KR200231590Y1 - System for treatment of bank-filtered water - Google Patents

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KR200231590Y1
KR200231590Y1 KR2020010004501U KR20010004501U KR200231590Y1 KR 200231590 Y1 KR200231590 Y1 KR 200231590Y1 KR 2020010004501 U KR2020010004501 U KR 2020010004501U KR 20010004501 U KR20010004501 U KR 20010004501U KR 200231590 Y1 KR200231590 Y1 KR 200231590Y1
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manganese
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filtration
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KR2020010004501U
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홍태희
정웅권
이석헌
공민근
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금호엔지니어링 (주)
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Abstract

본 고안의 목적은 대체수원인 강변여과수를 수원으로 취수할 경우 문제가 될 수 있는 철·망간을 효율적으로 처리하기 위한 수처리설비를 제공함에 있다.The purpose of the present invention is to provide a water treatment facility for efficiently treating iron and manganese which may be a problem when the riverside filtration water, which is an alternative water source, is withdrawn from the water source.

이에 본 고안은 취수된 강변여과수에 포함되어 있는 철을 산화처리하기 위한 공기반응조와, 공기반응조를 거친 처리수에 산화제를 투입하여 수중에 녹아있는 망간을 산화시키기 위한 약품조, 약품조를 거친 처리수에서 망간산화물을 침강분리시키기 위한 침전조, 침전조 저면에 연결설치되어 침강된 망간산화물을 약품조로 리턴시키기 위한 리턴라인, 침전조에 연결 설치되고 내부에 여과막이 설치되어 침전조를 거친 처리수를 막분리하기 위한 막분리조를 포함하는 강변여과수 수처리설비를 제공한다.The present invention is directed to an air treatment apparatus for treating iron contained in a river filtration water taken out of a tank, an air tank for oxidizing iron contained in the river filtration water taken in the tank, a chemical tank for oxidizing the manganese dissolved in water by introducing an oxidant into the treated water passed through the air tank, A sedimentation tank for sedimentation of manganese oxide from the water, a return line connected to the bottom of the sedimentation tank for returning the precipitated manganese oxide to the chemical tank, a membrane connected to the sedimentation tank and having a filtration membrane inside the sedimentation tank, The present invention provides a water treatment facility for river water filtration including a membrane separation tank.

Description

강변여과수 수처리설비{System for treatment of bank-filtered water}[0001] System for treatment of bank-filtered water [

본 고안은 상수원으로서 강변여과수를 수처리하는 설비에 관한 것으로, 특히 산화제와 한외막여과를 이용하여 강변여과수에 포함되어 있는 철,망간을 효율적으로 제거할 수 있도록 된 강변여과수 수처리설비에 관한 것이다.The present invention relates to a facility for water treatment of riverside filtration water as a water source, and more particularly to a riverside filtration water treatment facility capable of efficiently removing iron and manganese contained in riverside filtration water by using an oxidizing agent and an ultrafiltration membrane.

최근 전 세계적으로 물수지의 불균형은 심화되어 공급보다 수요가 급증하고 있으며 국내의 여건도 악화되어 물 부족으로 인한 피해가 예상되고 있다. 국내의 경우 각종 용수는 대부분 표류수를 대상으로 취수하여 공급되고 있으나 주요 취수원인 댐건설에 의한 원수의 확보는 댐 후보지의 확보문제, 주민 및 환경관련 단체의 반대, 공급기간까지의 장시간이 요구되는 점등 해결하기 어려운 난제들로 곤란을 겪고 있어, 대체수원의 개발 및 보급이 절실하게 되었다.In recent years, the imbalance in water balance has worsened globally, demand has surged more than supply, domestic conditions have been worsened, and water damage is expected. In the case of domestic water supply, most of the water is supplied to the drift water. However, securing of the raw water by the construction of the dam, which is the main water intake source, requires long time until the supply period, It has been difficult to solve difficult lighting difficulties, and the development and diffusion of alternative water sources have become urgent.

또한 급속한 경제 발전과 고도산업사회로의 전환 및 국민 생활 수준의 향상은 각종 유독성 오염 물질의 하천 방류량을 증가시키게 되었고, 이로 인해 하천의 수질은 시간이 지남에 따라 점차 악화되고 있다. 또한 인구 집중화와 무분별한 산업단지의 조성으로 상수원의 근원이 되는 하천과 호소의 수질 오염은 가중되는 반면 기초환경시설에 대한 투자는 부족하여 시간이 경과할수록 수질 오염이 심화되고 있는 실정이다.In addition, rapid economic development, transition to a highly industrialized society, and improvement of the standard of living have increased the discharge of various toxic pollutants, and the water quality of rivers has gradually deteriorated over time. In addition, due to population concentration and indiscriminate industrial complex construction, the water pollution of rivers and lakes, which are sources of water sources, is increasing, but the investment in basic environmental facilities is insufficient, and water quality pollution is getting worse over time.

이러한 실정으로 인해 현재 용수 공급원이 되고 있는 하천수를 원수로 직접 취수하는 방식은 많은 문제점을 안고 있다. 즉, 현재 국내 기존 정수장들은 원수의 대부분을 하천수에 의존하고 있어, 원수의 수질 오염이나 예기치 않은 원수의 수질 오염 사고시 그 취약성이 매우 크고 독극물이 원수에 유입되는 사고가 발생하였을 시에 이에 대한 적절한 대안이 없는 현실이다.Due to this situation, the method of directly taking the river water which is the current water supply source as raw water has many problems. That is, currently existing water purification plants in Korea depend on river water for most of the raw water, and when the water pollution of raw water or water contamination accident of unexpected water is very high and an accident that poisonous material flows into raw water occurs, There is no reality.

따라서 새로운 상수 공급 시스템으로 하천수를 원수로 직접 취수하지 않고 적절한 전처리를 통해 오염 물질을 제거하고 또한 원수 수질사고에 대처할 수 있는 간접 취수 방법에 대한 수요와 연구 개발이 이루어지고 있다.Therefore, a new water supply system is in demand and research and development for indirect water withdrawal method which removes contaminants through appropriate pretreatment without water intake directly to raw water and copes with water quality accidents of raw water.

이러한 간접 취수방법으로서 최근 주목을 받고 있는 강변여과법은 수질이 매우 악화된 하천수를 직접 취수하는 대신에 하천에 널리 분포된 충적대수층에 취수정(우물)을 설치하고 펌프를 이용하여 취수정의 물을 양수하는 방법으로 하천에 자연적으로 존재하는 충적층의 오염저감 능력을 이용하는 것이다. 즉, 오염된 하천수가 이 충적층을 통과하면서 여과, 흡착, 생물학적 분해작용에 의하여 수질이 개선되는 점을 이용한 것이다.The riverside filtration method, which has recently attracted attention as an indirect water withdrawal method, is to install water intake wells in an alluvial aquifer widely distributed in rivers, And to utilize the pollution abatement ability of alluvial deposits naturally present in rivers. That is, the polluted river water passes through this alluvial layer, and water quality is improved by filtration, adsorption, and biological decomposition.

