KR20030083399A - 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법 및 그 운전방법 - Google Patents

중공사막을 이용한 고도정수처리 방법 및 그 운전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기존의 정수공정 대신 흡입식 중공사막을 이용한 정수처리 방법과 기존의 정수 방법인 응집공정과 침전지 대신 침지식 중공사막을 조합한 방법 및 단독 흡입식 막분리조에 분말활성탄을 첨가하는 방법 및 생물활성탄 공정을 조합한 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법 및 그 운전방법에 관한 것이다.

Description

중공사막을 이용한 고도정수처리 방법 및 그 운전방법{Purifying system for hollow yarn membran and operation method of the purifying system}
본 발명은 막분리조에 분리막을 직접 침지시키는 흡입형 중공사막 및 일정한 압력을 견딜 수 있는 용기에 담은 상태에서 가압형 중공사막과 결합된 각각의 단위 수처리공정을 조합한 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법 및 그 운전방법에 관한 것이다.
기존의 정수처리방법은 원수를 침사 스크리닝 한 후 급속 여과나 완속 여과후 염소 소독 공정을 거쳐 음용수로 이용하고 있다. 그러나 최근에는 국민의 삶의 질 향상과 더불어 수돗물 질에 대한 요구도 강해짐에 따라 고도 정수처리 시설을 요구하고 있다.
고도 정수시설이란 기존의 정수방법으로는 제거되지 않는 농약, 유기화합물, 이취미물질, 트리할로메탄 전구물질, 색도, 음이온 계면활성제 등의 처리를 목적으로 도입된 활성탄 및 오존 처리시설을 말한다.
그러나 이미 개발된 고도 정수처리 공정인 활성탄공정과 고급산화공정 단독으로 이용할 경우 트리할로메탄 전구 물질과 같은 발암물질의 발생가능성이 있다.
그러므로 본 발명에서는 이와 같은 한계점을 해결하는 한편 간편하고 유지관리가 용이한 공정을 개발하기 위하여 미세여과형 중공사막과 결합된 고도 정수처리 방법과 그 운전방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 기존의 정수공정 대신 흡입식 중공사막을 이용한 정수 처리공정과 기존의 정수 공정인 응집 공정과 침전지 대신 침지식 중공사막을 조합한 방법, 단독 흡입식 중공사 막분리조에 분말활성탄을 첨가하는방법 및 생물활성탄 공정을 조합한 방법을 제공하고자 한다.
기존의 중공사막을 이용한 공정에서 항상 문제시되고 있는 오염 물질에 의한 막의 폐색은 사용되는 중공사막의 수명을 단축시키는 한편, 중공사막 공정 적용의 한계점으로 제시되고 있다. 따라서 본 발명에서는 이와 같은 문제점을 동시에 해결할 수 있는 방안도 제공하고자 한다.
그리고, 본 발명에서는 기존의 고급산화공정을 도입한 고도 정수처리 공정으로는 제거할 수 없는 Giardia, Cryptosporidium 와 같은 미생물을 제거할 수 있는 방법도 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법의 공정도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법의 공정도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법의 공정도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12 : 원수 14 : 막분리조
16 : 분리막 18 : 침전부
20 : 폐기슬러지 22 : 인 라인 믹서(In-line-mixer)
24 : 분말활성탄 26 : 생물활성탄 여과탑
26a :생물활성탄
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 막오염을 유발하는 물질의 분리 및 제거 단계와 저압의 흡입압으로 막분리조에 미세여과형 중공사막이 침지된 상태에서 처리수를 생산하는 단계를 특징으로 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법에 있어서, 막면에 부착되어 막폐색을 유발할 수 있는 콜로이드성 물질을 인-라인 믹서를 통한 약품 주입에 의하여 결정화하는 응집단계와; 상기 응집단계에서 결정화된 콜로이드성 물질을 침전 막분리조에서 중공사막을 통하여 분리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법을 제공한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법에 있어서, 중공사막의 분리조에 일반적인 방법으로 제거되지 않는 농약, 유기화학물질, 이취미물질, 트리할로메탄 전구물질, 색도 음이온 계면활성제 등을 흡착하여 제거할 수 있는 분말활성탄을 직접 투입하는 단계와; 상기 분말활성탄에 의하여 흡착된 물질을 침전 막분리조에서 중공사막을 통하여 분리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법을 제공한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법에 있어서, 중공사막의 분리조에 일반적인 방법으로 제거되지 않는 농약, 유기화학물질, 이취미물질, 트리할로메탄 전구물질, 색도 음이온 계면활성제 등을 흡착하여 제거할 수 생물활성탄 처리단계와; 상기 생물활성탄 처리단계 후에 생물활성탄 여과탑에서 유실되는 부유물질 및 생물활성탄을 침전막 분리조에서 중공사막을 통하여 분리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법을 제공한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 침전 막분리조에 침지된 중공사막을 통한 원수 여과과정에 있어서, 여과과정은 원수유입단계와 여과/역세 단계로 이루어지며, 상기 원수 유입단계에서는 수위가 저위일 경우 원수 유입 펌프를 작동하고, 고위일 경우 원수 유입펌프를 중지시키는 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수 처리 운전방법을 제공한다.
