KR20140081552A - 침지식 분리막 정수처리장치 및 정수처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 침지식 분리막 정수처리장치 및 정수처리방법에 관한 것으로, 상기 정수처리장치는 유입된 원수를 배출하는 집수조; 침지식 분리막이 구비되어 있으며, 상기 집수조에서 배출된 원수를 여과하여 처리수와 피처리수로 각각 배출하는 분리막조; 상기 분리막조에서 배출된 피처리수를 농축시켜 섬유사 여과기에 농축수를 공급하는 농축수조; 및 상기 농축수조로부터 공급된 농축수를 재여과하는 섬유사 여과기;를 포함하고, 상기 정수처리방법은 원수를 집수하는 집수단계; 상기 집수된 원수를 피처리수와 처리수로 여과하는 분리막 여과 단계; 상기 피처리수를 농축수로 회수하는 단계; 및 상기 농축수를 섬유여과기로 재여과하는 단계;를 포함한다. 상기 정수처리장치 및 정수처리방법은 공정효율성 및 경제성이 우수하고, 원수의 회수율이 높아 친환경적이다.
Description
본 발명은 침지식 분리막 정수처리장치 및 그 정수처리방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 섬유사 여과기가 구비된 침지식 분리막 정수처리장치 및 그 정수처리방법에 관한 것이다.
종래의 정수처리장치는 유입 원수를 응집제로 혼화하여 응집하는 공정을 거치고, 대면적의 침전지를 이용하여 응집물 또는 슬러지를 침전시키며, 모래 여과를 통하여 정수를 하는 구조를 갖는다.
그러나, 최근에는 정수처리에 대한 요구 수준의 강화로 인하여 정수처리 공정에 중공사막 여과장치를 포함하는 정수처리 공정이 요구되고 있다.
중공사막 여과장치는 그 운전 방식에 따라 가압식과 침지식으로 분류된다. 가압식 여과 장치의 경우, 처리해야 할 유체에 압력을 가함으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 제외한 유체만이 중공사막 표면을 통해 중공으로 선택적으로 투과되도록 한다.
가압식 여과 장치는 유체 순환을 위한 별도의 설비가 필요하기는 하지만 단위 시간에 얻을 수 있는 투과수의 양이 침지식 여과 장치에 비해 상대적으로 많다는 장점이 있다. 이에 반해, 침지식 여과 장치의 경우, 처리하고자 하는 유체가 저장된 조에 중공사막을 직접 침지시키고 중공사막의 내부에 음압을 가함으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 제외한 유체만이 중공사막 표면을 통해 중공으로 선택적으로 투과되도록 한다. 침지식 여과 장치는 단위 시간에 얻을 수 있는 투과수의 양이 가압식 여과 장치에 비해 상대적으로 적지만 유체 순환을 위한 설비가 필요 없어 시설비나 운전비의 절감을 가져올 수 있다는 장점이 있다.
특히, 중공사막을 포함하는 침지식 분리막 장치를 이용한 정수처리 공정은 가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법에 비하여 중공사막의 분리막을 이용하여 고액 분리를 하는 방법으로서 많은 장점이 있다. 그 중 하나는 분리막의 세공 크기에 따라 원하는 일정한 수질의 처리수를 얻을 수 있으므로, 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 점이다.
종래의 침지식 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템은 유입되는 원수를 일단 집수조에 집수한 다음, 혼화조에서 응집제와 함께 혼화시키고, 응집조에서 원수에 포함되어 있는 유기물질 등을 응집시킨 후, 응집조에서 응집처리가 완료된 응집처리수를 침전조로 유입시켜, 응집물 또는 입자성 오염물질을 경사판을 통하여 침전시킨다. 그리고, 침전조로부터 침전처리수를 침지식 분리막 장치가 설치된 분리막조로 유입시켜, 침지식 분리막 장치를 통하여 분리막 여과를 함으로써, 정수를 얻을 수 있으며, 필요에 따라서는 오존 및/또는 활성탄 처리의 고도처리를 수행할 수도 있다.
그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어진 정수처리장치에서의 농축막 여과조는, 분리막조의 막여과에 따라 지속적으로 쌓인 고농도의 고형물질을 공급받아 이를 막여과 시키게 되는 것이므로, 농축막 여과조의 농축막에는 고농도의 고형물질(슬러지)이 쌓여 막히게 됨으로써 파울링 현상이 발생하거나, 점차적으로 여과효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 공정효율성 및 경제성이 우수한 침지식 정수처리장치 및 정수처리방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 원수의 회수율이 높아 친환경적인 침지식 정수처리장치 및 정수처리방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 침지식 분리막 정수처리장치에 관한 것으로, 상기 정수처리장치는 유입된 원수를 배출하는 집수조; 침지식 분리막이 구비되어 있으며, 상기 집수조에서 배출된 원수를 여과하여 처리수와 피처리수로 각각 배출하는 분리막조; 상기 분리막조에서 배출된 피처리수를 농축시켜 섬유사 여과기에 농축수를 공급하는 농축수조; 및 상기 농축수조로부터 공급된 농축수를 재여과하는 섬유사 여과기;를 포함한다.
상기 섬유사 여과기에서 재여과된 농축수는 집수조로 회수될 수 있다.
상기 농축수조에서 피처리수는 설정시간 동안 침전되어 하등수인 제1농축수와 상등수인 제2농축수로 분리되고, 상기 제2농축수는 집수조로 회수되고, 상기 제1농축수는 섬유사 여과기로 재여과된 후 집수조로 회수될 수 있다.
상기 집수조와 분리막조 사이에는 혼화조 및 응집조가 순차적으로 더 구비되며, 상기 혼화조는 응집제가 투입되어 원수와 혼화되고, 상기 응집조는 상기 응집제가 혼화된 원수에서 슬러지가 응집될 수 있다.
상기 농축수조의 상부 및 하부에는 탁도계가 구비되고, 농축수조의 상기 상등수와 상기 하등수의 슬러지 농도에 따라 상등수의 집수조로의 회수 및 하등수의 섬유여과기로의 공급 여부를 결정하는 제어 시스템이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점은 침지식 분리막 정수처리방법에 관한 것으로, 상기 정수처리방법은 원수를 집수하는 집수단계; 상기 집수된 원수를 피처리수와 처리수로 여과하는 분리막 여과 단계; 상기 피처리수를 농축수로 회수하는 단계; 및 상기 농축수를 섬유여과기로 재여과하는 단계;를 포함한다.
상기 섬유여과기로 재여과된 농축수는 집수조로 회수되는 단계가 더 포함될 수 있다.
상기 회수된 농축수를 설정시간 동안 침전시켜 하등수인 제1농축수와 상등수인 제2농축수로 분리하는 단계; 및 상기 제2농축수를 집수조로 회수하고, 상기 제1농축수는 섬유사 여과기로 재여과된 후 집수조로 회수되는 단계가 포함될 수 있다.
상기 집수된 원수를 분리막 여과단계에 투입하기 전에 원수에 응집제를 투입하여 슬러지를 응집시킨 후 분리막 여과 단계에 투입할 수 있다.
상기 농축수조의 상등수와 하등수의 탁도를 측정하고, 측정된 수치에 따라 상등수의 집수조로의 회수 여부 및 하등수의 섬유여과기로의 공급 여부를 결정하는 제어 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 집수단계와 분리막 여과단계 사이에는, 집수조에서 유입된 원수에 응집제를 혼화하는 단계; 및 상기 응집제가 혼화된 원수에서 슬러지를 응집시키는 단계를 순차적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 정수처리장치 및 정수처리방법은 공정효율성 및 경제성이 우수하고, 원수의 회수율이 높아 친환경적이다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 침지식 분리막 정수처리장치의 구성을 개략적으로 타나낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 침지식 분리막 정수처리장치의 공정순서를 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따른 침지식 분리막 정수처리장치 공정순서를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 침지식 분리막 정수처리장치의 공정순서를 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예에 따른 침지식 분리막 정수처리장치 공정순서를 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
침지식
분리막 정수처리장치
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 침지식 분리막 정수처리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 공정순서를 나타낸 것이다.
도 1 및 2를 참고하여 본 발명의 침지식 분리막 정수처리장치를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 침지식 분리막 정수처리장치는 유입된 원수를 배출하는 집수조(10); 침지식 분리막이 구비되어 있으며, 상기 집수조에서 배출된 원수를 여과하여 처리수와 피처리수로 각각 배출하는 분리막조(20); 상기 분리막조에서 배출된 피처리수를 농축시켜 섬유사 여과기에 농축수를 공급하는 농축수조(30); 및 상기 농축수조로부터 공급된 농축수를 재여과하는 섬유사 여과기(40);를 포함한다.
상기 집수조(10)는 유입된 원수를 고르게 교반하기 위한 교반기가 설치될 수 있으며, 상기 교반된 원수는 흡입펌프 및 배관을 통하여 분리막조로 이송될 수 있다.
상기 분리막조(20)는 침지식 분리막이 구비되어 있다. 상기 침지식 분리막의 경우, 처리하고자 하는 유체가 저장된 조에 중공사막을 직접 침지시키고 중공사막의 내부에 음압을 가함으로써 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 제외한 유체만이 중공사막 표면을 통해 중공으로 선택적으로 투과되도록 한다.
상기 분리막조(20)에서 여과된 처리수는 처리수조로 포집되고, 피처리수는 농축수조(30)로 이송된다.
상기 농축수조는 상기 분리막조에서 미처리된 피처리수가 포집되며, 설정시간 동안 피처리수 내에 존재하는 부유물, 슬러지 등이 침전하게 된다. 상기 침전 단계를 거친 후에 상기 농축수조의 피처리수는 슬러지 농도가 높은 하등수인 제1농축수와 슬러지 농도가 낮은 상등수인 제2농축수로 분리될 수 있다. 상기 분리막조의 상부에는 처리수조로 직접 연결되는 배관이 구비될 수 있고 하부에는 섬유사 여과기로 연결되는 배관이 구비될 수 있다. 따라서, 상기 저농도의 상등수인 제2농축수는 섬유여과기로 재여과되지 않고 집수조로 직접 회수될 수 있으며, 상기 고농도의 하등수인 제1농축수는 섬유사 여과기로 재여과된 후 집수조로 회수될 수 있다.
다른 구체예로서, 상기 농축수조의 상부 및 하부에는 탁도계가 구비될 수 있으며, 농축수조의 상등수와 하등수의 슬러지 농도에 따라 상등수의 집수조로의 회수 여부 및 하등수의 섬유여과기로의 공급 여부를 결정하는 제어 시스템이 추가적으로 더 구비될 수 있다. 상기와 같은 피드백 시스템을 이용함으로서 공정회수율을 더욱 개선할 수 있다.
또 다른 구체예로서, 도 3을 참고하면, 상기 집수조와 분리막조 사이에는 혼화조(50) 및 응집조(60)가 순차적으로 더 구비될 수 있으며, 상기 혼화조(50)는 응집제가 투입되어 원수와 혼화되고, 상기 응집조(60)는 상기 응집제가 혼화된 원수에서 슬러지가 응집될 수 있다.
상기 섬유사 여과기(40)는 농축수조와 집수조 사이에 구비되고, 농축수조로 공급된 농축수는 설정시간 동안 침전되며, 슬러지 농도가 낮은 저농도의 상등수는 집수조로 회수되고, 슬러지 농도가 높은 고농도의 하등수는 섬유사 여과기로 재여과된 후 집수조로 회수된다.
상기 섬유사 여과기는 전통적인 모래 여과기와 비교해 볼 때, 여러 가지 면에서 차이점을 가진다. 특히 여재와 공극 구조의 경우, 모래 여과기는 입상 여재로 구성되어 있으며 등방성 공극 구조를 가지는 반면, 섬유사 여과기는 가는 원통형의 섬유 여재가 사용되며 비등방성(anisotropic) 공극 구조를 가진다. 또한, 여과기 상, 하부에 따라 여재 충전 방식이 다르고, 입상 여재에 비해 여과기 운전 중 공극 구조의 변화가 많다.