강변여과법은 이와 같이 하천수를 장기간 하천의 대수층에 체류시켜 자연의 자정작용을 이용하여 오염 물질과 독소를 제거한 후 취수하므로 후속공정인 정수처리 공정에서 처리부담을 경감시킬 수 있다. 이는 직접 취수해서 고도 정수 처리하는 방법에 비해 경제적이고 안전하며, 또한 불의의 수질 사고에 대응하기에 유리하다.The riverside filtration method allows river water to stay in the aquifer of the river for a long period of time and to remove the contaminants and toxins by utilizing the natural action of the natural river, thereby reducing the burden of processing in the subsequent water treatment process. This is more economical and safe than direct water intake and advanced water treatment, and is also advantageous to cope with unforeseen water quality accidents.

강변여과수는 상기한 여러 장점을 가지고 있으나, 양질의 처리수를 얻기 위해서는 지하수 오염에 대비하여 개발 유역을 보호구역으로 지정하는 등 대상지역은 토양 오염을 유발하는 시설의 개발을 억제해야할 필요가 있다.Riverbed filtration has many advantages as described above. However, in order to obtain high quality treated water, it is necessary to restrain the development of facilities causing soil pollution by designating the developed watershed as a protected area in preparation for groundwater pollution.

또한 상수원에 함유되어 있는 철·망간 문제는 표류수인 하천수를 취수할 때에는 별 문제가 되지 않으나 지하수와 복류수 및 저수지수를 수원으로 사용하고 있는 시설에서는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 하천수를 취수할 경우, 성층화가 자주 일어나는 심정 호소 등을 제외하면 하천수의 망간농도는 0.05 mg/ℓ이하를 유지하는 것이 보통이며, 일반적으로 하천수의 경우 망간 농도는 철 농도의 약 1/3 이다.In addition, iron and manganese problems in the water source are not a problem when taking river water as a driftwater, but problems may arise in facilities that use groundwater, depleted water, and reservoir water. In other words, when the river water is taken, manganese concentration of river water is usually kept below 0.05 mg / ℓ, except for the heartbeat which frequently occurs in stratification. Generally, manganese concentration in river water is about 1/3 to be.

그러나 지하수나 강변여과수의 경우, 철, 망간 농도가 먹는 물 기준보다 10배 이상 되는 곳이 많고, 망간 유입의 기원이 명확히 규명되어 있지 않아 망간 유입의 기원 파악 및 제거 등 이에 대한 대책이 요구된다.However, in the case of groundwater or riverside filtration, the concentration of iron and manganese is more than 10 times higher than the standard of drinking water, and the origin of manganese inflow is not clarified. Therefore, countermeasures such as identification and removal of manganese inflow are required.

원수 중의 철, 망간은 주로 2가 상태로 존재하며 산성조건이나 용존산소(DO; Dissolved Oxygen)가 부족한 경우에 미생물 작용에 의해 용존 상태로 환원되어 존재하는 것이 일반적이다. 또, 용존 산소가 부족한 저수지수의 저층수를 취수할 경우와 유기물질이 많이 함유된 하천수가 복류수의 집수매거(集水埋渠) 여층 통과시 용존 산소가 소모되어 지질 속에 함유된 망간이 용출되므로 복류수와 저수지수를 수원으로 할 경우에 문제가 발생하게 된다.Iron and manganese in raw water are mainly present in a bivalent state and are generally present in a dissolved state due to microbial action when acidic conditions or dissolved oxygen (DO) are insufficient. In addition, when the low-level water of the reservoir water lacking dissolved oxygen is collected and the river water containing a large amount of the organic matter is consumed when passing through the superficial layer of the collecting water of the submerged water, manganese contained in the lipid is eluted, And the number of reservoirs as water sources.

상수도에서 보통 철 함량이 높은 경우, 망간도 함께 높은 경우가 많으며 철이 다량으로 수돗물에 포함되면 물에 쇠맛, 쇳내를 일으킬 뿐만 아니라 세탁 및 세척용으로 사용시 의류나 기기 등에 적갈색을 띠게 하고 또한 공업 용수로서의 용도로도 부적당하게 된다.When the iron content is high in the water, the manganese is also often high, and when iron is contained in a large amount of tap water, it causes not only the fermentation in the water but also in the water, and also the reddish brown color in the clothing and the appliance when used for washing and washing. It becomes unsuitable for use.

또한 취수정시설에서는 철박테리아의 생성으로 스크린, 펌프, 파이프 등에 슬라임(Slime)을 형성시키거나 막힘 그리고 펌프의 임펠라 등에 피복이 되어 망간 농도에 따라 취수유량이 급속히 감소하게 되며 후속처리에도 문제가 발생한다.In addition, in the intake facility, slime is formed on the screens, pumps, pipes, etc. by the production of iron bacteria, and clogging and clogging on the impeller of the pump causes rapid decrease of the water intake flow rate depending on the concentration of manganese, .

망간의 경우, 먹는 물 중에 0.15 mg/L 이상 존재할 경우에는 불쾌한 금속취가 발생되고, 배관시설이나 세탁물에 갈색 얼룩이 발생되며 0.02 mg/ℓ이상의 농도에서는 철·망간 박테리아(Clonothrix, Crenothrix)에 의한 이상한 냄새와 맛의 발생과 더불어 수산화물, 산화망간 등이 급·배수관에 피복되어 통수능이 감소되고, 또한 관 내 유속 변화시에는 갈색 침전물이 수도전으로 배출되어 민원발생의 원인이 된다. 또한 먹는 물 수질기준인 0.3mg/ℓ이하로 함유되어 있더라도 소독제로 투입하는 염소와 반응하여 망간량의 300∼400배의 색도를 유발하게 되고, 관 내면에 흑색 부착물이 생기는 등 흑수(黑水)의 원인이 될 뿐 아니라 의류나 기기에 반점을띠게 하는 경우가 있다.In the case of manganese, the presence of more than 0.15 mg / L in the drinking water causes unpleasant metal odor, brown stains in the piping facilities and laundry, and abnormal concentrations of iron / manganese bacteria (Clonothrix, Crenothrix) In addition to the generation of odor and taste, hydroxides, manganese oxide, etc. are coated on the water supply / drain pipe to decrease the water discharge capacity. Also, when the flow rate in the pipe is changed, the brown precipitate is discharged as water pollutant, which causes the generation of complaints. In addition, even if it contains less than 0.3 mg / ℓ of water quality, it reacts with chlorine which is input as a disinfectant to cause 300 ~ 400 times of chromaticity of manganese, and black deposits are formed on the inner surface of the tube, And it may cause spots on clothes or equipment.

망간이 철과 함께 있을 경우에는 더욱 뚜렷해져 철의 녹색과 혼합한 진한 흑갈색을 띠게 된다. 수중에 망간이 포함되면 보통 정수처리에서는 거의 제거되지 않으므로 가능한 낮은 농도를 유지하는 것이 바람직하다.When manganese is present together with iron, it becomes more pronounced and becomes dark brown color mixed with iron green. When manganese is contained in the water, it is preferable to keep the concentration as low as possible since it is hardly removed by ordinary water treatment.

철,망간제거를 위해 물리화학, 생물학적인 많은 방법들이 사용되고 있으며, 최근에는 막여과를 이용한 망간제거공정이 적용되고 있다. 현재 이용하고 있는 철·망간 제거 기법에 대해 설명하면 다음과 같다.Many methods for removing iron and manganese are used, including physical chemistry and biological methods. Recently, manganese removal processes using membrane filtration have been applied. The current iron and manganese removal technique will be described as follows.

(1) 폭기 처리(1) Aeration treatment

폭기에 의한 산화는 궁극적으로 산소를 용존시키는 방법으로, 2가의 용존성 철은 폭기에 의해 불용성의 수산화제이철로서 침전되어진다.Aeration by aeration ultimately dissolves oxygen, and bivalent dissolved iron is precipitated as insoluble ferric hydroxide by aeration.

그러나 Fe(II)의 산화는 산소 분압과 초기 철 농도, 그리고 pH에 의해 좌우되는 데, pH 7.0 정도의 일반적인 수처리 공정의 pH 조건에서는 철의 산화에 문제가 없으나, 망간은 중성의 pH 영역에서 산화 속도가 매우 느리기 때문에 pH 조절 없이 단순한 폭기에 의해서 산화 제거시키기 어려운 문제점이 있다.However, the oxidation of Fe (II) is dependent on oxygen partial pressure, initial iron concentration, and pH. However, there is no problem in iron oxidation at the pH condition of general water treatment process of pH 7.0, There is a problem that it is difficult to oxidize and remove by simple aeration without pH adjustment because the speed is very slow.

(2) 산화제에 의한 철·망간처리(산화제로는 염소 이용)(2) Iron and manganese treatment by oxidizing agent (chlorine is used as oxidizing agent)

원수에 염소를 투입하여 철·망간 산화물을 침전, 여과에 의해 제거하는 방법으로, 염소처리는 2가의 철과 망간의 산화에 자주 사용되며 폭기처리에 비해 산화속도가 빠르다.Chlorine treatment is often used to oxidize bivalent iron and manganese, and the oxidation rate is faster than that of aeration treatment.

철, 망간 모두 pH에 의해 산화 속도에 영향을 받는데, 철의 경우, pH가 낮을 경우에도 쉽게 산화가 가능하지만, 망간은 이론적으로 pH9 이하에서는 거의 산화되지 않으므로 산화를 용이하게 하기 위해서는 알칼리제로 pH를 9이상으로 상승시키는 것이 필요하다. 예를 들어 90%이상의 망간를 산화시키기 위해 알칼리도 50 mg/ℓ 이상에서 pH가 6.0인 경우 12시간이 요구되고 pH 8.0에서는 2∼3시간이 요구되어진다.Both iron and manganese are affected by the oxidation rate due to pH. Iron can easily be oxidized even at low pH. However, manganese is rarely oxidized at pH 9 or lower. Therefore, in order to facilitate oxidation, 9 < / RTI > For example, in order to oxidize more than 90% of manganese, pH is required to be 12 hours when alkalinity is higher than 50 mg / ℓ, and 2 to 3 hours is required when pH is 8.0.

원수 중 암모니아성 질소가 포함되어 있는 경우에는, 염소첨가에 의해 클로라민(chloramine)이 형성되며 산화속도는 감소하게 된다. 이때는 반드시 파괴점(breakthrough point) 이상으로 염소를 투입하여 유리잔류염소가 0.5∼1.0 mg/ℓ 정도 유지되도록 한다.When ammonia nitrogen is contained in the raw water, chloramine is formed by the addition of chlorine, and the oxidation rate is decreased. In this case, it is necessary to add chlorine at a breakthrough point or more to maintain free residual chlorine at about 0.5 to 1.0 mg / L.

최근 연구 자료에 의하면 수온이 5℃ 이하일 경우는 염소에 의한 망간 산화 반응이 지연되며 휴믹산과 같은 천연 유기물질이 존재할 경우 충분한 양의 염소를 투입하여 산화시킨 후 망간 산화가 진행되도록 하여야 한다.According to recent research data, when the water temperature is below 5 ℃, the manganese oxidation reaction by chlorine is delayed. If natural organic substances such as humic acid are present, sufficient amount of chlorine is added to oxidize the manganese.

(3) 산화제에 의한 철·망간처리(산화제로는 과망간산칼륨 이용)(3) Iron and manganese treatment with oxidizing agent (Potassium permanganate is used as the oxidizing agent)

과망간산칼륨은 강력한 산화제로 우리나라는 수처리 약품으로 규격이 미설정되어 있어 사용상에 제한이 있으나 망간을 효과적으로 단시간에 산화시킬 수 있고, 기존 정수장에서 사용하는 여재를 망간사화하여 망간을 효과적으로 제거할 수 있으므로 정수처리 약품으로 사용을 검토해 볼 수 있다.Potassium permanganate is a strong oxidizing agent in Korea. It is a water treatment agent in Korea and its usage is limited. However, it can effectively oxidize manganese in a short time, and it can effectively remove manganese from manganese You can consider using it as a treatment drug.

철, 망간 1mg 당 이론적인 KMnO4요구량은 각각 0.92mg, 1.92mg 이나 투입시 산화반응으로 생성되는 불용성 MnO2(s)의 촉매작용으로 실투입량은 점차 감소하게 된다.The theoretical KMnO 4 requirement of 0.92 mg and 1.92 mg per 1 mg of iron and manganese are respectively decreased by the catalytic action of the insoluble MnO 2 (s) produced by the oxidation reaction at the input.

사용시 요구량 이상으로 과량 주입시는 과망간산이온이 누출되어 여과수가 핑크색으로 착색되므로 적정량을 투입하여야 한다. 그리고 산화시 생성되는 콜로이드는 음전하를 강하게 띠어 안정한 상태로 존재하므로 통상의 응집처리 방법으로는 제거가 곤란하여 여과지 운영시간의 단축, 여과효율의 저하 등으로 콜로이드상의 망간산화물이 여과수에 누출되는 문제가 발생되므로 응집 보조제를 사용할 필요가 있다.When excess amount is injected in excess of the amount required for use, permanganate ion leaks and the filtered water is colored in pink, so an appropriate amount should be supplied. Since the colloid generated during oxidation is in a stable state due to a strong negative charge, it is difficult to remove the colloidal manganese oxide from the filtration water due to the difficulty of removing it by the conventional coagulation treatment method, It is necessary to use coagulation assistant.

과망간산칼륨은 강력한 산화제이며 광범위한 pH영역에서 반응시간이 짧다. pH 7이상인 조건에서 산화시간은 철과 망간 모두에 5분에서 10분정도로 짧다. 망간처리에 적용되는 과망간산칼륨은 산화목적을 위해 단독으로 이용되기보다는 망간사여과의 전처리 공정으로 사용하고 있으며 약품비가 염소의 5배정도로 비싸 운영비용이 높으며, 요구량 이상으로 과량 주입시는 과망간산이온이 누출되어 여과수가 핑크색으로 착색되므로 적정량을 투입해야 한다. 그리고 산화 착색된 콜로이드성 물질이 여과지 운영시간의 단축, 여과 효율을 저하시키는 단점들이 있다.Potassium permanganate is a powerful oxidant and has a short reaction time in a wide pH range. At pH 7 and above, the oxidation time is 5 to 10 minutes for both iron and manganese. The potassium permanganate used for manganese treatment is used for pretreatment of manganese sulfate filtration rather than being used alone for oxidation purpose. The cost of the drug is 5 times as high as that of chlorine and the operation cost is high. Leakage and the colored water will be colored in pink. And colloidal colloidal materials, which are oxidized and colored, shorten the operation time of filter paper and lower filtration efficiency.

