KR102501309B1 - 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법 - Google Patents

세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크 및 오존 산화반응 공정의 오존 처리탱크를 결합하여 일체화시킴으로써 수처리 공정을 단순화시킬 수 있고, 이러한 공정의 단순화에 따라 전력사용량을 절감시킬 수 있으며, 또한, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정을 결합하되 양방향 수처리가 가능하도록 결합시킴으로써 막여과 공정 효율을 증대시킬 수 있고, 실증화 단계에서 부지면적을 감소시킬 수 있고, 또한, 고도산화 세라믹 막여과 일체형 구조로서, 평막형 멤브레인을 이용한 오존 공급 및 수처리 공정 모두에 사용할 수 있는, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법이 제공된다.

Description

세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법 {BIDIRECTIONAL WATER TREATMENT EQUIPMENT OF INTEGRATED TYPE USING CERAMIC MEMBRANE AND OZONE OXIDATION REACTION, AND WATER TREATMENT METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 일체형 양방향 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크 및 오존 산화공정의 오존 처리탱크를 결합하여 양방향으로 수처리하는, 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
1748년 삼투현상에 관한 실험을 위해 분리막(Separation Membrane)을 사용한 이래로 1829년 고체물질 속에서의 기체와 액체의 확산연구를 통하여 최초로 분리막을 이용한 물질 분리가 시작되었다.
이러한 분리막은 물성에 따라 유기막(Organic membranes), 무기막(Inorganic membranes), 금속막(Metal membranes), 복합막(Asymmetric membranes)으로 구분되며, 이때, 무기막의 한 종류로 세라믹 분리막(Ceramic Membrane)이 있다.
여기서, 세라믹 분리막은 고분자 중합체 분리막에 비하여 pH, 압력, 온도 등 극한조건에서 높은 물리적 내구성을 가지며, 비교적 고농도 화학세정에 내성이 있는 것으로 알려져 있고, 유지관리의 용이성 때문에 최근 다양한 분야에서 사용되고 있다.
구체적으로, 세라믹 분리막은 친수성이고 역세(Back-wash)가 가능하므로 고플럭스로 안정적인 운전 가능이 가능하고, 또한, 막표면이 높은 음전하를 띠기 때문에 수중에서 음전하를 띠는 박테리아, 조류, MLSS, 미생물생성 고분자물질(TEP), 오일 등의 오염물질 제거가 용이하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 세라믹 분리막은 저농도의 응집제만 주입하더라도 저분자 조류부산물질(Algal-derived Organic Matters: AOM)등 용존유기물(DOC) 제거율을 향상시킬 수 있고, 또한, 역세시 저농도의 차염소산나트륨을 추가함으로써 바이오파울링의 성장 전에 제어가 가능하며, 이에 따라, 막오염을 저감시킬 수 있다. 이러한 장점으로 인해 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정이 각광받고 있다.
도 1a는 종래의 기술에 따른 세라믹 분리막을 타워 형태로 구성한 세라믹 분리막 타워를 나타내는 도면이고, 도 1b는 종래의 기술에 따른 침지식 막여과 공정의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 세라믹 분리막(20a)을 다수 개 적층하여 세라믹 분리막 모듈(20b)을 형성하고, 이러한 세라믹 분리막 모듈(20b)을 다수 개 적층하여 세라믹 분리막 타워(20)를 형성한다. 이러한 세라믹 분리막 타워(20)는, 도 1b에 도시된 침지막 여과부(10) 내에 구축될 수 있다.
이때, 침지막 여과부(10) 내에 구축되는 세라믹 분리막 타워(20)의 상부에는 처리수 배출구(21) 및 스프링클러 배관(22)이 구비되고, 산기용 배관(23)이 하부로 연결됨으로써 세라믹 분리막 타워(20) 하부에 산기용 분기관(23a)이 위치한다. 이러한 세라믹 분리막 타워(20)가 위치한 침지막 여과부(10)에는 원수유입펌프(11)와 원수유입밸브가 구비되어 원수가 유입된다.
이러한 세라믹 분리막(20a)을 침지식으로 배치하는 침지막 여과부(10)를 이용한 막여과 공정의 경우, 여과 공정과 세정 공정이 교번적이고 연속적으로 이루어진다. 예를 들면, 55분 여과 공정 이후, 5분의 세정 공정이 이루어지고, 다시 55분 여과 공정, 5분 세정 공정 등의 순서로 연속 진행된다.
먼저, 세라믹 분리막(20a)을 침지식으로 배치하는 침지막 여과부(10)를 이용한 여과 공정을 구체적으로 설명한다. 처리할 하폐수 등의 원수가 원수유입펌프(11)에 의해 원수유입밸브를 통과하여 침지막 여과부(10)에 유입되며, 이때, 침지막 여과부(10) 내에서 막여과 처리되고 처리수와 슬러지가 생성된다.
구체적으로, 흡입용 여과펌프(41)에 의해 세라믹 분리막(20a)에 압력이 인가됨으로써 세라믹 분리막 타워(20)에서 처리수 배출구(21)를 통해 처리수가 추출되고, 추출된 처리수는 여과 밸브를 통과하여 처리수조(40)에 집수된다.
처리수조(40)에 집수된 처리수에는 염소 주입부(60)로부터 염소 등의 소독 물질이 추가로 투입되고, 이후 방류되거나 재이용된다. 이때, 염소 외에 소독이 가능한 다른 물질로서, 오존이나 이산화망간 등이 사용될 수 있는데, 염소주입부(60)는 오존 주입부 또는 이산화망간 주입부일 수도 있다.
침지막 여과부(10)에서 분리된 슬러지는 바닥 경사면(12)을 따라 침지막 여과부(10)의 하부에 모이게 되고, 이후 슬러지 유입펌프(13)에 의해 슬러지 배출 밸브를 통과하여 농축조(70)에 농축된다. 이러한 농축조(70)에서 일정 시간이 경과하여 어느 정도 고액 분리가 이루어지면, 대체로 고체인 침강 물질만이 탈수용 슬러지밸브를 통해 탈수기(72)에 유입되어 탈수되고, 이후 슬러지 탈수 케익의 형태로 배출된다. 이러한 과정에서 발생한 탈리액은 수질이 나쁘기 때문에 다시 이용될 수 없고 농축조(70)에 재유입되어 재농축되는 것이 일반적이다. 이때, 이러한 농축조(70)에는 고액 분리를 위한 오염물질을 침강시키도록 응집제 주입부(71)로부터의 응집제가 주입된다.
다음으로, 세라믹 분리막(20a)을 침지식으로 배치하는 침지막 여과부(10)를 이용한 세정 공정을 구체적으로 설명한다. 세정 공정에 사용될 세척수인 역세수는 처리수조(40)로 유입되는 처리수 중 일부를 역세수 저장탱크(50)에 집수한 것이다. 이러한 세정 공정은, 브로워(30)에 의한 스크러빙, 역세수에 의한 역세척 및 스프링클링 등으로 구분할 수 있다.
브로워(30)로부터의 공기는 산기용 배관(23)으로 유입된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 산기용 배관(23)은 세라믹 분리막 타워(20) 하부의 산기용 분기관(23a)에 연결되어, 브로워(30)로부터 유입된 공기가 세라믹 분리막 타워(20) 하단에서부터 세라믹 분리막(20a)을 외부에서 털어주어 스크러빙을 수행한다.
이러한 역세수에 의한 역세척은 처리수 배출라인에서 그 방향과 역방향으로 이루어진다. 역세수 저장탱크(50)에 집수된 역세수가 역세 펌프(52)에 의하여 역세 밸브를 통과하여 처리수가 배출되던 처리수 배출구(21)에 역방향으로 유입된다. 이 때, 약품주입펌프(53)와 약품주입밸브를 이용하여 약품이 추가로 주입될 수도 있다. 이와 같이 역방향으로 유입된 역세수는 세라믹 분리막(20a)의 내부로 유입되고, 세라믹 분리막(20a)의 내부를 세척한 후 외부, 즉, 침지막 여과부(10) 내부로 배출된다. 다시 말하면, 원수가 침지막 여과부(10) 내부에서 세라믹 분리막(20a) 내부로 유입된 후 처리수가 되어 세라믹 분리막(20a) 외부로 배출되는 것과 반대 방향이다. 이를 통해, 세라믹 분리막(20a)의 내외부를 연결하는 공극(pore) 등에 끼인 이물질을 배출시킬 수 있으며, 이에 따라, 세라믹 분리막(20a) 내부를 세척할 수 있다.
마찬가지로, 스프링클링을 위한 세척수는 역세수 저장탱크(50)에서 공급된다. 세척수는 스프링클러 펌프(51)에 의하여 스프링클러 밸브를 통과하여 스프링클러 배관(22)으로 유입된다. 마찬가지로, 약품주입펌프(53)와 약품주입밸브를 이용하여 약품이 추가로 주입될 수도 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 스프링클러 배관(22)은 세라믹 분리막 타워(20) 상부에서 하방으로 세척수를 분사하도록 설치되어 있기 때문에, 세척수가 세라믹 분리막(20a)의 외부를 세척하게 된다.
전술한 바와 같이, 처리수의 방류 또는 재이용시 환경 영향을 최소화고 등 안전성을 확보하기 위하여, 처리수조(40)에 집수된 처리수에 염소 또는 오존과 같은 소독물질을 공급하여야 한다. 종래의 기술에 따르면, 일반적으로 염소 주입부(60)로부터 공급되는 염소를 사용하지만, 이때, 많은 양의 염소가 사용되며, 처리수 수질상태에 따라 적절한 정도의 염소 이온을 주입하는 것에도 어려움이 있다. 이에 따라, 염소 대신에, 또는 염소와 함께 오존을 주입하여 소독할 수 있으며, 이 경우 별도의 오존 발생기 및 오존 주입설비가 사용된다.
한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1771418호에는 "수처리용 분리막 모듈 및 이를 이용한 분리막 모듈 운전장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 종래의 기술에 따른 분리막 모듈 운전 장치를 나타내는 도면으로서, 도 2의 a)는 분리막 모듈 운전 장치의 결합상태 사시도이고, 도 2의 b)는 분리막 카트리지의 사시도이다.
도 2의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 분리막 모듈 운전 장치(80)는, 분리막 카트리지(81), 세정장치(82) 및 수조(83)를 포함하며, 분리막 카트리지(81)는 평막형 세라믹 분리막(81a), 상판(81b), 하판(81c) 및 고정수단(81d)를 포함한다.
분리막 카트리지(81)는, 도 2의 b)에 도시된 바와 같이, 일정한 간격으로 병렬 배열되는 복수의 평막형 세라믹 분리막(81a); 상기 복수의 평막형 세라믹 분리막 각각의 상단 및 하단을 지지하는 상판(81b) 및 하판(81c); 및 상판(81b)과 하판(81c)을 고정하기 위한 고정수단(81d)를 포함한다. 이때, 하판(81c)은 제1 하판(81c-1)과 제2 하판(81c-2)이 적층 결합된 구조를 갖는다.
세정장치(82)는, 복수의 평막형 세라믹 분리막(81a) 사이에 삽입되는 복수의 세척판; 및 세척판의 양 측단을 지지하고 배수홀이 구비된 한 쌍의 프레임을 포함하며, 이때, 세척판은 상기 상판(81b) 및 하판(81c) 사이에 유지된다.
수조(83)는 분리막 모듈을 수용하며, 이때, 수조(83)는 전단에 구비되는 유입구, 후단에 구비되는 반류구 및 분리막 모듈의 하부에 구비되는 여과 배수구를 포함한다.
종래의 기술에 따른 분리막 모듈 운전 장치는, 전량여과 방식과 직교여과 방식을 병합한 여과방식을 병합하여 적용함으로써, 유지관리가 용이하고 연속운전에 유리하며, 또한, 평막형 세라믹 분리막 모듈에 세정장치를 도입함으로써 연속운전 및 유지관리 측면에서 유리한 장점이 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 분리막 모듈 운전 장치의 경우, 단지 량여과 방식과 직교여과 방식을 병합한 여과방식을 병합하여 적용하는 평막형 세라믹 분리막 모듈을 구비하고 있다.
한편, 고도산화공정(AOP)은 넓은 의미로는 수산화라디칼(-OH)을 이용한 산환반응을 통해서 물이나 폐수 속의 유기용매(또는 무기용매)를 제거하는 화학적 처리방법으로서, 오존(O3)과 과산화수소(H2O2) 또는 UV광을 사용하는 화학공정을 말한다. 이러한 고도산화공정을 통해 발생한 수산화라디칼(-OH)은 현존하는 가장 강한 산화제로서 사실상 물에 녹아있는 그 어떤 화합물도 산화시킬 수 있으며, 종종 확산 제어 반응 속도로 작용한다.
결과적으로, 수산화라디칼이 생성되는 순간 오염물질들과 무차별적으로 반응하며, 매우 빠르고 효율적으로 오염물질을 작은 무기분자들로 분해하며, 이러한 수산화라디칼은 한 개 또는 여러 개의 주 산화제(예를 들면, 오존, 과산화수소, 산소 등) 또는 에너지원이나 촉매(예를 들면, 자외선, 이산화 티타늄 등)으로부터 생성된다.
이와 같이 오존을 사용한 고도산화공정은 강력한 유기물 산화 및 소독공정으로 자연유기물(Natural Organic Matter: NOM), 고분자화합물, 미량유기물질 등의 난분해성유기물의 제거뿐만 아니라 맛냄새물질 및 색도 제거도 가능하여 수처리에 널리 이용되고 있다.
또한, 전술한 막여과 공정은 처리수질의 우수성과 적은 부지면적 사용 등의 이점 때문에 국내뿐만 아니라 세계적으로 널리 상용되고 있으나, 이러한 막여과 공정을 이용할 경우, 처리하고자 하는 원수 내 오염물질에 의한 막오염이 발생하며, 이와 같은 막오염에 따른 처리수량 감소가 가장 큰 문제로 지적되고 있다.
