KR102552181B1 - 유입유량의 균등분배 수처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역삼투 막여과에 의해 공급수를 처리해서 처리수와 농축수를 배출시키는 유입유량의 균등분배 수처리장치에 관한 것으로서, 공급수가 하부에서 상방으로 유입되는 유입부와, 공급수를 균등하게 분배하는 유입분기부와, 공급수를 역삼투 막여과에 의해 여과처리하는 베셀부와, 이 베셀부에서 각각 배출되는 농축수를 합류시키는 농축수 합류부와, 합류되는 농축수를 상방으로 유출시키는 농축수 유출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 유입부와 유입분기부를 공급수가 상방으로 유입되도록 배치하고 베셀부에서 배출된 농축수를 농축수 합류부와 농축수 배출부에 의해 상향으로 배출되도록 배치함으로써, 수두압의 영향을 최소화하고, 공급수의 하단, 상단 유입유량 편차를 개선할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

유입유량의 균등분배 수처리장치{WATER TREATMENT APPARATUS FOR EQUALLY DISTRIBUTING INFLUENT FLOW}
본 발명은 유입유량의 균등분배 수처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급수를 처리해서 처리수와 농축수를 배출시키는 역삼투막여과에서 공급수의 유입을 균등하게 분배 시킴으로써 역삼투막여과의 효율을 높이는 유입유량의 균등분배 수처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 불순물 등의 오염물질이 함유된 원수를 정화하여 정화수로 여과하는 막여과 정수장치에는 미세한 기공이 다량으로 형성된 얇은 막이 구비된 필터(멤브레인: Membrane)가 장착되어 있다.
정수장치에 원수가 유입되면, 원수는 이 멤브레인 필터를 통과하면서 각종 불순물 등은 필터의 미세기공에 막혀 진입하지 못하고 깨끗한 물만이 필터의 기공을 통과하여 배출됨으로써 정수 과정이 진행되게 된다.
이때, 멤브레인 필터의 미세기공에 막혀 진입하지 못한 불순물 등은 필터 내부에 정체 농축되는데, 이러한 불순물이 일정 농도 이상 농축되게 되면 필터의 기공이 막아 물이 통과하지 못하게 되므로 필터를 주기적으로 교체하여야 한다.
이때 불순물 농축 정도가 심한 필터만 교체하지 않고 전체 필터를 일괄적으로 교체하여야 하는 문제가 있었다.
수처리에 적용되는 막여과공정에서 분리막은 표면에 공극이 형성되어 있어 이를 통해 오염물질이 배제됨으로써 물이 정화처리되는데, 재이용 및 담수화와 같이 수중의 용존성물질 및 이온성 물질을 제거하기 위한 막여과공정에는 역삼투막이 적용된다.
분리막은 다수의 공극을 갖는 다공징 매체(Porous Media)로서 수중에 포함된 유기오염물질, 무기오염물질, 기생충, 박테리아 등을 배제시킬 수 있다. 분리막 중 역삼투막은 수중에 용해되어 있는 용존물질과 이온성물질을 제거할 수 있어 재이용 및 담수화 공정에 적용된다.
종래에 역삼투막을 이용한 수처리공정의 설계시에는, 도 13 내지 도 14에 나타낸 바와 같이 다수의 역삼투막 엘리먼트를 압력베셀(130)에 삽입하고, 이러한 복수의 압력베셀(130)을 연결하는 형태로 구성하게 되며, 하나의 공급수관(110)과 공급분기관(120)과 처리수관 및 농축수 합류관(140)과 농축수관(150)을 공유하는 역삼투막 압력베셀(130)의 군집을 트레인으로 구성하게 된다.
이러한 역삼투막 트레인 장치는 종래의 역삼투 막여과 스키드의 경우 세로 방향으로 베셀(vessel)을 적층하는 형태로 구성되는 경우, 도 15에 나타낸 바와 같이 높이가 높아 질수록 정수압(수두압)이 발생되어, 각 층별로 유입 불균형이 발생되며, 맨 하단 쪽으로 대부분 유량이 유입되고, 위로 올라 갈 수록 유입유량이 낮아져, 유입유량 차이가 약 50% 이상 발생되는 문제도 있었다.
또한, 각 층 별 가로로 위치한 베셀(vessel)의 경우에도, 도 16에 나타낸 바와 같이 가장 끝단의 베셀의 경우 유입유량이 작았으며, 첫 단의 베셀로 대부분 유량이 유입되어 편차가 발생되었다.
이와 같이 유량편차가 발생되는 경우, 전체 엘레멘트(element)가 설계 최적 플럭스(Flux)로 운전되기 어려우며, 당초 계획된 각 엘레멘트(element)의 성능이 층별 높이 또는 유입 메인배관과의 거리에 따라 차이가 발생되는 문제도 있었다.
또한, 설계 대비 높은 공급수 유량이 유입되는 엘레멘트(element)는 고 플럭스(Flux)로 운전되어 막오염(Fouling)의 경향이 높아 질 수 있어, 수처리 성능이 저하될 수 있다는 문제도 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1481079호 (2015년01월12일) 대한민국 등록특허 제10-2019622호 (2019년09월06일) 대한민국 등록특허 제10-1282133호 (2013년07월04일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 유입부와 유입분기부를 공급수가 상방으로 유입되도록 배치하고 베셀부에서 배출된 농축수를 농축수 합류부와 농축수 배출부에 의해 상향으로 배출되도록 배치함으로써, 정수압(수두압)의 영향을 최소화하고, 공급수의 하단, 상단 유입유량 편차를 개선할 수 있는 유입유량의 균등분배 수처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유입부로서 메인 유입관과 제1 유입분배관과 제2 유입분배관을 구비함으로써, 공급수를 좌측 및 우측의 베셀부에 각각 분배하여 공급수의 분배성능을 향상시킬 수 있는 유입유량의 균등분배 수처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 유입분기부로서 제1 유입분기관과 제2 유입분기관과 제3 유입분기관과 제4 유입분기관의 3개 또는 4개의 분기관을 구비하고 내경의 사이즈를 소정의 비율로 최적화함으로써, 각 베셀(vessel)의 유입유량 편차를 최소로 할 수 있는 유입유량의 균등분배 수처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 농축수 배출부로서 메인 농축수 유출관과 제1 농축수 유출관과 제2 농축수 유출관과 공기배출밸브를 구비함으로써, 농축수가 나가는 유출부 배관의 방향을 상향으로 변경하고, 농축수 배관의 상단에 공기배출밸브를 설치하여 하나의 밸브로 각 베셀(vessel)의 공기배출을 용이하게 처리할 수 있는 유입유량의 균등분배 수처리장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 역삼투 막여과에 의해 공급수를 처리해서 처리수와 농축수를 배출시키는 수처리장치로서, 공급수가 하부에서 상방으로 유입되는 유입부(10); 상기 유입부(10)의 하류에 분기되어, 공급수를 균등하게 분배하는 유입분기부(20); 상기 유입분기부(20)의 하류에 각각 연결되어, 공급수를 역삼투 막여과에 의해 여과처리하는 베셀부(30); 상기 베셀부(30)의 하류 일방에 각각 연결되어, 상기 베셀부(30)에서 각각 배출되는 농축수를 합류시키는 농축수 합류부(40); 및 상기 농축수 합류부(40)의 하류에 각각 연결되어, 합류되는 농축수를 상방으로 유출시키는 농축수 유출부(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 유입부(10)는, 하부에서 상방으로 입설되어, 공급수를 상방으로 유입시키는 메인 유입관; 상기 메인 유입관의 일방으로 분배하도록 연결되는 제1 유입분배관; 및 상기 메인 유입관의 타방으로 분배하도록 연결되는 제2 유입분배관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 유입분기부(20)는, 상기 유입부(10)의 양단에 분기하도록 연결되는 제1 유입분기관; 상기 제1 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제2 유입분기관; 및 상기 제2 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제3 유입분기관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 유입분기관과 상기 제2 유입분기관과 상기 제3 유입분기관의 내부직경은, 1 : 1.3∼1.5 : 1.6∼1.7의 비율로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 유입분기부(20)는, 상기 유입부(10)의 양단에 분기하도록 연결되는 제1 유입분기관; 상기 제1 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제2 유입분기관; 상기 제2 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제3 유입분기관; 및 상기 제3 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제4 유입분기관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제1 유입분기관과 상기 제2 유입분기관과 상기 제3 유입분기관과 상기 제4 유입분기관의 내부직경은, 1 : 1.4∼1.6 : 1.9∼2.1 : 2.4∼2.6의 비율로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 농축수 유출부(50)는, 상기 베셀부(30)에서 배출되는 농축수를 합류시켜 배출시키는 메인 농축수 유출관; 상기 메인 농축수 유출관의 상류 일방에 연결되어, 