KR20110082574A

KR20110082574A - 수처리 장치 및 그 설치 방법

Info

Publication number: KR20110082574A
Application number: KR1020117011216A
Authority: KR
Inventors: 다츠오 네지가키; 교스케 고미야; 데츠지 기시모토
Original assignee: 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-07-19
Also published as: WO2010084962A1; KR101335730B1; SG173100A1; JPWO2010084962A1; CN102292295A; JP5562871B2

Abstract

본 발명의 수처리 장치(1)는, 피처리수를 여과하여 처리수를 생성하는 수처리 장치로서, 반송 가능한 베이스(4), 베이스(4) 상에 탑재되며 MF막 유닛(7)과 RO막 유닛(8)을 갖는 수처리부(3), 수처리부(3)를 덮는 덮개부(5)를 구비한다. MF막 유닛(7)에서 처리된 제1차 처리수는, RO 송액 펌프(12)를 통해 직접적으로 RO막 유닛(8)에 공급된다. MF막 유닛(7)은, 그 유닛에 설치된 MF막 모듈(9)을 역세정하는 수단과, MF막 모듈(9)에 에어 스크러빙용의 압축 공기를 공급하는 고압 공기 공급관(29)을 갖는다.

Description

수처리 장치 및 그 설치 방법{WATER TREATMENT DEVICE AND METHOD OF INSTALLING SAME}

본 발명은, 피처리수를 여과하여 처리수를 생성하는 수처리 장치 및 그 설치 방법에 관한 것이다.

하천수, 호수물 또는 지하수 등의 원수(피처리수)로부터 여과막을 이용하여 처리수를 생성하는 수처리 장치는 종래부터 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 여과막을 갖춘 수처리 장치가 개시되어 있다. 이런 유형의 수처리 장치에서는, 원하는 성능이나 부지 면적 등에 따라서 전체의 레이아웃이나 규격 등의 설계가 행해지고, 시설을 시공할 때에는, 현장 부지 내에 자재나 각종 부품 등을 운반해 오고, 현장에서 이들을 짜 올려 완성시키는 것이 일반적이다.

일본 특허 공개 2003-266071호 공보

그러나, 종래의 수처리 장치에서는, 큰 설치 면적이 필요하게 되어, 설치할 수 없는 경우가 있어, 컴팩트한 수처리 장치가 요구되고 있었다. 또한, 여과막이나 탱크류 등의 각종 설비를 지상에 안정적으로 고정 설치하여, 이들을 연결하도록 배관을 할 필요가 있기 때문에, 현장에서의 시공성이 나쁘고, 시공에 드는 시간이 길어져 작업 부담이 크다. 또한, 수처리 장치가 불필요하게 될 때에, 여과막, 탱크류 및 배관 등의 제거 작업 등이 대단히 힘들기 때문에, 철거 작업을 용이하게 행할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 이러한 기술과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 좁은 부지 공간에도 설치 가능하고, 시공 현장에서의 설치 작업 및 철거 작업을 용이하게 행할 수 있는 수처리 장치 및 그 설치 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 장치는, 피처리수를 여과하여 처리수를 생성하는 수처리 장치로서, 반송 가능한 베이스 상에 탑재되어, 여과막 모듈과 역침투막 모듈을 포함하는 수처리부에 의해, 전기 전도율이 250 μS/cm이고 탁도가 30 NTU인 피처리수를 처리했을 때, 처리수의 전기 전도율이 10 μS/cm 이하이며, 수처리부에 의해 처리된 처리수의 수량은, 베이스의 면적 1 ㎡당 0.7 ㎥/h 이상이 됨으로써, 종래의 단상식(單床式) 이온교환 수지탑에 비해서 단위면적당 처리수의 처리 능력을 대폭 올리는 것이 가능하게 된다. 따라서, 처리수의 수량이 같은 경우, 종래보다 장치를 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 종래 수처리 장치와 비교하여 설치에 필요한 면적이 작아진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수처리 장치에서는, 수처리부는 반송 가능한 베이스에 탑재되어 있기 때문에, 수처리부를 사전에 조립하여 현장으로 반송하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 현장에서의 시공성을 향상시킬 수 있어, 시공 현장에서의 설치 작업 및 철거 작업을 용이하게 행할 수 있다. 이와 같이 설치 작업 및 철거 작업을 용이하게 행하는 이상, 불필요하게 되는 수처리 장치를 다른 현장으로 용이하게 유용할 수 있어, 수처리 장치의 응용성을 높일 수 있다. 또한, 반송 가능한 베이스 상에 수처리 장치를 설치하는 것은 종래부터 알려져 있다. 그러나, 그 대부분은 소규모 또는 가설 등 임시로 사용되는 것으로, 대규모·항구적인 사용의 경우, 통상 건물 내에 수처리 장치의 일부 또는 전부를 설치하는 것이 일반적이었다. 그러나, 본원 발명에 따르면, 반송 가능하면서 베이스의 면적당 수처리 능력이 높기 때문에, 반송체의 대수도 적고, 또한 건물을 설치하지 않고서도 대규모이며 항구적인 반송이 가능한 베이스를 갖춘 수처리 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 수처리 장치에서는, 여과막 모듈에서 처리된 처리수는 고압 펌프를 통해 직접적으로 역침투막 모듈에 공급되는 것이 바람직하다.

종래에는 여과막 모듈에서 처리된 처리수는 중간 탱크를 통해 역침투막 모듈에 공급됨으로써 압력 제어를 하고 있었지만, 여과막 모듈과 역침투막 모듈의 사이에 중간 탱크 등이 개재되지 않아, 공간 절약화에 유효하고, 종래기술의 이온교환 수지탑 등과 비교하여 장치 전체의 컴팩트화를 도모하기가 쉬워진다.