또한, 오존을 기반으로 하는 고도산화공정은 전력 및 산소만 있으면 현장에서 쉽게 적용할 수 있고, 오존 주입량 제어 및 자동화가 가능하지만, 이론적으로 높은 산화력에 비해 대다수 유기물과 반응이 느리거나 전혀 반응하지 않는 단점이 있다.
이에 따라, 오존을 이용한 고도산화공정과 세라믹 분리막을 연계한 공정이 다양한 곳에서 연구가 되고 있지만, 이를 실증화할 경우 공정 자체의 구조가 복잡해지고, 유지관리가 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 오존의 공급 또한 기존 산기관을 사용하여 공급할 경우, 처리하고자 하는 원수에 접촉하는 시간과 면적이 충분하지 않을 수 있으며, 이로 인해 처리 성능의 저감이 발생할 수 있다.
최근 오존 산화공정과 세라믹 막여과를 연계한 연구가 진행되고 있으나, 오존 산화반응을 위한 오존 처리탱크와 세라믹 막여과 공정을 위한 침지식 처리탱크가 각각 별도로 구분되어 해당 공정을 수행하고 있다.
도 3은 종래의 기술에 따른 침지식 처리탱크와 오존 처리탱크가 분리된 수처리 장치의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 침지식 처리탱크와 오존 처리탱크가 분리된 수처리 장치(90)는, 원수탱크(91), 침지식 처리탱크(92), 오존 발생기(93), 오존 처리탱크(94) 및 처리수 탱크(95) 등을 포함하며, 이때, 오존 산화반응을 위한 오존 처리탱크(94)와 세라믹 막여과 공정을 위한 침지식 처리탱크(92)가 각각 별도로 구분되어 있기 때문에 효율성이 떨어진다는 문제점이 있다.
한편, 종래의 기술에 따르면, 세라믹 분리막 공정에서 고도산화장치를 이용하여 발생한 오존을 역세척에 활용한 경우로서, 튜블러 형태의 금속막을 이용하여 하수처리를 한 뒤 오존으로 역세척하는 실험을 진행하였고, 공세로 진행했을 때보다 오존으로 역세를 하면 더 높은 수투과도 효율을 보이는 것을 확인할 수 있었고, 또한, 세라믹 분리막을 이용하여 양방향으로 여과 세척이 되는 장치에 대한 기술이 개시되어 있지만, 특히, 막오염을 효과적으로 제거할 수 있는 기체 등을 활용한 기술은 아직 확인되지 않은 실정이다.
대한민국 등록특허번호 제10-1523019호(등록일: 2015년 05월 19일), 발명의 명칭: "오존 역세척을 이용한 복합 수처리 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-866510호(등록일: 2008년 10월 27일), 발명의 명칭: "고도산화처리공정과 정밀여과막처리공정의 혼성공정을 이용한 정수처리장치 및 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1771418호(등록일: 2017년 8월 21일), 발명의 명칭:"수처리용 분리막 모듈 및 이를 이용한 분리막 모듈 운전장치" 대한민국 등록특허번호 제10-1973740호(등록일: 2019년 4월 23일), 발명의 명칭: "침지막과 가압막을 이용한 세라믹 막여과 공정에서의 오존 주입 방법" 일본공개특허번호 제2003-285059호(공개일: 2003년 10월 07일), 발명의 명칭: "오존 산화 및 막여과를 이용한 수처리에서의 오존의 공급 제어 방법"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크 및 오존 산화반응 공정의 오존 처리탱크를 결합하여 일체화시킴으로써 수처리 공정을 단순화시킬 수 있는, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정을 결합하되 양방향 수처리가 가능하도록 결합시킴으로써 막여과 공정 효율을 증대시킬 수 있고, 실증화 단계에서 부지면적을 감소시킬 수 있는, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 고도산화 세라믹 막여과 일체형 구조로서, 평막형 멤브레인을 이용한 오존 공급 및 수처리 공정 모두에 사용할 수 있는, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치는,
하수 또는 오폐수를 포함하는 원수가 저장되는 원수탱크; 교차 배치되는 제1 세라믹 분리막 및 제2 세라믹 분리막을 포함하며, 상기 원수탱크로부터 원수를 공급받아 상기 제1 세라믹 분리막을 이용한 오존 산화반응 공정과 상기 제2 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정이 함께 이루어지는 침지식 처리탱크; 상기 침지식 처리탱크의 일측 또는 타측에 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기; 상기 침지식 처리탱크에 의해 처리된 처리수가 저장되며, 상기 침지식 처리탱크의 세정을 위해 역세수(Back-washing water)를 공급하는 처리수 탱크; 상기 오존 발생기 및 상기 침지식 처리탱크의 일측 사이에 설치되어 상기 오존 발생기의 오존의 공급 및 상기 침지식 처리탱크의 일측에서 처리된 처리수의 공급을 제어하도록 개폐되는 제1 개폐 밸브; 및 상기 오존 발생기 및 상기 침지식 처리탱크의 타측 사이에 설치되어 상기 오존 발생기의 오존의 공급 및 상기 침지식 처리탱크의 타측에서 처리된 처리수의 공급을 제어하도록 개폐되는 제2 개폐 밸브를 포함하되, 상기 침지식 처리탱크는 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크와 오존 산화반응의 오존 처리탱크가 일체화된 처리탱크인 것을 특징으로 한다.
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한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법은, a) 원수 탱크 내의 원수를 침지식 처리 탱크로 공급하는 단계; b) 제1 및 제2 개폐 밸브의 개폐에 대응하여 오존 발생기에서 발생된 오존을 상기 침지식 처리 탱크로 공급하는 단계; c) 상기 침지식 처리 탱크 내의 제1 세라믹 분리막을 이용한 오존 산화반응 공정 및 제2 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정을 수행하여 처리수(또는 생산수)를 생성하는 단계; d) 상기 처리수를 저장하는 처리수 탱크가 상기 침지식 처리 탱크로 역세수를 공급하여 상기 제2 세라믹 분리막을 세정하는 단계; e) 설정 시간에 따라 오존 공급과 처리수 배출을 위해 상기 제1 및 제2 개폐 밸브를 절환시키는 단계; f) 상기 침지식 처리 탱크 내의 상기 제2 세라믹 분리막을 이용한 오존 산화반응 공정 및 상기 제1 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정을 수행하여 처리수를 생성하는 단계; 및 g) 상기 처리수를 저장하는 처리수 탱크가 상기 침지식 처리 탱크로 역세수를 공급하여 상기 제1 세라믹 분리막을 세정하는 단계를 포함하되, 상기 침지식 처리탱크는 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크와 오존 산화반응의 오존 처리탱크가 일체화된 처리탱크인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크 및 오존 산화반응 공정의 오존 처리탱크를 결합하여 일체화시킴으로써 수처리 공정을 단순화시킬 수 있고, 이러한 공정의 단순화에 따라 전력사용량을 절감시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정을 결합하되 양방향 수처리가 가능하도록 결합시킴으로써 막여과 공정 효율을 증대시킬 수 있고, 실증화 단계에서 부지면적을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 고도산화 세라믹 막여과 일체형 구조로서, 평막형 멤브레인을 이용한 오존 공급 및 수처리 공정 모두에 사용할 수 있다.
