KR102522959B1 - Water Treatment System Using Selective Heat Storage Method and Sequencing Batch Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축열조에 열을 축적하기 위한 열원을 선택적으로 교체하는 방식을 통해 연속 회분식 반응조로 유입되는 농축수에 대한 가열을 수행함에 따라 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 수처리시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment system, and more particularly, by selectively replacing a heat source for accumulating heat in a heat storage tank, it is possible to improve energy efficiency by heating concentrated water flowing into a continuous batch type reactor. It is about a water treatment system.
일반적으로 하수의 처리 방법을 선택하는 과정에서는, 유입하수량과 수질, 처리수의 목표수질, 연계 및 장내 반류수 처리계획, 처리장의 입지조건, 방류 수역의 현재 및 장래 이용상황, 건설비 및 유지관리비 등 경제성, 유지관리의 용이성, 법규 등에 의한 규제, 처리수의 재이용계획 등과 같은 요소들을 고려하게 된다.In general, in the process of selecting a sewage treatment method, inflow sewage volume and water quality, target water quality of treated water, linkage and return water treatment plan, location conditions of treatment plant, current and future use of discharged water, construction cost and maintenance cost, etc. Factors such as economic feasibility, ease of maintenance, regulations by laws and regulations, and plans to reuse treated water are considered.
그리고 최근에는 다양한 수처리 공법 중 대표적인 고도처리공법으로서, 연속 회분식 반응조(Sequencing Batch Reactor, SBR)를 활용한 수처리 방식이 널리 사용되고 있다.Recently, as a representative advanced treatment method among various water treatment methods, a water treatment method using a sequencing batch reactor (SBR) is widely used.
연속 회분식 반응조를 활용한 수처리 방식은 단일의 반응조에서 유입-반응-침전-배출-휴지 공정을 연속적으로 수행하게 되며, 무산소, 혐기, 호기 조건을 부여하여 하수를 생물학적으로 처리함에 따라 하수에 포함된 유기물, 질소 및 인을 제거하는 공법이다.The water treatment method using a continuous batch reactor continuously performs the inflow-reaction-precipitation-discharge-stop process in a single reactor, and biologically treats the sewage by applying anoxic, anaerobic, and aerobic conditions to It is a method to remove organic matter, nitrogen and phosphorus.
이와 같은 연속 회분식 반응조를 활용한 수처리 방식은 다른 수처리 공법들과는 달리 단일 반응조에서 모든 공정을 수행하기 때문에 침전설비, 반송설비가 불필요하며, 수리학적 과부하에서도 MLSS(Mixed Liquor Suspended Solid)의 누출이 없다는 장점이 있다.Unlike other water treatment methods, the water treatment method using such a continuous batch reaction tank does not require sedimentation equipment and conveyance equipment because all processes are performed in a single reactor, and there is no leakage of MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) even in hydraulic overload. there is
다만, 연속 회분식 반응조를 활용한 수처리 방식은 겨울철 등과 같이 기온이 낮은 시기에 방류수 수처리를 위한 미생물 환경 조성을 위해 유입수를 가열하는 과정이 필요하다.However, the water treatment method using a continuous batch reactor requires a process of heating influent water to create a microbial environment for effluent water treatment in low temperature periods such as in winter.
이에 따라 종래에는 화석연료 등을 사용하여 열에너지를 얻는 보일러와 같은 난방기구를 활용하여 유입수를 가열하는 과정을 거치고 있으나, 이와 같은 방식은 연료비의 증가로 인해 전체 시스템 운용 비용이 증가하게 되며, 다양한 오염물질이 추가적으로 발생하기 때문에 친환경적이지 못하다는 문제가 있었다.Accordingly, conventionally, inflow water is heated using a heating device such as a boiler that obtains thermal energy using fossil fuels, etc., but this method increases the cost of operating the entire system due to an increase in fuel costs, and various pollutants There was a problem that it was not environmentally friendly because the material was additionally generated.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving these problems is required.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 연속 회분식 반응조에 의해 처리된 처리수에 잔류하는 열에너지를 활용할 수 있도록 하여 전체 시스템 운용 비용을 절감하고, 친환경적인 운영이 가능한 수처리시스템을 제공하기 위한 목적을 가진다.The present invention is an invention made to solve the above-mentioned problems of the prior art, so that the thermal energy remaining in the treated water treated by the continuous batch reactor can be utilized, thereby reducing the overall system operating cost and enabling eco-friendly operation. Water treatment It has a purpose to provide a system.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템은, 역삼투막(RO) 수처리 공정에서 발생한 농축수가 유입되어 저장되는 농축수 저장조, 상기 농축수 저장조에 저장된 농축수를 전달받아, 미생물 활성을 통해 농축수에 포함된 질소 및 인을 제거하는 연속회분식 반응조, 상기 연속회분식 반응조에서 처리된 처리수를 전달받아 저장 및 방류하는 방류탱크, 열에너지를 축적하도록 구비되는 축열조, 상기 방류탱크에 저장된 처리수의 열을 열원으로 회수하여 상기 축열조에 전달하는 히트펌프, 소정의 연료를 통해 열을 발생시켜 상기 축열조에 전달하는 보일러 및 상기 축열조에 축적된 열을 상기 농축수 저장조에서 상기 연속회분식 반응조 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열하는 열교환기를 포함하며, 상기 축열조는 상기 히트펌프 또는 상기 보일러 중 어느 하나에서 발생한 열에너지를 선택적으로 전환하여 축적하도록 형성된다.A water treatment system using a selective heat storage method and a continuous batch reactor of the present invention for achieving the above object is a concentrated water storage tank in which concentrated water generated in a reverse osmosis membrane (RO) water treatment process is introduced and stored, and concentrated water stored in the concentrated water storage tank. A continuous batch reactor for receiving and removing nitrogen and phosphorus contained in concentrated water through microbial activity, a discharge tank for receiving, storing and discharging the treated water treated in the continuous batch reactor, a heat storage tank provided to accumulate thermal energy, the above A heat pump that recovers heat from the treated water stored in the discharge tank as a heat source and transfers it to the heat storage tank, a boiler that generates heat through a predetermined fuel and transfers it to the heat storage tank, and transfers the heat accumulated in the heat storage tank to the concentrated water storage tank. A heat exchanger is provided to heat the concentrated water flowing toward the continuous batch reactor, and the heat storage tank is configured to selectively convert and store thermal energy generated from either the heat pump or the boiler.
그리고 본 발명은 상기 방류탱크에 저장된 처리수가 순환되는 처리수 순환배관을 더 포함할 수 있다.And the present invention may further include a treated water circulation pipe through which the treated water stored in the discharge tank is circulated.
더불어 본 발명은 상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되는 제1작동유체 순환배관, 상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 상기 제1작동유체 순환배관과는 다른 경로를 형성하는 제2작동유체 순환배관 및 상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 상기 제1작동유체 순환배관 및 상기 제2작동유체 순환배관과는 다른 경로를 형성하는 제3작동유체 순환배관을 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a first working fluid circulation pipe through which a predetermined working fluid is circulated via the heat storage tank, and a predetermined working fluid is circulated via the heat storage tank, forming a path different from that of the first working fluid circulation pipe. A third working fluid circulation pipe forming a path different from the first working fluid circulation pipe and the second working fluid circulation pipe, wherein a predetermined working fluid is circulated via the second working fluid circulation pipe and the heat storage tank, is further provided. can include
이때 상기 히트펌프는, 상기 처리수 순환배관을 순환하는 처리수의 열을 열원으로 회수하여 상기 제1작동유체 순환배관을 순환하는 작동유체에 전달할 수 있다.In this case, the heat pump may recover heat of the treated water circulating through the treated water circulation pipe as a heat source and transfer the heat to the working fluid circulating through the first working fluid circulation pipe.
그리고 상기 열교환기는, 상기 제2작동유체 순환배관을 순환하는 작동유체의 열을 상기 농축수 저장조에서 상기 연속회분식 반응조 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열할 수 있다.The heat exchanger may transfer heat of the working fluid circulating through the second working fluid circulation pipe to the concentrated water flowing from the concentrated water storage tank toward the continuous batch reaction tank for heating.
또한 상기 보일러는, 연료를 연소시키는 과정에서 발생한 열을 상기 제3작동유체 순환배관을 순환하는 작동유체에 전달할 수 있다.In addition, the boiler may transfer heat generated in the process of burning fuel to the working fluid circulating through the third working fluid circulation pipe.
또한 상기 축열조는 축적된 열에너지를 별도의 외부 설비에 선택적으로 공급하도록 형성될 수 있다.In addition, the heat storage tank may be formed to selectively supply accumulated thermal energy to a separate external facility.
한편 본 발명은 상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 상기 제1작동유체 순환배관, 상기 제2작동유체 순환배관 및 상기 제3작동유체 순환배관과는 다른 경로를 형성하여 별도의 외부 설비에 열에너지를 공급하는 제4작동유체 순환배관을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention circulates a predetermined working fluid via the heat storage tank, but forms a path different from the first working fluid circulation pipe, the second working fluid circulation pipe, and the third working fluid circulation pipe, thereby providing a separate external A fourth working fluid circulation pipe for supplying heat energy to the facility may be further included.
포함할 수 있다.can include
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템은, 연속 회분식 반응조에 의해 처리된 처리수에 잔류하는 열에너지 또는 보일러에 의해 발생한 열에너지 중 어느 하나를 선택하여 축열조에 저장하고, 열교환기를 통해 축열조에 축된 열을 농축수 저장조에서 상기 연속회분식 반응조 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열할 수 있으므로, 별도로 사용되는 연료비를 최소화하고 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.In order to solve the above problems, the water treatment system using the selective heat storage method and the continuous batch reactor of the present invention selects any one of the thermal energy remaining in the treated water treated by the continuous batch reactor or the thermal energy generated by the boiler to supply the heat storage tank. Since the heat stored in the heat storage tank is stored and heated by transferring the heat accumulated in the heat storage tank through the heat exchanger to the concentrated water flowing from the concentrated water storage tank to the continuous batch reaction tank, it has the advantage of minimizing the separately used fuel cost and greatly improving energy efficiency. .
또한 본 발명은 저부하 기간에는 히트펌프를 구동시켜 수처리 과정에서 화석연료의 사용을 최소화할 수 있도록 함에 따라 오염물질의 배출을 최소화할 수 있어 친환경적이라는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being eco-friendly because it can minimize the emission of pollutants by driving the heat pump during the low load period to minimize the use of fossil fuel in the water treatment process.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing a water treatment system according to a first embodiment of the present invention;
2 schematically shows a water treatment system according to a second embodiment of the present invention;
3 schematically shows a water treatment system according to a third embodiment of the present invention;
4 is a diagram schematically showing a water treatment system according to a fourth embodiment of the present invention; and
5 is a diagram schematically showing a water treatment system according to a fifth embodiment of the present invention.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.In this specification, when an element (or region, layer, section, etc.) is referred to as being “on,” “connected to,” or “coupled to” another element, it is directly placed/placed on the other element. It means that they can be connected/combined or a third component may be placed between them.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.Like reference numerals designate like components. Also, in the drawings, the thickness, ratio, and dimensions of components are exaggerated for effective description of technical content.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.“And/or” includes any combination of one or more that the associated elements may define.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.In addition, terms such as "below", "lower side", "above", and "upper side" are used to describe the relationship between components shown in the drawings. The above terms are relative concepts and will be described based on the directions shown in the drawings.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.Unless defined otherwise, all terms (including technical terms and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In addition, terms such as terms defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and are not explicitly defined herein unless interpreted in an ideal or overly formal sense. do.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Terms such as "include" or "have" are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but that one or more other features, numbers, or steps are present. However, it should be understood that it does not preclude the possibility of existence or addition of operations, components, parts, or combinations thereof.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing a water treatment system according to a first embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템은 농축수 저장조(10), 연속회분식 저장조(20), 방류탱크(30), 축열조(50), 히트펌프(40), 보일러(70) 및 열교환기(60)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the water treatment system according to the first embodiment of the present invention includes a concentrated
농축수 저장조(10)에는 본 발명의 연속 회분식 반응조(20, Sequencing Batch Reactor, SBR)를 이용한 수처리 공정보다 선행되어 수행되는 역삼투막(Reverse osmosis, RO) 수처리 공정에서 발생한 농축폐수(이하 농축수)가 유입되어 저장된다.In the concentrated
그리고 연속회분식 저장조(20)는 제1유동배관(15)을 통해 농축수 저장조(10)에 저장된 농축수를 전달받아, 미생물 활성을 통해 농축수에 포함된 질소 및 인을 제거하는 구성이다. 이와 같은 연속회분식 저장조(20)를 통해 이루어지는 수처리 과정은 당업자에게 자명한 사항이므로, 자세한 처리 과정에 대한 설명은 생략하도록 한다.And the continuous
방류탱크(30)는 제2유동배관(25)을 통해 연속회분식 반응조(20)에서 처리된 처리수를 전달받아 저장 및 방류하는 구성으로서, 본 실시예의 방류탱크(30)는 처리수를 최대 약 6시간 정도 저장이 가능한 것으로 예시하였다.The
그리고 방류탱크(30)는 바로 이전의 연속회분식 저장조(20)에서 후속 처리된 처리수가 유입되기 전까지 현재의 처리수를 방류 완료하도록 운용될 수 있다.Further, the
축열조(50)는 열에너지를 축적하도록 구비되며, 축열조(50)에 축적된 열에너지는 이후 축열조에 축적된 열을 농축수 저장조(10)에서 연속회분식 반응조(20) 측으로 유동되는 농축수 측으로 전달될 수 있다.The
히트펌프(40)는 방류탱크에 저장된 처리수의 열을 열원으로 회수하여 축열조(50)에 전달하는 구성이다. 즉 본 실시예는 연속회분식 저장조(20) 내에서 온도가 상승한 후 방류탱크(30)를 통해 방류됨에 따라 버려지는 처리수의 열에너지를 히트펌프(40)가 열원으로 회수하여 축열조(50)에 축적되도록 한다.The
이와 같은 히트펌프(40)의 구조 및 동작 메커니즘 역시 당업자에게 자명한 사항이므로, 히트펌프(40)에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.Since the structure and operating mechanism of the
보일러(70)는 소정의 연료를 연소시키는 과정을 통해 열을 발생시켜 축열조(50)에 전달하는 구성이다.The
즉 보일러(70)는 히트펌프(40)와 상호 보완적으로 동작 가능하게 구비되는 것으로서, 축열조(50)는 히트펌프(40) 또는 보일러(70) 중 어느 하나에서 발생한 열에너지를 선택적으로 전환하여 축적하도록 형성된다.That is, the
이에 따라 본 실시예의 축열조(50)는 전기료가 저렴한 저부하 기간 또는 연료비가 비싼 기간에는 히트펌프(40)를 활용하여 처리수의 열에너지를 축적하고, 이외의 경우에는 보일러(70)를 활용하여 연료를 연소시키는 과정에서 발생하는 열에너지를 축적하여 전체적인 운용 비용을 최소화할 수 있다.Accordingly, the
한편 보일러(70)에서 사용되는 연료로는 LNG, 등유 등을 비롯한 다양한 화석연료 또는 비화석연료가 제한없이 적용될 수 있다.Meanwhile, as the fuel used in the
열교환기(60)는 축열조(50)에 축적된 열을 농축수 저장조(10)에서 연속회분식 반응조(20) 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열하는 역할을 수행한다.The
그리고 이상과 같은 수처리 과정을 위해, 본 실시예는 처리수 순환배관(100), 제1작동유체 순환배관(210), 제2작동유체 순환배관(220) 및 제3작동유체 순환배관(230)을 더 포함한다.And for the above water treatment process, the present embodiment includes the treated
처리수 순환배관(100)은 방류탱크(30)에 저장된 처리수가 히트펌프(40)를 경유하는 경로를 따라 순환되도록 마련된다.The treated
또한 제1작동유체 순환배관(210)은 축열조(50)와 히트펌프(40)를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되는 경로를 형성한다.In addition, the first working
그리고 제2작동유체 순환배관(210)은 축열조(50)와 열교환기(60)를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되도록 제1작동유체 순환배관(210)과는 다른 경로를 형성한다.The second working
더불어 제3작동유체 순환배관(230)은 축열조(50)를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 제1작동유체 순환배관(210) 및 제2작동유체 순환배관(220)과는 다른 경로를 형성한다.In addition, the third working
이에 따라 본 실시예에서 히트펌프(40)는, 처리수 순환배관(100)을 순환하는 처리수의 열을 열원으로 회수하여 제1작동유체 순환배관(2100)을 순환하는 작동유체에 전달하게 되고, 그 결과로 축열조(50)에 열이 축적된다.Accordingly, in the present embodiment, the
그리고 보일러(70)는 연료를 연소시키는 과정에서 발생한 열을 제3작동유체 순환배관을 순환하는 작동유체에 전달하게 되고, 그 결과로 축열조(50)에 열이 축적된다.The
이와 같은 히트펌프(40)와 보일러(70)는 상호 보완적으로 작동될 수 있으며, 경우에 따라서는 동시에 운용될 수도 있다.The
이후 열교환기(60)는, 제2작동유체 순환배관(220)을 순환하는 작동유체의 열을 제1유동배관(15)을 통해 농축수 저장조에서 연속회분식 반응조 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열하게 된다.Thereafter, the
즉 본 실시예의 경우 방류탱크(30)로 유입된 처리수의 잔열이 히트펌프(40)를 통해 축열조(50)로 전달되거나, 또는 보일러(70)에서 연료의 연소에 의해 발생한 열이 축열조(50)로 전달된 후, 열교환기(60)를 통해 농축수 저장조(10)에서 연속회분식 반응조(20) 측으로 유동되는 농축수에 전달되도록 할 수 있으며, 이에 따라 별도로 사용되는 연료비를 최소화하고 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다.That is, in the case of the present embodiment, the residual heat of the treated water introduced into the
더불어 본 발명은 저부하 기간에는 히트펌프(40)를 구동시켜 수처리 과정에서 화석연료의 사용을 최소화할 수 있도록 함에 따라 오염물질의 배출을 최소화할 수 있어 친환경적이라는 장점도 함께 가진다.In addition, the present invention has the advantage of being eco-friendly because it can minimize the emission of pollutants by driving the
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다. 이때 이하 설명될 각 실시예에 있어서, 전술한 제1실시예와 동일하게 구비되는 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. At this time, in each embodiment to be described below, redundant description of components provided identically to those of the first embodiment described above will be omitted.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a schematic diagram of a water treatment system according to a second embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 본 발명의 제2실시예는, 전술한 제1실시예와 마찬가지로 농축수 저장조(10), 연속회분식 저장조(20), 방류탱크(30), 축열조(50), 히트펌프(40) 및 열교환기(60)를 포함하며, 더불어 처리수 순환배관(100), 제1작동유체 순환배관(210), 제2작동유체 순환배관(220) 및 제3작동유체 순환배관(230)을 포함한다.The second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, like the first embodiment described above, includes a concentrated
다만 본 실시예에서 축열조(50)는 축적된 열에너지를 별도의 외부 설비(80)에 선택적으로 공급하도록 형성된다는 특징을 가진다.However, in this embodiment, the
즉 축열조(50)는 열교환기(60)를 통해 제2작동유체 순환배관(220)을 순환하는 작동유체의 열을 제1유동배관(15)을 통해 농축수 저장조에서 연속회분식 반응조 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열하는 한편, 기 설정된 알고리즘에 따라 축적된 열에너지를 별도의 외부 설비(80)에 공급하는 방식을 가질 수 있다.That is, in the
이때 외부 설비(80)는 시스템 내에 구비되는 특성 설비에 적용되는 난방기구일 수도 있으며, 또는 온수를 공급하는 온수 공급수단일 수도 있다. 이와 같은 외부 설비(80)의 종류는 본 실시예에서 제시된 것만으로 제한되지 않음은 물론이다.At this time, the
또한 본 실시예는 이를 위해 축열조(50) 용량을 증설하여 단일 수처리 과정이 아닌 복수 회에 걸친 수처리 과정에 걸쳐 열에너지를 축적하도록 함에 따라 난방 능력을 확보하도록 할 수 있다.In addition, the present embodiment can secure heating capacity by increasing the capacity of the
그리고 본 실시예는 축열조(50)를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 제1작동유체 순환배관(210), 제2작동유체 순환배관(220) 및 제3작동유체 순환배관(230)과는 다른 경로를 형성하여 별도의 외부 설비(80)에 열에너지를 공급하는 제4작동유체 순환배관(240)을 더 포함할 수 있다.And, in this embodiment, a predetermined working fluid is circulated via the
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.3 is a schematic diagram of a water treatment system according to a third embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 본 발명의 제3실시예는, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 마찬가지로 농축수 저장조(10), 연속회분식 저장조(20), 방류탱크(30), 축열조(50), 히트펌프(40) 및 열교환기(60)를 포함하며, 더불어 제1작동유체 순환배관(210), 제2작동유체 순환배관(220) 및 제3작동유체 순환배관(230)을 포함한다.The third embodiment of the present invention shown in Figure 3, like the first and second embodiments described above, the concentrated
다만, 본 실시예의 경우 제1실시예 및 제2실시예에 구비되어 있던 처리수 순환배관(100)이 생략된 형태를 가지며, 제2유동배관(25)이 직접 히트펌프(40)를 경유하도록 형성됨에 따라 처리수 순환배관(100)의 역할을 대체한다는 특징을 가진다.However, in this embodiment, the treated
즉 연속회분식 저장조(20)에서 처리된 처리수가 방류탱크(30)로 유입된 이후 처리수 순환배관(100)을 통해 순환되며 히트펌프(40)를 경유하던 다른 실시예와 달리, 본 실시예는 연속회분식 저장조(20)에서 처리된 처리수가 방류탱크(30)로 유입되기 전에 직접 히트펌프(40)를 경유하도록 함에 따라 열 효율을 보다 향상시킬 수 있다.That is, unlike other embodiments in which the treated water treated in the continuous
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a diagram schematically showing a water treatment system according to a fourth embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 본 발명의 제4실시예는, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 마찬가지로 농축수 저장조(10), 연속회분식 저장조(20), 방류탱크(30), 축열조(50), 히트펌프(40) 및 열교환기(60)를 포함하며, 더불어 처리수 순환배관(100), 제1작동유체 순환배관(210), 제2작동유체 순환배관(220) 및 제3작동유체 순환배관(230)을 포함한다.The fourth embodiment of the present invention shown in Figure 4, like the first and second embodiments described above, the concentrated
다만, 본 실시예의 경우 방류탱크(30)는 처리수 유입공간(31)과 처리수 방류대기공간(32)을 포함하여 두 개의 공간이 서로 구획된 형태로 형성된다는 특징을 가진다.However, in the case of the present embodiment, the
특히 본 실시예에서 처리수 순환배관(100)은 연속회분식 저장조(20)에서 처리된 후 처리수 유입공간(31)으로 유입된 처리수를 순환시켜 히트펌프(40)를 경유하도록 하며, 히트펌프(40)를 경유하여 열교환이 이루어진 이후의 처리수를 처리수 방류대기공간(32) 측으로 유입시킨다.In particular, in this embodiment, the treated
즉 본 실시예는 연속회분식 저장조(20)에서 처리된 후 처리수 유입공간(31)으로 유입된 처리수와, 처리수 순환배관(100)을 통해 열교환이 이루어진 처리수가 서로 혼입되지 않도록 할 수 있으며, 이에 따라 열 효율을 보다 향상시킬 수 있다.That is, the present embodiment can prevent the treated water introduced into the treated
다만, 도시되지는 않았으나 방류탱크(30)는 처리수 유입공간(31)과 처리수 방류대기공간(32)을 서로 선택적으로 연통시킬 수 있도록 개폐가 가능한 개폐도어를 더 포함할 수 있다.However, although not shown, the
이에 따라 처리수 방류대기공간(32)으로 유입된 처리수의 온도가 방류기준온도보다 높은 경우에는 개폐도어를 개방하여 처리수 방류대기공간(32)의 처리수가 처리수 유입공간(31)으로 유입되도록 함에 따라 재순환이 이루어지도록 하여 열 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Accordingly, when the temperature of the treated water introduced into the treated water
더불어 방류탱크(30)는 개폐도어를 개방한 상태에서 처리수 유입공간(31)의 처리수가 처리수 방류대기공간(32)으로 역류하지 않도록 하는 역류방지밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram schematically showing a water treatment system according to a fifth embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 본 발명의 제5실시예는, 전술한 제4실시예와 동일하게 농축수 저장조(10), 연속회분식 저장조(20), 방류탱크(30), 축열조(50), 히트펌프(40) 및 열교환기(60)를 포함하며, 더불어 처리수 순환배관(100), 제1작동유체 순환배관(210), 제2작동유체 순환배관(220) 및 제3작동유체 순환배관(230)을 포함한다.The fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 5 includes a concentrated
그리고 방류탱크(30)는 처리수 유입공간(31)과 처리수 방류대기공간(32)을 포함하여 두 개의 공간이 서로 구획된 형태로 형성된다는 점도 제4실시예와 동일하다.Also, the
이에 따라 본 실시예 역시 처리수 순환배관(100)은 연속회분식 저장조(20)에서 처리된 후 처리수 유입공간(31)으로 유입된 처리수를 순환시켜 히트펌프(40)를 경유하도록 하며, 히트펌프(40)를 경유하여 열교환이 이루어진 이후의 처리수를 처리수 방류대기공간(32) 측으로 유입시킨다.Accordingly, in this embodiment, the treated
다만, 본 실시예에서 처리수 순환배관(100)은 히트펌프(40)를 경유하여 열교환이 이루어진 이후의 처리수를 처리수 유입공간(31) 측으로 유동시키는 분지경로를 더 포함하는 형태를 가진다.However, in this embodiment, the treated
그리고 이와 같은 분지경로와 처리수 방류대기공간(32)으로 처리수가 유동되는 경로 사이에는 삼방밸브(110)가 구비되어, 본 실시예는 둘 중에 어느 하나의 경로를 선택적으로 개폐하도록 제어할 수 있다.In addition, a three-
그리고 처리수 순환배관(100)의 전체 경로 중 삼방밸브(110)와 히트펌프(40)의 경유 영역 사이에는, 처리수의 온도를 측정하기 위한 온도측정센서(120)가 더 구비될 수 있다.In addition, a
이에 따라 본 실시예는 온도측정센서(120)에 의해 처리수 순환배관(100)을 순환하는 처리수의 온도를 측정하여, 그 온도가 방류기준온도 이하일 경우에는 삼방밸브(110)를 제어하여 처리수가 처리수 방류대기공간(32) 측으로 유입되도록 하고, 그 온도가 방류기준온도 초과일 경우에는 삼방밸브(110)를 제어하여 처리수가 처리수 유입공간(31) 측으로 유입되도록 하여 재순환이 이루어지도록 할 수 있다.Accordingly, the present embodiment measures the temperature of the treated water circulating through the treated
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been reviewed, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope in addition to the above-described embodiments is a matter of ordinary knowledge in the art. It is self-evident to them. Therefore, the embodiments described above are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus the present invention is not limited to the above description, but may vary within the scope of the appended claims and their equivalents.
10: 농축수 저장조
15: 제1유동배관
20: 연속회분식 저장조
25: 제2유동배관
30: 방류탱크
31: 처리수 유입공간
32: 처리수 방류대기공간
40: 히트펌프
50: 축열조
60: 열교환기
70: 보일러
80: 외부 설비
100: 처리수 순환배관
110: 삼방밸브
120: 온도측정센서
210: 제1작동유체 순환배관
220: 제2작동유체 순환배관
230: 제3작동유체 순환배관
240: 제4작동유체 순환배관10: concentrated water storage tank
15: first flow pipe
20: continuous batch storage tank
25: second flow pipe
30: discharge tank
31: treated water inlet space
32: Waiting space for discharge of treated water
40: heat pump
50: heat storage tank
60: heat exchanger
70: boiler
80: external facility
100: treated water circulation pipe
110: three-way valve
120: temperature measurement sensor
210: first working fluid circulation pipe
220: second working fluid circulation pipe
230: third working fluid circulation pipe
240: 4th working fluid circulation pipe
Claims (8)
상기 농축수 저장조에 저장된 농축수를 전달받아, 미생물 활성을 통해 농축수에 포함된 질소 및 인을 제거하는 연속회분식 반응조;
상기 연속회분식 반응조에서 처리된 처리수를 전달받아 저장 및 방류하는 방류탱크;
열에너지를 축적하도록 구비되는 축열조;
상기 방류탱크에 저장된 처리수의 열을 열원으로 회수하여 상기 축열조에 전달하는 히트펌프;
소정의 연료를 통해 열을 발생시켜 상기 축열조에 전달하는 보일러;
상기 축열조에 축적된 열을 상기 농축수 저장조에서 상기 연속회분식 반응조 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열하는 열교환기; 및
상기 방류탱크에 저장된 처리수가 순환되는 처리수 순환배관;를 포함하며,
한편, 상기 방류탱크는 상기 처리수가 유입되는 처리수 유입공간 및 처리수를 방류하기 전 대기 상태를 유지하는 방류대기공간을 포함하도록 구성되고,
상기 처리수 순환배관은 상기 처리수 유입공간으로 유입된 처리수를 순환시켜 상기 히트펌프를 경유한 후 처리수 방류대기공간으로 유입시키도록 구성되되,
상기 처리수 순환배관은 히트펌프를 경유한 처리수를 처리수 유입공간으로 유동시키는 분지경로를 더 포함하고,
또한, 상기 축열조는 상기 히트펌프 또는 상기 보일러 중 어느 하나에서 발생한 열에너지를 선택적으로 전환하여 축적하도록 형성되는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템.A concentrated water storage tank into which concentrated water generated in a reverse osmosis membrane (RO) water treatment process is introduced and stored;
A continuous batch type reactor receiving the concentrated water stored in the concentrated water storage tank and removing nitrogen and phosphorus contained in the concentrated water through microbial activity;
A discharge tank for receiving, storing and discharging the treated water treated in the continuous batch type reactor;
a heat storage tank provided to accumulate thermal energy;
a heat pump recovering heat from the treated water stored in the discharge tank as a heat source and transferring the heat to the heat storage tank;
A boiler that generates heat through a predetermined fuel and transfers it to the heat storage tank;
a heat exchanger for transferring heat accumulated in the heat storage tank to the concentrated water flowing from the concentrated water storage tank to the continuous batch reaction tank for heating; and
Including; treated water circulation pipe through which the treated water stored in the discharge tank is circulated,
On the other hand, the discharge tank is configured to include a treated water inlet space into which the treated water flows and a discharge waiting space for maintaining a standby state before discharging the treated water,
The treated water circulation pipe is configured to circulate the treated water introduced into the treated water inlet space and introduce it into the treated water discharge waiting space after passing through the heat pump,
The treated water circulation pipe further includes a branching path for flowing the treated water via the heat pump into the treated water inlet space,
In addition, the heat storage tank is formed to selectively convert and accumulate thermal energy generated from either the heat pump or the boiler,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
상기 분지경로와 상기 처리수 방류대기공간으로 처리수가 유동되는 경로 사이에는 삼방밸브가 구비되고,
상기 삼방밸브와 상기 히트펌프의 경유 영역 사이에는 상기 처리수의 온도를 측정하기 위한 온도측정센서가 추가로 구비되어,
상기 온도측정센서의 측정값에 따라 상기 삼방밸브의 개폐를 제어하도록 구성되는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템. According to claim 1,
A three-way valve is provided between the branch path and the path through which the treated water flows into the treated water discharge waiting space,
A temperature sensor for measuring the temperature of the treated water is additionally provided between the three-way valve and the via region of the heat pump,
Is configured to control the opening and closing of the three-way valve according to the measured value of the temperature sensor,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되는 제1작동유체 순환배관;
상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 상기 제1작동유체 순환배관과는 다른 경로를 형성하는 제2작동유체 순환배관; 및
상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 상기 제1작동유체 순환배관 및 상기 제2작동유체 순환배관과는 다른 경로를 형성하는 제3작동유체 순환배관;
을 더 포함하는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템.According to claim 2,
a first working fluid circulation pipe through which a predetermined working fluid is circulated via the heat storage tank;
a second working fluid circulation pipe that circulates a predetermined working fluid via the heat storage tank and forms a path different from that of the first working fluid circulation pipe; and
a third working fluid circulation pipe that circulates a predetermined working fluid via the heat storage tank and forms a path different from the first working fluid circulation pipe and the second working fluid circulation pipe;
Including more,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
상기 히트펌프는,
상기 처리수 순환배관을 순환하는 처리수의 열을 열원으로 회수하여 상기 제1작동유체 순환배관을 순환하는 작동유체에 전달하는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템.According to claim 3,
The heat pump,
Recovering the heat of the treated water circulating through the treated water circulation pipe as a heat source and transferring it to the working fluid circulating through the first working fluid circulation pipe,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
상기 열교환기는,
상기 제2작동유체 순환배관을 순환하는 작동유체의 열을 상기 농축수 저장조에서 상기 연속회분식 반응조 측으로 유동되는 농축수에 전달하여 가열하는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템.According to claim 3,
The heat exchanger,
Heating by transferring the heat of the working fluid circulating through the second working fluid circulation pipe to the concentrated water flowing from the concentrated water storage tank to the continuous batch reaction tank,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
상기 보일러는,
연료를 연소시키는 과정에서 발생한 열을 상기 제3작동유체 순환배관을 순환하는 작동유체에 전달하는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템.According to claim 3,
The boiler,
Transferring the heat generated in the process of burning fuel to the working fluid circulating through the third working fluid circulation pipe,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
상기 축열조는 축적된 열에너지를 별도의 외부 설비에 선택적으로 공급하도록 형성되는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템.According to claim 3,
The heat storage tank is formed to selectively supply the accumulated thermal energy to a separate external facility,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
상기 축열조를 경유하여 소정의 작동유체가 순환되되, 상기 제1작동유체 순환배관, 상기 제2작동유체 순환배관 및 상기 제3작동유체 순환배관과는 다른 경로를 형성하여 별도의 외부 설비에 열에너지를 공급하는 제4작동유체 순환배관;
을 더 포함하는,
선택적 축열 방식 및 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템.According to claim 7,
A predetermined working fluid is circulated via the heat storage tank, but a path different from the first working fluid circulation pipe, the second working fluid circulation pipe, and the third working fluid circulation pipe is formed to provide heat energy to a separate external facility. a fourth working fluid circulation pipe supplying;
Including more,
Water treatment system using selective heat storage method and continuous batch type reactor.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |