KR200408180Y1 - Membrane filtering water treatment apparatus having pre-treatment selectively controled by the quality of raw water - Google Patents
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Abstract
본 고안은 원수저류조, 혼화조, 응집조, 침전조 및 분리막 시스템(Membrane System)을 포함하는 막여과 고도처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동제어시스템을 이용하여 원수저류조의 원수를 직접 막여과하는 원수직접 막여과(R-M:Raw water to Membrane)공정과, 원수저류조의 원수에 응집제를 투여하여 응집침전시킨 다음 막여과하는 응집침전 막여과(F-M:Flocculation to Membrane)공정을 선택적으로 적용할 수 있는 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a membrane filtration advanced processing apparatus including a raw water storage tank, a mixing tank, a coagulation tank, a sedimentation tank, and a membrane system. More specifically, the raw water of the raw water storage tank is directly filtered using an automatic control system. Raw water to Membrane (RM) process, and flocculation to Membrane (FM) process, which are coagulated and precipitated by administering coagulant to raw water in raw water storage tank, can be selectively applied. The present invention relates to a selective pretreatment membrane filtration advanced processing apparatus using automatic control.
본 고안에 따른 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치는, 원수저류조, 혼화조, 응집조, 침전조 그리고 분리막 시스템을 포함하여 구성된 막여과 고도처리장치에 있어서, 상기 원수저류조로 유입된 원수의 탁도(Ta)와 pH를 실시간으로 계측할 수 있도록 설치된 원수저류조 계측기와, 상기 침전조로부터 유출되는 막공급수의 탁도(Tb)를 실시간으로 계측할 수 있도록 설치된 침전조 계측기와, 상기 혼화조에 응집제를 투여할 수 있도록 설치된 응집제 투여기와, 상기 혼화조와 응집조에 설치된 하나 이상의 교반기 및 상기 원수저류조 계측기와 침전조 계측기와 전기적으로 연결되어 계측된 측정값을 수집하고 미리 설정된 탁도 및 pH 의 기준값과 비교하여 상기 응집제 투여기와 교반기의 작동을 선택적으로 제어하는 자동제어시스템을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The selective pre-treatment membrane filtration advanced processing apparatus using the automatic control according to the present invention is a membrane filtration advanced processing apparatus including a raw water storage tank, a mixing tank, a flocculation tank, a settling tank, and a separation membrane system, wherein the raw water introduced into the raw water storage tank is Raw water storage tank meter installed to measure the turbidity (Ta) and pH in real time, sedimentation tank meter installed to measure the turbidity (Tb) of the membrane feed water flowing out of the settling tank in real time, and a flocculant to be administered to the mixing tank A flocculant injector installed so as to be connected to the mixing tank and one or more agitators and the raw water reservoir meter and the sedimentation tank meter, and collecting measured values and comparing the flocculant injector with a reference value of preset turbidity and pH. Includes automatic control system to selectively control the operation of the stirrer Characterized in that configured.
막여과, 고도처리, 정수처리, 막분리, 분리막, 탁도, 선택적전처리, 조류개체수, 자동제어, 배출수 Membrane filtration, advanced treatment, water treatment, membrane separation, membrane, turbidity, selective pretreatment, algae water, automatic control, effluent
Description
도 1은 종래 기술에 따른 막여과 고도처리장치를 보여주는 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration showing a membrane filtration advanced processing apparatus according to the prior art,
도 2a 및 도 2b는 막여과 고도처리장치에 사용되는 분리막 모듈과 분리막 시스템을 보여주는 구성도와 사진,2a and 2b is a schematic diagram and photograph showing a membrane module and a membrane system used in the membrane filtration advanced processing apparatus,
도 3은 본 고안에 따른 선택적 전처리 막여과 고도처리장치를 보여주는 개략적인 구성도,Figure 3 is a schematic configuration showing a selective pretreatment membrane filtration advanced processing apparatus according to the present invention,
도 4는 본 고안에 따른 자동제어시스템을 보여주는 개략적인 구성도,4 is a schematic configuration diagram showing an automatic control system according to the present invention;
도 5a와 도5b는 본 고안에 따른 원수직접 막여과(R-M)공정과 응집침전 막여과(F-M)공정을 보여주는 설명도,5A and 5B are explanatory views showing a raw water direct membrane filtration (R-M) process and a flocculation sedimentation membrane filtration (F-M) process according to the present invention;
도 6은 본 고안에 따른 선택적 전처리 막여과 고도처리방법을 설명하는 개략적인 흐름도이다.6 is a schematic flowchart illustrating a selective pretreatment membrane filtration advanced treatment method according to the present invention.