도 1a는 종래의 기술에 따른 세라믹 분리막을 타워 형태로 구성한 세라믹 분리막 타워를 나타내는 도면이고, 도 1b는 종래의 기술에 따른 침지식 막여과 공정의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 분리막 모듈 운전 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 침지식 처리탱크와 오존 처리탱크가 분리된 수처리 장치의 구성도이다.
도 4는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치의 구성도이다.
도 5는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치에서 침지식 오존 처리탱크의 평면도이다.
도 6a는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치에서 침지식 오존 처리탱크 내의 동작을 예시하는 도면이고, 도 6b는 시간당 플럭스를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서, 오존 산기 시 세라믹 분리막 표면에서의 오염물 제거 기작을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치를 나타내는 구성도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 침지식 처리탱크를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 일측 세라믹 분리막 세트과 타측 분리막 세트의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 침지식 처리탱크 내의 동작을 예시하는 도면이고, 도 11b는 시간당 플럭스를 예시하는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 오존과 공기역세척으로 발생하는 수투과도 회복을 비교하여 나타내는 도면이고, 도 12b는 공세, 오존역세, 계외세정의 분리막 회복률을 비교하여 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치를 구현한 설비를 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법의 동작흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법을 양방향 밸브를 통해 수행하는 것을 예시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법을 삼방향 밸브를 통해 수행하는 것을 예시하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
먼저, 전술한 종래의 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 본 발명의 출원인에 의해 대한민국 특허출원번호 제10-2019-0174521호에는 "세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치"라는 명칭의 발명으로 출원된 바, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하며, 본 명세서 내에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다.
도 4는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치의 구성도이고, 도 5는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치에서 침지식 오존 처리탱크의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치(100)는, 하수 또는 오폐수를 포함하는 원수가 저장되는 원수탱크(110); 제1 세라믹 분리막(124) 및 제2 세라믹 분리막(125)을 포함하며, 상기 원수탱크(110)로부터 원수를 공급받아 상기 제1 세라믹 분리막(123)을 이용한 오존 산화반응 공정과 상기 제2 세라믹 분리막(125)을 이용한 침지식 막여과 공정이 함께 이루어지는 침지식 오존 처리탱크(120); 상기 침지식 오존 처리탱크(120)에 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기(130); 상기 침지식 오존 처리탱크(120)에 의해 처리된 처리수가 저장되며, 상기 침지식 오존 처리탱크(120)의 세정을 위해 역세수(Back-washing water)를 공급하는 처리수 탱크(140); 상기 원수탱크(110)에 저장된 원수를 상기 침지식 오존 처리탱크(120)에 공급하는 원수 공급펌프(150); 상기 침지식 오존 처리탱크(120)에서 처리된 처리수를 자흡식(Self Priming)으로 상기 처리수 탱크(140)에 공급하는 자흡식 펌프(160); 및 상기 침지식 오존 처리탱크(120)의 세정을 위한 역세수로서 상기 처리수 탱크(140)에 저장된 처리수를 상기 침지식 오존 처리탱크(120)에 공급하는 역세 펌프(170)를 포함하되, 상기 침지식 오존 처리탱크(120)는 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크와 오존 산화반응의 오존 처리탱크가 일체화된 처리탱크인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 침지식 오존 처리탱크(120)는, 침지식 오존 처리탱크 본체(121); 제1 패널(122); 제2 패널(123); 제1 세라믹 분리막(124); 제2 세라믹 분리막(125); 오존 주입구(126); 처리수 배출구(127); 및 원수 공급구(128)를 포함하여 구성된다.
이때, 제1 세라믹 분리막(124) 및 제2 세라믹 분리막(125)은 동일한 재질의 세라믹 분리막을 사용할 수 있도록 하되, 서로 교차 배치되며, 또한, 제1 패널(122), 제2 패널(123), 제1 세라믹 분리막(124) 및 제2 세라믹 분리막(126)은 일체화된 카세트 형태로 제작될 수 있다.
한편, 도 6a는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 침지식 오존 처리탱크 내의 동작을 예시하는 도면이고, 도 6b는 시간당 플럭스를 예시하는 도면이다.
하지만, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 수처리 장치(100)의 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이, 일방향 수처리 장치이기 때문에, 도 6b에 도시된 바와 같이, 시간당 플럭스가 시간 경과에 따라 감소하는 것을 알 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치를 설명하고, 도 14 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치 방법을 설명한다.
[세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치]
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서, 오존 산기 시 세라믹 분리막 표면에서의 오염물 제거 기작을 예시하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)의 구성도로서, 도 8의 a)는 침지식 처리탱크의 일측에 오존이 공급되는 것을 나타내며, 도 8의 b)는 침지식 처리탱크의 타측에 오존이 공급됨에 따라 양방향으로 수처리하는 것을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 7의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서, 세라믹 분리막의 교차 배치를 통해 막오염 물질을 제거 및 세정하는 것을 알 수 있다.
도 8의 a) 및 b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)는, 원수탱크(210), 침지식 처리탱크(220), 오존 발생기(230), 처리수 탱크(240), 원수 공급펌프(250), 자흡식 펌프(260), 역세 펌프(270), 제1 개폐 밸브(280) 및 제2 개폐 밸브(290)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 개폐 밸브(280) 및 제2 개폐 밸브(290)는 삼방향 밸브로 도시되었지만, 양방향 밸브일 수도 있다.
원수탱크(210)는 하수 또는 오폐수를 포함하는 원수가 저장된다. 이때, 상기 원수탱크(210)에 저장된 원수는 원수 공급펌프(250)에 의해 침지식 처리탱크(220)의 일측에 형성된 원수 공급구(228)를 통해 상기 침지식 처리탱크(220)에 공급된다.
원수 공급펌프(250)는 상기 원수탱크(210)에 저장된 원수를 상기 침지식 처리탱크(220)에 공급한다.
침지식 처리탱크(220)는 교차 배치되는 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)을 포함하며, 상기 원수탱크(210)로부터 원수를 공급받아 상기 제1 세라믹 분리막(224)을 이용한 오존 산화반응 공정과 상기 제2 세라믹 분리막(225)을 이용한 침지식 막여과 공정이 함께 이루어진다. 이때, 상기 침지식 처리탱크(220)는 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크와 오존 산화반응의 오존 처리탱크가 일체화된 처리탱크로서, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)의 침지식 처리탱크(220)는 고도산화 세라믹 막여과 일체형 구조로서, 평막형 멤브레인을 이용한 오존 공급 및 수처리 공정 모두에 사용할 수 있다. 또한, 상기 침지식 처리탱크(220) 내에 기포형 오염 방지제가 주입된다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)에서 침지식 처리탱크(220)는 침지식 처리탱크 본체(221), 제1 패널(222), 제2 패널(223), 제1 세라믹 분리막(224), 제2 세라믹 분리막(225), 제1 오존 주입 및 처리수 배출구(226), 제2 오존 주입 및 처리수 배출구(227) 및 원수 공급구(228)를 포함한다.
