KR102565087B1 - 정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템 - Google Patents

정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템 Download PDF

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김종현
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Abstract

본 발명에 따른 정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템은, 처리 대상인 원수가 유입되어 저장되는 원수 저장조, 상기 원수 저장조로부터 기 설정된 유동경로를 따라 유동되는 원수를 1차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하는 제1역삼투막, 상기 제1역삼투막을 통해 정화수가 분리된 후 잔류하는 농축수를 2차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하는 제2역삼투막, 상기 제1역삼투막 및 상기 제2역삼투막에 의해 생성된 정화수를 저장하는 정화수 저장조, 상기 정화수 저장조로부터 공급 대상으로 유동되는 정화수를 상기 원수 저장조에서 상기 제1역삼투막으로 유동되는 원수와 열교환하여 원수의 온도를 상승시키는 열교환기, 상기 열교환기를 거쳐 공급 대상으로 유동되는 정화수의 유동경로와 상기 열교환기를 거쳐 상기 제1역삼투막으로 유동되는 원수의 유동경로를 경유하여 순환하는 소정의 작동유체를 통해 정화수의 열에너지를 원수에 전달하여 원수의 온도를 추가적으로 상승시키는 히트펌프 및 상기 정화수 저장조로부터 공급 대상으로 유동되는 원수가 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하지 않도록 우회시키는 정화수 바이패스 배관을 포함하여, 상기 원수의 온도가 기 설정된 기준온도를 초과할 경우, 상기 정화수 바이패스 배관을 통해 정화수를 우회시켜 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하지 않도록 제어한다.

Description

정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템{Reverse Osmosis Purification Water Treatment System Using Purified Water Bypass Piping}
본 발명은 수처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 역삼투막을 통해 정화된 정화수의 열에너지를 활용하여 원수의 온도를 상승시킴에 따라 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 수처리시스템에 관한 것이다.
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.
그리고 최근에는 다양한 수처리 공법 중 대표적인 고도처리공법으로서, 역삼투막(Reverse Osmosis, RO)을 활용한 수처리 방식이 널리 사용되고 있다.
이와 같은 역삼투막은 1mm 이하의 초미세입자를 제거할 수 있는 작은 기공을 가지며, 삼투압 이상의 압력을 가함에 따라 반투과성 막을 통해 물분자를 통과시키는 방식으로 물을 정화하게 된다.
이와 같은 역삼투막을 활용한 수처리 방식은 이온제거율과 투과 유량이 우수하며, 생산 비용이 낮고 고품질의 정화수를 생성할 수 있다는 장점을 가진다.
다만, 역삼투막을 활용한 수처리 방식은 겨울철 등과 같이 기온이 낮은 시기에 에 수온이 떨어지면 역삼투막의 정수를 위한 압력치가 높아져, 가압펌프의 소비전력이 늘어나게 되는 문제가 있다. 그리고 이는 전체 시스템 운용 비용이 증가하게 되는 원인이 된다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국등록특허 제10-0453479호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 역삼투막에 의해 처리된 정화수에 잔류하는 열에너지를 활용할 수 있도록 하여 전체 시스템 운용 비용을 절감하고, 친환경적인 운영이 가능한 수처리시스템을 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템은, 처리 대상인 원수가 유입되어 저장되는 원수 저장조, 상기 원수 저장조로부터 기 설정된 유동경로를 따라 유동되는 원수를 1차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하는 제1역삼투막, 상기 제1역삼투막을 통해 정화수가 분리된 후 잔류하는 농축수를 2차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하는 제2역삼투막, 상기 제1역삼투막 및 상기 제2역삼투막에 의해 생성된 정화수를 저장하는 정화수 저장조, 상기 정화수 저장조로부터 공급 대상으로 유동되는 정화수를 상기 원수 저장조에서 상기 제1역삼투막으로 유동되는 원수와 열교환하여 원수의 온도를 상승시키는 열교환기, 상기 열교환기를 거쳐 공급 대상으로 유동되는 정화수의 유동경로와 상기 열교환기를 거쳐 상기 제1역삼투막으로 유동되는 원수의 유동경로를 경유하여 순환하는 소정의 작동유체를 통해 정화수의 열에너지를 원수에 전달하여 원수의 온도를 추가적으로 상승시키는 히트펌프 및 상기 정화수 저장조로부터 공급 대상으로 유동되는 원수가 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하지 않도록 우회시키는 정화수 바이패스 배관을 포함하여, 상기 원수의 온도가 기 설정된 기준온도를 초과할 경우, 상기 정화수 바이패스 배관을 통해 정화수를 우회시켜 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하지 않도록 제어한다.
이때 본 발명은 상기 원수 저장조로부터 상기 제1역삼투막을 경유하여 상기 정화수 저장조를 연결하는 제1유동배관 및 상기 제1역삼투막으로부터 상기 제2역삼투막을 경유하여 상기 정화수 저장조를 연결하는 제2유동배관을 더 포함할 수 있다.
더불어 본 발명은 상기 제1유동배관에서 상기 제1역삼투막보다 상류에 구비되어 현탁물질을 여과하는 정밀여과막을 더 포함할 수 있다.
이와 함께 상기 제1유동배관에는 원수의 온도를 측정하는 온도측정센서가 구비될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 정화수 저장조로부터 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하여 정화수를 공급 대상으로 유동시키는 정화수 공급배관을 더 포함할 수 있다.
이때 상기 정화수 공급배관은 상기 히트펌프보다 상기 열교환기를 먼저 경유하도록 형성될 수 있다.
그리고 상기 정화수 바이패스 배관은 상기 정화수 공급배관의 상류로부터 분지될 수 있다.
더불어 상기 정화수 바이패스 배관 및 상기 정화수 공급배관의 분지 지점에는 삼방밸브가 구비될 수 있다.
한편 본 발명은 상기 제2역삼투막을 통해 2차 여과된 농축수를 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템 측으로 유동시키는 농축수 배출배관을 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템은, 제1역삼투막 및 제2역삼투막을 통해 정화된 정화수의 열에너지를 활용하여 원수의 온도를 상승시킴에 따라, 원수를 공급하는 공급펌프의 전력소비를 저감시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.
특히 본 발명은 열교환기 및 히트펌프를 통한 다단 열교환 공정을 통해 원수의 온도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.
그리고 본 발명은 정화수 바이패스 배관을 포함하여, 원수의 온도가 기 설정된 기준온도를 초과할 경우, 정화수 저장조로부터 공급 대상으로 유동되는 정화수가 열교환기 및 히트펌프를 경유하지 않도록 우회시킬 수 있도록 하여 상황에 따라 적합한 공정을 진행할 수 있다는 장점을 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템에 있어서, 열교환기를 경유하는 유체의 흐름을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템에 있어서, 히트펌프를 경유하는 유체의 흐름을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
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.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
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.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
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.
"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.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템은 원수 저장조(10), 제1역삼투막(20), 제2역삼투막(30), 정화수 저장조(40), 열교환기(50), 히트펌프(60) 및 정화수 바이패스 배관(310)을 포함한다. 이와 같은 구성요소들 중 정화수 바이패스 배관(310)에 대해서는 후술하도록 한다.
원수 저장조(10)는 오염물질을 여과하여 정화시키기 위한 처리 대상인 원수가 유입되어 저장된다.
그리고 제1역삼투막(20)은 이와 같은 원수 저장조(10)로부터 기 설정된 유동경로를 따라 유동되는 원수를 1차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하는 역할을 수행한다.
또한 제2역삼투막(30)은 제1역삼투막(20)을 통해 정화수가 분리된 후 잔류하는 농축수를 2차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하게 된다.
제1역삼투막(20) 및 제2역삼투막(30)은 농도가 삼투압 이상의 압력을 가함에 따라 반투과성 막을 통해 물분자를 통과시키는 방식으로 물을 정화하게 된다.
그리고 정화수 저장조(40)는 제1역삼투막(20) 및 제2역삼투막(30)에 의해 생성된 정화수를 저장하도록 구비된다. 즉 정화수 저장조(40)에는 제1역삼투막(20)에 의한 단일 여과 공정을 통해 정화된 정화수와, 제1역삼투막(20) 및 제2역삼투막(30)을 모두 거쳐 다단 여과 공정을 통해 정화된 정화수가 서로 다른 경로를 통해 유입될 수 있다.
이때 본 실시예는, 원수 저장조(10)로부터 열교환기(50), 히트펌프(60) 및 제1역삼투막(20)을 경유하여 정화수 저장조(40)를 연결하는 제1유동배관(100)과, 제1역삼투막(20)으로부터 제2역삼투막(30)을 경유하여 정화수 저장조(40)를 연결하는 제2유동배관(200)을 포함한다.
본 실시예에서 제1역삼투막(20)을 거쳐 제1유동배관(100)을 통해 정화수 저장조(40)로 유입되는 정화수의 유량은 전체 유량 대비 약 83% 정도일 수 있으며, 나머지 약 17% 정도의 유량은 제2유동배관(200) 측으로 유동된다.
그리고 제2유동배관(200)으로 유동된 약 17% 정도의 유량은 제2역삼투막(30)에 의해 최초 전체 유량 대비 약 12.4% 정도가 정화되고, 나머지 약 4.6% 정도의 유량은 연속 회분식 반응조(Sequencing Batch Reactor, SBR)를 이용한 수처리시스템 측으로 유동될 수 있다.
더불어 본 실시예의 경우, 제1유동배관(100)에서 제1역삼투막(20)보다 상류에 구비되어 현탁물질을 여과하는 정밀여과막(15, Micro Filtration, MF)을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 정밀여과막(15)은 유기막, 무기막, 금속막 등 다양한 형태가 제한없이 적용될 수 있다.
또한 본 실시예는, 정화수 저장조(40)로부터 후술할 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 경유하여 정화수를 공급 대상으로 유동시키는 정화수 공급배관(300)을 더 포함할 수 있다.
이와 함께 본 실시예는 제2역삼투막(30)을 통해 2차 여과된 농축수를 연속 회분식 반응조(Sequencing Batch Reactor, SBR)를 이용한 수처리시스템 측으로 유동시키는 농축수 배출배관(210)을 더 포함할 수 있다.
열교환기(50)는 정화수 저장조(40)로부터 소정의 공급 대상으로 유동되는 정화수를 원수 저장조(10)에서 제1역삼투막(20)으로 유동되는 원수와 열교환하여 원수의 온도를 상승시키는 역할을 수행한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템에 있어서, 열교환기를 경유하는 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 열교환기(50)는 제1유동배관(100)으로 유동되는 저온의 원수와, 제1역삼투막(20) 및 제2역삼투막(30)를 거쳐 정화되는 과정에서 온도가 상승하여 정화수 공급배관(300)으로 유동되는 고온의 정화수를 서로 열교환함에 따라, 제1유동배관(100)으로 유동되는 원수의 온도를 상승시킨다.
이와 같이 하는 이유는, 수온이 떨어지면 역삼투막(20, 30)의 정수를 위한 압력치가 높아져 가압펌프의 소비전력이 늘어나게 되기 ‹š문으로, 이를 방지하기 위해 원수의 온도를 상승시켜 원수를 공급하는 공급펌프의 전력소비를 저감시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
히트펌프(60)는 열교환기(50)를 거쳐 공급 대상으로 유동되는 정화수의 유동경로와, 열교환기(50)를 거쳐 제1역삼투막(20)으로 유동되는 원수의 유동경로를 경유하여 순환하는 소정의 작동유체를 통해, 정화수의 열에너지를 원수에 전달하여 원수의 온도를 추가적으로 상승시키는 역할을 수행한다.
이와 같은 히트펌프(60)의 구조 및 동작 메커니즘은 당업자에게 자명한 사항이므로, 히트펌프(60)에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 수처리시스템에 있어서, 히트펌프(60)를 경유하는 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 히트펌프(60)는 제1유동배관(100)으로 유동되는 저온의 원수와, 제1역삼투막(20) 및 제2역삼투막(30)를 거쳐 정화되는 과정에서 온도가 상승하여 정화수 공급배관(300)으로 유동되는 고온의 정화수와 각각 열교환을 수행하는 작동유체를 포함하여, 제1유동배관(100)으로 유동되는 원수의 온도를 추가적으로 상승시킨다.
즉 본 실시예는 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 통한 다단 열교환 공정을 통해, 원수의 온도를 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.
특히 본 실시예에서 정화수 공급배관(300)은 히트펌프(60)보다 열교환기(50)를 먼저 경유하도록 형성된다.
이상과 같이 본 발명은 제1역삼투막(20) 및 제2역삼투막(30)을 통해 정화된 정화수의 열에너지를 활용하여 원수의 온도를 상승시킴에 따라, 원수를 공급하는 공급펌프의 전력소비를 저감시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
한편 본 실시예는 정화수 저장조(40)로부터 공급 대상으로 유동되는 정화수가 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 경유하지 않도록 우회시키는 정화수 바이패스 배관(310)을 더 포함할 수 있다.
이에 따라 본 실시예는 원수의 온도가 기 설정된 기준온도를 초과할 경우, 정화수 바이패스 배관(310)을 통해 정화수를 우회시켜 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 경유하지 않도록 제어할 수 있다.
이와 같이 하는 이유는, 원수의 온도가 기 설정된 기준온도를 초과할 경우에는 원수의 온도를 추가적으로 상승시키는 공정이 반드시 요구될 필요가 없으므로, 정화수가 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 경유하지 않도록 하여 공정 수를 줄이고 열교환기(50) 및 히트펌프(60)에서 소모되는 에너지를 절감하기 위한 것이다.
본 실시예에서 정화수 바이패스 배관(310)은 정화수 공급배관(300)의 상류 지점으로부터 분지되어 원수가 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 거치지 않고 바로 정화수 공급배관(300)의 하류 지점으로 유동되도록 할 수 있다.
이때 정화수 바이패스 배관(310) 및 정화수 공급배관(300)의 분지 지점에는 삼방밸브(311)가 구비되어 정화수의 유동 방향을 제어하도록 할 수 있다.
또한 제1유동배관(100)에는 원수의 온도를 측정하는 온도측정센서(112)가 구비될 수 있으며, 이를 통해 원수의 온도가 기 설정된 기준온도를 초과하는 것으로 측정될 경우, 정화수 바이패스 배관(310)을 통해 정화수를 우회시키게 된다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다. 이때 이하 설명될 각 실시예에 있어서, 전술한 제1실시예와 동일하게 구비되는 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 본 발명의 제2실시예는, 전술한 제1실시예와 마찬가지로 원수 저장조(10), 제1역삼투막(20), 제2역삼투막(30), 정화수 저장조(40), 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 포함한다.
또한 이와 더불어, 제1유동배관(100), 제2유동배관(200) 및 정화수 공급배관(300)이 함께 구비된다는 점도 동일하다.
다만, 본 실시예의 경우 정화수 저장조(40)는 제1정화수 유입공간(41)과 제2정화수 유입공간(42)을 포함하여 두 개의 공간이 서로 구획된 형태로 형성된다는 특징을 가진다.
특히 본 실시예에서 제1정화수 유입공간(41)으로는 제1역삼투막(20)에 의해 단일 공정으로 여과된 정화수가 유입되며, 제2정화수 유입공간(42)으로는 제1역삼투막(20) 및 제2역삼투막(30)에 의해 다단 공정을 거쳐 여과된 정화수가 유입된다.
이에 따라 정화수 저장조(40) 내에서는 단일 공정으로 여과된 정화수와 다단 공정을 거쳐 여과된 정화수가 서로 혼입되지 않는다.
그리고 본 실시예에서 제1정화수 유입공간(41) 내에는 제1센서부(41a)가 구비되며, 제2정화수 유입공간(42) 내에는 제2센서부(42a)가 구비된다. 이와 같은 제1센서부(41a) 및 제2센서부(42a)는 각각 해당 공간에 수용된 정화수의 온도 및 저장 유량을 센싱하게 된다.
또한 도시되지는 않았으나 본 실시예는 제어부를 더 포함할 수 있으며, 이와 같은 제어부는 제1정화수 유입공간(41) 내에 저장된 정화수와 제2정화수 유입공간(42) 내에 저장된 정화수의 온도 및 저장 유량을 고려하여, 제1정화수 유입공간(41) 및 제2정화수 유입공간(42) 각각으로부터 정화수 공급배관(300)으로 배출되는 정화수의 공급 유량을 개별 제어한다.
즉 이와 같이 함으로써 본 실시예는 정화수 공급배관(300)을 통해 열교환기(50)로 유동되는 정화수의 온도를 정밀하게 세팅할 수 있으며, 이에 따라 열교환기(50) 및 히트펌프(60)에 의해 열교환된 원수의 온도를 목표 온도로 정밀하게 조절이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 수처리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 본 발명의 제3실시예는, 전술한 제2실시예와 모든 구성요소가 동일하게 형성된다.
즉 본 실시예는 제1실시예와 마찬가지로 원수 저장조(10), 제1역삼투막(20), 제2역삼투막(30), 정화수 저장조(40), 열교환기(50) 및 히트펌프(60)와 더불어 제1유동배관(100), 제2유동배관(200) 및 정화수 공급배관(300)를 포함하며, 또한 정화수 저장조(40)는 제1정화수 유입공간(41)과 제2정화수 유입공간(42)을 포함하여 두 개의 공간이 서로 구획된 형태로 형성된다는 점도 동일하다.
다만, 본 실시예는 제1보조 바이패스배관(41b)과, 제2보조 바이패스배관(42b)을 추가적으로 더 포함한다는 특징을 가진다.
구체적으로 제1보조 바이패스배관(41b)은 정화수 저장조(40)의 제1정화수 유입공간(41)과 정화수 공급배관(300)의 하류를 서로 연통시키도록 형성되며, 제2보조 바이패스배관(42b)은 정화수 저장조(40)의 제2정화수 유입공간(42)과 정화수 공급배관(300)의 하류를 서로 연통시키도록 형성된다.
그리고 본 실시예에서 제어부는 전술한 제2실시예와 동일하게 제1정화수 유입공간(41) 내에 저장된 정화수와 제2정화수 유입공간(42) 내에 저장된 정화수의 온도 및 저장 유량을 고려하여, 제1정화수 유입공간(41) 및 제2정화수 유입공간(42) 각각으로부터 정화수 공급배관(300)으로 배출되는 정화수의 공급 유량을 개별 제어한다.
이와 더불어 본 실시예에서 제어부는 제1정화수 유입공간(41)과 제2정화수 유입공간(42)에 수용된 정화수 중 적어도 어느 하나가 원활하게 사용되지 못하고 지속적으로 저장된 상태로 방치되어 저장 용량이 부족하게 될 경우, 제1보조 바이패스배관(41b) 또는 제2보조 바이패스배관(42b)을 통해 저장 용량이 부족한 공간 내의 정화수를 정화수 공급배관(300)의 하류 측으로 직접 유동시켜 열교환기(50) 및 히트펌프(60)를 거치지 않고 바로 공급 대상으로 공급되도록 제어함에 따라, 시스템의 연속적인 운용이 가능하도록 한다.
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.
10: 원수 저장조
15: 정밀여과막
20: 제1역삼투막
30: 제2역삼투막
40: 정화수 저장조
41: 제1정화수 유입공간
41a: 제1센서부
41b: 제1보조 바이패스 배관
42: 제2정화수 유입공간
42a: 제2센서부
42b: 제2보조 바이패스 배관
50: 열교환기
60: 히트펌프
100: 제1유동배관
112: 온도측정센서
200: 제2유동배관
300: 정화수 공급배관
310: 원수 바이패스 배관
311: 삼방밸브

Claims (9)

  1. 처리 대상인 원수가 유입되어 저장되는 원수 저장조;
    상기 원수 저장조로부터 기 설정된 유동경로를 따라 유동되는 원수를 1차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하는 제1역삼투막;
    상기 제1역삼투막을 통해 정화수가 분리된 후 잔류하는 농축수를 2차 여과하여 전해질이 분리된 정화수를 생성하는 제2역삼투막;
    상기 제1역삼투막 및 상기 제2역삼투막에 의해 생성된 정화수를 저장하는 정화수 저장조;
    상기 정화수 저장조로부터 공급 대상으로 유동되는 정화수를 상기 원수 저장조에서 상기 제1역삼투막으로 유동되는 원수와 열교환하여 원수의 온도를 상승시키는 열교환기;
    상기 열교환기를 거쳐 공급 대상으로 유동되는 정화수의 유동경로와 상기 열교환기를 거쳐 상기 제1역삼투막으로 유동되는 원수의 유동경로를 경유하여 순환하는 소정의 작동유체를 통해 정화수의 열에너지를 원수에 전달하여 원수의 온도를 추가적으로 상승시키는 히트펌프; 및
    상기 정화수 저장조로부터 공급 대상으로 유동되는 정화수가 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하지 않도록 우회시키는 정화수 바이패스 배관;
    을 포함하여,
    상기 원수의 온도가 기 설정된 기준온도를 초과할 경우, 상기 정화수 바이패스 배관을 통해 정화수를 우회시켜 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하지 않도록 제어하며,
    상기 정화수 저장조는,
    상기 제1역삼투막에 의한 단일 공정으로 여과된 정화수가 유입되는 제1정화수 유입공간;
    상기 제1역삼투막 및 상기 제2역삼투막에 의한 다단 공정으로 여과된 정화수가 유입되되, 유입된 정화수가 상기 제1정화수 유입공간의 정화수와 혼입되지 않도록 상기 제1정화수 유입공간과 구획된 제2정화수 유입공간;
    상기 제1정화수 유입공간에 수용된 정화수의 온도 및 저장 유량을 센싱하는 제1센서부; 및
    상기 제2정화수 유입공간에 수용된 정화수의 온도 및 저장 유량을 센싱하는 제2센서부;
    를 포함하고,
    상기 제1정화수 유입공간 내에 저장된 정화수와 상기 제2정화수 유입공간 내에 저장된 정화수의 온도 및 저장 유량을 고려하여, 상기 제1정화수 유입공간 및 상기 제2정화수 유입공간 각각으로부터 배출되는 정화수의 공급 유량을 개별 제어하는 제어부를 더 포함하는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원수 저장조로부터 상기 제1역삼투막을 경유하여 상기 정화수 저장조를 연결하는 제1유동배관; 및
    상기 제1역삼투막으로부터 상기 제2역삼투막을 경유하여 상기 정화수 저장조를 연결하는 제2유동배관;
    을 더 포함하는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1유동배관에서 상기 제1역삼투막보다 상류에 구비되어 현탁물질을 여과하는 정밀여과막을 더 포함하는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1유동배관에는 원수의 온도를 측정하는 온도측정센서가 구비되는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정화수 저장조로부터 상기 열교환기 및 상기 히트펌프를 경유하여 정화수를 공급 대상으로 유동시키는 정화수 공급배관을 더 포함하는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정화수 공급배관은 상기 히트펌프보다 상기 열교환기를 먼저 경유하도록 형성되는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 정화수 바이패스 배관은 상기 정화수 공급배관의 상류로부터 분지되는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정화수 바이패스 배관 및 상기 정화수 공급배관의 분지 지점에는 삼방밸브가 구비되는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2역삼투막을 통해 2차 여과된 농축수를 연속 회분식 반응조를 이용한 수처리시스템 측으로 유동시키는 농축수 배출배관을 더 포함하는,
    정화수 바이패스 배관을 이용한 역삼투막 정화 방식의 수처리시스템.
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