또한 상기에서 여과/역세 단계는 여과를 25~50분 동안 진행하는 여과단계와; 상기 여과단계 후 1 ~ 2분 동안 진행하는 세정단계와; 상기 세정단계 후 4 ~ 8분 동안 진행되는 휴지 단계를 포함하여 1 주기로 운전되는 것을 특징으로 하고, 상기세정단계에서, 5 ~ 10 초는 역세공정으로 하고, 나머지는 스크러빙 에어공정(scrubbung air)으로 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 운전방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대한 막분리 공정과 조합한 공정에 대한 바람직한 실시 예들을 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 막분리 공정을 이용한 정수처리 방법의 기본 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 정수 처리 방법의 기본 공정은 원수(12)를 인-라인 믹서(22)에서 약품주입을 통하여 막면에 부착되어 막폐색을 유발하는 콜로이드성 물질을 응집을 통하여 결정화하는 응집단계와, 응집단계에서 결정화된 입자성 물질을 분리막(16)에 의해 분리하는 막분리단계로 이루어지고, 마지막으로 막분리조(14)에서는 주기적으로 축적되는 폐기슬러지(20)를 폐기한다. 상기에서 분리막은 중공사막을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 막분리단계는 흡입식 전여과방식과 가압식 전여과 방식으로 운전될 수 있으며, 저압운영을 위하여 저압에서도 운전이 용이한 미세여과형 중공사막이 사용된다. 이러한 전처리 응집공정을 적용함으로써 기존 단순 분리막 공정을 적용하는 것에 비해 막투과 유속의 향상 및 용존성 유기물을 결정화하여 처리 효율의 향상을 기대할 수 있다.
상기 응집단계에서 결정화되는 콜로이드성 물질은 일반적인 분리막 운전시 분리막의 막오염을 유발하는 물질로서 중공사막을 통하여 결정화된 콜로이드성 물질을 분리한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 정수처리 방법의 공정도이다.
지금까지의 많은 연구에 의하면 분말활성탄의 경우 기존의 정수방법으로는 제거되지 않는 농약, 유기화학물질, 이취미물질, 트리할로메탄 전구물질, 색도, 음이온계면활성제 등의 처리에 탁월한 효율이 있는 것으로 밝혀졌으나, 분말활성탄의 경우 최종처리수로 유실되는 경우가 있어 사용에 불편이 있는 것으로 알려져 제한적으로 사용되고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명에서는 이의 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와같이, 흡입식 전여과 방식의 막분리조(14)에 분말활성탄(24)을 직접 투입하므로써 상기의 고도 정수처리 방법시 제거가 어려운 물질을 분말활성탄(24)으로 흡착함으로써 용이하게 제거하는 단계와 흡착된 분말활성탄(24)을 중공사막을 통하여 분리하는 단계로 구분하여 정수한다. 또한 분말활성탄(24)은 상기의 미량유기물질 및 콜로이드성 물질을 흡착하므로써 중공사막의 막투과 유속의 향상을 기대할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 고도정수처리 방법의 공정도이다.
지금까지 생물학적 활성탄 여과법의 경우 최종처리 단계나 후속공정으로 모래여과 공정을 거치는 것이 일반적인 공정의 특징이다.
본 발명에서는 생물활성탄 여과시 발생하는 분말활성탄의 유실로 인한 문제를 해결하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이, 생물활성탄 여과탑(26) 후속단계에 분리막(16)을 적용하므로써 최상의 고도정수를 수행할 수 있다. 상기에서 분리막은 중공사막을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 생물활성탄(26a) 처리단계에서, 상기에서 언급한 기존 정수처리에서 처리하기 어려운 농약, 유기화합물질, 이취미물질, 트리할로메탄 전구물질, 색도, 음이온계면활성제 등을 처리하며, 중공사막에서는 생물활성탄 여과탑(26)에서 유실되는 부유물질 및 생물활성탄을 분리한다.
상기한 각각의 실시예에서 나타내는 흡입식 전여과장치의 분리막의 여과과정은 다음과 같이 운전된다.
여과 과정은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 원수 유입단계와 여과/역세 단계로 구분하여 원수 유입단계에서는 수위가 저위(low level)일 경우 원수 유입펌프(미도시)를 작동시키고, 수위가 고위(high level)일 경우 유입 펌프를 중지시킨다.
여과/역세 단계에서는 각각의 운전 단계를 여과, 세정, 휴지를 1 cycle로 운전한다. 이때 각각의 운전 경과 시간은 다음과 같다.
여과(25~50분)→세정(1~2분)→휴지(4~8분)의 공정을 1 cycle로 한다.
상기한 세정공정에서 5~10초는 역세공정으로 하고, 나머지는 스크러빙 에어(scrubbing air) 공정으로 한다. 그리고, 침전 막분리조(14)의 침전부(18)에 쌓인 폐기슬러지(20) 배출은 여과 2cycle 당 1회 밸브(미도시)를 개폐한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 분리막을 중심으로 각 실시예별로 전처리 단계인 응집단계, 분말활성탄 첨가 단계, 생물활성여과 단계로 구분하여 분리막을 적용하므로써 고도의 정수된 물을 얻을 수 있고, 저압에서 운용되므로 운전유지비가 저렴할 뿐만 아니라, 분리막 공정 적용시 막오염 문제를 분리막 전단계에서 해결함으로써 막투과유 속의 향상을 기대할 수 있다.

Claims (6)

  1. 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법에 있어서,
    막면에 부착되어 막폐색을 유발할 수 있는 콜로이드성 물질을 인-라인 믹서를 통한 약품 주입에 의하여 결정화하는 응집단계와; 상기 응집단계에서 결정화된 콜로이드성 물질을 침전 막분리조에서 중공사막을 통하여 분리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법
  2. 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법에 있어서,
    중공사막의 분리조에 일반적인 방법으로 제거되지 않는 농약, 유기화확물질, 이취미물질, 트리할로메탄 전구물질, 색도 음이온 계면활성제 등을 흡착하여 제거할 수 있는 분말활성탄을 직접 투입하는 단계와; 상기 분말활성탄에 의하여 흡착된 물질을 침전 막분리조에서 중공사막을 통하여 분리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법.
  3. 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법에 있어서,
    중공사막의 분리조에 일반적인 방법으로 제거되지 않는 농약, 유기화학물질, 이취미물질, 트리할로메탄 전구물질, 색도 음이온 계면활성제 등을 흡착하여 제거할 수 있는 생물활성탄 처리단계와; 상기 생물활성탄 처리단계 후에 생물활성탄 여과탑에서 유실되는 부유물질 및 생물활성탄을 침전막 분리조에서 중공사막을 통하여 분리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 방법.
  4. 침전 막분리조에 침지된 중공사막을 통한 원수 여과과정에 있어서,
    여과과정은 원수유입단계와 여과/역세 단계로 이루어지며, 상기 원수 유입단계에서는 수위가 저위일 경우 원수 유입 펌프를 작동하고, 고위일 경우 원수 유입펌프를 중지시키는 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수 처리 운전방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    여과/역세 단계는 여과를 25~50분 동안 진행하는 여과단계와; 상기 여과단계 후 1 ~ 2분 동안 진행하는 세정단계와; 상기 세정단계 후 4 ~ 8분 동안 진행되는 휴지 단계를 포함하여 1 주기로 운전되는 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 운전방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 세정단계에서, 5 ~ 10 초는 역세공정으로 하고, 나머지는 스크러빙 에어 공정으로 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 중공사막을 이용한 고도정수처리 운전방법.
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