오존 발생기(230)는 상기 침지식 처리탱크(220)에 오존을 발생시켜 공급한다. 이때, 상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존은 오존 공급관(231)을 통해 상기 침지식 처리탱크(220)에 형성된 제1 오존 주입 및 처리수 배출구(226)를 통해 상기 침지식 처리탱크(220)에 공급된다.
처리수 탱크(240)는 상기 침지식 처리탱크(220)에 의해 처리된 처리수가 저장되며, 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수(Back-washing Water)를 공급한다. 이때, 상기 처리수는 처리수 공급관을 통해 배출되고, 자흡식 펌프(260)에 의해 상기 처리수 탱크(240)에 형성된 처리수 공급구(241)를 통해 처리수 탱크(240)에 집수된다. 또한, 상기 처리수 탱크(240)에 저장된 일부 처리수는 역세수 공급구 및 역세수 공급관을 통해 배출되고, 역세 펌프(270)에 의해 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 공급된다.
자흡식 펌프(260)는 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측 또는 타측에서 처리된 처리수를 자흡식(Self Priming)으로 상기 처리수 탱크(240)에 공급한다.
역세 펌프(270)는 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위한 역세수로서 상기 처리수 탱크(240)에 저장된 처리수를 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측 또는 타측에 공급한다. 예를 들면, 제1 역세수 공급관(271)을 통해 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에 역세수를 공급하며, 제2 역세수 공급관(272)을 통해 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에 역세수를 공급할 수 있다.
제1 개폐 밸브(280)는 상기 오존 발생기(230) 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측 사이에 설치되어 상기 오존 발생기(230)의 오존의 공급 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측에서 처리된 처리수의 공급을 제어하도록 개폐된다.
제2 개폐 밸브(290)는 상기 오존 발생기(230) 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측 사이에 설치되어 상기 오존 발생기(230)의 오존의 공급 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에서 처리된 처리수의 공급을 제어하도록 개폐된다.
이에 따라, 상기 침지식 처리탱크(220) 내에서 오존이 상기 제1 세라믹 분리막(224) 또는 제2 세라믹 분리막(225)의 공극을 통해 미세기포 형태로 원수와 접촉하고, 상기 미세기포가 오존과 원수의 접촉면적을 최대화하며, 상기 교차 배치된 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에서 발생된 오존이 유기물 및 오염물질을 분해하고, 역세시 상기 역세수에 의해 상기 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에 부착되는 오염물질을 세정할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)에서, 침지식 처리탱크(220)는 침지식 처리탱크 본체(221), 제1 패널(222), 제2 패널(223), 제1 세라믹 분리막(224), 제2 세라믹 분리막(225), 제1 오존 주입 및 처리수 배출구(226), 제2 오존 주입 및 처리수 배출구(227) 및 원수 공급구(228)를 포함한다.
제1 패널(222)은 침지식 처리탱크 본체(221)의 일측에 결합되고, 제2 패널(223)은 상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 타측에 상기 제1 패널(222)에 대향되도록 결합된다.
제1 세라믹 분리막(224)은 소정 간격으로 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 상기 오존 발생기(230)로부터 주입되는 오존을 원수에 접촉시킬 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 측면에 결합되며, 미세기포를 발생시켜 유기물 및 오염물질을 분해시킬 수 있다.
제2 세라믹 분리막(225)은 상기 제1 세라믹 분리막(224)과 교차 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 막여과 공정을 위해 상기 제2 패널(223)의 측면에 수직 방향으로 결합되며, 상기 제1 세라믹 분리막(224)과 일정 간격의 배치를 통하여 상기 원수를 막여과 처리할 수 있다. 여기서, 상기 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 동일한 재질의 세라믹 분리막을 사용할 수 있도록 하되, 서로 교차 배치되며, 또한, 상기 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 수직 방향으로 교차 배치되거나 또는 수평 방향으로 교차 배치될 수 있다.
제1 오존 주입 및 처리수 배출구(226)는 상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측에 주입할 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 중앙부에 형성되고, 제1 막여과 공정에서 제1 세라믹 분리막(224)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입된다.
제2 오존 주입 및 처리수 배출구(227)는 상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에 주입할 수 있도록 상기 제2 패널(223)의 중앙부에 형성되며, 상기 제1 막여과 공정과 교번하여 수행되는 제2 막여과 공정에서 상기 제2 세라믹 분리막(225)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입된다.
원수 공급구(228)는 상기 원수 공급펌프(250)에 의해 공급되는 원수를 상기 침지식 처리탱크(220) 내에 공급할 수 있도록 상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 측면 일측에 형성된다.
구체적으로, 처리하고자 하는 원수로 채워져 있는 침지식 처리탱크(220) 내 일정 간격으로 배치된 평막형 제1 및 제2 세라믹 분리막(224, 225)을 수직 또는 수평으로 배열하고, 오존 발생기(230)에서 발생한 오존은 제1 세라믹 분리막(224)의 공극을 통하여 미세기포 형식으로 원수와 접촉하게 한다.
오존이 공급되는 제1 패널(222)과 체결된 제1 세라믹 분리막(224)은 오존과 원수의 접촉면적을 최대화하도록 설치되고, 상기 제1 세라믹 분리막(224)에서 미세기포를 발생시켜 유기물 및 오염물질의 분해를 가능하게 한다.
또한, 상기 제1 세라믹 분리막(224)과 교차 배치되며, 반대측에 설치된 제2 세라믹 분리막(225)의 경우, 제2 세라믹 분리막(225)을 이용한 막여과 처리부로서, 상기 제2 세라믹 분리막(225)은 제2 패널(223)에 수직 또는 수평방향으로 체결되고, 상기 제2 패널(223)에 체결된 제2 세라믹 분리막(225)은 상기 오존이 공급되는 제1 패널(222)과 체결된 제1 세라믹 분리막(224)과 일정 간격으로 배치된다.
이때, 상기 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 동일한 세라믹 분리막을 이용하되, 이러한 제1 및 제2 세라믹 분리막(224, 225)이 교차 배치되는 카세트 형태의 일체형으로 제작함으로써, 상기 제1 세라믹 분리막(224)의 오존 주입 및 상기 제2 세라믹 분리막(225)의 막여과 처리의 일체형 공정이 가능하며, 이에 따라, 수처리 장치의 성능을 향상시킬 수 있고 유지관리를 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)의 경우, 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크 및 오존 산화반응 공정의 오존 처리탱크를 결합하여 일체화시킴으로써 수처리 공정을 단순화시키고, 이러한 공정의 단순화에 따라 전력사용량을 절감시킬 수 있다.
한편, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 침지식 처리탱크를 구체적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)의 침지식 처리탱크(220)에서, 도 9a에 도시된 바와 같이, 세라믹 분리막이 수직 배치는 세로형이거나, 또는, 도 9b에 도시된 바와 같이, 세라믹 분리막이 수평 배치되는 가로형일 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)의 경우, 오존 산기막, 여과수 생산막을 따로 두지 않고 두 기능을 동시에 수행함으로써 같은 목표 생산수량 대비 보다 적은 세라믹 분리막 모듈을 사용함에 따라 수처리 장치가 설치되는 부지의 축소로 이어질 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 일측 세라믹 분리막 세트과 타측 분리막 세트의 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 10의 a)는 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)가 각각 양방향 밸브(281, 291)로 구현된 경우를 나타내며, 도 10의 b)는 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)가 각각 삼방향 밸브(282, 292)로 구현된 경우를 나타낸다.
도 10의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, A 분리막 세트에서 오존이 주입될 때 B 분리막 세트에서는 여과가 되는 방식이고, 일정 시간 후 역할을 교대하여 수행한다. 이때, 오존 가스를 이용하여 막 공극과 표면에 쌓인 유기오염물질을 제거함과 동시에 침지식 처리탱크(220) 내 원수의 유기물질도 동시에 제거할 수 있다.
이때, 지속적인 세척을 통해 세라믹 분리막의 투과성능이 높은 상태로 유지하면서 운전이 가능하여 동시간 운전대비 많은 생산수량을 확보할 수 있다.
구체적으로, A 구간에서, 좌측에서는 기포형 오염방지제를 주입하는 밸브를 열고 자흡식 펌프와 연결된 제1 개폐 밸브를 잠가 오염방지제를 주입하고 우측에서는 자흡식 펌프와 연결된 제2 개폐 밸브를 열고 오염방지제를 주입하는 제1 개폐 밸브를 닫아 침지식 처리탱크(220) 내의 물을 빨아들여 물을 여과하며, 예를 들면, 10분이 경화한 후 B로 진행한다.
또한, B 구간에서, 좌측에서는 펌프와 연결된 제1 개폐 밸브를 열고 우측에서는 오염방지제를 주입하는 제2 개폐 밸브를 열어 왼쪽에서는 여과수를 생산하고 우측에서는 오염방지제를 주입한다. 이러한 A와 B를 주기적으로 반복하여 사용한다.
한편, 도 11a는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 침지식 처리탱크 내의 동작을 예시하는 도면이고, 도 11b는 시간당 플럭스를 예시하는 도면이다.
전술한 도 6a 및 도 6b와 비교하면, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 일방향 수처리 장치이기 때문에, 도 6b에 도시된 바와 같이, 시간당 플럭스가 시간 경과에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 침지식 처리탱크는, 도 11a에 도시된 바와 같이, 양방향 수처리 장치이기 때문에, 도 11b에 도시된 바와 같이, 시간당 플럭스가 시간 경과에 따라 감소하지 않고 상승 및 하강하면서 유지되는 것을 알 수 있다.
한편, 도 12a는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치에서 오존과 공기역세척으로 발생하는 수투과도 회복을 비교하여 나타내는 도면이고, 도 12b는 공세, 오존역세, 계외세정의 분리막 회복률을 비교하여 나타내는 도면이다.
아직까지 오존을 사용한 분리막 역세척에 대한 연구는 거의 되어있지 않으며, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)를 적용하면, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 역세척을 통해 기존 공세 방식보다 더 많은 양의 오염물질을 제거 가능한 것으로 실험결과 나타났다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치(200)의 경우, 여과와 역세의 교차운전을 통해 세라믹 분리막을 깨끗하게 유지할 수 있어 기존 공정대비 보다 긴 여과수명을 확보할 수 있으며, 이는 분리막 교체, 생산수량 등의 경제성 측면에서 유리하다. 또한, 오존 역세척 방식을 통해 화학약품 사용량을 절감하고, 또한 시간대비 효율적인 세척이 가능하므로 더 많은 수량을 생산할 수 있다.
한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치를 구현한 설비를 예시하는 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치는, 도 13에 도시된 바와 같이 프레임 상에 탑재되는 평막형 세라믹 분리막과 오존 산화 실험 장치로 구현될 수 있다.
여기서, 도면부호 310은 프레임을 나타내고, 도면부호 320은 유량계 인디게이터를 나타내며, 도면부호 330은 진공계 인디게이터를 나타내고, 도면부호 310은 로타메타를 나타낸다. 또한, 도면부호 350은 유량계를 나타내며, 도면부호 360은 진공계를 나타내고, 도면부호 370은 솔레노이드 밸브를 각각 나타낸다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치의 경우, 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크 및 오존 산화반응 공정의 오존 처리탱크를 결합하여 일체화시킴으로써 수처리 공정을 단순화시킬 수 있고, 이러한 공정의 단순화에 따라 전력사용량을 절감시킬 수 있다.
또한, 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정을 결합하되 양방향 수처리가 가능하도록 결합시킴으로써 막여과 공정 효율을 증대시킬 수 있고, 실증화 단계에서 부지면적을 감소시킬 수 있고, 또한, 고도산화 세라믹 막여과 일체형 구조로서, 평막형 멤브레인을 이용한 오존 공급 및 수처리 공정 모두에 사용할 수 있다.
[세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법]
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법의 동작흐름도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법은, 먼저, 원수 탱크(210) 내의 원수를 침지식 처리 탱크(220)로 공급한다(S110). 여기서, 상기 침지식 처리탱크(220)는 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크와 오존 산화반응의 오존 처리탱크가 일체화된 처리탱크일 수 있다.
다음으로, 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)의 개폐에 대응하여 오존 발생기(230)에서 발생된 오존을 상기 침지식 처리 탱크(220)로 공급한다(S120). 이때, 기포형 오염방지제를 주입한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)는 각각 양방향 밸브 또는 삼방향 밸브일 수 있다.
다음으로, 상기 침지식 처리 탱크(220) 내의 제1 세라믹 분리막(224)을 이용한 오존 산화반응 공정 및 제2 세라믹 분리막(225)을 이용한 침지식 막여과 공정을 수행하여 처리수(또는 생산수)를 생성한다(S130).
구체적으로, 상기 침지식 처리탱크(220)는, 침지식 처리탱크 본체(221); 상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 일측에 결합되는 제1 패널(222); 상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 타측에 상기 제1 패널(222)에 대향되도록 결합되는 제2 패널(223); 소정 간격으로 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 상기 오존 발생기(230)로부터 주입되는 오존을 원수에 접촉시킬 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 측면에 결합되며, 미세기포를 발생시켜 유기물 및 오염물질을 분해시키는 제1 세라믹 분리막(224); 상기 제1 세라믹 분리막(224)과 교차 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 막여과 공정을 위해 상기 제2 패널(223)의 측면에 수직 방향으로 결합되며, 상기 제1 세라믹 분리막(224)과 일정 간격의 배치를 통하여 상기 원수를 막여과 처리하는 제2 세라믹 분리막(225); 상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측에 주입할 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 중앙부에 형성되고, 제1 막여과 공정에서 제1 세라믹 분리막(224)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입되는 제1 오존 주입 및 처리수 배출구(226); 상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에 주입할 수 있도록 상기 제2 패널(223)의 중앙부에 형성되며, 상기 제1 막여과 공정과 교번하여 수행되는 제2 막여과 공정에서 상기 제2 세라믹 분리막(225)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입되는 제2 오존 주입 및 처리수 배출구(227); 및 상기 원수 공급펌프(250)에 의해 공급되는 원수를 상기 침지식 처리탱크(220) 내에 공급할 수 있도록 상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 일측에 형성되는 원수 공급구(228)를 포함한다.
이때, 상기 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 동일한 재질의 세라믹 분리막을 사용할 수 있도록 하되, 서로 교차 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 수직 방향으로 교차 배치되거나 또는 수평 방향으로 교차 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 패널(222), 제2 패널(223), 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 일체화된 카세트 형태로 제작되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 처리수를 저장하는 처리수 탱크(240)가 상기 침지식 처리 탱크(220)로 역세수를 공급하여 상기 제2 세라믹 분리막(225)을 세정한다(S140).
다음으로, 설정 시간에 따라 오존 공급과 처리수 배출을 위해 상기 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)를 절환시킨다(S150).
다음으로, 상기 침지식 처리 탱크(220) 내의 상기 제2 세라믹 분리막(225)을 이용한 오존 산화반응 공정 및 상기 제1 세라믹 분리막(224)을 이용한 침지식 막여과 공정을 수행하여 처리수(또는 생산수)를 생성한다(S160).
다음으로, 상기 처리수를 저장하는 처리수 탱크(240)가 상기 침지식 처리 탱크(220)로 역세수를 공급하여 상기 제1 세라믹 분리막(224)을 세정한다(S170). 후속적으로, 전술한 단계를 반복하여 수행한다.
이에 따라, 상기 침지식 처리탱크(220) 내에서 오존이 상기 제1 세라믹 분리막(224) 또는 제2 세라믹 분리막(225)의 공극을 통해 미세기포 형태로 원수와 접촉하고, 상기 미세기포가 오존과 원수의 접촉면적을 최대화하며, 상기 교차 배치된 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에서 발생된 오존이 유기물 및 오염물질을 분해하고, 역세시 상기 역세수에 의해 상기 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에 부착되는 오염물질을 세정할 수 있다.
한편, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법을 양방향 밸브를 통해 수행하는 것을 예시하는 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법에서, A 구간의 경우, 좌측에서는 기포형 오염방지제를 주입하는 양방향 밸브를 열고, 자흡식 펌프와 연결된 양방향 밸브를 잠가 상기 기포형 오염방지제를 주입하고, 우측에서는 자흡식 펌프와 연결된 양방향 밸브를 열고 오염방지제를 주입하는 밸브를 닫아 침지식 처리탱크 내의 물을 빨아들여 물을 여과한다. 이후, 10분이 경과된 후 B로 진행한다.
또한, B 구간의 경우, 좌측에서는 펌프와 연결된 양방향 밸브를 열고, 우측에서는 오염방지제를 주입하는 양방향 밸브를 열어 좌측에서는 여과수를 생산하고 우측에서는 기포형 오염방지제를 주입한다. 이러한 A와 B를 주기적으로 반복하여 사용한다.
한편, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법을 삼방향 밸브를 통해 수행하는 것을 예시하는 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법에서, A 구간의 경우, 좌측에서는 기포형 오염방지제를 주입하는 삼방향 밸브 쪽을 열어 오염방지제를 주입하고, 우측에서는 자흡식 펌프와 연결된 삼방향 밸브를 열어 침지식 처리탱크 내의 물을 빨아들여 물을 여과한다. 예를 들면, 10분이 경과된 후 B로 진행한다.
또한, B 구간의 경우, 좌측에서는 펌프와 연결된 삼방향 밸브를 열고 우측에서는 오염방지제를 주입하는 삼방향 밸브를 열어, 좌측에서는 여과수를 생산하고 우측에서는 오염방지제를 주입한다. 이러한 A와 B를 주기적으로 반복하여 사용한다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 처리하고자 하는 수처리 장치의 목적 및 처리 능력에 따라 다양하게 활용할 수 있다. 예를 들면, 생산수(또는 처리수) 수질에 따라 다양하게 사용할 수 있으며, 집단주거단지 내 잡배수(gray water)를 원수로 적용할 경우, 생산수 또는 처리수를 단지 내 청소용수 또는 조경용수로 사용할 수 있으며, 또한, 미세먼지 저감을 위한 전용 용수로도 사용할 수 있다. 또한, 막여과 공정 효율 증대 및 실증화 단계 부지면적을 감소시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200: 일체형 양방향 수처리 장치
210: 원수탱크 220: 침지식 처리탱크
230: 오존 발생기 240: 처리수 탱크
250: 원수 공급펌프 260: 자흡식 펌프
270: 역세 펌프 280: 제1 개폐 밸브
290: 제2 개폐 밸브
221: 침지식 처리탱크 본체
222: 제1 패널 223: 제2 패널
224: 제1 세라믹 분리막 225: 제2 세라믹 분리막
226: 제1 오존 주입 및 처리수 배출구
227: 제2 오존 주입 및 처리수 배출구
228: 원수 공급구 231: 오존 공급관
241: 처리수 공급구 242: 역세수 공급구
271: 제1 역세수 공급관 272: 제2 역세수 공급관
281, 291: 양방향 밸브 282, 292: 삼방향 밸브

Claims (19)

  1. 하수 또는 오폐수를 포함하는 원수가 저장되는 원수탱크(210);
    교차 배치되는 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)을 포함하며, 상기 원수탱크(210)로부터 원수를 공급받아 상기 제1 세라믹 분리막(224)을 이용한 오존 산화반응 공정과 상기 제2 세라믹 분리막(225)을 이용한 침지식 막여과 공정이 함께 이루어지는 침지식 처리탱크(220);
    상기 침지식 처리탱크(220)의 일측 또는 타측에 오존을 발생시켜 공급하는 오존 발생기(230);
    상기 침지식 처리탱크(220)에 의해 처리된 처리수가 저장되며, 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수(Back-washing water)를 공급하는 처리수 탱크(240);
    상기 오존 발생기(230) 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측 사이에 설치되어 상기 오존 발생기(230)의 오존의 공급 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측에서 처리된 처리수의 공급을 제어하도록 개폐되는 제1 개폐 밸브(280); 및
    상기 오존 발생기(230) 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측 사이에 설치되어 상기 오존 발생기(230)의 오존의 공급 및 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에서 처리된 처리수의 공급을 제어하도록 개폐되는 제2 개폐 밸브(290)를 포함하되,
    상기 침지식 처리탱크(220)는 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크와 오존 산화반응의 오존 처리탱크가 일체화된 처리탱크인 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 침지식 처리탱크(220) 내에서 오존이 상기 제1 세라믹 분리막(224) 또는 제2 세라믹 분리막(225)의 공극을 통해 미세기포 형태로 원수와 접촉하고, 상기 미세기포가 오존과 원수의 접촉면적을 최대화하며, 상기 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에서 발생된 오존이 유기물 및 오염물질을 분해하고, 역세시 상기 역세수에 의해 상기 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에 부착되는 오염물질을 세정하는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원수탱크(210)에 저장된 원수를 상기 침지식 처리탱크(220)에 공급하는 원수 공급펌프(250);
    상기 침지식 처리탱크(220)의 일측 또는 타측에서 처리된 처리수를 자흡식(Self Priming)으로 상기 처리수 탱크(240)에 공급하는 자흡식 펌프(260); 및
    상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위한 역세수로서 상기 처리수 탱크(240)에 저장된 처리수를 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측 또는 타측에 공급하는 역세 펌프(270)를 추가로 포함하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 침지식 처리탱크(220) 내에 기포형 오염 방지제가 주입되는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 침지식 처리탱크(220)는,
    침지식 처리탱크 본체(221);
    상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 일측에 결합되는 제1 패널(222);
    상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 타측에 상기 제1 패널(222)에 대향되도록 결합되는 제2 패널(223);
    소정 간격으로 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 상기 오존 발생기(230)로부터 주입되는 오존을 원수에 접촉시킬 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 측면에 결합되며, 미세기포를 발생시켜 유기물 및 오염물질을 분해시키는 제1 세라믹 분리막(224); 및
    상기 제1 세라믹 분리막(224)과 교차 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 막여과 공정을 위해 상기 제2 패널(223)의 측면에 수직 방향으로 결합되며, 상기 제1 세라믹 분리막(224)과 일정 간격의 배치를 통하여 상기 원수를 막여과 처리하는 제2 세라믹 분리막(225)을 포함하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 수직 방향으로 교차 배치되거나 또는 수평 방향으로 교차 배치되는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 침지식 처리탱크(220)는,
    상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측에 주입할 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 중앙부에 형성되고, 제1 막여과 공정에서 제1세라믹 분리막(224)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입되는 제1 오존 주입 및 처리수 배출구(226);
    상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에 주입할 수 있도록 상기 제2 패널(223)의 중앙부에 형성되며, 상기 제1 막여과 공정과 교번하여 수행되는 제2 막여과 공정에서 상기 제2 세라믹 분리막(225)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입되는 제2 오존 주입 및 처리수 배출구(227); 및
    원수 공급펌프(250)에 의해 공급되는 원수를 상기 침지식 처리탱크(220) 내에 공급할 수 있도록 상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 일측에 형성되는 원수 공급구(228)를 추가로 포함하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 패널(222), 제2 패널(223), 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 일체화된 카세트 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)는 각각 양방향 밸브(Twoway Valve) 또는 삼방향 밸브(Threeway valve)인 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 장치.
  11. a) 원수 탱크(210) 내의 원수를 침지식 처리 탱크(220)로 공급하는 단계;
    b) 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)의 개폐에 대응하여 오존 발생기(230)에서 발생된 오존을 상기 침지식 처리 탱크(220)로 공급하는 단계;
    c) 상기 침지식 처리 탱크(220) 내의 제1 세라믹 분리막(224)을 이용한 오존 산화반응 공정 및 제2 세라믹 분리막(225)을 이용한 침지식 막여과 공정을 수행하여 처리수(또는 생산수)를 생성하는 단계;
    d) 상기 처리수를 저장하는 처리수 탱크(240)가 상기 침지식 처리 탱크(220)로 역세수를 공급하여 상기 제2 세라믹 분리막(225)을 세정하는 단계;
    e) 설정 시간에 따라 오존 공급과 처리수 배출을 위해 상기 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)를 절환시키는 단계;
    f) 상기 침지식 처리 탱크(220) 내의 상기 제2 세라믹 분리막(225)을 이용한 오존 산화반응 공정 및 상기 제1 세라믹 분리막(224)을 이용한 침지식 막여과 공정을 수행하여 처리수(또는 생산수)를 생성하는 단계; 및
    g) 상기 처리수를 저장하는 처리수 탱크(240)가 상기 침지식 처리 탱크(220)로 역세수를 공급하여 상기 제1 세라믹 분리막(224)을 세정하는 단계를 포함하되,
    상기 침지식 처리탱크(220)는 세라믹 분리막을 이용한 침지식 막여과 공정의 침지식 처리탱크와 오존 산화반응의 오존 처리탱크가 일체화된 처리탱크인 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 침지식 처리탱크(220) 내에서 오존이 상기 제1 세라믹 분리막(224) 또는 제2 세라믹 분리막(225)의 공극을 통해 미세기포 형태로 원수와 접촉하고, 상기 미세기포가 오존과 원수의 접촉면적을 최대화하며, 상기 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에서 발생된 오존이 유기물 및 오염물질을 분해하고, 역세시 상기 역세수에 의해 상기 제1 또는 제2 세라믹 분리막(224, 225)에 부착되는 오염물질을 세정하는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 b) 단계에서 기포형 오염방지제를 주입하는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 침지식 처리탱크(220)는,
    침지식 처리탱크 본체(221);
    상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 일측에 결합되는 제1 패널(222);
    상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 타측에 상기 제1 패널(222)에 대향되도록 결합되는 제2 패널(223);
    소정 간격으로 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 상기 오존 발생기(230)로부터 주입되는 오존을 원수에 접촉시킬 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 측면에 결합되며, 미세기포를 발생시켜 유기물 및 오염물질을 분해시키는 제1 세라믹 분리막(224); 및
    상기 제1 세라믹 분리막(224)과 교차 배치되는 다수의 세라믹 분리막으로서, 막여과 공정을 위해 상기 제2 패널(223)의 측면에 수직 방향으로 결합되며, 상기 제1 세라믹 분리막(224)과 일정 간격의 배치를 통하여 상기 원수를 막여과 처리하는 제2 세라믹 분리막(225)을 포함하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 수직 방향으로 교차 배치되거나 또는 수평 방향으로 교차 배치되는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
  17. 제14항에 있어서, 상기 침지식 처리탱크(220)는,
    상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 일측에 주입할 수 있도록 상기 제1 패널(222)의 중앙부에 형성되고, 제1 막여과 공정에서 제1 세라믹 분리막(224)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입되는 제1 오존 주입 및 처리수 배출구(226);
    상기 오존 발생기(230)에 의해 생성된 오존을 상기 침지식 처리탱크(220)의 타측에 주입할 수 있도록 상기 제2 패널(223)의 중앙부에 형성되며, 상기 제1 막여과 공정과 교번하여 수행되는 제2 막여과 공정에서 상기 제2 세라믹 분리막(225)에 의해 처리된 처리수를 배출하며, 세정 공정에서 상기 침지식 처리탱크(220)의 세정을 위해 역세수가 유입되는 제2 오존 주입 및 처리수 배출구(227); 및
    원수 공급펌프(250)에 의해 공급되는 원수를 상기 침지식 처리탱크(220) 내에 공급할 수 있도록 상기 침지식 처리탱크 본체(221)의 일측에 형성되는 원수 공급구(228)를 추가로 포함하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 패널(222), 제2 패널(223), 제1 세라믹 분리막(224) 및 제2 세라믹 분리막(225)은 일체화된 카세트 형태로 제작되는 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
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    상기 제1 및 제2 개폐 밸브(280, 290)는 각각 양방향 밸브 또는 삼방향 밸브인 것을 특징으로 하는 세라믹 분리막의 막여과 공정과 오존 산화반응 공정이 결합된 일체형 양방향 수처리 방법.
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