KR20150062411A

KR20150062411A - 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법

Info

Publication number: KR20150062411A
Application number: KR1020130147029A
Authority: KR
Inventors: 권순범; 유영범; 안재영; 박재한
Original assignee: 두산건설 주식회사; 한국수자원공사
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-08
Also published as: KR101576487B1

Abstract

본 발명은 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원수에 포함된 이물질을 막여과하여 정수처리하는 막여과 정수시스템에 있어서, 상기 원수에 포함된 이물질은 가압공기부상법으로 전처리가 이루어지도록 하고, 아울러, 막여과 후에 배출되는 역세 배출수에 포함된 각종 이물질 또한 상기 가압공기부상법으로 재처리되어지도록 함으로써, 종래의 막여과 정수시스템에 비하여 정수처리효율이 월등하게 향상됨은 물론, 동급의 기존 정수시스템에 비하여 훨씬 단순하면서도 경제적으로 운용할 수 있는, 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 원수에 응집제를 주입하는 혼화부; 상기 원수에 포함된 이물질을 응집한 후, 공기부상으로 분리하는 부상분리부; 플록이 분리된 원수를 가압펌프로 가압하여 정밀여과하는 막여과부; 상기 막여과부를 통과한 처리수를 외부로 배출하는 배수부; 상기 막여과부에서 별도로 배출되는 역세 배출수를 혼화부로 유입케 하는 순환부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템을 기본특징으로 한다.

Description

가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법{Membrane filtering system with high efficiency using pressure flotation and its processing method}

본 발명은 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원수에 포함된 이물질을 막여과하여 정수처리하는 막여과 정수시스템에 있어서, 상기 원수에 포함된 이물질은 가압공기부상법으로 전처리가 이루어지도록 하고, 아울러, 막여과 후에 배출되는 역세 배출수에 포함된 각종 이물질 또한 상기 가압공기부상법으로 재처리되어지도록 함으로써, 종래의 막여과 정수시스템에 비하여 정수처리효율이 월등하게 향상됨은 물론, 동급의 기존 정수시스템에 비하여 훨씬 단순하면서도 경제적으로 운용할 수 있는, 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 원수에는 조류를 비롯하여 각종 미생물과 이물질 등이 다량 포함되어 있으므로, 상기 원수를 용수로 이용하기 위해서는 정수처리가 필요하며, 상기 원수를 정수처리하는 방법은 다양하게 안출되어 있다.

상기와 같은 원수를 정수처리하는 다양한 방법 중에서, 막(Membrane)을 이용하여 정수처리하는 막여과 정수법이 사용되고 있는데, 상기 막여과 정수법에 대하여 간략하게 설명하면, 막(membrane)은 얇은 두께의 페이퍼 형태로서, 무수한 세공을 가지고 있다.

여기서, 세공보다 큰 입자는 막을 투과하지 않고, 작은 입자는 투과하게 되는데, 이를 '체거름' 이라고 하며, 이러한 막의 체거름 기능을 바탕으로 하여 이물질의 크기에 따라 분리가 이루어지도록 하는 방법이다.

상기와 같은 막여과 정수법은 상수도의 수처리 분야에서는, 원수에 포함된 현탁물질, 콜로이드, 세균, 균류 등을 제거하는 데 사용되고 있으며, 입경 0.01㎛ 이상에서 10㎛정도의 영역을 분리대상으로 하고 있다.

상기와 같은 막여과 정수법이 사용되고 있는 종래의 정수시스템에 대하여 보다 구체적으로 살펴보면, 응집제 주입공정, 응집공정, 막여과공정, 처리수 배출공정을 기본 공정으로 하여 이루어져 있다.

이와 같은 종래의 막여과 정수시스템은 실질적으로 막여과 공정만으로 원수에 포함된 각종 이물질을 직접 걸려내는 것이므로, 막의 공극이 자주 막히는 문제점이 있으며, 조류, 특히 부유성 조류에 상당히 취약하다는 단점이 있어 정수처리속도가 안정적이지 아니하고 불규칙하다는 문제점이 있다.

그로 인하여 최근의 기후변화로 부유성 조류가 과다하게 증식하는 현재에는 위와 같은 문제점이 더욱 빈번하므로, 심한 경우에는 용수의 안정적인 공급이 어려울 수도 있다.

아울러, 상기 막여과 공정 후에는 상기 처리수 외에 별도로 역세 배출수가 배출되는데, 상기 역세 배출수는 막여과 과정에서 걸려진 각종 이물질이 포함된 물로서, 상기 역세 배출수 또한 별도의 처리공정이 필요하다.

또한, 상기와 같이 단순 막여과로써 이물질을 분리제거하는 막여과 정수법에는 원수의 맛과 냄새 등을 제거하기 위하여 분말활성탄이 첨가되는데, 상기 분말활성탄의 잔류분은 상기 역세 배출수에 포함되어 배출된다.

이와 같이, 막여과 공정 후에 배출되는 역세 배출수는 분말활성탄 잔류분을 비롯하여 각종 이물질이 포함되어 있으므로, 한번 더 처리하여 방류하는 것이 바람직한데, 역세 배출수 처리공정과 관련하여, 현재 일반적으로 사용하고 있는 처리공정은, 역세 배출수를 받는 역세 배출수지, 상기 역세 배출수를 농축하는 농축공정, 상기 농축공정 후, 슬러지가 제거된 수분은 외부로 방류하는 방류공정으로 이루어져 있다.

즉, 상기와 같은 종래의 막여과 정수시스템은 막여과 공정 후에 배출되는 역세 배출수를 처리하는 데에만, 역세 배출수지, 농축공정, 방류공정을 포함하는 복잡한 공정을 갖추어야 하므로, 설치비용 대비 정수처리효율이 낮다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제2009-93781호 '침지형 분리막과 용존공기부상법을 이용한 융합형 정수처리장치'(2009. 9. 2. 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 원수에 포함된 이물질을 막여과하여 정수처리하는 막여과 정수시스템 및 그 처리방법에 있어서, 상기 원수의 이물질은 가압공기부상법으로 전처리가 이루어지도록 하고, 아울러, 막여과 후에 배출되는 역세 배출수의 각종 이물질 또한 상기 가압공기부상법으로 재처리되어지도록 함으로써, 종래의 막여과 정수시스템에 비하여 정수처리효율이 월등하게 향상됨은 물론, 동급의 기존 정수시스템에 비하여 구성이 훨씬 단순하면서도 경제적으로 운용할 수 있는, 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법을 제공하고자 하는 데에 본 발명의 목적이 있다.

이하에서는 상기와 같은 목적을 달성할 수 있는 본 발명의 구성에 대하여 개시하고자 한다.

본 발명에 의한 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템은, 원수에 응집제를 주입하는 혼화부; 상기 원수에 포함된 이물질을 응집한 후, 공기부상으로 분리하는 부상분리부; 플록이 분리된 원수를 가압펌프로 가압하여 정밀여과하는 막여과부; 상기 막여과부를 통과한 처리수를 외부로 배출하는 배수부; 상기 막여과부에서 별도로 배출되는 역세 배출수를 혼화부로 유입케 하는 순환부; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 부상분리부는 탈수부와 연계되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼화부에 투입된 역세 배출수는 원수와 혼합되어 이물질의 응집 및 부상분리가 함께 이루어지도록 하고, 분리된 플록은 상기 부상분리부와 연계된 탈수부를 통해 탈수처리되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 순환부의 일측에는 역세 배출수를 임시로 저장하는 저류조가 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 원수에 분말활성탄(PAC)과 응집제를 순서대로 혹은 동시에 주입하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명은, 원수에 응집제를 주입하여 혼화부에서 혼화하는 혼화단계; 상기 혼화단계 후, 응집제와 혼화된 원수를 부상분리부로 이송시켜 교반을 통해 플록을 형성하고, 미세공기를 분사하여 플록을 수면으로 부상시켜 분리제거하는 부상분리단계; 상기 부상분리단계 후, 플록이 부상분리된 원수를 가압펌프로써 막여과부로 이송시켜 여과되도록 하고, 여과된 처리수는 배수부를 통해 배출되도록 하는 여과 및 배출단계; 상기 여과 및 배출단계 후, 상기 막여과부에서 별도로 배출되는 역세 배출수는 순환부를 통해 혼화부로 유입케 하여 원수와 함께 처리되어지도록 하는 역세 배출수 순환단계; 를 포함하여 이루어지는 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수처리방법도 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 이하와 같은 기술적, 경제적 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 본 발명은 원수를 막여과하여 정수처리하는 시스템 및 정수처리방법에 있어서, 상기 원수를 막여과로 정수처리하기 전에, 가압공기부상법을 이용하여 이물질을 제거하는 전처리가 이루어지도록 하여, 입경이 큰 이물질을 미리 분리제거하여 줌으로써, 종래의 막여과 정수시스템에 비해, 정수처리가 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 기술적 효과가 있다.

아울러, 막여과의 처리효율을 떨어뜨리는 부유성 조류 등이 과다하게 증식하더라도 가압공기부상법을 이용한 전처리를 통하여 미리 분리제거하여 정수처리가 일정하게 이루어지도록 함으로써, 어떠한 상황에서도 용수공급이 안정적으로 이루어지도록 하는 효과가 있다.

둘째, 종래에는 원수의 막여과 후에 배출되는 역세 배출수를 복잡한 공정을 통하여 처리하였으나, 본 발명에서는 상기 역세 배출수를 혼화부로 유입케 하여 원수와 함께 공기부상, 플록 포집이 이루어지도록 하고, 포집된 플록은 부상분리부와 연계된 탈수부를 통해 탈수처리되도록 함으로써, 종래에 비해 훨씬 단순화된 공정으로도 역세 배출수를 효과적으로 처리할 수 있는 기술적 효과가 있다.

또한, 상기 역세 배출수의 혼화부 투입시, 상기 역세 배출수에 포함되어 있던 분말활성탄 잔류분도 함께 유입되도록 하여 원수의 맛, 냄새 등을 제거하는 데에 일조할 수 있도록 함으로써, 더욱 높은 품질의 용수를 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 종래의 복잡한 역세 배출수 처리공정에 비하여 가압부상공기법을 이용한 단순한 구성으로도 효과적인 처리가 이루어지도록 함으로써, 종래의 막여과 정수시스템에 비하여 설치 및 처리비용을 크게 절감할 수 있는 경제적 효과도 있다.

도 1은 종래의 막여과 정수시스템도
도 2는 본 발명에 의한 막여과 정수시스템도
도 3은 종래 및 본 발명에 의한 막여과 정수효율 대비용 실험장치도
도 4는 도 3의 실험에 의한 결과표
도 5는 본 발명에 의한 정수처리순서도
도 6은 가압공기부상법을 이용한 역세 배출수의 분말활성탄 처리실험도

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 구체적으로 살펴보고자 한다.

먼저, 도 1은 종래의 막여과 정수시스템도이고, 도 2는 본 발명에 의한 막여과 정수시스템도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 막여과부(30)의 전처리 공정으로서 혼화부(10), 부상분리부(20)에 의한 공정이 차례대로 이루어지고, 상기 막여과부(30) 이후에는 배수부(40)를 통하여 처리수를 외부로 배출하는 공정과 함께 상기 막여과부(30)에서 별도로 배출되는 역세 배출수를 순환부(50)를 통하여 혼화부(10)로 유입하여 처리하는 공정이 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 구성을 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 의한 정수시스템은, 원수에 응집제를 주입하는 혼화부(10); 상기 원수에 포함된 이물질을 응집한 후, 공기부상으로 분리하는 부상분리부(20); 플록이 분리된 원수를 가압펌프(31)로 가압하여 정밀여과하는 막여과부(30); 상기 막여과부(30)를 통과한 처리수를 외부로 배출하는 배수부(40); 상기 막여과부(30)에서 별도로 배출되는 역세 배출수를 혼화부(10)로 유입케 하는 순환부(50); 를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 혼화부(10)는 원수에 응집제를 주입하여 혼합하는 것으로, 상기 응집제는 원수에 포함된 각종 이물질 등의 입자와 결합되어 덩어리(=플록)로 형성되도록 한다.

이 때, 상기 응집제의 주입 전에는 분말활성탄(PAC)이 투입가능하도록 하는 구성으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 분말활성탄(PAC)은 유기물, 미량오염물질, 맛, 냄새의 원인물질 제거에 탁월한 효과가 있다.

상기와 같은 분말활성탄(PAC)을 응집제 주입과 동시에 사용할 수 있도록 하는 것도 가능한데, 이러한 분말활성탄과 응집제를 이용함으로써, 원수에 포함된 이물질을 빠르고 효과적으로 응집할 수 있음은 물론이고, 맛과 냄새의 원인물질 또한 효과적으로 응집하여 제거할 수 있게 되는 것이다.

위와 같이 분말활성탄(PAC)과 응집제를 막여과부(30)의 전처리 공정에 사용함으로써, 원수의 전처리가 보다 신속하고 효과적으로 이루어질 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 응집제가 주입되는 혼화부(10)에서 상기 응집제와 혼화되는 원수는 부상분리부(20)를 통하여 본격적으로 이물질이 분리되는데, 상기 부상분리부(20)의 구성에 대하여 간략하게 설명하면, 상기 부상분리부(20)는, 일정 형상의 일정 형상의 수조로 형성되되, 원수의 처리흐름에 따라, 응집부(21), 공기부상부(22), 플록 수집부(23)를 포함하는 구성의 순(順)으로 이루어지며, 각각은 구획되되 그 상부는 서로 개방되어 원수가 순서에 따라 처리되어지는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 부상분리부(20)는, 원수에 포함된 이물질이 응집되어 플록으로 형성되는 응집부(21), 상기 응집부(21)에서 형성된 플럭을 수면으로 부상케 하는 공기부상부(22); 상기 수면으로 부상된 플럭을 분리하여 포집하는 플록 수집부(23); 를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 혼화부(10)에서 응집제가 주입된 원수는 상기와 같은 부상분리부(20)에서 이물질의 응집이 본격적으로 이루어지고, 응집된 플록은 공기부상을 통해 수면으로 부상하게 되며, 부상된 플록은 별도로 포집되어 원수로부터 분리되는 것이다.

이 때, 상기 응집부(21)는 원수에 포함된 이물질이 응집제에 의하여 본격적인 응집이 이루어지는 것으로, 상기 응집부(21)는 응집제와 혼화된 원수를 일정 속도로 교반하는 교반기(21a)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이와 같이 교반기(21a)를 포함하는 구성으로 이루어진 응집부(20)는 이물질이 포함된 원수의 입자들의 충돌이 보다 균일하게 이루어지도록 함으로써, 상기 원수에 포함된 이물질의 응집이 효과적으로 이루어지도록 한다.

또한, 상기 응집부(21)에서 응집된 이물질은 공기부상부(22)를 통하여 수면으로 부상을 하게 되는데, 상기 공기부상부(22)는 압축공기를 분사하는 분사노즐(22a)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이에 따라, 상기 분사노즐(22a)은 공기부상부(22)의 하부에 위치하여 미세공기방울이 상향으로 분사되도록 함으로써, 상기 무수한 미세공기방울은 상승하면서 플록을 수면으로 밀어올리게 되고, 결국 플록은 수면으로 부상하게 되는 것이다.

상기와 같이 공기부상부(22)에 의해 수면으로 부상된 플록은 플록 수집부(23)로 이동하여 분리처리가 이루어지게 되는데, 상기 플록 수집부(23)는 수면의 상측에 설치되어 수면으로 부상된 플록을 걷어 모으는 스키머(23a)와, 상기 스키머(23a)에 의해 걷어진 플록을 담는 보관조(23b)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

여기서, 상기 스키머(23a)를 비롯하여 플록 수집부(23)의 구성은 이미 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 플록 수집부(23)를 통하여 원수로부터 플록을 분리하여 줌으로써, 원수의 수질은 더욱 향상되고, 상기와 같이 플록이 분리제거된 원수는 막여과부(30)로 이동하여 더욱 안정적인 여과가 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 응집부(21), 공기부상부(22), 플록 수집부(23)로 이루어지는 부상분리부(20)는 탈수부(60)와 연계되어 형성됨으로써, 부상분리부(20)를 통해 분리되는 플록을 탈수처리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이어서, 상기와 같이 부상분리부(20)를 통하여 플록이 분리된 원수는 막여과부(30)를 통과하면서 막오염이 저감되는, 보다 안정적인 이물질 제거가 이루어지게 되고, 이물질이 제거된 처리수는 배수부(40)를 통하여 외부로 배출된다.

상기 막여과부(30)는 막(membrane)을 이용하여 원수에 포함된 미세한 이물질을 여과하는 것으로, 상기 막여과 정수법은 앞서 설명드린 바와 같이, 세공보다 큰 입자는 막을 투과하지 않고, 작은 입자는 투과한다고 하는 '체거름' 기능을 근거로 이물질의 크기로 분리를 행하는 방법이다.

이러한 정수원리를 적용한 상기 막여과부(30)는 다수 개의 막이 직렬로 연결되어 있어 상기 원수는 다수의 막을 통과하면서 더욱 세밀하게 정수처리되어지는 것이다.

또 한편, 상기와 같은 다수의 막으로 구성된 막여과부(30)를 원수가 효과적으로 통과하면서 흐르기 위해서는 어느 정도의 가압이 필요하며, 그 가압은 가압펌프(미도시)를 통하여 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 가압펌프는 막여과부(30)의 전측에 설치하여 원수에 압력을 가하도록 하되, 막여과부(30) 방향으로 압력을 가하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 가압펌프는 본 발명에 의한 원수의 정수처리 흐름이 원활하게 이루어지도록 하는 동력원을 제공할 수도 있다.

상기와 같이 막여과부(30)를 통해 미세 이물질이 분리제거된 처리수는 배수부(40)를 통해 배출 후, 소독과정을 거쳐 음용수 및 다양한 용도의 용수로 활용되는 것이다.

또 한편, 상기 배수부(40)를 통해 배출되는 처리수와 함께, 상기 막여과부(30)의 다른 일측에는 역세 배출수가 배출되는데, 상기 역세 배출수는 원수를 필터링하면서 걸려진 각종 미세 이물질 등을 포함하고 있는 오수이다.

상기와 같은 역세 배출수는 그대로 방류되어서는 안되고, 그에 포함된 이물질 등을 분리제거한 후에 방류하는 것이 바람직한데, 본 발명에서는 상기 역세 배출수를 처리하는 데 있어서, 원수가 전처리되는 부상분리부(20)를 통하여 역세 배출수가 처리되도록 한다.

즉, 상기 막여과부(30)의 다른 일측으로 배출되는 역세 배출수는 순환부(50)를 통하여 혼화부(10)로 유입되도록 하고, 상기 역세 배출수는 혼화부(10)에서 원수와 함께 혼합되어 부상분리부(20)에서 함께 처리되어지도록 하는 것이다.

여기서, 상기 순환부(50)는 일정 단면의 파이프 형상으로서, 그 일단은 막여과부(30)에 연결되어 있고, 타단은 혼화부(10)에 연결된 구조로 되어 있으며, 상기 순환부(50)의 일측에는 막여과부(30)에서 배출되는 역세 배출수가 임시로 저장되는 저류조(51)가 형성되어 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 순환부(50)를 통하여 막여과부(30)에서 배출되는 역세 배출수를 혼화부(10)로 이동시켜 원수와 함께 처리되도록 하게 되면, 종래의 복잡한 역세 배출수 처리공정에 비하여 훨씬 단순화된 구성으로도 상기 역세 배출수에 포함된 각종 이물질을 용이하게 제거할 수 있게 된다.

또한, 역세 배출수에 포함되어 혼화부(10)로 유입되는 분말활성탄(PAC) 잔류분을 원수의 응집과정에서 맛과 냄새를 제거하는 데에 재활용할 수 있게 되어, 종래에 비해 더욱 간소한 구성으로도 더욱 나은 품질의 용수를 형성할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 상기와 같이 원수와 함께 부상분리부(20)를 통과하면서 걸려지는 플록은 부상분리부(20)와 연계된 탈수부(60)를 통하여 탈수처리가 이루어지도록 함으로써 종래에 비해 보다 간소화된 구성으로도 효율적으로 용이하게 처리할 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기와 같은 구성들은 송수관(70)으로 연결되어 외부에서 유입되는 원수가 각 구성을 차례대로 거치면서 처리되어지도록 함은 당연하다.

이하에서는 상기와 같은 시스템을 기반으로 하여 이루어지는 정수처리방법에 대하여 설명하고자 한다.

본 발명에 의한 정수처리방법은, 원수에 응집제를 주입하여 혼화부(10)에서 혼화하는 혼화단계(S-1); 상기 혼화단계(S-1) 후, 응집제와 혼화된 원수를 부상분리부(20)로 이송시켜 교반을 통해 플록을 형성하고, 미세공기를 분사하여 플록을 수면으로 부상시켜 분리제거하는 부상분리단계(S-2); 상기 부상분리단계(S-2) 후, 플록이 부상분리된 원수를 가압펌프(31)로써 막여과부(30)로 이송시켜 여과되도록 하고, 여과된 처리수는 배수부(40)를 통해 배출되도록 하는 여과 및 배출단계(S-3); 상기 여과 및 배출단계(S-3) 후, 상기 막여과부(30)에서 별도로 배출되는 역세 배출수는 순환부(50)를 통해 혼화부(10)로 유입케 하여 원수와 함께 처리되어지도록 하는 역세 배출수 순환단계(S-4); 를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 본 발명에 의한 정수처리방법은 먼저 기재된 정수시스템을 바탕으로 하는 것으로, 상기 정수처리방법 또한 정수시스템을 구성하는 혼화부(10), 부상분리부(20), 막여과부(30), 배수부(40), 순환부(50)를 중심으로 이루어지는 것이어서, 상기 정수처리방법에 대한 구체적인 설명은 앞서 기재된 정수시스템에 대한 구체적인 설명을 참조하면 될 것이다.

또한, 상기 혼화단계(S-1) 전에, 원수에 분말활성탄(PAC)을 투입하여 원수의 정수처리가 보다 효율적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 막여과 정수시스템과, 종래의 막여과 정수시스템에 따른 정수처리효율을 대비하여 보았으며, 이를 위한 실험장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 막여과 정수시스템으로 이루어진 장치와, 종래의 막여과 정수시스템으로 이루어진 장치로 구성된다.

도 3과 같은 구성으로 이루어지는 실험장치에 동일한 양의 원수가 각각 유입되도록 하여 그 정수처리 정도를 측정하여 보았는데, 도 4와 같은 결과를 수득할 수 있었으며, 그래프 중앙의 회색 수직선은 부상분리부(20)를 작동시킨 시점이다.

도 4에 나타난 바와 같이, 종래의 막여과 정수시스템에 따른 구성은 혼화부(10)에서 막여과부(30)에 이르기까지 막여과유속과 TMP가 안정적이지 아니하나, 본 발명에 의한 막여과 정수시스템에 따른 구성은 혼화부(10)에서 막여과부(30)에 이르기까지 막여과유속과 TMP가 안정적으로 이루어지고 있음을 알 수 있다.

따라서, 부유성 조류의 급속한 증식 등과 같은 예상가능한 다양한 변수가 발생하더라도 가압공기부상법을 이용한 본 발명의 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법은 정수처리속도가 변동되지 아니하여 안정적인 처리수의 공급이 가능하게 되는 것이다.

첨부한 도 6은 역세 배출수에 포함된 분말활성탄 잔류분을 가압공기부상법을 이용하여 처리하는 실험으로서, 검은 소입자 및 그 덩어리는 분말활성탄이며, 역세 배출수의 처리흐름은 왼쪽에서부터 응집부(21), 공기분사부(22), 플록 수집부(23) 순으로 진행된다.