섬유사 여과기는 처리수의 입력라인과 출력라인 상의 차압을 검출하는 차압계가 더 구비될 수 있고, 차압 발생시 섬유사로 압축 공기를 분출하여 섬유사에 부착된 이물질을 제거하는 역세척부를 더 포함할 수 있다.
상기 섬유사 여과기 하부에는 원수가 유입되는 유입구가 형성될 수 있고 상부에는 섬유사를 거친 처리수가 배출되는 배출구가 형성될 수 있으며 저부로는 역세척을 위한 압축공기 저장탱크와 컴프레셔가 연결될 수 있다.
상기 섬유사 여과기 내부에는 폴리프로필렌(PP), 나일론(Nylon), 폴리에스테르(PE) 등의 미세한 유연사 필터 모듈 다발이 충전되며 회전기구 등으로 흡입 압착하여 작은 공극을 통해 저압으로 안전하게 여과 운전을 하며 최대 설정압력 도달시에는 자동으로 역세를 수행할 수 있는데 짧게 공극을 이완하여 세정을 진행함으로서 안정적인 재운전이 가능하다.
본 발명에서는 침지식에서 대량으로 발생하는 농축수 즉, 탁질(SS)을 90% 이상 효과적으로 제거할 수 있고 차지하는 부피가 작고 저렴하며 사용하는 여재의 수명이 길고 교환이 편리한 PP, PE 종류의 재질, 5um 이하의 원통형 공극제어 섬유사 여과기를 사용하는 것이 바람직하다.
침지식
분리막 정수처리방법
본 발명의 침지식 분리막 정수처리방법은 원수를 집수하는 집수단계; 상기 집수된 원수를 피처리수와 처리수로 여과하는 분리막 여과 단계; 상기 피처리수를 농축수로 회수하는 단계; 및 상기 농축수를 섬유여과기로 재여과하는 단계;를 포함한다.
상기 섬유여과기로 재여과된 농축수는 집수조로 회수되는 단계가 포함될 수 있다.
본 발명의 일 구체예로서, 상기 회수된 농축수를 설정시간 동안 침전시켜 하등수인 제1농축수와 상등수인 제2농축수로 분리하는 단계; 및 상기 제2농축수를 집수조로 회수하고, 상기 제1농축수는 섬유사 여과기로 재여과된 후 집수조로 회수되는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예로서, 상기 집수된 원수를 분리막 여과단계에 투입하기 전에 원수에 응집제를 투입하여 슬러지를 응집시킨 후 분리막 여과 단계에 투입할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예로서, 상기 농축수조의 상등수와 하등수의 탁도를 측정하고, 측정된 수치에 따라 상등수의 집수조로의 회수 여부 및 하등수의 섬유여과기로의 공급 여부를 결정하는 제어 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예로서, 상기 집수단계와 분리막 여과단계 사이에는,집수조에서 유입된 원수에 응집제를 혼화하는 단계; 및 상기 응집제가 혼화된 원수에서 슬러지를 응집시키는 단계를 순차적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구체예로서, 섬유사 여과기 사용 선택에 따라 회수율은 99% 이상을 얻을 수 있으며 배출되는 농축 슬러지 부산물 발생량과 유입원수의 사용량을 감소시켜 친환경적이며 대규모 침지식 정수처리 장치에서 유지 및 보수 관리 비용을 10% 이상 감소 시키는 효과가 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (11)
- 유입된 원수를 배출하는 집수조;
침지식 분리막이 구비되어 있으며, 상기 집수조에서 배출된 원수를 여과하여 처리수와 피처리수로 각각 배출하는 분리막조;
상기 분리막조에서 배출된 피처리수를 농축시켜 섬유사 여과기에 농축수를 공급하는 농축수조; 및
상기 농축수조로부터 공급된 농축수를 재여과하는 섬유사 여과기;
를 포함하는 침지식 분리막 정수처리장치.
- 제1항에 있어서,
상기 섬유사 여과기에서 재여과된 농축수는 집수조로 회수되는 침지식 분리막 정수처리장치.
- 제1항에 있어서,
상기 농축수조에서 피처리수는 설정시간 동안 침전되어 하등수인 제1농축수와 상등수인 제2농축수로 분리되고,
상기 제2농축수는 집수조로 회수되고,
상기 제1농축수는 섬유사 여과기로 재여과된 후 집수조로 회수되는 침지식 분리막 정수처리장치.
- 제1항에 있어서,
상기 집수조와 분리막조 사이에는 혼화조 및 응집조가 순차적으로 더 구비되며,
상기 혼화조는 응집제가 투입되어 원수와 혼화되고,
상기 응집조는 상기 응집제가 혼화된 원수에서 슬러지가 응집되는 것을 특징으로 하는 침지식 분리막 정수처리장치.
- 제3항에 있어서,
상기 농축수조의 상부 및 하부에는 탁도계가 구비되고, 농축수조의 상기 상등수와 상기 하등수의 슬러지 농도에 따라 상등수의 집수조로의 회수 및 하등수의 섬유여과기로의 공급 여부를 결정하는 제어 시스템이 더 구비된 침지식 분리막 정수처리장치.
- 원수를 집수하는 집수단계;
상기 집수된 원수를 피처리수와 처리수로 여과하는 분리막 여과 단계;
상기 피처리수를 농축수로 회수하는 단계; 및
상기 농축수를 섬유여과기로 재여과하는 단계;
를 포함하는 침지식 분리막 정수처리방법.
- 제6항에 있어서,
상기 섬유여과기로 재여과된 농축수는 집수조로 회수되는 단계를 더 포함하는 침지식 분리막 정수처리방법.
- 제6항에 있어서,
상기 회수된 농축수를 설정시간 동안 침전시켜 하등수인 제1농축수와 상등수인 제2농축수로 분리하는 단계; 및
상기 제2농축수를 집수조로 회수하고, 상기 제1농축수는 섬유사 여과기로 재여과된 후 집수조로 회수되는 단계를 포함하는 침지식 분리막 정수처리방법.
- 제6항에 있어서,
상기 집수된 원수를 분리막 여과단계에 투입하기 전에 원수에 응집제를 투입하여 슬러지를 응집시킨 후 분리막 여과 단계에 투입하는 것을 특징으로 하는 침지식 분리막 정수처리방법.
- 제6항에 있어서,
상기 농축수조의 상등수와 하등수의 탁도를 측정하고, 측정된 수치에 따라 상등수의 집수조로의 회수 여부 및 하등수의 섬유여과기로의 공급 여부를 결정하는 제어 단계를 더 포함하는 침지식 분리막 정수처리방법.
- 제6항에 있어서,
상기 집수단계와 분리막 여과단계 사이에는,
집수조에서 유입된 원수에 응집제를 혼화하는 단계; 및
상기 응집제가 혼화된 원수에서 슬러지를 응집시키는 단계를 순차적으로 더 포함하는 침지식 분리막 정수처리방법.
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Publications (1)
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| KR20140081552A true KR20140081552A (ko) | 2014-07-01 |
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| KR1020120151434A KR20140081552A (ko) | 2012-12-21 | 2012-12-21 | 침지식 분리막 정수처리장치 및 정수처리방법 |
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| KR (1) | KR20140081552A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160085982A (ko) | 2015-01-08 | 2016-07-19 | 코웨이엔텍 주식회사 | 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리 장치 |
| KR20170002095A (ko) | 2015-06-29 | 2017-01-06 | 코웨이엔텍 주식회사 | 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리 장치 및 그 동압 제어 방법 |
| KR20170002094A (ko) | 2015-06-29 | 2017-01-06 | 코웨이엔텍 주식회사 | 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리 장치 및 그 유량 제어 방법 |
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2012
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| KR20170002095A (ko) | 2015-06-29 | 2017-01-06 | 코웨이엔텍 주식회사 | 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리 장치 및 그 동압 제어 방법 |
| KR20170002094A (ko) | 2015-06-29 | 2017-01-06 | 코웨이엔텍 주식회사 | 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리 장치 및 그 유량 제어 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment |