부 사이에 메인 밸브(V41)가 구비되며,
    상기 MBR 시스템의 여과 공정시 메인 밸브(V41)는 개방되고,
    상기 MBR 시스템의 역세정 공정시 메인 밸브(V41)는 폐쇄되는,
    MBR 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리수 배출 라인에서 상기 역세수 유동 라인(L2)이 분기되는 지점을 기준으로, 상기 MBG(520)를 향하는 방향으로 밸브(V21)가 구비되고, 상기 처리수조(600)를 향하는 방향으로 밸브(V22)가 구비되고, 상기 역세수 유동 라인(L2)을 따라 밸브(V24)가 구비되며,
    상기 MBR 시스템의 여과 공정시, 밸브(V21)는 개방되고 밸브(V22)는 개방되고 밸브(V24)는 폐쇄되며,
    상기 MBR 시스템의 역세정 공정시, 밸브(V21)는 개방되고 밸브(V22)는 폐쇄되고 밸브(V24)는 개방되는,
    MBR 시스템.
  7. 제 1 항에 따른 MBR 시스템을 이용한 수처리 방법으로서,
    MBR 시스템의 여과 공정시,
    (a1) 상기 막여과조(500)의 상기 분리막(510)을 통해 처리수가 생성되고 상기 분리막(510)의 처리수 배출부를 통해 처리수가 배출되는 단계; 및
    (a2) 상기 처리수 펌프(P)에 의하여, 배출된 처리수가, 상기 처리수 배출 라인을 통해 상기 MBG(520)를 통과하여 상기 처리수조(600)에 유입되는 단계를 포함하고,
    MBR 시스템의 역세정 공정시,
    (b1) 상기 처리수조(600)에 저류된 처리수가, 역세수로서, 상기 처리수 펌프(P)에 의해, 상기 역세수 공급 라인(L1)을 통해 상기 역세수 유입부에서 상기 처리수 배출 라인에 도달하는 단계;
    (b2) 상기 처리수 펌프(P)에 의해, 상기 도달한 역세수가, 상기 처리수 배출 라인을 통해 상기 MBG(520)를 통과한 후 상기 처리수 배출 라인에서 배출되어 상기 역세수 유동 라인(L2)으로 유입되어 유동하며, 상기 역세수 유입부를 기준으로 상기 분리막(510)을 향하는 위치에서 상기 처리수 배출 라인에 다시 유입되는 단계; 및
    (b3) 상기 다시 유입된 역세수가, 상기 처리수 배출 라인을 통해, 상기 처리수가 유동하는 방향의 역방향으로 유동하여, 상기 분리막(510)의 상기 처리수 배출부를 통해 상기 분리막(510)에 유입되어 역세정하는 단계를 포함하며,
    상기 (a2) 단계에서 처리수가 상기 처리수 배출 라인을 유동하여 상기 MBG(520)를 통과하는 방향과, 상기 (b2) 단계에서 역세수가 상기 처리수 배출 라인을 유동하여 상기 MBG(520)를 통과하는 방향은 동일한,
    수처리 방법.
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