또한, 수처리부가 반송 가능한 프레임에 수납되어 있는 경우, 소음이 외부로 새는 것을 억제할 수 있고, 자외선에 의한 수처리부의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 비바람 대책이나 장치의 미관성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 수처리부는 여과막 모듈과 역침투막 모듈을 갖기 때문에, 예컨대 모래 여과 등에 비해서 처리수의 수질을 향상시킬 수 있어, 안정된 수질의 유지를 도모하기가 쉬워진다. 게다가, 역침투막 모듈의 눈막힘을 여과 모듈에 의해서 억지할 수 있기 때문에, 안정된 운전을 도모하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 수처리부는, 여과막 모듈을 역세정하는 역세정 수단을 구비한 것이 바람직하다. 이 경우에는, 여과막 모듈을 정기적으로 역세정함으로써 여과막 모듈의 수명을 향상시킬 수 있어, 장치를 장기간 안정적으로 운전하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 수처리부는, 여과막 모듈에 에어 스크러빙용의 압축 공기를 공급하는 고압 공기 공급 수단을 구비한 것이 바람직하다. 이 경우에는, 여과막 모듈을 정기적으로 공기 세정함으로써 여과막 모듈의 수명을 향상시킬 수 있어, 장치를 장기간 안정적으로 운전하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 반송 가능한 프레임 내에는 작업 통로가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 장치 운전 중의 메인터넌스가 간편해진다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 반송 가능한 프레임 내에, 여과막 모듈이, 여과막 모듈 전체 길이/프레임 내부 높이=90% 이하로 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 헤더 배관을 구부리는 일 없이 프레임 내에 여과막 모듈을 컴팩트하게 설치할 수 있기 때문에, 수처리 장치 전체의 크기도 컴팩트하게 할 수 있다. 한편, 여과막 모듈이, 여과막 모듈 전체 길이/프레임 내부 높이=85% 이하로 설치되는 것이 바람직하며, 80% 이하로 설치되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 반송 가능한 프레임 내의 여과막 모듈을 프레임의 높이 방향으로 평행하게 설치하고, 역침투막 모듈을 프레임의 높이 방향과 수직으로 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 프레임의 작업 공간을 확보하면서 빽빽하게 모듈을 충전할 수 있는 방법으로서 컴팩트화에 최적이다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 반송 가능한 프레임 내에 여과막 모듈의 밸브 유닛과 역침투막 모듈의 밸브 유닛을 함께 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 제한된 범위 내에서 여과막 모듈과 역침투막 모듈을 고압 펌프를 통해 직결(直結)하는 것을 실현할 수 있다. 여기서, 여과막 모듈의 밸브 유닛이란, 예컨대, 원수, 역세정수, 세정수, 여과수, 원수 복귀, 에어, 배수 각각의 유로 전환 밸브 및/또는 유량 조절 밸브와, 압력, 유량, 온도를 검출하는 계장품(計裝品)을 구비한 유닛을 말한다. 역침투막 모듈의 밸브 유닛이란, 예컨대, 원수, 투과수, 농축수, 세정수 각각의 유로 전환 밸브 및/또는 유량 조절 밸브와, 압력, 유량을 검출하는 계장품을 구비한 유닛을 말한다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 반송 가능한 프레임의 내벽을 이용하여 여과막 모듈 및/또는 역침투막 모듈을 고정하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 모듈 교환이나 실 끊어짐 검사 등의 작업 공간 확보가 용이해진다. 여기서, 상기 「내벽」이란, 반송 가능한 프레임 내부의 벽, 천장, 바닥을 포함한다.

본 발명에 따른 수처리 장치는, 피처리수를 여과하여 처리수를 생성하는 수처리 장치로서, 여과막 모듈과 역침투막 모듈을 포함하는 수처리부를 구비하고, 여과막 모듈에서 처리된 처리수는, 고압 펌프를 통해 직접적으로 역침투막 모듈에 공급되는 것이 바람직하다. 종래에는 여과막 모듈에서 처리된 처리수는 중간 탱크를 통해 역침투막 모듈에 공급됨으로써 압력 제어를 하고 있기 때문에, 장치 전체가 대형화되어 버리지만, 여과막 모듈에서 처리된 처리수가 고압 펌프를 통해 직접적으로 역침투막 모듈에 공급되는 경우, 여과막 모듈과 역침투막 모듈의 사이에 중간 탱크 등이 개재되지 않아, 공간 절약화에 유효하고, 종래기술의 이온교환 수지탑 등과 비교하여 장치 전체의 컴팩트화를 도모하기가 쉬워진다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 여과막 모듈에 피처리수를 공급하는 공급 펌프와, 여과막 모듈의 여과수의 유량을 측정하는 여과수 유량 측정 수단과, 고압 펌프의 흡입 압력을 검출하는 압력 검출 수단과, 역침투막 모듈의 투과수의 유량을 측정하는 투과수 유량 측정 수단과, 역침투막 모듈의 농축수량을 조정하는 농축수량 조절 수단과, 수처리부의 제어를 행하는 제어부를 더 구비하고, 제어부는, 여과수 유량 측정 수단의 측정 결과에 기초하여 공급 펌프를, 압력 검출 수단의 검출 결과에 기초하여 고압 펌프를, 투과수 유량 측정 수단의 측정 결과에 기초하여 농축수량 조절 수단을 각각 제어하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 장치의 안정적인 운전을 실현할 수 있다.

본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서, 여과막 모듈의 여과액이 전부 역침투막 모듈에 공급되는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 처리수의 처리 능력을 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 수처리 장치의 설치 방법은, 여과막 모듈과 역침투막 모듈을 포함하는 수처리부를 사전에 조립한 후, 시공 현장까지 반송하여, 시공 현장에 고정 설치하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 하면, 수처리 장치의 설치 시간을 단축하고, 또한 현장에서의 작업을 간단하게 하는 것이 가능해져, 현장에서의 시공성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 시공 현장에서의 설치 작업 및 철거 작업을 용이하게 행할 수 있는 수처리 장치 및 그 설치 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 수처리 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이다.
도 5는 수처리 장치를 이용한 수처리 시설의 처리 플로우를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 수처리부의 제어를 개략적으로 도시하는 모식도이다.
도 7은 수처리 장치를 반송하는 상태를 도시하는 사시도이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 수처리 장치를 도시하는 분해 사시도이다.
도 9는 도어를 연 상태를 도시하는 사시도이다.
도 10은 제3 실시형태에 따른 수처리 장치를 도시하는 사시도이다.
도 11은 수처리부의 제어를 개략적으로 도시하는 모식도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수처리 장치의 바람직한 실시형태에 관해서 상세히 설명한다. 한편, 설명에 있어서 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 붙여, 중복되는 설명을 생략한다.

(제1 실시형태)

도 1은 제1 실시형태에 따른 수처리 장치를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이고, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이다. 본 실시형태에 따른 수처리 장치(1)는, 피처리수(예컨대 공업용수, 공장폐수, 하천수 등)를 여과하여 처리수를 생성하는 것으로, 컨테이너(프레임)(2)와, 컨테이너(2) 내에 수용된 수처리부(3)를 구비하고 있다.

컨테이너(2)는, 통상 화물 수송에 사용되는 상자형의 해상 컨테이너이며, 컨테이너(2)의 바닥부에 배치된 평판형의 베이스(4)와, 베이스(4)에 부착된 덮개부(5)로 구성된다. 베이스(4)는 반송 가능하게 되어 있다. 덮개부(5)의 길이 방향의 일단에는 도어(6)가 마련되어 있다. 컨테이너(2)의 전체 길이는, 약 6 m(20 피트) 또는 12 m(40 피트)의 각 양태를 채용할 수 있다.

수처리부(3)는, 베이스(4) 상에 탑재되며, 주로 정밀 여과막(이하, MF막이라 함) 유닛(7)과 역침투막(이하, RO막이라 함) 유닛(8)으로 구성되어 있다. MF막 유닛(7)은, 20개의 MF막 모듈(9)을 컨테이너(2)의 길이 방향을 따라서 10열로 정렬함으로써 구성되어 있다. 이들 MF막 모듈(9)은, 원기둥형으로 형성되고, 상하의 헤더관 사이에 세워져 설치되며, 각 MF막 모듈(9)은, 상류측 및 하류측의 각 헤더관에 지관을 통해 접속되어 있다.

RO막 유닛(8)은, 14개의 RO막 모듈(10)을 컨테이너(2)의 높이 방향을 따라서7열로 정렬함으로써 구성되어 있다. 이들 RO막 모듈(10)은, 원기둥형으로 형성되며, 베이스(4)와 평행하도록 부착대(11)에 부착되어 있다(도 3 및 도 4 참조). 각 RO막 모듈(10)은 상류측 및 하류측의 각 헤더관에 접속되어 있다. MF막 유닛(7)의 각 MF막 모듈(9)과 RO막 유닛(8)의 각 RO막 모듈(10)은, 배관(14)에 의해서 직접적으로 연통되어 있다.

컨테이너(2)의 안쪽에는, RO막 유닛(8)에 처리수를 공급하기 위한 RO 송액 펌프(12)와, MF막 유닛(7)에 역세정액을 공급하는 역세정 챔버(역세정 수단)(13)가 마련되어 있다. RO 송액 펌프(고압 펌프)(12)는, 배관(14)의 도중에 배치되어, MF막 유닛(7)에서 처리된 제1차 처리수를 고압으로 직접적으로 RO막 유닛(8)에 공급한다.

역세정 챔버(13)는, 배관(14)의 위쪽에 배치되고, 배관(14)과 연통되어 있다. 따라서, MF막 유닛(7)에서 처리되어 배관(14)을 흐르는 제1차 처리수의 일부는 역세정 챔버(13)로 흘러들어가 저류된다. 이 역세정 챔버(13)에 저류되는 제1차 처리수는 MF막 유닛(7)을 역세정할 때에 이용된다. 또한, 역세정 챔버(13)와 MF막 유닛(7)의 사이이며 배관(14)의 아래쪽에는, 수처리 장치(1)를 제어하는 조작반(15)이 배치되어 있다.

컨테이너(2)의 도어(6) 측에는, NaOH 저장조(16), 스케일 방지제 저장조(17), SBS 저장조(18) 및 NaClO 저장조(역세정 수단)(19)이 정렬되어 있다. 이들 저장조에는 각각 대응하는 송액 펌프(20, 21, 22, 23)가 접속되어 있다. NaOH 저장조(16), 스케일 방지제 저장조(17), SBS 저장조(18) 및 NaClO 저장조(19)는, 지지대(24)에 의해서 가설되어 있다. 지지대(24)의 내부에는, MF막 유닛(7)에 피처리수를 공급하기 위한 MF 송액 펌프(25)가 배치되어 있다.

이하, 도 5를 참조하면서 수처리 장치(1)를 이용한 수처리 시설의 처리 플로우를 설명한다. 도 5는 수처리 장치를 이용한 수처리 시설의 처리 플로우를 설명하기 위한 모식도이다. 한편, 도 5에 있어서, 2점쇄선으로 둘러싸여 있는 영역은 본 실시형태에 따른 수처리 장치(1)이다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 수처리 장치(1)에서, MF막 유닛(7)과 RO막 유닛(8)은, 중간 탱크 등을 개재하지 않고서 배관(14)에 의해서 직접적으로 접속되어 있다. 그리고, MF막 유닛(7)에서 처리된 제1차 처리수는, RO 송액 펌프(12)에 의해서 직접적으로 RO막 유닛(8)에 공급된다.

NaClO 저장조(19)는, 공급관(역세정 수단)(26)을 통해 배관(14)에 연통되어 있다. 이 NaClO 저장조(19)에 저류되는 NaClO 용액은, MF막 모듈(9)을 역세정할 때에 사용되는 것이다. 또한, SBS(sodium bisulfite) 등의 환원제 저장조(18)는 공급관(27)을 통하여 배관(14)에 연통되며, 스케일 방지제 저장조(17)는 공급관(28)을 통하여 배관(14)에 연통되어 있다. 이들 저장조에 저류되는 SBS 및 스케일 방지제는 RO막 모듈(10)을 세정할 때에 사용된다. RO막 모듈(10)의 세정 폐수는, MF막 모듈(9)의 역세정 폐수와 함께 외부로 배출된다.

MF막 유닛(7)의 바닥부에는 고압 공기 공급관(고압 공기 공급 수단)(29)이 연통되어 있다. 이 고압 공기 공급관(29)은, MF막 모듈(9)에 에어 스크러빙용의 압축 공기를 공급한다. 역세정 챔버(13)의 상단부에는 고압 공기 공급관(역세정 수단)(30)이 연통되어 있다. 이 고압 공기 공급관(30)은, MF막 모듈(9)을 역세정할 때에, 역세정 챔버(13)에 고압 공기를 공급하여, 역세정 챔버(13) 내에 저류되는 제1차 처리수를 MF막 모듈(9) 측으로 압출하는 기능을 갖는다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 수처리 장치(1)의 전처리(前處理)에 관한 설비로서, 원수 탱크(31), 활성탄 전처리 탑(32), 저류 탱크(33)가 있다. 원수 탱크(31)는, 공업용수나 공장폐수나 하천수와 같은 원수(피처리수)를 일시적으로 저류하기 위한 탱크이며, 이 원수 탱크(31)에서는 원수 속의 티끌 등을 침전 분리한다. 침전 분리 후의 원수는, 또한 활성탄 전처리 탑(32)에서 불순물 등을 제거하여 전처리수(피처리수)로 되고, 저류 탱크(33)에 저류된다. 그리고, 저류 탱크(33) 내의 전처리수는, MF 송액 펌프(25)에 의해서 MF막 유닛(7)에 공급된다.

한편, 수처리 장치(1)의 후처리에 관한 설비로서, 저류 탱크(34), 이온교환 수지탑(35) 및 순수 탱크(36)가 있다. RO막 유닛(8)에 의해 처리된 제2 처리수는 일시적으로 저류 탱크(34)에 저류되어, 이온교환 수지탑(35)에서 이온 교환을 행한 후에 순수 탱크(36)로 흐른다.

도 6은 수처리부의 제어를 개략적으로 도시하는 모식도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, MF막 유닛(7)과 RO 송액 펌프(12)의 사이에는, 배관(14) 안을 흐르는 제1차 처리수의 유량을 측정하는 유량계(48)와, 제1차 처리수의 압력을 검출하는 압력 센서(49)가 마련되어 있다. 유량계(48)와 압력 센서(49)는 조작반(15)에 설치된 제어 CPU(Central Processing Unit)(52)에 접속되며, 측정한 각 데이터를 제어 CPU(52)에 송신한다.

또한, RO막 유닛(8)과 저류 탱크(34)의 사이에는, RO막 유닛(8)으로부터 흐르는 제2차 처리수의 유량을 측정하는 유량계(50)와, 그 유량을 조절하는 조절 밸브(51)가 마련되어 있다. 유량계(50)는 제어 CPU(52)에 접속되며, 측정한 데이터를 제어 CPU(52)에 송신한다. MF 송액 펌프(25), RO 송액 펌프(12) 및 조절 밸브(51)는 각각 제어 CPU(52)에 접속되며, 제어 CPU(52)의 제어 신호를 수신하여 각 동작을 실행한다.

제어 CPU(52)는, 유량계(48)에서 측정한 데이터에 기초하여 MF 송액 펌프(25)를 정유량(定流量) 제어하고, 압력 센서(49)에서 검출한 데이터에 기초하여, RO 송액 펌프(12)의 흡입 측이 플러스(+)가 되도록 RO 송액 펌프(12)를 제어한다. 또한, 이 제어 CPU(52)는, 유량계(50)에서 측정한 데이터에 기초하여, 제2차 처리수의 유량이 일정해지도록 조절 밸브(51)를 제어한다.

이와 같이 구성된 수처리 장치(1)에서는, 수처리부(3)에 의해 처리되기 전의 피처리수[즉, MF 송액 펌프(25)에 의해서 MF막 유닛(7)의 각 MF막 모듈(9)에 공급되는 전처리수]의 전기 전도율이 250 μS/cm이고, 탁도가 30 NTU인 경우에, 수처리부(3)에 의해 처리된 처리수[즉, RO막 유닛(8)의 각 RO막 모듈(10)에 의해서 여과된 후의 제2차 처리수]의 전기 전도율이 10 μS/cm 이하이다. 그리고, 수처리부(3)에 의해 처리된 처리수의 수량은, 베이스(4)의 면적 1 ㎡당 0.7 ㎥/h 이상이며, 바람직하게는 1.4 ㎥/h 이상이다. 예컨대, 반송 가능한 베이스(4) 상에서의 작업성 및 메인터넌스의 용이성을 이유로 5.0 ㎥/h 이하가 바람직하고, 4.0 ㎥/h 이하가 보다 바람직하다.

이에 따라서, 종래의 단상식 이온교환 수지탑에 비해서 단위면적당 처리수의 처리 능력을 대폭 올리는 것이 가능하게 된다. 따라서, 처리수의 수량이 같은 경우, 종래와 비교하여 장치를 컴팩트하게 할 수 있다. 게다가, 종래의 단상식 이온교환 수지탑과 비교하여, 베이스(4) 상에 MF막 모듈(9) 및 RO막 모듈(10)을 빽빽하게 탑재하는 것이 가능하게 되기 때문에, 종래 설치할 수 없었던 좁은 부지에서도 수처리 장치(1)를 설치할 수 있다.

한편, 본 실시형태에 따른 수처리부(3)의 처리 능력 등은 상기한 수치에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 피처리수의 전기 전도율의 변동에 의해서, 처리된 처리수의 전기 전도율이 변한다. 그러나, 본 실시형태에 따른 수처리부(3)에 의하면, 피처리수의 전도율이 변동되더라도 안정된 전기 전도율을 갖는 처리수를 얻을 수 있으며, 예컨대 원수를 100∼1000 μS/cm로 변동시키더라도 안정적으로 50 μS/cm 이하, 또한 0.5 ㎥/h 이상의 저순수를 제조할 수 있다.

본 실시형태에 따른 수처리 장치(1)에 의하면, 수처리부(3)가 반송 가능한 베이스(4)에 탑재되어 있기 때문에, 도 7에 도시하는 바와 같이 수처리부(3)를 공장에서 조립한 후에, 트랙(T) 등의 반송 수단으로 현장까지 반송하여, 시공 현장에 고정 설치하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 수처리 장치(1)의 설치 시간을 단축하고, 또한 현장에서의 작업을 간단하게 하는 것이 가능하게 되어, 현장에서의 시공성을 향상시킬 수 있고, 시공 현장에서의 설치 작업을 용이하게 행할 수 있다. 게다가, 수처리 장치(1)의 철거 작업도 용이하게 할 수 있다. 이와 같이 설치 작업 및 철거 작업을 용이하게 행하는 이상, 불필요하게 된 수처리 장치(1)를 다른 현장에 용이하게 유용할 수 있어, 수처리 장치(1)의 응용성을 높이는 것이 가능하게 된다.

또한, 반송 가능한 베이스 상에 수처리 장치를 설치하는 것은 종래부터 알려져 있다. 그러나, 그 대부분은 소규모 또는 가설 등 임시로 사용되는 것으로, 대규모·항구적인 사용의 경우, 통상 건물 내에 수처리 장치의 일부 또는 전부를 설치하는 것이 일반적이었다. 그러나, 본 실시형태에 따른 수처리 장치(1)에 의하면, 반송 가능하면서 베이스(4)의 면적당 수처리 능력이 높기 때문에, 반송체의 대수도 적고, 또 건물을 설치하지 않고서 대규모이고 항구적인 반송 가능한 베이스를 갖춘 수처리 장치를 제공할 수 있다.

또한, 베이스(4)에 탑재된 수처리부(3)가 덮개부(5)에 의해서 덮여 있기 때문에, 소음이 외부로 새는 것을 억제할 수 있고, 자외선에 의한 수처리부(3)의 손상을 방지할 수 있다. 게다가, 비바람 대책이나 장치의 미관성 향상을 도모할 수 있다.

또한, 수처리부(3)는 MF막 모듈(9)과 RO막 모듈(10)을 갖기 때문에, 예컨대 모래 여과 등에 비해서 처리수의 수질을 향상시킬 수 있어, 안정된 수질의 유지를 도모하기가 쉬워진다. 게다가, RO막 모듈(10)의 눈막힘을 MF막 모듈(9)에 의해서 억지할 수 있기 때문에, 안정된 운전을 도모하는 것이 가능해진다.

또한, MF막 모듈(9)에 의해 처리된 처리수가 RO 송액 펌프(12)를 통해 직접적으로 RO막 모듈(10)에 공급되기 때문에, 종래와 같이 MF막 모듈(9)과 RO막 모듈(10)의 사이에 중간 탱크를 설치하는 타입과 비교하여, 중간 탱크를 없앰으로써 공간 절약화에 유효하며, 장치 전체의 컴팩트화를 도모하기가 쉬워진다.

또한, MF막 모듈(9)을 역세정하는 역세정 챔버(13), 고압 공기 공급관(30), NaClO 저장조(19) 등으로 이루어지는 역세정 수단과, MF막 모듈(9)에 에어 스크러빙용의 압축 공기를 공급하는 고압 공기 공급관(29)을 구비하기 때문에, MF막 모듈(9)을 정기적으로 역세정 또는 공기 세정함으로써, MF막 모듈(9)의 수명을 향상시킬 수 있고, 수처리 장치(1)를 장기간 안정적으로 운전하는 것이 가능해진다.

(제2 실시형태)

이하, 도 8을 참조하여 제2 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에 따른 수처리 장치(37)는, 컨테이너(프레임)(38)의 덮개부(40)가 베이스(39)에 착탈 가능하게 설치된다는 점에서 제1 실시형태와 다르다. 그 밖의 구조 등은 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 중복되는 설명을 생략한다.

구체적으로는, 상자형의 컨테이너(38)는, 통상 화물 수송에 사용되는 컨테이너(2)와 달리, 반송 가능한 베이스(39)와, 베이스(39)에 대하여 착탈 가능하게 부착된 덮개부(40)로 구성되어 있다. 베이스(39)는 직사각형으로 형성되고, 그 네 코너에는, 베이스(39)의 본체에서 바깥쪽으로 돌출되는 돌출부(44)가 각각 마련되어 있다. 이들 돌출부(44)의 중앙에는, 돌출부(44)의 판 두께 방향으로 연장되는 관통 구멍(46)이 각각 형성되어 있다.

덮개부(40)는, 수처리부(3)를 둘러싸는 하우징(41)과, 하우징(41)의 측벽에 형성된 개구를 개폐할 수 있는 도어(가동 벽부)(42)를 갖는다. 덮개부(40)의 네 코너에는, 하우징(41)에서 바깥쪽으로 돌출되는 돌출부(43)가 각각 마련되어 있다. 이들 돌출부(43)의 위치는 각각 베이스(39)의 돌출부(44)와 대응하고 있다. 돌출부(43)의 중앙에는, 돌출부(44)의 관통 구멍(46)과 대응하는 관통 구멍(47)이 각각 형성되어 있다.

수처리 장치(37)를 제조할 때에, 우선, 베이스(39) 상에 MF막 유닛(7)이나 RO막 유닛(8) 등의 부품을 설치하여 수처리부(3)를 조립한다. 수처리부(3)를 조립한 후에, 수처리부(3)에 덮개부(40)를 씌워, 돌출부(43)의 관통 구멍(47)과 돌출부(44)의 관통 구멍(46)을 위치 맞춘 후에, 관통 구멍(46, 47) 내에 볼트(45)를 삽입하여 볼트(45)로 베이스(39)와 덮개부(40)를 고정시킨다.

본 실시형태에 따른 수처리 장치(37)는, 제1 실시형태에 따른 수처리 장치(1)와 같은 작용 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 베이스(39) 상에 수처리부(3)를 조립하고 나서 수처리부(3)에 덮개부(40)를 씌워 덮개부(40)를 베이스(39)에 부착함으로써, 수처리 장치(37)를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 덮개부(40)가 베이스(39)에 착탈 가능하게 부착되기 때문에, 예컨대 수처리부(3) 전체의 메인터넌스를 행할 때 또는 부품 교환할 때에, 덮개부(40)를 떼어냄으로써, 이들 작업을 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 수처리 장치(37)가 불필요하게 될 때에, 볼트(45)를 분리하여 덮개부(40)를 용이하게 베이스(39)로부터 떼어냄으로써, 수처리부(3)의 분해 작업이나 철거 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 하우징(41)의 측벽에 도어(42)가 형성되어 있기 때문에, 예컨대 MF막 유닛(7)에 설치된 MF막 모듈(9)을 점검하거나 또는 교환할 때에, 도 9에 도시하는 바와 같이 도어(42)를 개방함으로써, 작업자 등이 용이하게 컨테이너(38) 내부로 들어갈 수 있기 때문에, MF막 모듈(9)의 점검 작업과 교환 작업을 용이하게 행할 수 있다. 그 결과, 수처리 장치(1)의 메인터넌스성을 향상시킬 수 있게 된다.

(제3 실시형태)

이하, 도 10을 참조하여 제3 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에 따른 수처리 장치(53)는, 컨테이너 내부에 수용되지 않고서, 이동 가능한 베이스(54)에 탑재된다는 점에서 제1 실시형태와 다르다. 그 밖의 구조 등은 제1 실시형태와 마찬가지이기 때문에, 중복 설명을 생략한다.

즉, 수처리 장치(53)는 수처리부(3)를 구비하고 있으며, 평판형의 베이스(54)에 탑재되어 있다. 수처리부(3)는, 주로 MF막 유닛(7)과 RO막 유닛(8)으로 구성되고 있다. 그리고, MF막 유닛(7)에서 처리된 제1차 처리수는, RO 송액 펌프(12)에 의해서 직접적으로 RO막 유닛(8)에 공급되고 있다.

종래에는, 여과막 모듈에서 처리된 처리수가 중간 탱크를 통해 역침투막 모듈에 공급됨으로써 압력 제어를 하고 있기 때문에, 장치 전체가 대형화되어 버리지만, 본 실시형태에 따른 수처리 장치(53)에서는, MF막 유닛(7)에서 처리된 제1차 처리수가 RO 송액 펌프(12)를 통해 직접적으로 RO막 유닛(8)에 공급되는 경우, MF막 유닛(7)과 RO막 유닛(8)의 사이에 중간 탱크 등이 개재되지 않아, 공간 절약화에 유효하며, 종래기술의 이온교환 수지탑 등과 비교하여 장치 전체의 컴팩트화를 도모하기가 쉬워진다.

도 11은 수처리부의 제어를 개략적으로 도시하는 모식도이다. 도 11에 도시하는 바와 같이, MF막 유닛(7)과 RO 송액 펌프(12) 사이에는, 배관(14) 안을 흐르는 제1차 처리수의 유량을 측정하는 유량계(여과수 유량 측정 수단)(48)와, RO 송액 펌프(12)의 흡입 측의 압력을 검출하는 압력 센서(압력 검출 수단)(49)가 마련되어 있다. 유량계(48)와 압력 센서(49)는, 조작반(15)에 설치된 제어 CPU(52)에 접속되어, 측정한 각 데이터를 제어 CPU(52)에 송신한다.

또한, RO막 유닛(8)의 후방에는, RO막 유닛(8)으로부터 흐르는 투과수(제2차 처리수)의 유량을 측정하는 RO 투과수 유량계(투과수 유량 측정 수단)(56)가 설치되어 있다. 또한, RO막 유닛(8)에는 RO 농축수량을 조정하는 RO 농축수량 조절 밸브(농축수량 조절 수단)(55)가 직접적으로 연결되어 있다. RO 투과수 유량계(56)는, 제어 CPU(52)에 접속되어, 측정한 데이터를 제어 CPU(52)에 송신한다. MF 송액 펌프(25), RO 송액 펌프(12) 및 RO 농축수량 조절 밸브(55)는, 각각 제어 CPU(52)에 접속되며, 제어 CPU(52)의 제어 신호를 수신하여 각 동작을 실행한다.

이와 같이 구성된 수처리 장치(53)에서는, 유량 제어, 압력 제어, 유량 제어와 같은 MF-RO 직결 제어가 행해지고 있다. 구체적으로는, 우선 유량계(48)는 MF 여과수(제1차 처리수)의 유량을 측정하여, 그 신호를 제어 CPU(52)에 출력한다. 제어 CPU(52)는, 유량계(48)에서 측정한 데이터에 기초하여 PID(Proportional Integral Derivative) 연산을 하여, 그 결과를 출력한다. 한편, PID 연산으로서는, 예컨대 설정치와의 편차에 의한 출력 연산을 들 수 있다. 이어서, 제어 CPU(52)는, PID 연산의 출력에 기초하여 MF 송액 펌프(25)용 인버터 주파수 제어를 행한다. 이로써, MF 송액 펌프(25)의 모터 회전수 제어가 실행되어, MF막 유닛(7)에의 공급량이 변동된다.

압력 센서(49)는, RO 송액 펌프(12)의 흡입 측의 압력을 검출하여, 그 압력 신호를 제어 CPU(52)에 출력한다. 제어 CPU(52)는, RO 송액 펌프(12)의 흡입 측의 압력 신호에 기초하여 PID 연산을 하고, 그 결과를 출력한다. 이어서, 제어 CPU(52)는, PID 연산의 출력에 기초하여 RO 송액 펌프(12)용 인버터 주파수 제어를 행한다. 이에 따라, RO 송액 펌프(12)의 모터 회전수 제어가 실행되어, RO 송액 펌프(12)의 토출량이 변동된다.

RO 투과수 유량계(56)는, RO 투과수 유량을 측정하여, 그 측정 신호를 제어 CPU(52)에 출력한다. 제어 CPU(52)는, RO 투과수 유량 신호에 기초하여 PID 연산을 행하여, 그 결과를 출력한다. 이어서, 제어 CPU(52)는, PID 연산의 출력에 기초하여 RO 농축수량 조절 밸브(55)를 제어한다. 따라서, RO 농축수량이 변동된다. 이에 따라, RO 투과수량이 변동된다.

예컨대, MF 여과수량의 설정치가 25 ㎥/h, RO 송액 펌프(12)의 흡입 압력의 설정치가 물기둥 5 m로 된 경우, RO 송액 펌프(12)의 토출량이 25 ㎥/h가 된다. 그리고, RO 투과수량 설정치가 20 ㎥/h로 된 경우, RO 농축수량이 5 ㎥/h에서 밸런스를 이루고 있다.

RO 송액 펌프(12)의 흡입 압력 설정치 물기둥 5 m에서 안정되고 있는 경우, MF막 유닛(7)으로부터의 압입 유량과 RO 송액 펌프(12)의 인입 유량이 밸런스를 이루고 있다. 이 경우, RO 송액 펌프(12)의 토출량은 MF막 유닛(7)에의 공급량과 동일한 25 ㎥/h로 되고 있다. 그 후, RO 농축수량 조절 밸브(55)가 작동하여, RO 투과수량 20 ㎥/h와 RO 농축수량 5 ㎥/h로 나눈다.

그리고, MF막 차압이 커진 경우는, MF 송액 펌프(25)의 회전수가 상승하여 MF 여과수량 설정치 25 ㎥/h를 유지하고, RO막 차압이 커져 온 경우는, RO 송액 펌프(12)의 회전수가 상승하여 RO 투과수량 설정치 20 ㎥/h(RO 농축수량 5 ㎥/h)을 유지한다. 따라서, RO 송액 펌프(12)의 흡입 압력 설정치 물기둥 5 m[즉, 압입 유량과 RO 송액 펌프(12)의 인입 유량이 밸런스를 이루고 있는 상태]는 계속하여 안정된다. 이로써, 수처리 장치(53)의 안정된 운전을 실현할 수 있다.

전술한 실시형태는 본 발명에 따른 수처리 장치의 일례를 설명한 것으로, 본 발명에 따른 수처리 장치는 실시형태에 기재한 것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 수처리 장치는, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않게 실시형태에 따른 수처리 장치를 변형하거나, 또는 다른 것에 적용한 것이라도 좋다.

예컨대, 상기한 실시형태에 있어서, RO막 유닛(8)을 1단식으로 했지만, 필요에 따라서 전단(前段)의 농축수 또는 전단의 투과수를 원수로 하는 2단식, 3단식으로 하여도 좋다. 또한, 하우징(41)에 형성된 개구를 개폐할 수 있는 가동 벽부로서 도어(42)를 설치했지만, 셔터를 설치하더라도 좋다. 또한, 여과막은 정밀 여과막 외에, 한외여과막도 적용된다.

이하에 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

본 실시예에서는, 제1 실시형태와 동일한 구조를 갖는 수처리 장치를 준비하여, 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량을 측정했다. 컨테이너의 사이즈가 20 피트, 컨테이너의 설치 면적이 15 ㎡(6 m×2.5 m), 컨테이너 능력이 10.5 ㎥/h이었다. 측정 결과, 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량이 0.7 ㎥/h 이상이었다.

(실시예 2)

본 실시예에서는, 제1 실시형태와 동일한 구조를 갖는 수처리 장치를 준비하여, 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량을 측정했다. 컨테이너의 사이즈가 20 피트, 컨테이너의 설치 면적이 15 ㎡(6 m×2.5 m), 컨테이너 능력이 20 ㎥/h이었다. 측정 결과, 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량이 1.3 ㎥/h이었다.

(실시예 3)

본 실시예에서는, 제1 실시형태와 동일한 구조를 갖는 수처리 장치를 준비하여, 베이스의 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량을 측정했다. 이 실시예에 따른 수처리 장치는, 실시예 2와 비교하여 약액 탱크, 약액 펌프가 포함되지 않았다. 그리고, 컨테이너의 사이즈가 20 피트, 컨테이너 대수가 3대, 컨테이너의 설치 면적이 45 ㎡(6 m×2.5 m×3대), 컨테이너 능력(RO1 출구)이 72 ㎥/h이었다. 측정 결과, 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량이 1.6 ㎥/h이었다.

(비교예)

또한, 종래의 건물형 수처리 장치를 준비하여, 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량을 측정하여, 본 발명에 따른 수처리 장치와 비교했다. 건물형의 경우, RO1 공급 탱크(즉, 중간 탱크)와 역세정 펌프가 있기 때문에 설치 면적이 크다. MF 여과수량이 28.6 ㎥/h, RO1 공급 탱크 용량이 28.6 ㎥, 탱크 내의 체류 시간이 60분, RO1 공급 탱크 직경이 3.5 m, RO1 처리 능력이 20 ㎥/h이었다. 또한, RO1 공급 탱크의 설치 면적 16 ㎡(4 m×4 m), 역세정 펌프의 설치 면적이 0.6 ㎡(0.8 m×0.7 m), 수처리 장치의 설치 면적이 15 ㎡(6 m×2.5 m)였다. 측정 결과, 면적 1 ㎡당 수처리부에 의해 처리된 수량이 0.6 ㎥/h이었다.

이상의 설명에서, 종래의 건물형에 있어서의 면적 1 ㎡당 처리수량이 0.6 ㎥/h이며, 본 발명에 따른 수처리 장치에 있어서의 면적 1 ㎡당 처리수량이 0.7 ㎥/h 이상인 것이 확인되었다.

1, 37, 53 : 수처리 장치
2, 38 : 컨테이너(프레임)
3 : 수처리부
4, 39 : 베이스
5, 40 : 덮개부
9 : MF막 모듈
10 : RO막 모듈
12 : RO 송액 펌프(고압 펌프)
13 : 역세정 챔버(역세정 수단)
19 : NaClO 저장조(역세정 수단)
25 : MF 송액 펌프
26 : 공급관(역세정 수단)
29 : 고압 공기 공급관(고압 공기 공급 수단)
30 : 고압 공기 공급관(역세정 수단)
41 : 하우징
42 : 도어(가동 벽부)

Claims

피처리수를 여과하여 처리수를 생성하는 수처리 장치로서,
반송 가능한 베이스 상에 탑재되며, 여과막 모듈과 역침투막 모듈을 포함하는 수처리부에 의해, 전기 전도율이 250 μS/cm이고 탁도가 30 NTU인 피처리수를 처리했을 때, 처리수의 전기 전도율이 10 μS/cm 이하이며, 상기 수처리부에 의해 처리된 상기 처리수의 수량은, 상기 베이스의 면적 1 ㎡당 0.7 ㎥/h 이상인 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 여과막 모듈에서 처리된 처리수는, 고압 펌프를 통해 직접적으로 상기 역침투막 모듈에 공급되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수처리부는, 상기 여과막 모듈을 역세정하는 역세정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수처리부는, 상기 여과막 모듈에 에어 스크러빙용의 압축 공기를 공급하는 고압 공기 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수처리부가 반송 가능한 프레임에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 반송 가능한 프레임 내에는 작업 통로가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 반송 가능한 프레임 내에는, 상기 여과막 모듈이, 여과막 모듈 전체 길이/프레임 내부 높이=90% 이하로 설치되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송 가능한 프레임 내의 상기 여과막 모듈을 프레임의 높이 방향으로 평행하게 설치하고, 상기 역침투막 모듈을 프레임의 높이 방향과 수직으로 설치하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송 가능한 프레임 내에 상기 여과막 모듈의 밸브 유닛과 상기 역침투막 모듈의 밸브 유닛을 함께 구비하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송 가능한 프레임의 내벽을 이용하여 상기 여과막 모듈과 상기 역침투막 모듈 중 어느 하나 혹은 양자 모두를 고정하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
피처리수를 여과하여 처리수를 생성하는 수처리 장치로서,
여과막 모듈과 역침투막 모듈을 포함하는 수처리부를 구비하고,
상기 여과막 모듈에서 처리된 처리수는, 고압 펌프를 통해 직접적으로 상기 역침투막 모듈에 공급되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과막 모듈에 피처리수를 공급하는 공급 펌프와,
상기 여과막 모듈의 여과수의 유량을 측정하는 여과수 유량 측정 수단과,
상기 고압 펌프의 흡입 압력을 검출하는 압력 검출 수단과,
상기 역침투막 모듈의 투과수의 유량을 측정하는 투과수 유량 측정 수단과,
상기 역침투막 모듈의 농축수량을 조정하는 농축수량 조절 수단과,
상기 수처리부의 제어를 행하는 제어부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 여과수 유량 측정 수단의 측정 결과에 기초하여 상기 공급 펌프를, 상기 압력 검출 수단의 검출 결과에 기초하여 상기 고압 펌프를, 상기 투과수 유량 측정 수단의 측정 결과에 기초하여 상기 농축수량 조절 수단을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여과막 모듈의 여과액이 전부 상기 역침투막 모듈에 공급되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 기재된 수처리 장치를 사전에 조립한 후, 시공 현장까지 반송하여, 시공 현장에 고정 설치하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치의 설치 방법.