도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 이물질과 응집된 분말활성탄은 덩어리로 형성되어 수면으로 부상하고 있음을 알 수 있고, 이에 따라 이물질 및 분말활성탄과 원수는 확연하게 구분되어 처리되어짐을 알 수 있어, 역세 배출수에 포함된 분말활성탄 잔류분은 부상분리부(20)를 통하여 효과적으로 분리제거가 가능함을 확인할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 이물질이 포함된 원수를 막여과부(30)를 통하여 정수처리하는 구성을 기본으로 하면서, 상기 원수를 막여과하기 이전에 가압공기부상법을 이용하여 전처리가 이루어지도록 함으로써 막여과부(30)의 여과부하를 현저히 절감하여 정수처리가 신속하고 빠르게 이루어지도록 함은 물론, 상기 원수를 막여과한 후에 발생하는 역세 배출수 또한 상기 가압공기부상법을 통하여 처리가 이루어지도록 하여, 간소한 구성으로도 효율적인 역세 배출수 처리가 이루어지도록 할 수 있게 되는 것이다.

이로 인하여, 본 발명에 의한 막여과 정수시스템 및 그 정수처리방법의 전체적인 정수처리효율은 종래의 정수시스템에 비하여 더욱 향상되는 것이다.

아울러, 본 발명은 상기와 같은 구성에 한정하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

10 : 혼화부 20 : 부상분리부
21 : 응집부 21a : 교반기
22 : 공기부상부 22a : 분사노즐
23 : 플록 수집부 23a : 스키머
23b : 보관조 30 : 막여과부
31 : 가압펌프 40 : 배수부
50 : 순환부 51 : 저류조
60 : 탈수부 70 : 송수관
S-1 : 혼화단계
S-2 : 부상분리단계
S-3 : 여과 및 배출단계
S-4 : 역세 배출수 순환단계

Claims

원수에 응집제를 주입하는 혼화부(10); 상기 원수에 포함된 이물질을 응집한 후, 공기부상으로 분리하는 부상분리부(20); 플록이 분리된 원수를 가압펌프(31)로 가압하여 정밀여과하는 막여과부(30); 상기 막여과부(30)를 통과한 처리수를 외부로 배출하는 배수부(40); 상기 막여과부(30)에서 별도로 배출되는 역세 배출수를 혼화부(10)로 유입케 하는 순환부(50); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템.
제 1항에 있어서,
상기 부상분리부(20)는 탈수부(60)와 연계되도록 한 것을 특징으로 하는 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 혼화부(10)에 투입된 역세 배출수는 원수와 혼합되어 이물질의 응집 및 부상분리가 함께 이루어지도록 하고, 분리된 플록은 상기 부상분리부(20)와 연계된 탈수부(60)를 통해 탈수처리되도록 한 것을 특징으로 하는 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템.
제 1항에 있어서,
상기 순환부(50)의 일측에는 역세 배출수를 임시로 저장하는 저류조(51)가 포함되어 이루어짐을 특징으로 하는 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템.
제 1항에 있어서,
상기 원수에 분말활성탄(PAC)과 응집제를 순서대로 혹은 동시에 주입하는 것을 특징으로 하는 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수시스템.
원수에 응집제를 주입하여 혼화부(10)에서 혼화하는 혼화단계(S-1); 상기 혼화단계(S-1) 후, 응집제와 혼화된 원수를 부상분리부(20)로 이송시켜 교반을 통해 플록을 형성하고, 미세공기를 분사하여 플록을 수면으로 부상시켜 분리제거하는 부상분리단계(S-2); 상기 부상분리단계(S-2) 후, 플록이 부상분리된 원수를 가압펌프(31)로써 막여과부(30)로 이송시켜 여과되도록 하고, 여과된 처리수는 배수부(40)를 통해 배출되도록 하는 여과 및 배출단계(S-3); 상기 여과 및 배출단계(S-3) 후, 상기 막여과부(30)에서 별도로 배출되는 역세 배출수는 순환부(50)를 통해 혼화부(10)로 유입케 하여 원수와 함께 처리되어지도록 하는 역세 배출수 순환단계(S-4); 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는, 가압공기부상법을 이용한 고효율 막여과 정수처리방법.