(4) 이산화염소에 의한 제거(4) Removal by chlorine dioxide

최근 국내에서 사용의 논란을 일으킨 이산화염소는 외국의 경우 현장에서 제조하여 소독, 이상한 맛과 냄새 제거, THM(Trihalomethane) 전구물질 제거, 그리고 철, 망간 산화에 적용되고 있다. 염소에 비해 철, 망간 산화속도가 빠르며, THM 저감 등의 장점이 있어 효과적이나 가격이 비싸고 잔류물질의 잠재 독성으로 투입량의 제한을 받는 단점이 있다.In recent years, chlorine dioxide has been used for disinfection, removal of odor and odor, removal of THM (trihalomethane) precursors, and oxidation of iron and manganese. Compared with chlorine, iron and manganese oxidation rate is fast, and THM is advantageous because it is effective, but it is expensive, and there is a disadvantage that the input amount is limited due to the potential toxicity of residual materials.

(5) 오존 처리(5) Ozone treatment

2가의 철과 망간을 산화할 목적으로만 오존을 사용하는 것은, 비용면에서 효과적인 다른 방법들이 있기 때문에 좋은 방법이 아닌 것으로 보이나 그럼에도 불구하고, 유럽에서는 종래의 정수처리과정에 전오존처리를 조합하여 철과 망간을 제거하고 있다. 과잉의 오존에 의한 망간의 산화는 과망간산염(permanganate)을 만들고 정수지의 물을 변색시킨다는 것이 경험적으로 알려지고 있다.The use of ozone only for the purpose of oxidizing bivalent iron and manganese appears to be not a good method because of other cost-effective methods. Nevertheless, in Europe, conventional ozone treatment is combined with conventional water treatment Iron and manganese are removed. It has been known empirically that the oxidation of manganese by excess ozone produces permanganate and discolourates the water of purified water.

이론적으로, 1 mg/ℓ의 오존은 2.33 mg/ℓ의 철, 1.14 mg/ℓ의 망간을 산화한다. 원수중에 용존하고 있는 Mn2+이 산화되면 Mn4+(MnO2) 또는 Mn7+(MnO4 _)가 되어 변색되고 산화물이 접촉조 벽에 부착된다. 오존은 산화력이 극히 강하므로 빠른 시간내에 망간을 산화시키나 용해도가 적으므로 대기중으로 쉽게 누출되기 때문에 주입지점은 충분한 수압을 지닐 수 있어야 한다.Theoretically, 1 mg / l of ozone oxidizes 2.33 mg / l of iron and 1.14 mg / l of manganese. When the dissolved Mn 2+ in the raw water is oxidized, it becomes Mn 4+ (MnO 2) or Mn 7+ (MnO 4 _ ) and the oxide is discolored and the oxide adheres to the contact surface wall. Ozone oxidizes manganese quickly because of its strong oxidizing power. However, since the solubility is low, it easily leaks into the atmosphere, so the injection point should be able to have sufficient water pressure.

(6) 여과 처리(망간사에 의한 여과처리, 기존 여재를 이용한 여과처리)(6) Filtration treatment (filtration treatment using manganese fiber, filtration treatment using existing filter material)

망간사는 제오라이트나 안트라사이트를 염화망간과 과망간산칼륨으로 처리하여 표면에 용해성 Mn(II)을 흡착·제거할 수 있는 MnO2를 피복한 것으로 메디아 종류에 따라 구분되며 상용적 명칭으로는 Green Sand(glauconite), Birm, Ferox등이 알려져 있다.Manganese is MnO 2 coated with zeolite or anthracite with manganese chloride and potassium permanganate which can adsorb and remove soluble Mn (II) on the surface. It is classified according to the kind of medicines. Green Sand (glauconite ), Birm, Ferox, etc. are known.

망간사에 의한 용해성 망간의 흡착 제거 반응은 다음과 같으며, 망간사 1㎥ 당 흡착할 수 있는 망간의 양은 1.44 kg이다.The adsorption removal reaction of soluble manganese by manganese is as follows, and the amount of manganese adsorbable per manganese manganese is 1.44 kg.

이 처리에 있어서 일반적인 여과속도의 범위는 7∼10 ㎥/㎡·h이다. 망간사여과법은 철·망간의 농도가 1 mg/ℓ 정도일 때 유리하며 pH를 7.5이상으로 유지할 경우 효과적으로 처리할 수 있으나 망간사를 계속 사용하면 흡착능이 감소되어 파괴가 발생되므로 반드시 재생 과정을 거쳐야 한다.The range of the general filtration rate in this treatment is 7 to 10 m 3 / m 2 · h. The manganese filtration method is advantageous when the concentration of iron and manganese is about 1 mg / ℓ, and it can be effectively treated when the pH is kept at 7.5 or more. However, when manganese is continuously used, the adsorption ability is decreased and destruction occurs. .

망간사 여과의 가장 큰 단점은 산화된 산화물에 의해 급격한 손실 수두가 발생하며 운영 비용이 많이 소요되고 pH가 7.1 이하로 저하될 경우에는 망간사의 흡착능력이 떨어지게 된다는 것이다.The major disadvantage of the manganese filtration is that it causes a sudden loss of hydraulic head due to the oxidized oxide, which requires a high operation cost. If the pH is lowered to 7.1 or less, the adsorption capacity of manganese oxide decreases.

망간이 함유된 원수에 산화재를 연속적으로 투입하면 기존 여재인 모래나 안트라사이트에 MnO2를 피복하여 망간사와 같은 흡착능을 갖게 해서 철·망간을 제거하는 방법으로 검은색으로 피복된 여과사는 산화제를 연속 투입하여 재생시켜야 흡착능을 유지할 수 있으므로 여과지 유출수에 0.5 mg/ℓ 정도의 잔류염소가 유지되도록 지속적으로 염소를 투입해야 한다. 망간 제거 효율은 여재에 피복된 망간 부착량, 망간 산화상태 및 유입수의 pH에 영향을 받는다.When the raw manganese-containing raw water is continuously added to the fire, MnO 2 is coated on the sand or anthracite, which is a conventional filter material, to remove iron and manganese, Chlorine must be continuously injected so that residual chlorine of the order of 0.5 mg / l is retained in the filter paper effluent, since the adsorbing ability can be maintained by continuous feeding and regeneration. The removal efficiency of manganese is affected by the amount of manganese deposition on the filter media, the oxidation state of manganese and the pH of the influent.

(7) 미생물을 이용한 생물학적 처리(7) Biological treatment using microorganisms

미생물을 이용한 철·망간의 제거방법은 철박테리아가 철·망간을 대사(산화 및 환원)작용에 이용하거나 미생물 표면에 존재하는 세포외물질 즉 ECP (Extracellurar Polymer)나 세포 표면에 흡착하여 제거하는 방법으로 철박테리아가 물속에 용존하고 있는 철·망간을 산화하여 불용성의 철·망간 화합물로 변환시킨 후 미생물 표면이나 세포내에 침착하는 능력을 이용하여 제거하는 방법이다.Removal of iron and manganese by microorganisms is a method of removing iron and manganese by using iron or manganese for metabolism (oxidation and reduction) or by extracellular substances such as ECP (Extracellurar Polymer) Is a method in which iron bacteria oxidize iron and manganese dissolved in water to convert them into insoluble iron / manganese compounds and then remove them by using the ability to deposit on microbial surfaces or cells.

철·망간을 대사하는 미생물은 급배수관, 배수지 벽체에 부착하여 수 센티미터(cm)까지 커지게 된다. 이 물질은 철·망간 산화물과 미생물 덩어리로 관의 통수능을 감소시키고, 잔류 염소 소모, 수중 용존 산소 감소 등의 문제를 야기시키며, 수도전으로 유출되어 적수, 흑수 그리고 이상한 맛과 냄새 발생의 원인이 된다.The microorganisms metabolizing iron and manganese are attached to the drainage pipe and the wall of the reservoir, and grow to several centimeters (cm). This material is a mixture of iron and manganese oxides and microorganisms, which reduces the permeability of the pipe and causes problems such as residual chlorine consumption, reduced dissolved oxygen in the water, and is caused by water pollution, which causes enemy water, black water and odd taste and odor do.

(8) 막여과에 의한 제거(8) Removal by membrane filtration

막(membrane)을 사용하는 수처리 공정은 막에 의한 분리현상을 이용하여 원수를 여과하는 방법으로서 이러한 막 분리 기술을 정수 처리에 이용하면 원수를 침사, 스크리닝한 후 막분리, 살균만으로도 음용수를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 막 구조가 침전지 여과지를 대체할 수 있으므로 막 구조를 사용하지 않는 다른 수처리 장치에 비하여 구조가 간단하고 조작이 용이한 장점이 있다. 따라서, 이러한 막분리 기술에 의한 수처리 방법은 차세대 수처리 방법으로서 주목받고 있다.The water treatment process using membranes is a method of filtering raw water using separation phenomenon by membranes. When this membrane separation technique is used for water treatment, raw water is sieved and screened, followed by membrane separation and sterilization to obtain drinking water In addition, since the membrane structure can replace the sedimentation filter paper, the structure is simple and easy to operate as compared with other water treatment systems that do not use a membrane structure. Accordingly, the water treatment method using such a membrane separation technique is attracting attention as a next-generation water treatment method.

일반적으로 사용되는 막 구조는 중공사 막으로, 중공사란 빨대와 같이 중간에 구멍이 있고 표면에는 미세한 구멍이 형성된 실로서 중공사 막이란 이러한 중공사에 의하여 형성된 막 구조이다.The film structure generally used is a hollow fiber membrane. A hollow fiber membrane is a hollow fiber membrane, such as a straw, having a hole in the middle and a fine hole on the surface.

막 구조를 사용하는 수처리 방법은 상기한 바와 같은 중공사의 특이한 구조로 인하여 원수가 효과적으로 여과되는 성질을 이용하는 것이다.The water treatment method using the membrane structure utilizes the property that the raw water is effectively filtered due to the specific structure of the hollow fiber as described above.

그러나, 막분리공정 또한 수처리가 진행됨에 따라서 막에 의하여 여과되는 물질로 막의 폐색이 발생하게 되고, 이는 수처리 효율과 막의 수명을 저하시키게 되는 단점이 있다.However, in the membrane separation process, as the water treatment progresses, the membrane is occluded by the material filtered by the membrane, which causes a disadvantage that the water treatment efficiency and the lifetime of the membrane deteriorate.

이와같이 상기한 공정은 나름대로의 장단점을 가지고 있고, 실질적으로 강변여과수 처리설비는 여러 공정을 적절히 조합하여 사용하고 있으며, 강변여과수에포함되어 있는 철,망간의 좀더 효율적인 제거를 위한 수처리설비의 개발이 필요한 실정이다.As described above, the above-mentioned processes have advantages and disadvantages. In fact, the riverside filtration water treatment facility uses a combination of various processes appropriately, and it is necessary to develop a water treatment facility for more efficient removal of iron and manganese contained in the riverside filtered water It is true.

이에 본 고안은 상기와 같은 요구사항에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 대체수원인 강변여과수를 수원으로 취수할 경우 문제가 될 수 있는 철·망간을 효율적으로 처리하기 위한 수처리 설비를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a water treatment facility for efficiently treating iron and manganese which may be a problem when the riverside filtration water, which is an alternative water source, is taken as a water source, have.

또한 본 고안은 수처리에 사용되는 산화제의 양을 줄임으로서 화학반응에 의한 잠재물질의 2차독성의 피해를 줄일 수 있는 강변여과수 수처리설비를 제공함에 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a river filtration water treatment facility capable of reducing the damage of secondary toxicity of a potential substance due to chemical reaction by reducing the amount of oxidizing agent used for water treatment.

또한, 본 고안은 막여과를 이용한 수처리설비에 있어서, 막의 폐색을 방지하고 수명을 연장시킬 수 있는 강변여과수 수처리설비를 제공함에 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a water treatment facility for river water filtration which can prevent clogging of membrane and prolong its service life in a water treatment facility using membrane filtration.

도 1은 본 고안에 따른 강변여과수 수처리설비의 공정흐름을 도시한 개략적인 도면이다.FIG. 1 is a schematic view showing a process flow of a river water filtration water treatment facility according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Description of the Related Art [0002]

10 : 공기반응조 20 : 약품조10: air reaction tank 20: chemical tank

30 : 침전조 40 : 리턴라인30: settling tank 40: return line

50 : 막분리조 51 : 분리막50: membrane separation tank 51: membrane

52 : 연속흐름라인52: Continuous flow line

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 수처리 설비는, 공급된 강변여과수에 포함되어 있는 철을 산화처리하기 위한 공기반응조와, 산화제를 투입하여 수중에 녹아있는 망간을 산화시키기 위한 약품조, 처리수에서 망간산화물을 침강분리시키기 위한 침전조, 침강된 망간산화물을 약품조로 리턴시키기 위한 리턴라인, 침전조를 거친 처리수를 막분리하기 위한 막분리조를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above-mentioned object, the water treatment facility according to the present invention comprises an air reaction tank for oxidizing iron contained in supplied river-side filtered water, a chemical tank for oxidizing manganese dissolved in water A sedimentation tank for sedimenting manganese oxide from the treated water, a return line for returning the precipitated manganese oxide to the chemical tank, and a membrane separation tank for separating the treated water through the sedimentation tank.

상기 공기반응조는 여과수를 공기와 접촉시켜 산화가 이루어지도록 하며, 취수정에서 양수된 물의 높이차를 이용하여 분무장치만 설치하는 것으로 실시할 수 있다.The air reactor may be operated by bringing filtered water into contact with air to oxidize the water, and installing only a spray device using the difference in height of the water pumped in the water inlet.

상기 약품조는 급속교반을 위해 내부에 교반기를 구비할 수 있다.The chemical tank may have a stirrer inside for rapid stirring.

약품조로 투입되는 약품으로는 염소, 과망간산칼륨 등 다양한 약품이 사용될 수 있으며, 접촉시간을 줄이기 위해 이산화염소가 사용된다.A variety of chemicals such as chlorine, potassium permanganate and the like can be used as chemicals to be introduced into the chemical tank, and chlorine dioxide is used to reduce the contact time.

침전조는 자연침강형태가 사용될 수 있다.The sedimentation tank can be a natural sedimentation type.

리턴라인은 침전조 저면과 약품조를 연결하여 침전조에서 침강된 망간산화물을 이송시키는 라인으로, 일측에 라인의 개폐량을 조절하기 위한 제어밸브가 설치된다.The return line is a line for conveying the precipitated manganese oxide in the settling tank by connecting the bottom of the settling tank and the chemical tank, and a control valve for adjusting the opening and closing amount of the line is installed on one side.

막분리조는 내부에 수처리를 위한 다양한 막이 설치되는 데, 막의 입자의 크기에 따라 역삼투(reverse osmosis : RO), 한외여과(ultrafitration : UF), 정밀여과(microfiltration : MF), 전기투석(electrodialysis : ED)으로 구분되며, 본 고안에서는 고분자 콜로이드나 부유고형물 제거에 유용한 한외여과용 막을 사용함이 바람직하다.Membrane separation chambers are equipped with various membranes for water treatment. Reverse osmosis (RO), ultrafiltration (UF), microfiltration (MF), electrodialysis ED). In the present invention, it is preferable to use an ultrafiltration membrane useful for removing colloidal macromolecules or suspended solids.

이하 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 강변여과수 수처리설비를 도시한 개략적인 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a water treatment facility for river water filtration according to the present invention; FIG.

상기한 도면에 의하면, 본 고안은 강변 또는 하천을 따라 설치된 집수정으로부터 공급되는 강변여과수가 투입되어 1차적으로 강변여과수에 용존되어 있는 철을 산화처리하기 위한 공기반응조(10)와, 공기반응조에 연결관으로 연결설치되어 공기반응조를 거친 처리수에 이산화염소를 투입하여 수중에 용존되어 있는 망간을 산화물형태로 변화시키기 위한 약품조(20), 약품조에 연결관으로 연결설치되어 약품조를 거친 처리수에서 망간산화물을 침강분리시키기 위한 침전조(30), 침전조 저면과 공기반응조,약품조의 연결관 사이에 연결되어 침강된 망간산화물을 약품조로 리턴시키기 위한 리턴라인(40), 침전조에 연결관으로 연결설치되어 침전조를 거친 처리수에서 망간산화물을 막분리하기 위한 막분리조(50)를 포함하여 이루어진다.According to the above-mentioned drawings, the present invention is characterized in that the present invention comprises an air reaction tank (10) for oxidizing iron dissolved in riverside filtration water by being fed with riverside filtration water supplied from a river or a river, A chemical tank (20) for introducing chlorine dioxide into the treated water, which is connected to the air tank through the connection pipe, to convert the dissolved manganese in the water into an oxide form, and a chemical tank A return line 40 for returning the precipitated manganese oxide to the chemical tank, which is connected between the bottom of the settling tank and the air tank, and the connection pipe of the chemical tank, and a connection pipe to the settling tank And a membrane separation tank 50 for separating the manganese oxide from the treated water through the settling tank.

여기서 상기 각 조는 연결관으로 순차연결되어, 집수정으로부터 공급되는 강변여과수는 공기반응조(10)와 약품조(20), 침전조(30), 막분리조(50)를 차례로 거치면서 여과수에 용존되어 있는 철,망간을 배출 처리할 수 있게 된다.In this case, the respective groups are sequentially connected to a connection pipe, and the river-side filtered water supplied from the water collection is dissolved in the filtration water while passing through the air reaction tank 10, the chemical tank 20, the settling tank 30, It is possible to discharge iron and manganese contained therein.

이하, 각 처리조의 작용에 대해 더욱 상세하게 설펴본다.Hereinafter, the operation of each treatment tank will be described in more detail.

상기 공기반응조(10)는 취수정에서 양수된 물을 분무하므로써 철의 산화가 이루어지게 된다.In the air reaction tank 10, iron is oxidized by spraying the water pumped in the intake pipe.

폭기에 의한 산화는 궁극적으로 산소를 용존시키는 방법으로, 일반적인 조건(pH 7)에서 2가의 용존성 철이나 중탄산제일철(Fe(HCO3)2)로써 존재하는 경우 유효하고 폭기에 의해 불용성의 수산화제이철로서 침전되어진다. 뿐만 아니라 폭기에 의해서 유리탄산, 황화수소, 휘발성물질(VOCS)의 제거가 가능하며 또한 수중에 용존산소를 제공하게 된다.Oxidation by aeration ultimately dissolves oxygen and is effective when present as divalent dissolved iron or ferrous bicarbonate (Fe (HCO 3 ) 2 ) under normal conditions (pH 7) ≪ / RTI > In addition, aeration can remove free carbonic acid, hydrogen sulfide, volatile matter (VOC S ) and provide dissolved oxygen in the water.

산소에 의한 Fe(II)의 산화에 대한 Kinetics는 다음과 같다.The kinetics for the oxidation of Fe (II) by oxygen are as follows.

여기서,: rate of iron(II) oxidation, mol/ℓ·minhere, : rate of iron (II) oxidation, mol / ℓ · min

k : reax. rate const. ,8.0(±2.5)×1013L2/min·atm·mol2at 20.5℃k: reax. rate const. , 8.0 (± 2.5) × 10 13 L 2 / min · atm · mol 2 at 20.5 ° C.

pO2: partial pressure of oxygen, atmpO 2 : partial pressure of oxygen, atm

[OH-] : hydroxide ion concentration, mol/ℓ[OH - ]: hydroxide ion concentration, mol / l

[Fe2+] : iron(II) concentration, mol/ℓ[Fe 2+ ]: iron (II) concentration, mol / l

상기 약품조(20)에서는 투입되는 이산화염소에 의한 망간의 산화작용과, 침전조(30)로부터 재투입되는 망간산화물(뒤에 설명됨)에 의한 촉매작용이 이루어지게 된다.In the chemical tank 20, the oxidizing action of manganese by chlorine dioxide to be introduced and the catalytic action by manganese oxide (to be described later) re-introduced from the settling tank 30 are performed.

또한, 약품조(20) 내부에 교반기(도시되지 않음)를 구비하므로써 여과수와 산화제를 급속 교반시켜 반응을 촉진시킬 수 있다.Also, by providing a stirrer (not shown) in the chemical tank 20, the reaction can be promoted by rapidly stirring the filtered water and the oxidant.

철, 망간 1mg 당 이론적인 이산화염소 요구량은 각각 1.2mg, 2.44mg 이며, 화학반응식은 다음과 같다.Iron, and manganese, the theoretical requirements for chlorine dioxide are 1.2 mg and 2.44 mg, respectively.

Fe^2+ + ClO_2 + 3H_2 O``` ` ``Fe(OH)_3 + ClO_2^- ``+3H^+Fe (OH) _3 + ClO_2 ^ - `+ 3H ^ 2 + + ClO_2 +

Mn^2+ + 2ClO_2 + 2H_2 O `````` MnO_2 (s) + 2ClO_2 ^- + 4H^+ 여기서, 이산화염소는 염소에 비해 철, 망간 산화속도가 빠르며, THM(Trihalomethane) 저감 등의 장점이 있어 효과적이나 가격이 비싸고 잔류물질의 잠재 독성으로 투입량의 제한을 받는 단점이 있으므로, 그 사용량을 줄일 수 있어야 한다. 그리고, 이러한 이산화염소의 사용량 저감을 위한 구조는 다음에 설명되는 침전조(30)와, 리턴라인(40), 리턴라인을 통해 약품조(20)로 투입되는 망간산화물로서 달성될 수 있게 된다.MnO2 (s) + 2ClO_2 ^ - + 4H ^ + where the oxidation rate of iron and manganese is faster than that of chlorine, and the reduction of THM (trihalomethane) The advantage is that it is effective, but it is expensive and there is a disadvantage that it is limited by the potential toxicity of the residual material, so its use should be reduced. The structure for reducing the use amount of chlorine dioxide can be achieved as a manganese oxide which is introduced into the chemical tank 20 through the settling tank 30, the return line 40, and the return line, which will be described later.

상기 침전조(30)는 약품조(20)를 거치면서 화학반응으로 생성된 망간산화물을 처리수로부터 침강분리시키기 위한 것으로, 침전조(30)에서 일정시간 체류하는 과정에서 처리수로부터 분리된 망간산화물은 침전조(30) 바닥면으로 침강하게 되고, 상등수는 다음 막분리조(50)로 보내지게 된다.The manganese oxide separated from the treated water in the sedimentation tank (30) for a predetermined period of time is separated from the manganese oxide And the supernatant is sent to the next membrane separator (50).

이렇게 침강된 망간산화물은 침전조(30) 저면에 연결설치된 리턴라인(40)을 통해 약품조(20)로 재투입되게 된다. 이때, 리턴라인(40) 일측에 설치된 제어밸브 (41)를 조절함으로서 투입되는 망간산화물의 양을 조절한다.The precipitated manganese oxide is reintroduced into the chemical tank 20 through the return line 40 connected to the bottom of the sedimentation tank 30. At this time, the control valve 41 installed at one side of the return line 40 is adjusted to control the amount of manganese oxide to be introduced.

리턴라인(40)을 통해 약품조(20)로 투입된 망간산화물은 산화촉매작용을 통해 망간의 산화에 기여함으로써 이산화염소의 투입량을 줄일 수 있게 된다.The manganese oxide introduced into the chemical tank 20 through the return line 40 contributes to the oxidation of manganese through the oxidation catalyst function, thereby reducing the amount of chlorine dioxide input.

즉, 망간은 이산화망간(MnO2)으로의 산화 침전물을 생성하기 위해서 pH가 9.5 이상이 되어야 하지만 이산화침전물의 생성반응 보다 이 이산화망간의 촉매산화에 의해 용존성 망간을 산화시키는 작용이 더 중요한 의미를 지닌다. 산화된 망간산화물에 의한 촉매작용으로 산화가 촉진되며, pH가 높을수록 산화반응이 빨리 일어난다. pH가 7.0일 경우, MnO21㎎에 대한 Mn2+흡수량 0.3㎎이지만 pH가 8.0일 경우, 흡수량 0.75㎎ Mn2+/㎎MnO2으로 pH가 7.0일 경우에 비해 약 2.5배 높다.In other words, manganese should have a pH of 9.5 or higher in order to produce oxidized precipitates to manganese dioxide (MnO 2 ), but the action of oxidizing the dissolved manganese by catalytic oxidation of manganese dioxide is more important than the formation reaction of dioxide precipitate . Oxidation is accelerated by catalytic action of oxidized manganese oxide, and the oxidation reaction occurs more rapidly as the pH is higher. If the pH is 7.0 days, but Mn 2+ uptake 0.3㎎ for MnO 2 1㎎ a pH of 8.0 when the high about 2.5 times compared to the case where pH is in the 7.0 to absorption 0.75㎎ Mn 2+ / ㎎MnO 2.

식 (1.1)와 (1.3)의 반응 속도는 느린데 비하여 식 (1.2)의 반응속도는 상대적으로 빠르다. 이 메커니즘은 산화제를 이용하여 용존 형태의 Mn(II)를 Mn(IV)로 산화시킬 때 요구되는 이론 당량 이하의 산화제를 첨가할 경우, 산화된 망간 산화물에 의한 촉매작용으로 Mn(II)의 제거가 가능함을 의미한다.The reaction rate of Eq. (1.1) and (1.3) is slow, whereas the reaction rate of Eq. (1.2) is relatively fast. This mechanism is based on the removal of Mn (II) by the catalytic action of oxidized manganese oxide when the oxidizing agent is used to oxidize the dissolved form of Mn (II) to Mn (IV) .

철·망간의 산소에 대한 양론적 반응식은 다음과 같으며, 철·망간 1mg 당 이론적인 산소요구량은 각각 0.14mg, 0.29mg 이다.The stoichiometric reaction equation for oxygen in iron and manganese is as follows. The theoretical oxygen demand for iron and manganese is 0.14 mg and 0.29 mg, respectively.

여기서 상기 리턴라인(40)은 도 1에 도시된 바와 같이 일측에서 분기되어 드레인라인(42)을 이룸으로서 침강된 망간산화물을 약품조로 투입시키는 외에 드레인라인을 통해 배출시켜 폐기처리할 수 있는 구조로 되어 있다.1, the return line 40 branches off from one side to form a drain line 42, and the precipitated manganese oxide is injected into the chemical tank and drained through a drain line to be disposed of .

상기 막분리조(50)는 침전조(30)를 거친 상등수에서 최종적으로 망간성분을 분리해 내기 위한 것으로, 내부에는 한외여과용 분리막(51)이 설치된 구조로 되어 있다.The membrane separation tank 50 is for separating the manganese component from the supernatant through the settling tank 30 and has a structure in which an ultrafiltration membrane 51 is installed therein.

여기서 분리막(membrane)이란 특정 성분을 선택적으로 통과시킴으로써 혼합물을 분리시킬 수 있는 액체 혹은 고체막을 의미하며, 막의 물리·화학적 성질에 의해 물질과 에너지의 교환속도가 결정된다. 분리공정에서 통상적으로 칭하는 막은물질에 대해 선택성을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 물질들의 막에 대한 이동속도의 차이를 이용하여 물질을 분리하는 것을 막분리(membrane-separation)라 한다.Here, the term "membrane" refers to a liquid or solid membrane capable of separating a mixture by selectively passing a specific component, and the physical and chemical properties of the membrane determine the exchange rate of matter and energy. The membrane, which is commonly referred to in the separation process, is characterized by having selectivity for the material. Separation of materials using the difference in the rate of movement of these materials to the membrane is referred to as membrane-separation.

따라서 침전조(30)를 거친 상등수는 막분리조(50)에서 분리막을 거치면서 산화된 철,망간이 여과되어 최종적으로 분리처리되게 된다.Therefore, the supernatant passing through the settling tank 30 is filtered through oxidized iron and manganese while passing through the separation membrane in the membrane separation tank 50, and eventually separated.

미설명된 도면부호 (52)는 막분리조로 투입된 상등수를 침전조로 연속 교차시키기 위한 연속흐름라인으로, 상등수는 막분리조와 침전조를 상호 교차하면서 분리막을 통해 연속적으로 처리되게 된다.Reference numeral 52, which is not shown, is a continuous flow line for continuously crossing the supernatant introduced into the membrane separation tank into the settling tank, and the supernatant is continuously treated through the membrane while mutually crossing the membrane separation tank and the settling tank.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에서는, 이산화염소를 산화제로 이용하고 산화반응에 의해서 용존성의 망간이 변환되어 생성된 이산화망간을 한외여과막(UF)을 이용하여 막분리하는 새로운 수처리설비를 제안하였다.As described above, the present invention proposes a new water treatment facility for separating manganese dioxide produced by converting dissolved manganese by an oxidation reaction using an ultrafiltration membrane (UF) using chlorine dioxide as an oxidizing agent.

용존성 망간을 포함한 원수와 산화제가 주입되는 약품조에는 산화반응을 통해서 생성되고 고액분리로 회수된 이산화망간을 반송하여 용존성 망간을 흡착ㆍ제거하는 동시에 산화반응의 촉매로서도 이용하게 된다.The raw water including dissolved manganese and the chemical tank into which the oxidizing agent is injected are transported to the manganese dioxide produced through the oxidation reaction and recovered by the solid-liquid separation to adsorb / remove the soluble manganese, and also used as a catalyst for the oxidation reaction.

이렇게 접촉산화 및 흡착반응을 거쳐서 이산화망간의 형태로 변환된 망간은 그 입경이 콜로이드상인 경우 수십 nm에 이르며, 오랜시간 정치할 경우 성장된 입자상의 경우 재 분산시키면 입경은 수 ㎛에 이른다. 따라서, 이 정도크기의 콜로이드 및 입자상의 이산화 망간이 공존할 경우에는 한외여과막을 이용하여 용이하게 고액분리를 행할 수 있다.The manganese converted into manganese dioxide through the catalytic oxidation and adsorption reaction reaches several tens of nanometers when the particle size is colloidal, and when the particles are grown for a long time, the particle size becomes several micrometers when redispersed. Therefore, when colloid and particulate manganese dioxide of this size coexist, it is possible to easily perform solid-liquid separation using an ultrafiltration membrane.

한편, 산화반응으로 생성된 이산화망간 입자의 성장이 충분히 이루어질 수있는 조건을 막분리공정의 전단에 제공할 경우, 상당량의 이산화망간을 침강에 의해 고액ㆍ분리하여, 이것을 용존 망간의 흡착 및 산화반응의 촉매로 순환시켜 반응효율을 극대화 할 수 있다.On the other hand, in the case where the conditions capable of sufficiently growing the manganese dioxide particles produced by the oxidation reaction are provided at the upstream side of the membrane separation step, a considerable amount of manganese dioxide is subjected to solid-liquid separation by sedimentation and this is subjected to adsorption of a dissolved manganese The reaction efficiency can be maximized.

전체공정의 운전시간의 경과에 따라서 반응계 내에는 슬러지(이산화망간입자)가 농축ㆍ축적되어가며, 이는 별도의 라인을 통해 폐기 처분한다.The sludge (manganese dioxide particles) is concentrated and accumulated in the reaction system in accordance with the passage of the operation time of the whole process, which is discarded through a separate line.

본 고안의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 고안의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.

이상 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 강변여과수 수처리설비에 의하면, 산화제와 막을 중심으로 한 것으로 장치가 차지하는 면적을 최소화할 수 있으므로, 토지비용이 높은 곳에서 경제성을 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to minimize the area occupied by the apparatus based on the oxidant and the membrane, thereby improving the economic efficiency in a place where the land cost is high.

또한, 자동운전이 가능하여 운전이 용이한 장점을 가진다.In addition, it has an advantage of being easy to operate because automatic operation is possible.

또한, 이산화망간에 의한 산화촉매작용으로 사용되는 산화제의 양을 줄일수 있게 되어 수처리에 소요되는 원가를 절감하고 산화제에 의한 이차오염을 줄이는 효과를 얻을 수 있다.In addition, it is possible to reduce the amount of the oxidizing agent used for the oxidation catalysis by the manganese dioxide, thereby reducing the cost required for the water treatment and reducing the secondary pollution caused by the oxidizing agent.

또한, 망간산화물의 1차 침강분리로 분리막의 수명을 더욱 연장시킬 수 있는 효과가 있다.Further, the first precipitate separation of the manganese oxide has an effect of further extending the life of the separation membrane.

Claims (6)

공급된 강변여과수에 포함되어 있는 철을 산화처리하기 위한 공기반응조와;An air reaction tank for oxidizing iron contained in the supplied riverside filtered water; 공기반응조를 거친 처리수에 산화제를 투입하여 수중에 녹아있는 망간을 산화시키기 위한 약품조;A chemical tank for oxidizing the manganese dissolved in water by introducing an oxidant into the treated water passed through the air reactor; 약품조를 거친 처리수에서 망간산화물을 침강분리시키기 위한 침전조;A settling tank for precipitating and separating the manganese oxide from the treated water through the chemical tank; 침전조 저면에 연결설치되어 침강된 망간산화물을 약품조로 리턴시키기 위한 리턴라인;A return line connected to the bottom of the settling tank for returning the settled manganese oxide to the chemical tank; 침전조에 연결 설치되고 내부에 여과막이 설치되어 침전조를 거친 처리수를 막분리하기 위한 막분리조;A membrane separation tank connected to the sedimentation tank and provided with a filtration membrane therein for separating the treated water through the sedimentation tank; 를 포함하는 강변여과수 수처리설비.A water treatment facility for river water filtration. 제 1 항에 있어서, 상기 공기반응조는 분무장치가 구비되어 공기 분산에 의한 산화가 이루어도록 된 것을 특징으로 하는 강변여과수 수처리설비.[2] The water treatment system according to claim 1, wherein the air reaction tank is provided with a spray device to oxidize air by dispersion of air. 제 1 항에 있어서 상기 산화제가 이산화염소인 것을 특징으로 하는 강변여과수 수처리설비.The river water filtration water treatment system according to claim 1, wherein the oxidant is chlorine dioxide. 제 1 항에 있어서, 상기 약품조는 내부에 교반기가 더욱 구비된 것을 특징으로 하는 강변여과수 수처리설비.[2] The water treatment system according to claim 1, wherein the chemical tank further comprises an agitator therein. 제 1 항에 있어서, 상기 여과막이 한외여과막(UF)인 것을 특징으로 하는 강변여과수 수처리설비.The water treatment system according to claim 1, wherein the filtration membrane is an ultrafiltration membrane (UF). 제 1 항에 있어서, 이산화망간의 침강분리를 위해 완속 교반 또는 응집제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 강변여과수 수처리설비.The water treatment plant for river water filtration according to claim 1, characterized in that slow stirring or coagulant is added for sedimentation separation of manganese dioxide.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101228406B1 (en) * 2010-10-25 2013-01-31 한국지질자원연구원 Subsurface water purify manage eouipment

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