KR20140049866A

KR20140049866A - 수처리설비 및 수처리방법

Info

Publication number: KR20140049866A
Application number: KR1020120116223A
Authority: KR
Inventors: 김정학; 이강원; 김상대; 이광야; 김해도; 강수만
Original assignee: (주)필로스; 한국농어촌공사
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2014-04-28

Abstract

본 발명은 침지형 수처리장치, 외부순환형 수처리장치 및 가압형 수처리장치를 순차적으로 설치하여 오수를 순차적으로 세정함으로써 침지형 수처리장치에서 발생하는 분리막의 오염물질 침전 및 이를 위한 세정 관련 문제점을 해결하고, 이와 동시에 회수율을 향상시키는 수처리설비 및 수처리방법을 제공하기 위한 것으로, 오수가 내부에 저장되는 제1저수조, 상기 제1저수조 내부에 설치되어 상기 제1저수조 내부의 오수를 걸러서 처리수조로 배출하는 제1분리막모듈부를 포함하는 침지형 수처리장치; 상기 침지형 수처리장치로부터 배출되는 농축액을 저장하는 제2저수조, 상기 제2저수조의 일측에 위치하며 상기 제2저수조의 농축액을 걸러서 처리수조로 배출하는 제2분리막모듈부, 상기 제2분리막모듈부의 농축액를 농축조로 회수하는 제1회수부를 포함하는 외부순환형 수처리장치; 상기 농축조의 농축액를 공급받아 수용하는 가압몸체, 상기 가압몸체의 내부에 위치하며 농축액를 분리하여 상기 처리수조로 배출하는 제3분리막모듈부, 상기 제3분리막모듈부의 농축액를 상기 농축조로 회수하는 제2회수부, 상기 가압몸체로 상기 농축액를 공급하는 가압펌프를 포함하는 가압형 수처리장치를 포함하는 수처리설비 및 수처리방법을 제공한다.

Description

수처리설비 및 수처리방법{APPARATUS FOR PROCESSING WATER AND METHOD FOR PROCESSING WATER}

본 발명은 오수를 처리하는 수처리설비 및 수처리방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 침지형 수처리장치, 외부순환형 수처리장치 및 가압형 수처리장치를 이용하여 회수율을 향상시키는 수처리설비 및 수처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 수처리장치에는 중공사 형태의 고분자 분리막이 사용된다. 이러한 중공사 형태의 막은 설치면적당 처리량이 많아 수처리의 효율면에서는 유리하지만 그 기계적 강도가 낮다는 단점이 있다.

대한민국등록특허 10-0666669호를 참조하면, 종래에는 U자 형태의 분리막엘리먼트를 포함하는 침지형 수처리장치가 개시되었다. 이러한 종래 기술에 따르면, 분리막 엘리먼트의 부피가 크며 구조상 분리막엘리먼트간의 결합이 용이하지 않다는 단점이 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 종래에는 도 1과 같이 I자 형태로 양단이 고정된 분리막을 포함하는 침지형 수처리장치가 개시되었다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 침지형 수처리장치는 프레임(1) 내에 복수개의 분리막(2)을 구비한다. 또한, 상기 침지형 수처리장치는 상기 분리막(2)을 통과하여 정수된 물이 집수되는 집수관(3)을 구비한다. 상기 집수관(3)에 집수된 물은 배출구(4)를 통하여 외부로 방출된다.

이러한 종래 기술에 따른 침지형 수처리장치는 분리막(2)이 작은 면적에 밀집되어 있어 처리 효율이 높다는 장점은 있으나, 시간이 경과되면 분리막(2)에 오염물질이 쌓여 수처리 효율이 낮아질 가능성이 높다.

이러한 문제점이 발생하는 것을 방지하고 분리막의 장기운전을 위하여 과도한 전처리가 요구되는데, 이 경우 설비비 및 운전비용이 상승한다는 단점이 발생한다.

다른 방안으로, 상기 분리막(2)에 쌓인 오염물질을 처리하기 위하여 역세척, 공기세정, 펌프의 유속증가 등의 방법을 사용하고 있으나, 이 경우에도 설비비 및 운전비용이 추가된다는 단점이 있고, 또한 빈번하게 화학세정을 하는 경우에는 막성능 저하, 비용발생 및 환경오염 발생이라는 심각한 문제점이 발생한다.

뿐만 아니라, 종래기술에 따른 침지형 수처리장치는, 여과압력의 상승, 공기세정으로 인한 충격, 화학세정 및 역세척으로 인한 막의 파손, 중공사막의 절단 및 평막의 찢어짐 현상 등으로 인하여 운전조건이 상당히 까다롭다는 단점을 가진다.

그리고 회수율을 높이면 분리막의 투과성이 급격히 감소하고, 슬러지나 고형분이 분리막을 폐색시키며, 나아가서는 파손도 일어나게 되며, 이에 따라 수처리의 효율이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 침지형 수처리장치 및 수처리방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 침지형 수처리장치, 외부순환형 수처리장치 및 가압형 수처리장치를 순차적으로 설치하여 오수를 순차적으로 세정함으로써 침지형 수처리장치에서 발생하는 분리막의 오염물질 침전 및 이를 위한 세정 관련 문제점을 해결하고, 이와 동시에 회수율을 향상시키는 수처리설비 및 수처리방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은, 오수가 내부에 저장되는 제1저수조, 상기 제1저수조 내부에 설치되어 상기 제1저수조 내부의 오수를 걸러서 처리수조로 배출하는 제1분리막모듈부를 포함하는 침지형 수처리장치; 상기 침지형 수처리장치로부터 배출되는 농축액을 저장하는 제2저수조, 상기 제2저수조의 일측에 위치하며 상기 제2저수조의 농축액을 걸러서 처리수조로 배출하는 제2분리막모듈부, 상기 제2분리막모듈부의 농축액를 농축조로 회수하는 제1회수부를 포함하는 외부순환형 수처리장치; 상기 농축조의 농축액를 공급받아 수용하는 가압몸체, 상기 가압몸체의 내부에 위치하며 농축액를 분리하여 상기 처리수조로 배출하는 제3분리막모듈부, 상기 제3분리막모듈부의 농축액를 상기 농축조로 회수하는 제2회수부, 상기 가압몸체로 상기 농축액를 공급하는 가압펌프를 포함하는 가압형 수처리장치를 포함하는 수처리설비를 제공한다.

바람직하게는, 상기 침지형 수처리장치의 전측에 위치하며, 상기 제1저수조에 공급되는 오수의 유량을 조절하는 유량조정부를 더 포함한다.

그리고 상기 제1분리막모듈부는, 제1멤브레인과, 상기 다수의 분리막의 상하 양단을 각각 고정하는 상부 및 하부고정부재로 이루어진 분리막모듈지지부재와, 상기 제1멤브레인에서 걸러진 처리수를 상기 처리수조측으로 이송하는 제1유로를 포함하고, 일단이 상기 제1유로와 연결되고, 타단이 상기 처리수조와 연결되어 상기 제1유로로부터 이송된 처리수를 상기 처리수조로 이송하며, 상기 제1유로의 유체를 흡입하는 흡입펌프와 유체의 흐름을 개폐시키는 제1밸브를 구비하는 제2유로를 포함하며, 일단이 상기 제1유로 및 상기 제2유로의 연결부와 연결되고, 상기 제1밸브가 폐쇄된 경우 상기 제1유로로 세정액을 공급하는 역세부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 역세부는, 상기 제1유로로 세정약품액을 선택적으로 공급하는 세정약품공급부와, 상기 제1유로로 처리수를 선택적으로 공급하는 세정수공급부와, 일단이 상기 제1유로와 연통되고 타단이 분기되어 상기 세정수공급부 및 상기 세정약품공급부와 연결되는 제1역세수로를 포함하고, 일단이 상기 세정수공급부와 연결되고, 타단이 상기 제2유로와 연결되어, 상기 제2유로의 처리수 일부를 상기 세정수공급부로 공급하는 처리수회수로를 더 포함하고, 상기 침지형수처리장치는 원수대비 50~90%까지 처리수를 회수하여 상기 처리수조로 공급한다.

상기 제2분리막모듈부는, 상기 제2저수조의 농축액을 공급받아 수용하는 제1몸체와, 상기 제1몸체로 상기 농축액을 공급하는 제1공급관과, 상기 제1몸체 내부에 장착되어 농축액을 정화시키는 제2멤브레인과, 상기 제1몸체와 연통되어 상기 제1몸체의 농축액을 제1회수부로 공급하는 농축액회수관과, 상기 제2멤브레인과 연통되어 상기 제2멤브레인에서 여과된 처리수를 처리수조 측으로 공급하는 제3유로를 포함하고, 일단이 상기 제1유로와 연결되고, 타단이 상기 처리수조와 연결되어 상기 제1유로로부터 이송된 처리수를 상기 처리수조로 이송하며, 상기 제1유로의 유체를 흡입하는 흡입펌프와 유체의 흐름을 개폐시키는 제1밸브를 구비하는 제2유로; 일단이 상기 제1유로 및 상기 제2유로의 연결부와 연결되고, 상기 제1밸브가 폐쇄된 경우 상기 제1유로로 세정액을 공급하는 역세부; 일단이 역세부와 연결되고, 타단이 상기 제3유로와 연통되며, 유로를 개폐하는 제2밸브를 구비하는 제2역세수로를 더 포함하며, 상기 제2역세유로에서 분기되어 형성되며, 일단이 상기 제3분리막모듈과 연통되는 제3역세수로를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 가압몸체는 농축액이 공급되는 제4유로와, 상기 제2회수부와 연통되어 상기 가압몸체 내부의 농축액을 농축조로 배출시키는 제5유로가 연통되어 설치되고, 상기 제3분리막모듈은, 상기 가압몸체 내부에 장착되는 제3멤브레인과, 상기 제3멤브레인을 통과한 처리수를 상기 처리수조부로 배출하는 제6유로를 포함한다.

한편, 다른 면으로 본 발명은, 오수를 전기분해, 응집침전 또는 나노버블처리를 이용하여 전처리하는 전처리 공정; 상기 전처리공정을 거친 오수를, 오수가 공급된 제1저수조에 침지된 제1멤브레인모듈을 구비한 침지형 수처리장치를 이용하여 여과시키고, 여과된 처리수는 처리수조로 이송시키는 침지형 막분리단계; 내부에 농축액이 수용된 제1몸체와 상기 제1몸체의 내부에 장착되는 제2멤브레인모듈을 구비한 외부순환식 수처리장치를 이용하여, 상기 침지형 막분리단계를 거친 농축액을 여과시키고, 여과된 처리수를 처리수조로 이송시키는 외부순환식 막분리단계; 가압몸체의 내부에 제3멤브레인모듈이 장착된 가압식 수처리장치를 이용하여 상기 외부순환식 막분리단계를 거친 농축액을 여과시키고, 여과된 처리수를 처리수조로 이송시키는 가압식 막분리단계; 상기 처리수조에 포집된 처리수를 RO(Reverse Osmosis Membrane), 활성탄, EDI를 이용하여 후처리하는 단계를 포함하는 수처리 방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 침지형 막분리단계는, 감압조건이 20~200㎜Hg인 상태에서 원수대비 회수율이 50~90%로 오수를 처리한다.

본 발명에 의한 수처리설비 및 수처리방법은 침지형 수처리장치, 외부순환형 수처리장치 및 가압형 수처리장치를 순차적으로 설치하고, 침지형 수처리장치의 회수율을 감소시켜 운전시켜 분리막의 수명을 향상시키고, 오염물질 침전 현상을 감소시키며, 이와 동시에 오염물질 세정주기를 증가시켜 유지보수비용을 감소시키고, 또한 전체적인 회수율을 향상시킨다는 효과를 가진다.

도 1은 종래의 침지형 수처리장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수처리설비의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 침지형 수처리장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 외부순환형 수처리장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가압형 수처리장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수처리방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 침지형 수처리방법의 개략 공정도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수처리설비(1000)는, 유량조정부(50), 침지형 수처리장치(100), 외부순환형 수처리장치(200), 가압형 수처리장치(300), 처리수조(400), 농축조(500), 역세부(600)로 이루어진다.

상기 유량조정부(50)는 외부에서 공급된 오수를 초기에 저장하는 유량저장조(51)과 상기 유량저장조의 내부에 설치되는 유량조정펌프(52)로 이루어진다. 상기 유량조정조(51)는 침지형 수처리장치(100)의 전측에 위치하고, 내부에는 유량조정펌프(52)가 설치된다. 상기 유량조정펌프(52)는, 상기 유량조정조(51)에 수용된 오수를 일정량으로 침지형 수처리장치(100)로 공급한다.

도 2,3을 참조하면, 상기 침지형 수처리장치(100)는, 제1저수조(110), 제1분리막모듈부(120)로 이루어진다. 상기 제1저수조(110)는 상기 유량조정조로부터 유입된 오수가 내부에 저장된다.

상기 제1분리막모듈부(120)는, 상기 제1저수조(110)의 오수를 정화시킨 처리수를 처리수조로 배출하는 구성으로서 본 출원인의 특허출원 10-2006-0013219호에 기재된 침지형 수처리장치와 유사한 구성을 가진다. 이러한 상기 제1분리막모듈부(120)는 제1멤브레인(121), 분리막모듈지지부재(122), 제1유로(123)로 이루어진다.

상기 제1멤브레인(121)은, 표면에 미세한 구멍이 존재하는 실형태의 막형상으로 오수 중의 오염물질을 여과할 수 있다. 이러한 제1멤브레인(121)은 분리막모듈지지부재(122)에 의하여 지지된다.

상기 분리막모듈지지부재(122)는, 상부지지부재(122a)와 하부지지부재(122b)로 이루어지는데, 상부지지부재(122a)는 상기 제1멤브레인(121)의 상단에 위치하여 상기 제1멤브레인(121)의 상단을 지지하고, 상기 하부지지부재(122b)는 상기 제1멤브레인(121)의 하단에 위치하여 상기 제1멤브레인(121)의 하단을 지지한다. 상기 상부지지부재(122a)의 내부는 상기 제1멤브레인(121)의 내부와 연통되는 공간이 형성되어 상기 제1멤브레인(121)에서 여과된 처리수가 유동할 수 있도록 형성된다.

그리고 상기 상부지지부재(122a)의 상측으로 제1유로(123)가 형성된다. 상기 제1유로(123)는 상기 제1멤브레인(121)에서 여과된 처리수를 제1분리막모듈부(120)의 처리수조(400)측으로 이동시키는 유로로서, 일단이 상기 상부지지부재(122a)와 연통하여 형성된다.

본 실시예에서는 상기 제1저수조(110)의 내부에 4개의 제1분리막모듈부(120)가 형성되어 있으나, 조건에 따라 상기 제1분리막모듈부(120)의 개수는 변화될 수 있다.

상기 제1유로(123)의 타단에는, 일단이 상기 제1유로(123)와 연통하여 연결되고 타단이 상기 처리수조(400)와 연결되는 제2유로(130)가 형성된다.

상기 제2유로(130)는 상기 제1유로(123)로부터 이송된 처리수를 상기 처리수조(400)로 이송시키는 기능을 가지며, 상기 제2유로(130)에는 내부를 흐르는 유체의 흐름을 제어하는 제1밸브(132)가 형성된다.

상기 제1유로(123)와 상기 제2유로(130)의 연결부에는, 역세부(600)가 연결된다.

상기 역세부(600)는, 세정약품공급부(620), 세정수공급부(610) 및 제1역세수로(630)로 이루어진다.

상기 제1역세수로(630)는 일단이 상기 제1유로(123)와 상기 제2유로(130)의 연결부에서 상기 제1,2유로(123)(130)와 연통되어 연결된다. 그리고 상기 제1역세수로(630)의 타단은 2방향으로 분기된 후 각각의 단부가 상기 세정약품공급부(620) 및 상기 세정수공급부(610)와 각각 연결된다.

상기 제1멤브레인(121)의 표면을 세정하는 경우, 상기 세정약품공급부(620)는, 상기 제1밸브(132)를 폐쇄한 상태에서 상기 제1역세수로(630) 및 상기 제1유로(123)를 통하여 세정약품을 상기 제1멤브레인(121)으로 공급하여 상기 제1멤브레인 표면에 침전된 오염물질을 제거한다.

그리고 상기 세정수공급부(610) 역시 상기 제1멤브레인(121)의 표면을 세정하는 경우, 상기 제1밸브(132)를 폐쇄한 상태에서 상기 제1역세수로(630) 및 상기 제1유로(123)를 통하여 깨끗한 물인 세정수를 상기 제1멤브레인(121)으로 공급하여 상기 제1멤브레인(121) 표면에 침전된 오염물질을 제거한다.

상기 세정약품공급부(620) 및 상기 세정수공급부(610)는 각각 제1,2개폐밸브(611)(621)를 구비하여, 세정약품 및 세정수가 선택적으로 공급되도록 한다.

한편, 상기 세정수공급부(610)의 일측에는 처리수회수로(140)가 형성된다. 상기 처리수회수로(140)는 일단이 상기 세정수공급부(610)와 연통되고, 타단이 상기 제2유로(130)와 연결되어, 상기 제2유로(130)를 통하여 상기 처리수조(400)로 이송되는 처리수 중 일부를 상기 세정수공급부(610)로 제공하여 세정수로 처리수를 사용한다. 이에 따라 상기 세정수공급부(610)는 상기 처리수회수로(140)를 통하여 공급된 처리수를 이용하여 상기 제1멤브레인(121)을 세정할 수 있으므로, 별도의 세정수 공급라인이 요구되지 아니한다.

이러한 상기 침지형 수처리장치(100)는, 20~200Hg의 낮은 감압조건으로 원수 대비하여 50~90% 정도의 처리수를 회수하여 처리수조(400)로 공급한다.

보통의 침지형 수처리장치는 90% 이상의 회수율을 내려고 하므로, 멤브레인의 오염발생 및 화학세정에 의한 환경문제발생이라는 문제점을 가진다. 이에 반하여, 본 발명의 일실시예에 따른 침지형 수처리장치(100)는 무리하게 회수를 하지 않고 20~200Hg의 낮은 감압조건에서 원수 대비하여 50~90% 정도의 처리수만을 회수함으로써 장기적으로 안정된 투과속도를 얻을 수 있게 하여, 화학세정빈도를 기존의 침지형 수처리장치(3~6개월에 1회)보다 낮출 수 있다(1년에 1회)는 장점을 가진다. 또한 본 발명은 멤브레인의 수명을 연장시키는 것이 가능하며, 온유한 조건에서 운전함으로써 멤브레인의 파손도 최소화시킬 수 있다.

한편, 도 2,4를 참조하면, 상기 외부순환형 수처리장치(200)는, 제2저수조(210), 제2분리막모듈부(220), 제1회수부(230), 공기유입관(240)으로 이루어진다.

상기 제2저수조(210)는, 상기 침지형 수처리장치(100)로부터 배출되는 농축액을 공급받아 저장한다.

상기 제2저수조(210)의 상측에는 상기 제2분리막모듈부(220)가 배치된다. 상기 제2분리막모듈부(220)는 상기 제2저수조(210)에 저장된 농축액을 공급받아 이를 거른 처리수를 상기 처리수조로 공급하는 것으로서, 제1몸체(221), 제1공급관(221a), 제2멤브레인(222), 농축액회수관(223), 제3유로(224)로 이루어진다.

상기 제1몸체(221)는 상기 제2저수조(210)의 농축액을 공급받아 내부에 수용한다. 상기 제1몸체(221)의 일측에는 상기 제1몸체(221)의 내부에 농축액을 공급하는 제1공급관(221a)과 상기 제1몸체(221)와 연통되어 상기 제1몸체(221)의 농축액을 상기 제1회수부(230)로 공급하는 농축액회수관(223)이 형성된다.

상기 제1몸체(221)의 내부에는 제2멤브레인(222)이 장착된다. 상기 제2멤브레인(222)은, 상기 제1멤브레인(121)과 마찬가지로 표면에 미세한 홀이 형성되어 농축액을 여과시켜 처리수를 생성한다. 생성된 여과수는 화살표방향과 같이 이동하여 상기 제3유로로 이송된다.

그리고 상기 제3유로(224)는 상기 제2멤브레인(222)의 일측에서 상기 제2멤브레인(222)의 내부와 연통되게 연결되어 상기 제2멤브레인(222)에서 여과된 처리수를 상기 처리수조(400)측으로 공급한다.

한편, 상기 제3유로(224)의 일측에는, 일단이 상기 역세부(600)의 제1역세수로(630)와 연통되고, 타단은 상기 제3유로(224)와 연통되는 제2역세수로(640)가 형성된다.

상기 제2멤브레인(222)을 세정하는 경우, 상기 세정수공급부(610) 또는 상기 세정약품공급부(620)은 상기 제2역세수로 및 제3유로를 통하여 세정수 또는 세정약품을 상기 제2멤브레인으로 공급하여 상기 제2멤브레인을 세정한다.

그리고 상기 제1몸체의 상측에는 공기가 유입되는 공기유입관(240)이 형성되어, 상기 제1몸체 내부로 공기가 유입된다. 상기 공기유입관(240)을 통하여 유입된 공기는 중앙의 공기유로(241)를 통하여 산기관(242)으로 공급되고, 상기 산기관(242)에서 상기 제2멤브레인 측으로 공급된다.

본 발명의 일실시예에 따른 외부순환형 수처리장치(200)는 4개의 제2분리막모듈부(220)를 구비한다. 이에 따라 본 발명은 수처리장치를 멈추지 아니하고 복수로 설치된 4개의 제2분리막모듈부(220)를 개별적으로 순서대로 화학세정 또는 물리적 회복을 할 수 있다는 장점을 가진다. 즉, 상기 외부순환형 수처리장치(200)는 정상적인 운전을 진행하면서, 다수개의 제2분리막모듈부(220) 중 일부를 화학세정하면서 또는 일부를 휴지상태로 두어 물리적 멤브레인의 성능의 회복을 진행하면서 운전할 수 있으므로, 별도의 운전정지 없이 멤브레인의 성능회복이 가능하다는 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 멤브레인을 휴지시킨 상태로 폭기를 하거나 압밀화된 멤브레인을 원상태로 회복시키는 경우 멤브레인 성능 유지에 큰 도움이 될 수 있으므로 화학세정을 최소화 할 수 있다. 그리고 전체적으로 화학세정을 함으로써 대용량의 화학폐기물을 발생시키는 종래 기술과는 달리 본 발명은 휴지 또는 회복중인 일부 제2분리막모듈부의 멤브레인에 필요한 양 만큼의 화학약품을 주입시켜 멤브레인의 내부에 머금게 한 다음 일정시간 지난 후 정상가동하면 화학약품을 중화시키므로 이에 따라 화학약품의 폐기량을 최소화시킨다는 장점을 가진다.

상기 외부순환형 수처리장치(200)는 원수대비 95~99.9%까지 회수가 가능하다. 농축액에 오염물질이 포함되는 경우에는 과도하게 농축하지 않고 99% 이하로 관리한다.

도 5를 참조하면, 상기 가압형 수처리장치(300)는, 가압몸체(310), 제3분리막모듈부(320), 제2회수부(330), 가압펌프(340)로 이루어진다.

상기 가압몸체(310)는 상기 농축조(500)의 농축액를 공급받아 내부에 수용하며, 상기 가압몸체(310)의 내부에는 상기 제3분리막모듈부(320)가 형성된다. 그리고 상기 가압몸체(310)에는 농축액이 공급되는 제4유로(311) 및 상기 제2회수부(330)로 내부의 농축액을 이동시키는 제5유로(312)가 내부와 연통되어 형성된다.

상기 제3분리막모듈부(320)는 상기 가압몸체(310)의 내부에 수용된 농축액을 분리하여 나온 처리수를 상기 처리수조(400)로 공급하며, 상기 제3멤브레인(321)과 제6유로(322)로 이루어진다. 상기 제3멤브레인(321)은 상기 가압몸체(310) 내부에 장착되며, 상기 제3멤브레인(321) 역시 표면에 미세한 구멍이 존재하는 막형상으로 이루어져 오수 중의 오염물질을 여과할 수 있다

그리고, 상기 제3분리막모듈의 일측에는, 상기 제2역세유로에서 분기되어 형성되며, 일단이 상기 제3분리막모듈과 연통되는 제3역세수로가 형성된다.

상기 가압형 수처리장치(300)는, 충분히 농축된 농축액을 재차 처리함으로써 회수율을 극대화시킨다. 상기 가압형 수처리장치(300)는 0.5~3㎏/㎠ 정도의 고압으로 운전하여 막의 투과속도를 높여주고, 간헐적인 공기세정, 역세척 등을 반복하여 제3멤브레인(321)의 성능을 유지시킨다. 상기 가압형 수처리장치(300)는 유입원수가 비교적 깨끗하여 탁도유발물질이 적게 유입되는 경우 매우 효과적으로 사용된다. 유입원수의 수질이 안 좋아 탁도유발물질이 많은 경우에는 경제성 및 비용, 운전편리성 등을 고려하여 선택적으로 운전할 수도 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 수처리방법에 관해 설명한다.

도 6,7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수처리방법은, 전처리공정(S100), 침지형 막분리단계(S200), 외부순환식 막분리단계(S300), 가압식 막분리단계(S400), 후처리하는 단계(S500)로 이루어진다.

상기 전처리공정(S100)에서는, 하수집수장에서 공급된 오수를 전기분해, 응집침전 또는 나노버블처리를 이용하여 전처리한다.

상기 전처리공정(S100)이 종료하면, 상기 침지형 막분리단계에서는, 상기 전처리공정을 거친 오수를, 오수가 공급된 제1저수조에 침지된 제1멤브레인모듈을 구비한 침지형 수처리장치를 이용하여 여과시킨다. 상기 침지형 수처리장치에 의하여 여과되어 생성된 처리수는 처리수조로 이송된다.

상기 침지형 막분리단계(S200)는, 감압조건이 20~200㎜Hg인 상태에서 원수대비 회수율이 50~90%로 오수를 처리한다. 이에 따라 종래의 침지형 수처리방법에 비하여 본 발명의 일실시예에 따른 침지형 막분리단계는 무리하게 회수를 하지 않고 20~200Hg의 낮은 감압조건에서 원수 대비하여 50~90% 정도의 처리수만을 회수함으로써 장기적으로 안정된 투과속도를 얻을 수 있게 하여, 화학세정빈도를 기존의 막분리 공정(3~6개월에 1회)보다 낮출 수 있다(1년에 1회)는 장점을 가진다. 또한 본 발명은 멤브레인의 수명을 연장시키는 것이 가능하며, 온유한 조건에서 운전함으로써 멤브레인의 파손도 최소화시킬 수 있다.

상기 외부순환식 막분리단계(S300)는, 내부에 농축액이 수용된 제1몸체와 상기 제1몸체의 내부에 장착되는 제2멤브레인모듈을 구비한 외부순환식 수처리장치를 이용하여, 상기 침지형 막분리단계를 거친 농축액을 여과시킨다. 상기 외부순환식 수처리장치에 의하여 여과되어 생성된 처리수는 처리수조로 이송된다.

상기 제2멤브레인모듈은 다수개가 구비되며, 처리되는 오수의 상태 및 멤브레인세정필요에 따라 상기 제2멤브레인모듈 중 일부 휴지 또는 세정된다.

상기 가압식 막분리단계(S400)에서는, 가압몸체의 내부에 제3멤브레인모듈이 장착된 가압식 수처리장치를 이용하여 상기 외부순환식 막분리단계를 거친 농축액을 여과시킨다. 상기 가압식 수처리장치에 의하여 여과된 처리수는 처리수조로 이송된다.

다음으로 후처리 단계(S500)에서는, 상기 처리수조에 포집된 처리수를 RO(Reverse Osmosis Membrane), 활성탄, EDI를 이용하여 처리한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

50 : 유량조정부 100 : 침지형 수처리장치
200 : 외부순환형 수처리장치 300 : 가압형 수처리장치
400 : 처리수조 500 : 농축조
600 : 역세부

Claims

오수가 내부에 저장되는 제1저수조, 상기 제1저수조 내부에 설치되어 상기 제1저수조 내부의 오수를 걸러서 처리수조로 배출하는 제1분리막모듈부를 포함하는 침지형 수처리장치;
상기 침지형 수처리장치로부터 배출되는 농축액을 저장하는 제2저수조, 상기 제2저수조의 일측에 위치하며 상기 제2저수조의 농축액을 걸러서 처리수조로 배출하는 제2분리막모듈부, 상기 제2분리막모듈부의 농축액를 농축조로 회수하는 제1회수부를 포함하는 외부순환형 수처리장치;
상기 농축조의 농축액를 공급받아 수용하는 가압몸체, 상기 가압몸체의 내부에 위치하며 농축액를 분리하여 상기 처리수조로 배출하는 제3분리막모듈부, 상기 제3분리막모듈부의 농축액를 상기 농축조로 회수하는 제2회수부, 상기 가압몸체로 상기 농축액를 공급하는 가압펌프를 포함하는 가압형 수처리장치를 포함하는 수처리설비.
청구항 1에 있어서,
상기 침지형 수처리장치의 전측에 위치하며, 상기 제1저수조에 공급되는 오수의 유량을 조절하는 유량조정부를 더 포함하는 수처리설비.
청구항 1에 있어서,
상기 제1분리막모듈부는, 제1멤브레인과, 상기 다수의 분리막의 상하 양단을 각각 고정하는 상부 및 하부고정부재로 이루어진 분리막모듈지지부재와, 상기 제1멤브레인에서 걸러진 처리수를 상기 처리수조측으로 이송하는 제1유로를 포함하는 수처리설비.
청구항 1에 있어서,
일단이 상기 제1유로와 연결되고, 타단이 상기 처리수조와 연결되어 상기 제1유로로부터 이송된 처리수를 상기 처리수조로 이송하며, 상기 제1유로의 유체를 흡입하는 흡입펌프와 유체의 흐름을 개폐시키는 제1밸브를 구비하는 제2유로를 포함하는 수처리 설비.
청구항 4에 있어서,
일단이 상기 제1유로 및 상기 제2유로의 연결부와 연결되고, 상기 제1밸브가 폐쇄된 경우 상기 제1유로로 세정액을 공급하는 역세부를 더 포함하는 수처리설비.
청구항 5에 있어서,
상기 역세부는, 상기 제1유로로 세정약품액을 선택적으로 공급하는 세정약품공급부와, 상기 제1유로로 처리수를 선택적으로 공급하는 세정수공급부와, 일단이 상기 제1유로와 연통되고 타단이 분기되어 상기 세정수공급부 및 상기 세정약품공급부와 연결되는 제1역세수로를 포함하는 수처리설비.
청구항 6에 있어서,
일단이 상기 세정수공급부와 연결되고, 타단이 상기 제2유로와 연결되어, 상기 제2유로의 처리수 일부를 상기 세정수공급부로 공급하는 처리수회수로를 더 포함하는 수처리설비.
청구항 1에 있어서,
상기 침지형수처리장치는 원수대비 50~90%까지 처리수를 회수하여 상기 처리수조로 공급하는 수처리설비.
청구항 1에 있어서,
상기 제2분리막모듈부는, 상기 제2저수조의 농축액을 공급받아 수용하는 제1몸체와, 상기 제1몸체로 상기 농축액을 공급하는 제1공급관과, 상기 제1몸체 내부에 장착되어 농축액을 정화시키는 제2멤브레인과, 상기 제1몸체와 연통되어 상기 제1몸체의 농축액을 제1회수부로 공급하는 농축액회수관과, 상기 제2멤브레인과 연통되어 상기 제2멤브레인에서 여과된 처리수를 처리수조 측으로 공급하는 제3유로를 포함하는 수처리설비.
청구항 9에 있어서,
일단이 상기 제1유로와 연결되고, 타단이 상기 처리수조와 연결되어 상기 제1유로로부터 이송된 처리수를 상기 처리수조로 이송하며, 상기 제1유로의 유체를 흡입하는 흡입펌프와 유체의 흐름을 개폐시키는 제1밸브를 구비하는 제2유로;
일단이 상기 제1유로 및 상기 제2유로의 연결부와 연결되고, 상기 제1밸브가 폐쇄된 경우 상기 제1유로로 세정액을 공급하는 역세부;
일단이 역세부와 연결되고, 타단이 상기 제3유로와 연통되며, 유로를 개폐하는 제2밸브를 구비하는 제2역세수로를 더 포함하는 수처리설비.
청구항 10에 있어서,
상기 제2역세유로에서 분기되어 형성되며, 일단이 상기 제3분리막모듈과 연통되는 제3역세수로를 더 포함하는 수처리설비.
청구항 1에 있어서,
상기 가압몸체는 농축액이 공급되는 제4유로와, 상기 제2회수부와 연통되어 상기 가압몸체 내부의 농축액을 농축조로 배출시키는 제5유로가 연통되어 설치되고,
상기 제3분리막모듈은, 상기 가압몸체 내부에 장착되는 제3멤브레인과, 상기 제3멤브레인을 통과한 처리수를 상기 처리수조부로 배출하는 제6유로를 포함하는 수처리설비.
오수를 전기분해, 응집침전 또는 나노버블처리를 이용하여 전처리하는 전처리 공정;
상기 전처리공정을 거친 오수를, 오수가 공급된 제1저수조에 침지된 제1멤브레인모듈을 구비한 침지형 수처리장치를 이용하여 여과시키고, 여과된 처리수는 처리수조로 이송시키는 침지형 막분리단계;
내부에 농축액이 수용된 제1몸체와 상기 제1몸체의 내부에 장착되는 제2멤브레인모듈을 구비한 외부순환식 수처리장치를 이용하여, 상기 침지형 막분리단계를 거친 농축액을 여과시키고, 여과된 처리수를 처리수조로 이송시키는 외부순환식 막분리단계;
가압몸체의 내부에 제3멤브레인모듈이 장착된 가압식 수처리장치를 이용하여 상기 외부순환식 막분리단계를 거친 농축액을 여과시키고, 여과된 처리수를 처리수조로 이송시키는 가압식 막분리단계;
상기 처리수조에 포집된 처리수를 RO(Reverse Osmosis Membrane), 활성탄, EDI를 이용하여 후처리하는 단계를 포함하는 수처리 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 침지형 막분리단계는, 원수대비 회수율이 50~90%로 오수를 처리하는 수처리 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 침지형 막분리단계는, 감압조건이 20~200㎜Hg인 상태에서 오수를 처리하는 수처리방법.