****도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명******** Description of the symbols for the main parts of the drawings ****
2 : 원수저류조 4 : 혼화조2: raw water storage tank 4: mixing tank
6 : 응집조 8 : 침전조6: flocculation tank 8: precipitation tank
10 : 분리막 시스템 20 : 전처리 공정10: membrane system 20: pretreatment process
30 : 배출수 재이용 시스템 52 : 원수저류조 계측기30: discharged water reuse system 52: raw water reservoir measuring instrument
53 : 응집제 투여기 54, 56 : 교반기53:
58 : 침전조 계측기 80 : 자동제어시스템58: sedimentation tank measuring instrument 80: automatic control system
본 고안은 원수저류조, 혼화조, 응집조, 침전조 및 분리막 시스템(Membrane System)을 포함하는 막여과 고도처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동제어시스템을 이용하여 원수저류조의 원수를 그대로 막여과하는 원수직접 막여과(R-M:Raw water to Membrane)공정과, 원수저류조의 원수에 응집제를 투여하여 응집침전시킨 후 막여과하는 응집침전 막여과(F-M:Flocculation to Membrane)공정을 선택적으로 적용함으로써, 원수의 급격한 수질 변화에 관계 없이 안전하고 안정적인 처리 수질을 보장함과 아울러 원수 수질이 양호한 경우에는 혼화응집의 전처리 공정을 생략하여 운전비용을 절감할 뿐만 아니라 자동화를 통한 무인화를 달성할 수 있는 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to a membrane filtration advanced processing apparatus including a raw water storage tank, a mixing tank, a coagulation tank, a sedimentation tank, and a membrane system. More specifically, the raw water of the raw water storage tank is directly filtered using an automatic control system. By selectively applying Raw Water to Membrane (RM) process and flocculation to Membrane (FM) process, which is subjected to flocculation and coagulation sedimentation by administering coagulant to raw water in raw water storage tank, Regardless of the rapid change of raw water quality, it ensures safe and stable treatment water quality, and if the raw water quality is good, it eliminates the pretreatment process of mixed condensation, not only reducing the operating cost but also automatic control that can achieve unmanned through automation. It relates to a selective pretreatment membrane filtration advanced processing device using.
최근 상수원 오염이 날로 심각해짐에 따라서 고도정수처리장치의 도입이 일반화되었다. 또한 신규로 정수처리장부지를 확보하는 것이 어렵게 되어 기존 노후정수처리장을 고도정수처리장으로 개량하는 방안이 연구되고 있다. 그러한 방안의 하나로, 막여과를 이용한 고도정수처리공정이 개발되었다. 막여과를 이용한 고도정수처리공정은 운전 및 유지관리가 용이할 뿐만 아니라 콤팩트하기 때문에 기존 정 수처리공정에 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.In recent years, the introduction of advanced water treatment systems has become commonplace as water supply pollution becomes more serious. In addition, it is difficult to secure a new water treatment plant site, and a method of improving an existing old water treatment plant to an advanced water treatment plant is being studied. As one such solution, advanced water treatment processes using membrane filtration have been developed. The advanced water treatment process using membrane filtration has the advantage that it can be easily applied to the existing water treatment process because it is not only easy to operate and maintain, but also compact.
도 1은 종래 기술에 따른 막여과 고도처리장치의 일예를 보여주는 개략적인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 일반적으로 막여과 고도처리장치(1)는 원수저류조(2), 혼화조(4), 응집조(6), 침전조(8) 및 분리막 시스템(10)으로 구성되어 있다. 따라서, 상기 원수처리조(2)로부터 공급되는 원수는 혼화조(4), 응집조(6) 및 침전조(8)를 차례로 거친 후 어느 정도 처리된 상태에서 분리막 시스템(10)으로 유입된다. 1 is a schematic block diagram showing an example of a membrane filtration advanced processing apparatus according to the prior art. As shown, the membrane filtration
상기 분리막 시스템(10)은, 도 2a 및 도 2b에서 보는 바와 같이, 다수의 분리막 모듈로 이루어지는데, 분리막 모듈은 MF막(Microfiltration mambrane)이 바람직하다. 이 MF막은 대부분의 박테리아를 제거할 수 있을 정도로 충분히 작은 공극을 가진다. 또한, 바람직하게 상기 MF막을 대신하여 바이러스까지 제거할 수 있는 UF막(Ultrafiltration)으로 변경, 설치도 가능하다. 따라서, 상기 분리막 시스템(10)은 원수 속에 포함된 지아디아, 크립토스포리디듐 등 병원성 미생물 뿐만 아니라 바이러스와 THMs와 같은 유해 물질을 제거한다.The
그러나 종래의 분리막 시스템을 이용한 고도처리공정(1)은 많은 양의 응집제와 에너지가 사용되므로 운전비용이 상승되는 문제가 있었다.However, the advanced treatment process (1) using the conventional membrane system has a problem that the operating cost is increased because a large amount of flocculant and energy is used.
원수의 수질이 비교적 양호한 경우에만 경제적으로 적용할 수 있다. 즉, 각종 유기물질과 녹조류의 농도가 높은 원수를 막여과하면 막오염이 발생하여 여과시간이 짧아지고, 생산수량이 감소할 뿐만 아니라 분리막의 수명이 단축되며 잦은 역세척으로 안정적인 처리수를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 종래의 막여과 고도처리 장치에서는 하나 이상의 혼화조와 응집조로 구성된 전처리공정을 분리막 시스템의 전단에 두어 분리막 시스템으로 공급되는 막공급수의 수질을 일정 수준으로 유지하여 경제적인 처리가 가능하도록 하였다.It is economically applicable only if the water quality of the raw water is relatively good. In other words, filtering raw water with high concentrations of various organic substances and green algae causes membrane fouling, which shortens the filtration time, reduces the production volume, shortens the life of the membrane, and provides stable treatment water through frequent backwashing. There will be no. Therefore, in the conventional membrane filtration advanced treatment apparatus, a pretreatment process consisting of one or more mixing tanks and agglomeration tanks is placed in front of the membrane system to maintain the water quality of the membrane feed water supplied to the membrane system at a constant level to enable economic treatment.
그런데, 이러한 전처리 공정에서는 많은 양의 응집제와 에너지가 사용되므로 운전비용이 상승되는 문제가 있었다. 또, 막여과 고도처리장치로 유입되는 원수는 계절과 기후에 따라 수질이 변동되고 강우나 오염물질 누출사고 등에 의해서도 원수의 수질이 급변하는 경우가 종종 발생된다. 따라서 급변하는 원수의 수질에 신속하게 대응하여 안정적이고 안전한 처리수를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 전처리 공정의 운전시간을 최소화하여 전처리에 소요되는 응집제와 에너지를 절약할 수 있는 새로운 형태의 막여과 고도처리장치가 요구되고 있다.However, in such a pretreatment process, since a large amount of flocculant and energy is used, there is a problem in that operating costs are increased. In addition, the raw water flowing into the membrane filtration advanced treatment system often changes depending on the season and climate, and the water quality of the raw water also changes rapidly due to rainfall or pollutant leakage. Therefore, a new type of membrane filtration advanced treatment device that can save the cohesive and energy required for the pretreatment by minimizing the operation time of the pretreatment process by minimizing the operation time of the pretreatment process by rapidly responding to the rapidly changing raw water quality. Is required.
본 고안은 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 고안의 주된 목적은 분리막 시스템의 전처리 공정으로서 혼화/응집 및 침전공정을 적용하되, 원수저류조로부터 공급되는 원수의 수질과 침전조로부터 공급되는 막공급수의 수질에 따라서 상기 혼화/응집 및 침전공정으로 구성된 전처리 공정을 수행하거나 또는 생략하여 원수의 수질변화에 관계 없이 안전하고 안정적인 처리 수질을 보장함과 더불어 원수의 수질이 양호한 경우에는 혼화/응집공정을 생략하여 운전비용을 절감하고 자동화를 통한 무인화를 달성할 수 있는 선택적 전처리 막여과 고도처리장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve this problem, the main purpose of the present invention is to apply the mixing / flocculation and precipitation process as a pretreatment process of the membrane system, the raw water quality of the raw water supplied from the raw water reservoir and the membrane feed water supplied from the sedimentation tank Depending on the quality of the water, the pretreatment process consisting of the mixing / aggregation and precipitation processes may be performed or omitted to ensure safe and stable treatment regardless of the change in the quality of the raw water, and the mixing / aggregation process may be omitted if the quality of the raw water is good. It is to provide an optional pretreatment membrane filtration advanced processing device that can reduce the operating cost and achieve unmanned through automation.
또한, 본 고안은 계측기와 연동하는 자동제어시스템을 이용하여 원수저류조 로부터 공급되는 원수와 침전조로부터 공급되는 막공급수의 탁도(Ta,Tb), pH 또는 조류개체수에 따라 혼화/응집 및 침전으로 이루어진 전처리 공정을 선택적으로 적용할 수 있는 선택적 전처리 막여과 고도처리장치를 제공하는 것이다. In addition, the present invention is a pretreatment consisting of mixing / flocculation and precipitation according to the turbidity (Ta, Tb), pH or algae water of the raw water supplied from the raw water reservoir and the membrane feed water supplied from the sedimentation tank using an automatic control system interlocked with the measuring instrument It is to provide an optional pretreatment membrane filtration advanced treatment apparatus to selectively apply the process.
아울러, 본 고안은 하나 이상의 계측기와 연동하는 자동제어시스템을 이용하여, 원수저류조로 유입되거나 원수저류조로부터 공급되는 원수의 탁도(Ta), pH 또는 조류개체수가 기준값 이하이면 원수저류조의 원수를 직접 막여과하는 원수직접 막여과(R-M:Raw water to Membrane)공정을 수행하고, 침전조로부터 공급되는 막공급수의 탁도(Tb), 원수의 pH 또는 조류개체수가 기준값 이상이면 원수에 응집제를 투여하고 응집침전시킨 다음 막여과하는 응집침전 막여과(F-M:Flocculation to Membrane)공정을 선택적으로 적용하는 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치를 방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention, using an automatic control system interlocked with one or more measuring instruments, if the turbidity (Ta), pH or algae number of the raw water flowing into or supplied from the raw water storage tank is less than the reference value directly blocks the raw water of the raw water storage tank. Raw water direct membrane filtration (RM: Raw water to Membrane) process is carried out. The present invention provides a method for selective pretreatment membrane filtration using an automatic control to selectively apply flocculation to membrane (FM) process.
이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치는, 원수저류조, 혼화조, 응집조, 침전조 그리고 분리막 시스템을 포함하여 구성된 막여과 고도처리장치에 있어서, 상기 원수저류조로 유입된 원수의 탁도(Ta)와 pH를 실시간으로 계측할 수 있도록 설치된 원수저류조 계측기와, 상기 침전조로부터 유출되는 막공급수의 탁도(Tb)를 실시간으로 계측할 수 있도록 설치된 침전조 계측기와, 상기 혼화조에 응집제를 투여할 수 있도록 설치된 응집제 투여기와, 상기 혼화조와 응집조에 설치된 하나 이상의 교반기 및 상기 원수저류조 계측기와 침전조 계측기와 전기적으로 연결되어 계측된 측정값을 수집하고 미리 설정된 탁도 및 pH 의 기준값과 비교하여 상기 응집제 투여 기와 교반기의 작동을 선택적으로 제어하는 자동제어시스템을 포함하여 구성된다.In order to achieve the object of the present invention, the selective pretreatment membrane filtration advanced processing apparatus using the automatic control according to the present invention, the membrane filtration advanced processing apparatus comprising a raw water storage tank, mixing tank, flocculation tank, sedimentation tank and separation membrane system A raw water storage tank measuring instrument installed to measure in real time the turbidity (Ta) and pH of the raw water introduced into the raw water storage tank, and a sedimentation tank installed to measure the turbidity (Tb) of the membrane feed water flowing out of the settling tank in real time. A measuring device, a flocculant injector installed to administer the flocculant to the mixing tank, one or more agitators and the raw water storage tank measuring device and the sedimentation tank measuring device installed in the mixing tank and the flocculating tank to collect measured values, and set a predetermined turbidity and operation of the flocculant injector and stirrer compared to the reference value of pH It is configured to include an automatic control system for controlling the optional.
본 고안에 있어서, 상기 자동제어시스템은 수질 분석(分析)을 통해서 측정된 조류개체수의 측정값은 입력할 수 있는 입력수단을 더 포함한다.In the present invention, the automatic control system further includes an input means for inputting the measured value of the number of birds measured by water quality analysis.
또한, 상기 자동제어시스템은 원수저류조 계측기에서 계측된 원수의 탁도(Ta)가 20NTU 이하이거나, pH가 5.6 이상 또는 조류개체수가 10,000 개/mL 이하인 경우에 상기 응집제 투여기와 교반기의 작동을 정지하는 것을 특징으로 한다.In addition, the automatic control system stops the operation of the flocculant injector and stirrer when the turbidity (Ta) of the raw water measured by the raw water reservoir measuring instrument is 20 NTU or less, or when the pH is 5.6 or more or the number of algae individuals is 10,000 / mL or less. It features.
또, 상기 자동제어시스템은 침전조 계측기에서 계측된 막공급수의 탁도(Tb)가 10NTU 이상이거나, 원수의 pH가 8.6 이상 또는 조류개체수가 10,000 개/mL 이상인 경우에 상기 응집제 투여기와 교반기를 작동하여 전처리하는 것을 특징으로 한다.In addition, the automatic control system is a pretreatment by operating the flocculant injector and stirrer when the turbidity (Tb) of the membrane feed water measured by the sedimentation tank measuring instrument is 10NTU or more, the pH of the raw water is 8.6 or more, or the number of algae individuals 10,000 or mL Characterized in that.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the selective pre-treatment membrane filtration advanced processing apparatus using automatic control according to the present invention.
먼저, 도 3은 본 고안에 따른 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치를 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치(이하 '막여과 고도처리장치'로 약칭 함)(100)는, 혼화조(4), 다수의 응집조(6) 및 침전조(8)로 구성된 전처리 장치(20)와, 상기 전처리 장치(20)의 전단에 설치된 소정 크기의 원수저류조(2)와, 상기 전처리 장치(20)의 후단에 설치되고 다수의 분리막 모듈(12)를 포함하는 분리막 시스템(10)으로 구성된다. First, Figure 3 is a block diagram showing a selective pre-treatment membrane filtration advanced processing apparatus using an automatic control according to the present invention. As shown, the selective pre-treatment membrane filtration advanced processing device (hereinafter abbreviated as 'membrane filtration advanced processing device') 100 using automatic control according to the present invention is a
또한, 바람직하게 상기 분리막 시스템(10)의 후단에는 입상활성탄 여과공정(GAC)이 설치된다. 아울러 도시되지 않았으나, 상기 원수저류조(2)와 전처리 장치(20) 사이에는 별도의 수로를 통해서 분말활성탄 접촉조가 더 설치될 수 있다. 그리고 상기 분리막 시스템(10)과 원수저류조(2) 사이에는 별도의 처리수 이송로(31)를 통해서 배출수 재이용 시스템(30)이 설치되는 것이 바람직하다.In addition, a granular activated carbon filtration process (GAC) is preferably installed at the rear end of the
한편, 본 고안에 따른 막여과 고도처리장치(100)는, 상기 원수저류조(2)에 원수의 탁도(Ta)와 pH를 자동으로 계측하는 원수저류조 계측기(52)가 설치되고, 상기 침전조(8)에는 막공급수의 탁도(Tb)를 자동으로 계측하는 침전조 계측기(58)가 설치된다.On the other hand, the membrane filtration
그리고, 상기 혼화조(4)의 전단에는 응집제를 투여하기 위한 응집제 투여기(53)가 설치된다. 이때 상기 응집제 투여기(53)는 혼화조로 투입되는 응집제의 양을 조절하는 응집제 주입펌프를 포함한다. 그리고 상기 혼화조(4) 및 응집조(6)에는 각각 교반기(54)(56)가 설치된다. 상기 교반기(54)(56)에는 전기모터가 설치된다.In the front end of the
이어, 본 고안에 따른 막여과 고도처리장치(100)는 상기 원수저류조 계측기(52) 및 침전조 계측기(58)와 전기적으로 연결되고, 미리 설정된 기준값과 상기 계측기(52)(58)를 통해 수집한 측정값을 비교하여 상기 응집제 투여기(53)의 주입펌프와 상기 혼화조(4) 및 응집조(6)에 설치된 교반기(54)(56)의 모터를 선택적으로 제어하는 자동제어시스템(80)을 더 포함한다.Subsequently, the membrane filtration
따라서, 본 고안에 따른 막여과 고도처리장치(100)는, 원수저류조 계측기 (52)에서 실시간으로 측정된 원수의 수질과, 침전조 계측기(58)에서 실시간으로 측정된 막공급수의 수질에 따라서 상기 자동제어시스템(80)이 전처리 장치(20)를 자동으로 제어한다. 예를 들어, 상기 원수저류조(2)에서 공급되는 원수에 포함된 오염물질의 농도가 기준치 이하(즉, 양호한 수질)인 경우에는 상기 자동제어시스템(80)은 전처리 장치(20)의 작동을 중지시킨다. 반면에 원수에 포함된 오염물질의 농도가 기준치 이상(즉, 불량한 수질)인 경우에는 상기 자동제어시스템(80)은 전처리 장치(20)를 작동하여 분리막 시스템(10)으로 고농도의 오염물질이 유입되는 것을 방지한다. Therefore, the membrane filtration
아울러 본 고안은 상기 침전조(8)에서 공급되는 막공급수의 수질을 측정하여, 오염물질의 농도가 기준치 이하(즉, 양호한 수질)인 경우에는 전처리 장치(20)를 정지시키고, 막공급수의 오염물질 농도가 기준치 이상(즉, 불량한 수질)인 경우에는 전처리 장치(20)를 실행하여 고농도 유기물질과 녹조류 등 각종 오염물질에 의한 막오염을 방지한다. In addition, the present invention measures the water quality of the membrane feed water supplied from the
이와 같이, 본 고안은 시간적 및 공간적으로 이격되어 있는 원수저류조(2)와 침전조(8)에서 측정된 수질을 근거로 전처리 장치(20)를 선택적으로 제어함으로써 급변하는 수질 변동에 신속히 대응할 수 있도록 하여 막오염 유발물질이 분리막 시스템(10)으로 유입하는 것을 차단한다.In this way, the present invention is capable of quickly responding to the rapidly changing water quality fluctuation by selectively controlling the
이어서, 본 고안에 따른 상기 자동제어시스템(80)은 도 4에서 보는 바와 같이, PLC 시스템(84)과 통합관리 시스템(86)으로 구성된다. 상기 PLC 시스템(84)은 원수저류조 계측기(52)와 침전조 계측기(58)에서 실시간으로 측정된 탁도와 pH의 계측값을 수집하고, 소정의 자동운영프로그램을 통해서 미리 설정된 기준값과 비교한 후, 전처리 모드를 자동으로 선택한다. 이를 위해서 상기 PLC 시스템(84)은 원수저류조 계측기(52) 및 침전조 계측기(58), 그리고 응집제 주입펌프 및 교반기 모터와 전기적으로 연결되어 있으며, 자동운영프로그램을 저장하는 메모리와 연산기능을 수행하는 CPU 등을 포함한다. Subsequently, as shown in FIG. 4, the
그리고 상기 통합관리 시스템(86)은 별도의 수분석을 통해서 측정된 조류개체수 및 기타 제어명령을 입력하는 입력장치와, 계측기를 통해 측정된 계측값을 외부로 표시하는 디스플레이장치와, 계측값의 추이를 그래프로 보여주기 위한 그래픽수단과 이들을 제어하기 위한 제어부를 포함한다. And the
따라서 본 고안에 따른 자동제어시스템(80)은 원수저류조 계측기(52)와 침전조 계측기(58)를 통해서 측정된 계측값과, 상기 입력장치를 통해서 입력된 조류개체수와, PLC 시스템에 미리 설정되어 있는 기준값을 근거로 자동운영프로그램을 구동하여 응집제 주입펌프와 교반기 모터를 온/오프제어하여 전처리 모드를 선택할 수 있다. Therefore, the
이어서, 도 5a와 도 5b는 본 고안에 따른 두 가지 전처리 운전모드를 보여주는 개략적인 구성도이다. 5A and 5B are schematic diagrams showing two preprocessing operation modes according to the present invention.
도 5a는 원수의 수질이 양호할 때 적용하는 원수직접 여과공정(R-M:Raw water to Membrane)이다. 이때, 본 고안에 따른 제어장치의 제어인자는 계측기를 통해서 실시간으로 계측된 탁도와 pH를 기본으로 한다. 또한, 본 고안은 별도의 수분석을 통해서 측정된 조류개체수를 또다른 제어인자로 사용할 수 있다. 일반적으 로 조류개체수와 pH는 밀접한 상관관계를 갖는 것으로 알려져 있으므로 양자는 동시에 사용하거나 선택적으로 사용할 수 있다.5a is a raw water direct filtration process (R-M: Raw water to Membrane) applied when the quality of raw water is good. At this time, the control factor of the control device according to the present invention is based on the turbidity and pH measured in real time through a measuring instrument. In addition, the present invention can be used as another control factor the number of algae measured through a separate water analysis. In general, it is known that the number of birds and the pH closely correlated, both can be used simultaneously or selectively.
본 고안에 따른 원수직접 여과공정(R-M)은 원수저류조 계측기(52)에서 측정된 원수의 탁도(Ta)가 20NTU 이하이거나, pH가 5.6 이상 또는 통합관리 시스템(86)을 통해 입력된 원수의 조류개체수가 10,000 개/mL 이하인 경우에 적용된다. 이러한 원수직접 여과공정(R-M)은 원수저류조(2)의 원수가 전처리 공정 없이 분리막 시스템(10)으로 도입되어 막여과를 수행한다. 이때, 상기 혼화조(4)와 응집조(6)는 본래의 전처리 기능을 수행하지 않고 단지 원수가 이송되는 수로(Channel)의 역할만을 한다. 즉, 혼화조(4)의 응집제 주입펌프와 혼화조(4) 및 응집조(6)에 설치된 교반기(54)(56)의 모터는 작동이 정지된다. 한편, 상기 침전조(8)는 원수에 포함된 입자를 침강시켜 분리막 시스템(10)으로 유입되는 부하를 경감시킨다. 따라서 상기 원수저류조(2)에서 측정한 원수의 수질에 비해서 침전조(8)에서 측정된 원수의 수질은 보다 개선 된다.Raw water direct filtration process (RM) according to the present invention has a turbidity (Ta) of the raw water measured by the raw water
도 5b는 계절이나 기후의 변화에 따라서 원수의 수질이 떨어진 경우에 선택적으로 적용하는 응집침전 여과공정(F-M:Flocculation to Membrane)이다. 응집침전 여과공정(F-M)은 침전조 계측기(58)에서 계측된 막공급수의 탁도(Tb)가 10NTU 이상이거나 원수의 pH가 8.6 또는 조류개체수가 10,000 개/mL 이상인 경우에 적용한다. 이러한 응집침전 여과공정(F-M)은 원수저류조(2)의 원수가 혼화/응집 및 침전의 전처리 공정을 모두 거친 후에 분리막 시스템(10)으로 도입된다. 상기 혼화조(4)에서는 응집제 투여기(53)를 통해서 응집제가 투여되고, 응집조(6)에서는 교반기 (54)(56)가 작동하여 응집기능을 수행한다. 그리고 침전조(8)는 응집된 플럭을 중력 침강시킨다. Figure 5b is a flocculation sedimentation filtration process (F-M: Flocculation to Membrane) is selectively applied when the water quality of the raw water fell according to the change of seasons or climate. The flocculation sedimentation filtration process (F-M) is applied when the turbidity (Tb) of the membrane feed water measured by the
이하에서는 도 6를 참조하여 본 고안에 따른 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리방법을 설명한다.Hereinafter, with reference to Figure 6 will be described a selective pre-treatment membrane filtration advanced processing method using an automatic control according to the present invention.
먼저, 원수저류조 계측기(52)에서 측정된 원수의 탁도(Ta)가 20NTU 이하이거나 pH가 5.6 이상 또는 조류개체수가 10,000개/mL 이하인 경우에는 전처리 공정을 거치지 않고 분리막 시스템(10)에서 직접 막여과하는 원수직접 막여과(R-M)공정을 수행한다. First, when the turbidity (Ta) of the raw water measured by the raw water
이와 같이, 본 고안에 따른 막여과 고도처리장치(100)는 평상 시에 주로 원수직접 여과공정(R-M)을 수행하기 때문에 응집제와 에너지를 절약할 수 있다. 본 고안은 기존 정수처리장치에 비해서 유지관리비를 크게 절감한다. 예를 들어, 아래 표에서 보는 바와 같이, 상수처리장으로 유입되는 원수의 탁도는 평균 10.4NTU이고, pH는 평균 7.4이며 조류개체수는 평균 6,718 개/mL이다. As such, the membrane filtration
<표><Table>
주)서울시 상수도연구소 분석결과Results of Analysis of Waterworks Research Institute
따라서 본 고안에 따른 막여과 고도처리장치(100)는 운전시간의 대부분을 원수직접 여과공정(R-M)으로 수행하게 될 것이다. 이러한 점을 고려할 때 본 고안은 종래의 정수처리장치에 비해서 운전비용을 40~50% 절약할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the membrane filtration
반면에, 도 6에서 보는 바와 같이, 강우 시나 갈수기 또는 조류번성시기와 같이 오염물질과 녹조류가 많이 발생하여 원수저류조 계측기(52)에서 측정된 원수의 탁도(Ta)가 20NTU 이상이거나, pH가 5.6 이하 또는 조류개체수가 10,000 개/mL 이상인 경우에는 응집침전 여과공정(F-M)을 수행한다. 그리고 침전조 계측기(58)에서 계측된 막공급수의 탁도(Tb)가 10NTU 이상이거나, 막공급수의 pH가 8.6이상 또는 조류개체수가 10,000 개/mL 이상인 경우에도 응집침전 여과공정(F-M)을 수행한다.On the other hand, as shown in Figure 6, such as during the rainfall or during the dry season or algal bloom time is generated a lot of pollutants and algae turbidity (Ta) of the raw water measured in the raw water
따라서 원수저류조 계측기(52)에서 측정된 원수의 탁도(Ta)가 20NTU 이하인 경우라도 침전조 계측기(58)에서 계측된 막공급수의 탁도(Tb)가 10NTU 이상인 경우에는 응집침전 여과공정(F-M)을 수행한다. 이는 침전조(8)에서 자연적으로 제거되는 탁도를 고려함과 아울러 분리막 시스템(10)으로 유입되는 탁도를 10NTU 이하로 제한하는 것이다. 또한 막공급수의 pH8.6 이상이거나 조류개체수가 10,000 개/mL 이상인 경우에는 항상 응집침전 여과공정(F-M)을 수행하여 조류에 의해서 막오염이 발생하거나 악취가 발생하는 것을 방지한다. 그리고 원수의 pH가 5.6 이상이고 막공급수의 pH가 8.6이하인 경우에는 탁도 및 조류개체수를 고려하여 전처리공정을 선택한다.Therefore, even when the turbidity (Ta) of the raw water measured by the raw water
이와 같이, 본 고안은 장소적 및 시간적으로 이격되어 있는 원수저류조 계측기(52)와 침전조 계측기(58)를 이용하여 전처리 공정을 선택적으로 전환함으로써 급격한 수질변동에 신속히 대응할 수 있고 고농도의 오염물질이 분리막 시스템으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.As such, the present invention can selectively respond to rapid water fluctuations by selectively switching the pretreatment process using the raw water storage
한편, 도 3을 참조하면, 상기 분리막 시스템(10)의 후단에는 여과수에 포함된 오염물질을 흡착할 수 있도록 입상활성탄 여과장치(40)가 더 설치되는 것이 바람직하다. 이 입상활성탄 여과장치(40)는 여과수에 포함된 맛, 냄새, 소독부산물 및 합성유기화합물 등을 제거한다. 또한, 배출수 재이용 시스템(30)은 다수의 튜블라 분리막 모듈을 포함한다. 상기 배출수 재이용 시스템(30)은 분리막 시스템(10)에서 배출되는 역세수 및 세정수 또는 침전조(8)에서 배출되는 침전슬러지에 포함되어 있는 물을 재차 여과하여 회수함으로써 전체 정수처리장의 회수율을 높인다. 예를 들어, 본 고안은 회수율을 99%이상으로 올릴 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 3, the granular activated
상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 자동제어를 이용한 선택적 전처리 막여과 고도처리장치 및 그 방법은 원수저류조로부터 공급되는 원수의 수질과 침전조로부터 공급되는 막공급수의 수질에 따라 혼화/응집 및 침전공정으로 구성된 전처리 공정을 선택적으로 적용함으로써 원수의 수질변화에 관계 없이 안전하고 안정적인 처리 수질을 보장함과 더불어 원수의 수질이 양호한 경우에는 전처리 공정을 생략하여 운전비용을 절감하고 자동화를 통한 무인화를 달성할 수 있는 효과가 있다.As described above, the selective pre-treatment membrane filtration advanced processing apparatus using the automatic control according to the present invention and the method is a mixing / flocculation and sedimentation process according to the water quality of the raw water supplied from the raw water storage tank and the membrane feed water supplied from the sedimentation tank By selectively applying the configured pretreatment process, it is possible to guarantee safe and stable treatment quality regardless of the change of raw water quality, and if the raw water quality is good, it can skip the pretreatment process and reduce operating cost and achieve unmanned through automation. It has an effect.
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