상기 베셀부(30)의 일방에 배치된 복수의 베셀에서 각각 배출되는 농축수를 합류해서 상방으로 배출시키는 제1 농축수 유출관; 및 상기 메인 농축수 유출관의 상류 타방에 연결되어, 상기 베셀부(30)의 타방에 배치된 복수의 베셀에서 각각 배출되는 농축수를 합류해서 상방으로 배출시키는 제2 농축수 유출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 농축수 유출부(50)는, 상기 제1 농축수 유출관 및 상기 제2 농축수 유출관의 상단부위에 설치되어, 내부공간에 형성된 공기를 배출시키는 공기배출밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 유입부와 유입분기부를 공급수가 상방으로 유입되도록 배치하고 베셀부에서 배출된 농축수를 농축수 합류부와 농축수 배출부에 의해 상향으로 배출되도록 배치함으로써, 정수압(수두압)의 영향을 최소화하고, 공급수의 하단, 상단 유입유량 편차를 개선할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 유입부로서 메인 유입관과 제1 유입분배관과 제2 유입분배관을 구비함으로써, 공급수를 좌측 및 우측의 베셀부에 각각 분배하여 공급수의 분배성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 유입분기부로서 제1 유입분기관과 제2 유입분기관과 제3 유입분기관과 제4 유입분기관의 3개 또는 4개의 분기관을 구비하고 내경의 사이즈를 소정의 비율로 최적화함으로써, 각 베셀(vessel)의 유입유량 편차를 최소로 할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 농축수 배출부로서 메인 농축수 유출관과 제1 농축수 유출관과 제2 농축수 유출관과 공기배출밸브를 구비함으로써, 농축수가 나가는 유출부 배관의 방향을 상향으로 변경하고, 농축수 배관의 상단에 공기배출밸브를 설치하여 하나의 밸브로 각 베셀(vessel)의 공기배출을 용이하게 처리할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치를 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치를 나타내는 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 층별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 분기관별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부를 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 일예를 나타내는 상세도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 다른예를 나타내는 상세도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부를 나타내는 정면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 층별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 분기관별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프.
도 12 및 도 13은 종래의 수처리장치를 나타내는 구성도.
도 14는 종래의 수처리장치의 유입분기부를 나타내는 정면도.
도 15는 종래의 수처리장치의 층별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프.
도 16은 종래의 수처리장치의 분기관별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프.
도 17은 종래의 수처리장치와 본 발명의 수처리장치의 압력밸런스(Pressure balance)를 비교해서 나타내는 상세도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치를 나타내는 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 층별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 분기관별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부를 나타내는 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 일예를 나타내는 상세도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 다른예를 나타내는 상세도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부를 나타내는 정면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 층별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치의 유입분기부의 분기관별 유입유량의 유체해석을 나타내는 그래프이고, 도 17은 종래의 수처리장치와 본 발명의 수처리장치의 압력밸런스(Pressure balance)를 비교해서 나타내는 상세도이다.
도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 유입유량의 균등분배 수처리장치는, 유입부(10), 유입분기부(20), 베셀부(30), 농축수 합류부(40), 농축수 배출부(50) 및 처리수 배출부(도시생략)를 포함하여 이루어져, 역삼투 막여과에 의해 공급수를 처리해서 처리수와 농축수를 배출시키는 수처리장치이다.
유입부(10)는, 공급수가 하부에서 상방으로 유입되는 공급수의 공급수단으로서, 메인 유입관(11), 제1 유입분배관(12) 및 제2 유입분배관(13)으로 이루어져 있다.
메인 유입관(11)은, 하부에서 상방으로 입설되어 수처리 대상인 공급수를 상방으로 유입시키는 배관부재로서, 베셀부(30)의 양측에 수평으로 층별로 복수개가 배치된 베셀(vessel) 군의 하층에서 상층으로 순차적으로 공급수를 유입시키게 된다.
제1 유입분배관(12)은, 메인 유입관(11)의 일방으로 분배하도록 연결되는 배관부재로서, 베셀부(30)의 일방에 수평으로 층별로 복수개가 배치된 베셀(vessel) 군의 하층에서 상층으로 순차적으로 공급수를 유입시키게 된다.
제2 유입분배관(13)은, 메인 유입관의 타방으로 분배하도록 연결되는 배관부재로서, 베셀부(30)의 타방에 수평으로 층별로 복수개가 배치된 베셀(vessel) 군의 하층에서 상층으로 순차적으로 공급수를 유입시키게 된다.
유입분기부(20)는, 유입부(10)의 하류에 분기되어 공급수를 균등하게 분배하는 공급수의 분기수단으로서, 제1 유입분기관(21), 제2 유입분기관(22), 제3 유입분기관(23) 및 제4 유입분기관(24)으로 이루어져 있다.
제1 유입분기관(21)은, 유입부(10)의 양단에 분기하도록 연결되는 배관부재로서, 제1 유입분배관(12) 및 제2 유입분배관(13)의 양측에 층별로 수평으로 분기하도록 배치되어 공급수를 수평방향으로 순차적으로 유입시키게 된다.
제2 유입분기관(22)은, 제1 유입분기관(21)의 하류에 베셀부(30)의 제1 베셀을 개재해서 연결되는 배관부재로서, 제1 베셀에서 층별로 수평으로 분기하도록 배치되어 공급수를 수평방향으로 순차적으로 유입시키게 된다.
제3 유입분기관(23)은, 제2 유입분기관(22)의 하류에 베셀부(30)의 제2 베셀을 개재해서 연결되는 배관부재로서, 제2 베셀에서 층별로 수평으로 분기하도록 배치되어 공급수를 수평방향으로 순차적으로 유입시키게 된다.
제4 유입분기관(24)은, 제3 유입분기관(23)의 하류에 베셀부(30)의 제3 베셀을 개재해서 연결되는 배관부재로서, 제3 베셀에서 층별로 수평으로 분기하도록 배치되어 공급수를 수평방향으로 순차적으로 유입시키게 된다.
또한, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 유입분기부(20)가 제1 유입분기관(21)과 제2 유입분기관(22)과 제3 유입분기관(23)의 3개의 분기관으로 이루어진 경우에는, 이들 사이의 내부직경은, 1 : 1.3∼1.5 : 1.6∼1.7의 비율로 형성되어, 도 9 내지 도 11에 나타낸 바와 같이 제1 베셀과 제2 베셀과 제3 베셀에 투입되는 공급수의 유량을 모두 균등하게 유지할 수 있게 된다.
특히, 제1 유입분기관(21)과 제2 유입분기관(22)과 제3 유입분기관(23)의 내부직경은, 1 : 1.4 : 1.6의 비율로 형성되어, 제1 베셀과 제2 베셀과 제3 베셀에 투입되는 공급수의 유량을 모두 균등하게 최적화하도록 유지할 수 있게 되는 것도 가능함은 물론이다.
또한, 도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이 유입분기부(20)가 제1 유입분기관(21)과 제2 유입분기관(22)과 제3 유입분기관(23)과 제4 유입분기관(24)의 4개의 분기관으로 이루어진 경우에는, 이들 사이의 내부직경은, 1 : 1.4∼1.6 : 1.9∼2.1 : 2.4∼2.6의 비율로 형성되어, 도 9 내지 도 11에 나타낸 바와 같이 제1 베셀과 제2 베셀과 제3 베셀과 제4 베셀에 투입되는 공급수의 유량을 모두 균등하게 유지할 수 있게 된다.
특히, 제1 유입분기관(21)과 제2 유입분기관(22)과 제3 유입분기관(23)과 제4 유입분기관(24)의 내부직경은, 1 : 1.5 : 2.0 : 2.5의 비율로 형성되어, 제1 베셀과 제2 베셀과 제3 베셀과 제4 베셀에 투입되는 공급수의 유량을 모두 균등하게 최적화하도록 유지할 수 있게 되는 것도 가능함은 물론이다.
베셀부(30)는, 유입분기부(20)의 하류에 각각 연결되어 공급수를 역삼투 막여과에 의해 여과처리하는 여과수단으로서, 복수개의 베셀(vessel)로 이루어진 베셀군이 복수개의 층에 층별로 각각 병렬로 배치되어 공급수를 역삼투 막여과에 의해 여과처리하여 처리수와 농축수를 하류에 배출시키게 된다.
농축수 합류부(40)는, 베셀부(30)의 하류 일방에 각각 연결되어 베셀부(30)에서 각각 배출되는 농축수를 합류시키는 농축수 합류수단으로서, 복수개의 베셀(vessel)로 이루어진 베셀군이 복수개의 층에 층별로 각각 병렬로 배치된 베셀부(30)에서 배출된 농축수를 합류하여 배출시키게 된다.
농축수 배출부(50)는, 농축수 합류부(40)의 하류에 각각 연결되어 농축수 합류부(40)에서 합류되는 농축수를 상방으로 유출시키는 농축수 배출수단으로서, 메인 농축수 유출관(51), 제1 농축수 유출관(52), 제2 농축수 유출관(53) 및 공기배출밸브(54)로 이루어져 있다.
메인 농축수 유출관(51)은, 베셀부(30)에서 배출되는 농축수를 합류시켜 배출시키는 배관부재로서, 제1 농축수 유출관(52) 및 제2 농축수 유출관(53)의 하류 상단의 합류부위에서 하방으로 연통되어 있다.
제1 농축수 유출관(52)은, 메인 농축수 유출관(51)의 상류 일방에 연결되어 베셀부(30)의 일방에 배치된 복수의 베셀에서 각각 배출되는 농축수를 합류해서 상방으로 배출시키는 배관부재로서, 베셀부(30)의 일방에 배치된 복수의 베셀의 농축수를 합류시켜 상방으로 유출시키게 된다.
제2 농축수 유출관(53)은, 메인 농축수 유출관의 상류 타방에 연결되어, 상기 베셀부(30)의 타방에 배치된 복수의 베셀에서 각각 배출되는 농축수를 합류해서 상방으로 배출시키는 배관부재로서, 베셀부(30)의 타방에 배치된 복수의 베셀의 농축수를 합류시켜 상방으로 유출시키게 된다.
공기배출밸브(54)는, 제1 농축수 유출관(52) 및 제2 농축수 유출관(53)의 상단부위에 설치되어 내부공간에 형성된 공기를 배출시키는 밸브부재로서, 베셀부(30)에서 발생된 공기나 기포를 제거하여 농축수를 원활하게 배출시키게 된다.
처리수 배출부(도시생략)는, 베셀부(30)의 하류 타방에 각각 연결되어 베셀부(30)에서 각각 배출되는 처리수를 합류하여 유출시키는 처리수 배출수단으로서, 베셀부(30)의 양측에 배치된 복수개의 베셀의 후단에서 각각 배출되는 처리수를 합류시켜 배출시키게 된다.
따라서, 본 발명은 역삼투 막여과 스키드 내의 유입유량 균등 분배 개선을 위한 수처리 장치 및 방법으로서, 공급수가 하단에서 위로 들어가는 유입부와, 각 베셀(vessel) 층별 양쪽 가로로 분기되어 공급수가 들어가는 유입분기부와, 필터인 엘레멘트(element)와 엘레멘트(element) 7개가 하나의 군으로 되어 있는 베셀vessel)부와, 역삼투 막여과의 회수율이 50%이며 처리수가 배출되는 처리수 유출부와, 역삼투 막여과의 회수율은 50%이며 농축수가 배출되는 농축수 유출부로 구성하게 된다.
본 발명은 역삼투 공정에서 복수개의 베셀(vessel)로 이루어진 베셀군이 복수개의 층으로 이루어질 때, 도 17에 나타낸 바와 같이 기존의 경우 P1(베셀부의 유입 하단의 압력)에 도달한 공급수 유량이 정수압(높이에 따른 수두압)을 극복하고 P2(베셀부의 유입 상단의 압력)로 도달하기 위해 공급수 유량이 줄어들며, 정수압을 극복하고 농축수 유량이 빠져 나간다, 이와 같은 이유는 P1 ~ P1'(베셀부의 유출 하단의 압력)의 배관길이 보다 P1 ~ P2 ~ P2'~ P1'의 배관길이가 더 길어 차압이 많이 발생하므로 압력밸런스(Pressure Balance)를 위해 위로 갈수록 공급수 유량이 낮아지는 것이다.
이에 개선안으로 농축수 유량이 나가는 유출부 배관의 방향을 상향으로 변경하여, P1 ~ P1'~ P2'(베셀부의 유출 상단의 압력)까지의 배관길이와 P1 ~ P2 ~ P2'까지의 배관 길이를 같게 함므로써, 압력 손실을 동일하게 하는 것이다. 즉 압력손실이 동일하다는 것은 흘러가는 유량의 양도 유사하게 흘러갈 수 있는 것으로 공급수의 하단, 상단 유입유량 편차를 개선할 수 있으며, 유입유량 균등분배를 위한 수처리 장치를 제공하게 된다.
또한, 본 발명은 기존의 수처리장치에서 농축수가 나가는 유출부의 배관이 바로 하향인 경우는, 각각 층별, 좌우 베셀(vessel)의 공기배출이 쉽지 않으나, 농축수가 나가는 유출부 배관의 방향을 상향으로 변경하고, 농축수 배관의 상단에 공기배출밸브를 설치하면, 하나의 밸브로 각 베셀(vessel)의 공기배출을 용이하게 처리할 수 있는 유입유량 균등 분배를 위한 수처리 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 하단, 상단에서의 공급수 유입유량 편차 뿐만아니라, 각 베셀(vessel)의 층별 양쪽 가로로 분기되어 공급수가 들어가는 유입 분기관의 경우에도, 공급수가 하단에서 위로 들어가는 유입부 배관에서 멀어질수록 양쪽 가로로 위치해 있는 베셀(vessel) 내 공급수의 편차가 발생되며, 가까운 쪽으로 대부분 공급수가 쏠리고, 먼쪽으로 공급수의 유입량이 작아지게 되므로, 분기관의 경우 가로로 3개 배치의 경우 내경기준의 비율을 1 : 1.4 : 1.6으로 하고, 4개 배치의 경우 내경기준의 비율을 1 : 1.5 : 2.0 : 2.5로 함으로써, 각 베셀(vessel)의 유입유량 편차를 최소로 할 수 있는 유입유량 균등 분배를 위한 수처리 장치를 제공하게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 유입부와 유입분기부를 공급수가 상방으로 유입되도록 배치하고 베셀부에서 배출된 농축수를 농축수 합류부와 농축수 배출부에 의해 상향으로 배출되도록 배치함으로써, 정수압(수두압)의 영향을 최소화하고, 공급수의 하단, 상단 유입유량 편차를 개선할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 유입부로서 메인 유입관과 제1 유입분배관과 제2 유입분배관을 구비함으로써, 공급수를 좌측 및 우측의 베셀부에 각각 분배하여 공급수의 분배성능을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 유입분기부로서 제1 유입분기관과 제2 유입분기관과 제3 유입분기관과 제4 유입분기관의 3개 또는 4개의 분기관을 구비하고 내경의 사이즈를 소정의 비율로 최적화함으로써, 각 베셀(vessel)의 유입유량 편차를 최소로 할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 농축수 배출부로서 메인 농축수 유출관과 제1 농축수 유출관과 제2 농축수 유출관과 공기배출밸브를 구비함으로써, 농축수가 나가는 유출부 배관의 방향을 상향으로 변경하고, 농축수 배관의 상단에 공기배출밸브를 설치하여 하나의 밸브로 각 베셀(vessel)의 공기배출을 용이하게 처리할 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 유입부
20: 유입분기부
30: 베셀부
40: 농축수 합류부
50: 농축수 유출부

Claims (8)

  1. 역삼투 막여과에 의해 공급수를 처리해서 처리수와 농축수를 배출시키는 수처리장치로서,
    공급수가 하부에서 상방으로 유입되는 유입부(10);
    상기 유입부(10)의 하류에 분기되어, 공급수를 균등하게 분배하는 유입분기부(20);
    상기 유입분기부(20)의 하류에 각각 연결되어, 공급수를 역삼투 막여과에 의해 여과처리하는 베셀부(30);
    상기 베셀부(30)의 하류 일방에 각각 연결되어, 상기 베셀부(30)에서 각각 배출되는 농축수를 합류시키는 농축수 합류부(40); 및
    상기 농축수 합류부(40)의 하류에 각각 연결되어, 합류되는 농축수를 상방으로 유출시키는 농축수 유출부(50);를 포함하고,
    상기 농축수 유출부(50)는,
    상기 베셀부(30)에서 배출되는 농축수를 합류시켜 하방으로 배출시키는 메인 농축수 유출관;
    상기 메인 농축수 유출관의 상류의 상단 일방에 농축수의 유출방향을 상향으로 변경하도록 연결되어, 상기 베셀부(30)의 일방에 배치된 복수의 베셀에서 각각 배출되는 농축수를 합류해서 상방으로 배출시키는 제1 농축수 유출관; 및
    상기 메인 농축수 유출관의 상류의 상단 타방에 농축수의 유출방향을 상향으로 변경하도록 연결되어, 상기 베셀부(30)의 타방에 배치된 복수의 베셀에서 각각 배출되는 농축수를 합류해서 상방으로 배출시키는 제2 농축수 유출관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유입유량의 균등분배 수처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입부(10)는,
    하부에서 상방으로 입설되어, 공급수를 상방으로 유입시키는 메인 유입관;
    상기 메인 유입관의 일방으로 분배하도록 연결되는 제1 유입분배관; 및
    상기 메인 유입관의 타방으로 분배하도록 연결되는 제2 유입분배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유입유량의 균등분배 수처리장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입분기부(20)는,
    상기 유입부(10)의 양단에 분기하도록 연결되는 제1 유입분기관;
    상기 제1 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제2 유입분기관; 및
    상기 제2 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제3 유입분기관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유입유량의 균등분배 수처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 유입분기관과 상기 제2 유입분기관과 상기 제3 유입분기관의 내부직경은, 1 : 1.3∼1.5 : 1.6∼1.7의 비율로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유입유량의 균등분배 수처리장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입분기부(20)는,
    상기 유입부(10)의 양단에 분기하도록 연결되는 제1 유입분기관;
    상기 제1 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제2 유입분기관;
    상기 제2 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제3 유입분기관; 및
    상기 제3 유입분기관의 하류에 상기 베셀부(30)를 개재해서 연결되는 제4 유입분기관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유입유량의 균등분배 수처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 유입분기관과 상기 제2 유입분기관과 상기 제3 유입분기관과 상기 제4 유입분기관의 내부직경은, 1 : 1.4∼1.6 : 1.9∼2.1 : 2.4∼2.6의 비율로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유입유량의 균등분배 수처리장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 농축수 유출부(50)는,
    상기 제1 농축수 유출관 및 상기 제2 농축수 유출관의 상단부위에 설치되어, 내부공간에 형성된 공기를 배출시키는 공기배출밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유입유량의 균등분배 수처리장치.
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