KR20170007629A - 부상분리법을 이용한 막여과 배출수 처리 시스템 - Google Patents

부상분리법을 이용한 막여과 배출수 처리 시스템 Download PDF

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권순범
유영범
김충환
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한국수자원공사
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Abstract

본 발명은 막여과 정수장의 정수 처리 공정에서 발생하는 막여과 역세 배출수를 부상분리법을 이용하여 정수 처리하여 방류 또는 재활용할 수 있도록 하는 부상분리법을 이용한 막여과 배출수 처리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템은 막여과기(140)로부터 역세 배출수를 유입받아 저장하는 배출수지(210)와; 상기 배출수지(210)로부터 배출되는 물을 유입받아, 물에 포함된 이물질을 부상분리법을 이용하여 슬러지 상태로 물의 수면으로 부상시켜 분리 제거하고, 이물질이 제거된 물을 방류하는 부상분리부(230)와; 상기 부상분리부(230)를 통하여 분리되는 슬러지를 유입받아 저장하는 슬러지 저류조(250)와; 상기 슬러지 저류조(250)로부터 유입되는 슬러지를 탈수 처리하여 배출하는 탈수기(260);를 포함하여 이루어지며, 상기 배출수지(210)에는 역세 배출수의 이동 경로에 배플(211) 및 디칸터(212)가 설치되어, 상기 배플(211)을 통과한 역세 배출수에 포함된 침강성이 높은 이물질은 침전되어 슬러지 상태로 상기 슬러지 저류조(250)로 배출되고, 이물질이 침전된 상징수는 디칸터(212)를 통하여 외부로 배출되도록 하여, 역세 배출수의 처리에 경제성이 및 공간효율성이 뛰어난 부상분리법을 이용함으로써 정수장 운영효율을 높일 수 있도록 제공된다.

Description

부상분리법을 이용한 막여과 배출수 처리 시스템 {SYSTEM FOR PROCESSING BACKWASHED WATER OF MEMBRANCE FILTRATION USING PRESSURE FLOTATION}
본 발명은 막여과 배출수 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 막여과 정수장의 정수 처리 공정에서 발생하는 막여과 역세 배출수를 부상분리법을 이용하여 정수 처리하여 방류 또는 재활용할 수 있도록 하는 부상분리법을 이용한 막여과 배출수 처리 시스템에 관한 것이다.
정수처리사업의 경우 품질 높은 양질의 물을 공급하기 위해 그동안 지속적인 연구가 이루어져 왔으며, 이에 대한 일환으로 최근에는 고도처리시설, 막여과 등이 본격적으로 도입되고 있다. 최근에 본격적으로 도입되고 있는 막여과 정수처리 방법은 막(membrane)을 이용하여 원수에 포함된 이물질을 크기에 따라 분리할 수 있는 여과기술로서, 무엇보다 병원성 미생물에 대한 탁월한 제거능력으로 원수 특성에 따라 막여과 단일공정만으로 기존의 혼화, 응집, 침전, 모래여과 공정을 대체할 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 막의 모듈화, 스키드화 및 패키지화를 통하여 시설의 설치, 개량 및 증설을 용이하게 하여 시공기간을 단축시키고 단일 수처리 공정과의 결합을 용이하게 할 수 있다. 이러한 막여과 기술의 사용은 부지면적의 최소화, 응집제 주입의 감량화, 슬러지 발생량 저감화, 에너지 사용의 합리화 및 처리속도의 고속화 등의 장점이 있어 기술 집약적인 친환경 차세대 수처리 공정으로 인식되고 있다.
한편, 막여과 정수장에서 막여과 공정 후에 막여과기를 세척하는데 사용된 역세 배출수가 배출되는데, 이 역세 배출수에는 막여과 과정에서 걸려진 각종 이물질이 포함되어 있기 때문에 정수 처리 과정을 거쳐 방류하는 것이 바람직하다. 특히, 막여과 정수지에서 일반적으로 사용되는 케이싱형 가압식 막여과기는 역세시 공기 역세와 물 역세가 함께 이루어지게 되며, 이에 따라 역세 과정을 통하여 발생되는 역세 배출수에는 슬러지 입자와 미세 공기 입자가 결합된 슬러지가 포함되어 배출되게 된다. 이렇게 미세 공기 입자가 결합된 슬러지는 침강성이 저하되기 때문에, 역세 배출수를 일반적인 정수 처리 과정인 침전지를 통하여 침전시켜 여과 처리하는 종래의 배출수 처리 방식으로는 역세 배출수에 포함된 슬러지를 제대로 처리하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 근래에는 역세 배출수를 고효율 응집농축기를 통해 농축한 후, 농축된 슬러지를 탈수기를 통해 탈수하여 배출하며, 슬러지가 제거된 역세 배출수를 섬유사여과기를 통해 여과한 후 방류 또는 회수하여 재사용하는 방식이 이용되고 있기도 하지만, 이러한 방식 또한 배출수의 처리 효율이 떨어지는 문제점이 여전히 남아있었다.
이와 같이, 막여과 정수장의 역세 배출수는 기존 재래식 정수장(혼화, 응집, 침전, 여과, 소독)의 배출수와는 판이하게 다른 수질을 나타내기 때문에, 종래 재래식 정수장의 배출수 처리와는 다른 새로운 처리 공정이 요구되고 있다. 특히, 최근에는 공공수역으로 배출되는 점오염원에 대한 관리강화와 수질오염총량관리제 도입 등으로 방류수 수질기준 및 감시가 지속적으로 강화되고 있는데, 상기 종래 막여과 배출수의 처리 공정으로는 배출수의 처리 효율이 떨어져 처리 기준을 만족시키기 어렵기 때문에 고효율의 배출수 처리에 대한 필요성이 증가되고 있는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0041995호 (2014.04.07. 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-0954426호 (2010.04.15. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1161327호 (2012.06.25. 등록)
본 발명은 상기 종래 막여과 배출수의 처리 공정에서 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 막여과 정수장의 정수 처리 공정에서 발생하는 막여과 역세 배출수를 방류수 수질기준에 따라 고효율로 처리하여 원수로 회수하거나 배출할 수 있도록 하는 막여과 배출수 처리 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템은 원수를 막여과 방식으로 정수 처리하는 막여과 정수 처리 시스템의 막여과기로부터 역세 배출수를 유입받아 처리하는 막여과 배출수 처리 시스템에 있어서, 상기 막여과기로부터 역세 배출수를 유입받아 저장하는 배출수지와; 상기 배출수지로부터 배출되는 물을 유입받아, 물에 포함된 이물질을 부상분리법을 이용하여 슬러지 상태로 물의 수면으로 부상시켜 분리 제거하고, 이물질이 제거된 물을 방류하는 부상분리부와; 상기 부상분리부를 통하여 분리되는 슬러지를 유입받아 저장하는 슬러지 저류조와; 상기 슬러지 저류조로부터 유입되는 슬러지를 탈수 처리하여 배출하는 탈수기;를 포함하여 이루어지며, 상기 배출수지에는 역세 배출수의 이동 경로에 배플 및 디칸터가 설치되어, 상기 배플을 통과한 역세 배출수에 포함된 침강성이 높은 이물질은 침전되어 슬러지 상태로 상기 슬러지 저류조로 배출되고, 이물질이 침전된 상징수는 디칸터를 통하여 외부로 배출되도록 한다.
여기서, 상기 배출수지와 부상분리부 사이에는 배출수지로부터 유입되는 물의 양을 조절하여 부상분리부에 공급하는 조정조가 설치된다.
또한, 상기 부상분리부는 조정조로부터 유입되는 물에 포함된 이물질을 응집하는 응집조와, 상기 응집조에서 응집된 입자에 기포를 결합시켜 슬러지 상태로 수면 위로 부상시키는 공기부상조와, 상기 수면으로 부상된 슬러지를 분리하여 포집하는 슬러지 수집조를 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 부상분리부에 의해 이물질이 슬러지 상태로 분리된 물은 원수로 회수되어 재이용되거나, 방류수의 수질을 감시하는 TMS(Telemetry Monitoring System)(240)를 경유하여 방류되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 부상분리부에 의해 이물질이 슬러지 상태로 분리되어 방류되는 물의 일부는 상기 탈수기로 공급되어 탈수기의 세정수로 활용되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템은, 막여과 정수처리 공정에서 발생된 역세 배출수를 배출수지로 유입한 후 부상분리법을 이용하여 정수 처리하여 TMS를 거쳐 방류시킴으로써, 막여과 배출수를 방류수 수질기준에 부합되는 수질로 정수시켜 방류할 수 있으며, 역세 배출수의 처리에 경제성이 및 공간효율성이 뛰어난 부상분리법을 이용함으로써 정수장 운영효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 부상분리법을 통해 처리되는 역세 배출수는 수질이 매우 양호하기 때문에 원수로 회수하여 재활용할 수 있으며, 배출수지 및 부상분리 과정에서 발생한 슬러지를 탈수 처리하는 탈수기의 여포세정수로도 활용할 수 있어 재활용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템의 전체적인 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템의 처리 계통도,
도 3은 본 발명에 따른 부상분리부의 상세 설치 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템을 통하여 역세 배출수가 처리되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템의 부상분리부를 통한 역세 배출수의 처리 결과 일례를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 막여과 배출수 처리 시스템의 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 막여과 배출수 처리 시스템의 처리 계통도를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템(200)은 원수를 막여과 방식을 이용하여 정수 처리하는 막여과 정수 처리 시스템(100)으로부터 역세 배출수를 공급받아 이를 부상분리법을 이용하여 정수 처리하여 배출하는 시스템이다.
상기 막여과 정수 처리 시스템(100)은 막여과기(140)를 이용하여 원수를 정수 처리하는 시스템으로서, 일반적으로 이 막여과 정수 처리 시스템(100)에는 원수를 유입받는 착수정(110)과, 상기 착수정(110)으로부터 유입되는 원수에 응집제를 투여하는 혼화지(120)와, 응집제가 혼화된 원수를 저어주어 응집 처리하는 응집지(130)와, 응집지(130)에서 응집 처리된 원수를 여과하는 막여과기(140)와, 상기 막여과기(140)를 통하여 여과된 물을 정수하여 외부에 공급하는 정수지(150)를 포함하여 이루어진다. 상기 착수정(110)에서는 수질의 상태에 따라 활성탄 등이 투입되어 탈취 및 탈색이 이루어지고, 혼화지(120)에 투입된 응집제는 응집지(130)에서 물과 혼합되어 물속의 불순물을 응집 처리하게 되는데, 물속에 포함되어 응집 처리된 불순물은 막여과기(140)에서 걸러져 깨끗한 물만 막여과기(140)를 통과하여 정수지(150)로 공급되게 된다.
상기 막여과기(140)는 막(membrane)을 이용하여 원수에 포함된 미세한 이물질을 걸려내게 되는데, 이 막여과기(140)는 통상 복수 개의 막이 직렬로 연결되어 있어 원수가 다수의 막을 통과하면서 점차 세밀하게 정수 처리되어 정수지(150)로 공급되게 된다. 한편, 상기 막여과기(140)에서 걸려지는 이물질은 주기적인 세척을 통하여 제거되어 역세 배출수로 배출수지(210)로 배출되게 되는데, 이 역세 배출수에는 막여과기(140)에서 걸러진 이물질이 포함되어 있으므로 이물질을 분리하는 과정을 거쳐 회수하여 재사용하거나 방류하는 것이 바람직하다. 특히, 막여과기를 세척하는 역세 과정에서 물 역세와 함께 공기 역세도 이루어지기 때문에, 역세 과정에서 발생하는 역세 배출수에는 미세 공기 입자가 이물질에 결합되어 슬러지를 형성하게 되는데, 이렇게 형성되는 슬러지는 미세 공기 입자에 의해 침강성이 저하되는 특성을 보이게 된다.
본 발명에서는 이러한 막여과 역세 배출수에 포함되는 슬러지의 특성에 따라, 슬러지의 침강성을 강화시키는 대신 역으로 부상분리법을 이용하여 물위로 부상시켜 제거하는 방법을 제안하고 있다. 즉, 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템(200)은 막여과기(140)를 통하여 배출되는 역세 배출수의 이물질을 부상분리법을 이용하여 분리시켜 정화된 깨끗한 물을 원수로 회수하여 재활용하거나 방류하고, 부상분리 과정을 통하여 발생하는 슬러지는 탈수 처리하여 처분할 수 있도록 하는 시스템이다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템(200)에는 막여과기(140)로부터 배출되는 역세 배출수를 저장하는 배출수지(210)와, 상기 배출수지(210)로부터 역세 배출수를 공급받아 부상분리부(230)에 공급하는 조정조(220)와, 상기 조정조(220)로부터 공급되는 역세 배출수를 부상분리법을 통하여 정수 처리하는 부상분리부(230)와, 상기 부상분리부(230)를 통하여 배출되는 물의 오염도를 측정하는 TMS(240)와, 상기 배출수지(210) 및 부상분리부(230)에서 발생하는 슬러지를 공급받아 탈수기(260)로 제공하는 슬러지 저류조(250)와, 상기 슬러지 저류조(250)로부터 공급되는 슬러지를 탈수 처리하여 처분하는 탈수기(260)가 구비된다.
상기 배출수지(210)는 막여과기(140)로부터 유입되는 역세 배출수를 저장하게 되는데, 이 배출수지(210)에는 배플(Baffle)(211) 및 디칸터(Decanter)(212)가 설치되어 배출수지(210)에 저장된 상징수만 집수하여 조정조(220)로 공급하게 된다. 즉, 배출수지(210)에는 역세 배출수의 이동 방향에 배플(211)이 설치되어 역세 배출수 교반 및 입자가 큰 이물질을 걸려 주고, 배플(211)을 통과하는 역세 배출수 중 이물질 등이 가라앉은 윗 부분의 맑은 물인 상징수를 디칸터(212)를 통하여 집수하여 조정조(220)로 공급하며, 침강성이 높은 이물질 등이 침전되어 형성되는 슬러지는 분리하여 별도의 슬러지 이송 배관을 통하여 슬러지 저류조(250)로 이송시키게 된다.
상기 조정조(220)는 배출수지(210)로부터 유입되는 물을 저장하여 부상분리부(230)에 공급하게 되는데, 이 조정조(220)는 부상분리부(230)에 공급되는 물의 양과 농도를 균일하게 유지하여 부상분리부(230)에 공급하는 역할을 하게 된다. 상기 조정조(220)의 물을 부상분리부(230)로 공급하는 배관에는 무기응집제가 투입되어 혼화되는데, 이 무기응집제는 부상분리부(230)에서 물에 포함된 이물질을 응징시키는 역할을 하게 된다.
상기 부상분리부(230)는 조정조(220)로부터 유입되는 물에 포함된 이물질을 응집시켜 플록으로 형성한 후 부상분리법을 이용하여 수면으로 부상시켜 분리하고, 이를 포집하여 처리하게 된다.
도 3은 이러한 부상분리부의 상세 설치 개념도를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 부상분리부(230)에는 조정조(220)로부터 유입되는 물에 포함된 이물질을 응집하는 응집조(231)와, 상기 응집조(231)에서 응집된 입자에 기포를 결합시켜 슬러지 상태로 수면 위에 부상시키는 공기부상조(232)와, 상기 수면 위로 부상된 슬러지를 분리하여 포집하는 슬러지 수집조(233)를 포함하여 이루어진다.
상기 응집조(231)에서는 조정조(220)로부터 유입되는 물에 포함된 이물질이 응집제에 의하여 응집이 이루어지는데, 이 응집조(231)에는 무기응집제와 혼화된 물을 일정 속도로 교반하는 교반기가 구비된다. 상기 응집조(231)에 구비된 교반기는 이물질이 포함된 물의 입자들의 충돌이 보다 균일하게 이루어지도록 함으로써 물에 포함된 이물질의 응집이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.
상기 공기부상조(232)는 응집조(231)에서 응집된 이물질을 수면으로 부상시키게 되는데, 이 공기부상조(232)는 부상분리법, 즉 DAF(Dissolved-air-flotation, 용존공기부상) 방식을 통하여 이물질을 수면으로 부상시켜 분리하게 된다. 이를 위하여 상기 공기부상조(232)에는 압축공기를 분사하는 분사노즐이 구비되어 있는데, 이 분사노즐은 공기부상조(232)의 하부에 위치하여 미세기포들이 상향으로 분사되도록 한다. 상기 분사노즐을 통하여 분사되는 무수한 미세기포는 플록 형성된 물의 입자와 충돌 및 접촉하여 기포-입자 집합체인 슬러지를 형성하여 수면으로 부상시키게 된다.
상기 슬러지 수집조(233)는 공기부상조(232)에 의해 수면으로 부상된 스컴(Scum) 상태의 슬러지를 수집하여 처리하게 되는데, 이 슬러지 수집조(233)에는 수면의 상측에 설치되어 수면으로 부상된 슬러지를 걷어 모으는 스키머(233a)와, 이 스키머(233a)에 의해 걷어진 스키머(233a)를 담아 보관하는 보관조(233b)가 구비되어 있다. 상기 스키머(233a)를 통하여 보관조(233b)에 수집되는 슬러지는 별도의 슬러지 이송 배관을 통하여 슬러지 저류조(250)로 이송되게 된다.
상기 부상분리부(230)를 통하여 이물질이 제거되는 물은 TMS(240)를 거쳐 방류될 수 있지만, 수질 상태가 양호하기 때문에 다양하게 재이용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 부상분리부(230)를 통하여 정수 처리된 물을 그대로 방류하거나, 필요한 경우 원수로 회수하여 재이용할 수 있으며, 탈수기(260)로 공급되어 슬러지를 탈수 처리하는데 이용할 수 있다.
상기 TMS(Telemetry Monitoring System)(240)는 부상분리부(230)를 통하여 방류되는 물의 수질을 모니터링하여 원격 감시하기 위한 장치로서, 상기 TMS(240)는 부상분리부(230)를 통하여 물에 포함된 이물질이 슬러지로 분리 처리되어 방류되는 물을 검사하여 방류수가 방류수 수질기준을 만족하는지를 감시하게 된다. 만약, 상기 TMS(240)를 통하여 감시되는 방류수의 수질이 방류수 수질기준을 만족하지 못하게 되면, 방류수 수질기준을 만족시킬 수 있을 때까지 물의 방류는 중단된다.
한편, 상기 슬러지 저류조(250)는 배출수지(210) 및 부상분리부(230)로부터 슬러지를 유입받아 저장하였다가 탈수기(260)로 공급하게 되며, 상기 탈수기(260)는 슬러지 저류조(250)로부터 유입되는 슬러지를 탈수 처리하게 된다. 즉, 상기 슬러지 저류조(250)는 배출수지(210) 및 부상분리부(230)로부터 유입되는 슬러지의 양을 조절하여 탈수기(260)에 일정량의 슬러지를 공급하게 되며, 탈수기(260)는 공급되는 슬러지를 탈수 건조시켜 처분하게 된다. 상기 탈수기(260)를 통하여 슬러지를 탈수 처리하는데 세정수가 필요한데, 본 발명의 실시예에서 상기 부상분리부(230)에 의해 정수 처리되어 방류되는 물의 수질이 매우 양호하기 때문에 이 방류수를 탈수기(260)의 세정수로 재이용될 수 있도록 하였다. 본 발명에서는 배출수지(210) 및 부상분리부(230)로부터 유입되는 슬러지를 종래와 같이 농축조를 이용하지 않고 탈수기(260)로 바로 탈수 처리하도록 함으로써, 슬러지 처리 시설 및 처리 공정이 간단하게 이루어질 수 있게 된다.
이하, 상기의 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 막여과 배출수 처리 시스템을 통하여 막여과 배출수가 정수 처리되어 배출되는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 막여과 배출수 처리 시스템을 통하여 역세 배출수가 처리되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단계 S110 : 먼저, 막여과 정수 처리 시스템(100)을 통하여 원수가 정수 처리되는 과정에서 발생하는 원수 대비 약 10％의 역세 배출수는 막여과기(140)로부터 배출수지(210)로 유입되게 된다.
단계 S120, S121 : 배출수지(210)에 역세 배출수가 유입되면, 유입되는 역세 배출수는 배출수지(210)에 설치된 배플(211)을 통과하면서 침전성이 강한 이물질이 바닥에 가라앉아 슬러지를 형성하게 된다. 이물질이 바닥에 침전되어 슬러지가 형성되면, 상징수는 디칸터(212)를 통하여 집수되어 조정조(220)로 배출되게 되고(S120), 바닥에 침전된 슬러지는 슬러지 이송 배관을 통하여 슬러지 저류조(250)로 배출되게 된다(S121).
단계 S130 : 상기 배출수지(210)로부터 상징수가 유입되면, 조정조(220)는 수위를 조절하여 부상분리부(230)에 공급되는 물의 양을 조절하게 하게 되는데, 상기 조정조(220)에 저장된 물을 부상분리부(230)에 공급되는 배관 또는 부상분리부(230)의 입구에는 응집제가 투입되어 물과 응집제가 혼합된 물이 부상분리부(230)로 유입되게 된다.
단계 S140, S141 : 상기 부상분리부(230)에 응집제가 혼합된 물이 유입되면, 유입되는 물은 응집조(231)에서 교반되어 물이 포함된 이물질이 응집되고, 응집된 이물질은 공기부상조(232)를 통하여 기포와 결합하여 수면 위로 부상함으로써 슬러지를 형상하게 되며, 슬러지 수집조(233)를 통하여 수면 위로 부상한 슬러지가 분리되어 수집되게 된다. 상기의 과정을 통하여 이물질이 슬러지로 분리 처리된 깨끗한 물은 TMS(240)를 거쳐 방류되거나 원수로 회수되어 재활용하게 되고(S140), 분리 처리된 슬러지는 별도의 슬러지 이송 배관을 통하여 슬러지 저류조(250)로 배출되게 된다(S141).
단계 S150 , S160 : 상기 부상분리부(230)에 의해 이물질이 슬러지 형태로 분리되어 배출되는 깨끗한 물은 TMS(240)를 거치면서 방류되는데, TMS(240)는 방류되는 수질 상태를 감시하여(S150), 방류되는 물이 방류수 수질기준을 만족하지 못하는 경우 부상분리부(230)를 통한 물의 방류가 이루어지지 않도록 차단함으로써, 방류수 수질기준을 만족하는 깨끗한 물만 최종 방류될 수 있도록 관리하게 된다(S160).
단계 S142, S143, S144 : 한편, 상기 슬러지 저류조(250)로 유입되는 슬러지는 그 양이 조절되어 탈수기(260)로 배출되게 되는데(S142), 탈수기(260)에는 슬러지 저류조(250)부터 슬러지가 유입되는 동시에, 유입된 슬러지를 세척하는데 사용될 수 있도록 부상분리부(230)로부터 방류되는 물의 일부가 여포세정수로써 유입되게 된다(S143). 상기 과정을 통하여 슬러지 및 세척수가 탈수기(260)에 유입되면, 탈수기(260)는 슬러지를 세척한 후 탈수 처리하여 건조시키고 이를 최종 배출함으로써 슬러지의 처분이 이루어지게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부상분리조를 통한 역세 배출수의 처리 결과 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 막여과 역세 배출수 50m3/day에 대한 부상분리부의 처리 효율을 나타낸 것으로, 본 실험에서 부상분리부의 응집조에 응집제가 Hib-PAHCs 45 ppm이 주입되었고, 교반조건은 혼화 250 rpm, 응집 60/35 rpm으로 실험되었다. 실험 결과, 부상분리부에 유입되는 유입수는 탁도 10∼440 NTU를 보이고 있는 반면, 처리수는 탁도 평균 2 NTU(최고 6.18 NTU) 이하로 높은 처리 효율을 보이고 있어, 종래의 중력식 농축조의 전처리 없이도 부상분리부 단독처리로도 안정적인 운영 처리가 가능한 것으로 나타났다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부상분리조를 통한 역세 배출수의 처리 결과 일례를 나타낸 것이다.
도 6은 고효율 응집농축기를 통하여 응집 및 농축 처리된 상징수 50m3/day에 대한 부상분리부의 처리 효율을 나타낸 것으로, 본 실험에서 부상분리부의 응집조에 응집제가 Hib-PAHCs 35 ppm이 주입되었고, 교반조건은 혼화 250 rpm, 응집 60/35 rpm으로 실험되었다. 실험 결과, 부상분리부에 유입되는 상징수는 탁도 3∼14 NTU를 보이고 있는 반면, 처리수는 탁도 평균 1 NTU 이하의 높은 처리 효율을 보이고 있고, 특히 난침전성 물질이 대거 포함된 10월 12일∼13일 상징수 탁도 14 NTU에서도 1.5 NTU 이하로 처리됨으로써 안정적인 운영이 가능한 것으로 나타났다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 원수를 막여과 방식을 이용하여 정수 처리하는 막여과 정수 처리 시스템으로부터 역세 배출수를 공급받아, 이를 부상분리법을 이용하여 정수 처리하게 되며, 깨끗하게 처리된 물은 원수로 재이용하거나 배출 또는 역세 배출수의 처리 과정에서 발생하는 슬러지는 탈수기를 이용하여 탈수 처리하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 정수 효과가 뛰어나고 공간 효율성이 좋은 부상분리법을 이용하여 역세 배출수를 처리함으로써 정수장 운영효율을 높일 수 있으며, 슬러지의 처분시 별도의 농축기를 사용하지 않고 탈수기를 이용하되 탈수기의 세정수로서 부상분리에 의해 깨끗해진 물을 재활용할 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 막여과 정수 처리 시스템
110 : 착수정 120 : 혼화지
130 : 응집지 140 : 막여과기
150 : 정수지
200 : 막여과 배출수 처리 시스템
210 : 배출수지 211 : 배플(Baffle)
212 : 디칸터(Decanter) 220 : 조정조
230 : 부상분리부 231 : 응집조
232 : 공기부상조 233 : 슬러지 수집조
233a : 스키머 233b : 보관조
240 : TMS(Telemetry Monitoring System) 250 : 슬러지 저류조
260 : 탈수기

Claims (5)

  1. 원수를 막여과 방식으로 정수 처리하는 막여과 정수 처리 시스템의 막여과기로부터 역세 배출수를 유입받아 처리하는 막여과 배출수 처리 시스템에 있어서,
    상기 막여과기(140)로부터 역세 배출수를 유입받아 저장하는 배출수지(210)와; 상기 배출수지(210)로부터 배출되는 물을 유입받아, 물에 포함된 이물질을 부상분리법을 이용하여 슬러지 상태로 물의 수면으로 부상시켜 분리 제거하고, 이물질이 제거된 물을 방류하는 부상분리부(230)와; 상기 부상분리부(230)를 통하여 분리되는 슬러지를 유입받아 저장하는 슬러지 저류조(250)와; 상기 슬러지 저류조(250)로부터 유입되는 슬러지를 탈수 처리하여 배출하는 탈수기(260);를 포함하여 이루어지며,
    상기 배출수지(210)에는 역세 배출수의 이동 경로에 배플(211) 및 디칸터(212)가 설치되어, 상기 배플(211)을 통과한 역세 배출수에 포함된 침강성이 높은 이물질은 침전되어 슬러지 상태로 상기 슬러지 저류조(250)로 배출되고, 이물질이 침전된 상징수는 디칸터(212)를 통하여 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 막여과 배출수 처리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배출수지(210)와 부상분리부(230) 사이에는 배출수지(210)로부터 유입되는 물의 양을 조절하여 부상분리부(230)에 공급하는 조정조(220)가 설치된 것을 특징으로 하는 막여과 배출수 처리 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부상분리부(230)는
    상기 조정조(220)로부터 유입되는 물에 포함된 이물질을 응집하는 응집조(231)와,
    상기 응집조(231)에서 응집된 입자에 기포를 결합시켜 슬러지 상태로 수면 위로 부상시키는 공기부상조(232)와,
    상기 수면으로 부상된 슬러지를 분리하여 포집하는 슬러지 수집조(233)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 막여과 배출수 처리 시스템.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 부상분리부(230)에 의해 이물질이 슬러지 상태로 분리된 물은 원수로 회수되어 재이용되거나,
    방류수의 수질을 감시하는 TMS(Telemetry Monitoring System)(240)를 경유하여 방류되는 것을 특징으로 하는 막여과 배출수 처리 시스템.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 부상분리부(230)에 의해 이물질이 슬러지 상태로 분리되어 방류되는 물의 일부는 상기 탈수기(260)로 공급되어 탈수기(260)의 세정수로 활용될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 막여과 배출수 처리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100954426B1 (ko) 2010-03-31 2010-04-26 (주)대우건설 막오염 저감을 위한 가압식 막여과 정수처리장치 및 이의 운전 방법
KR101161327B1 (ko) 2010-11-17 2012-07-02 한국수자원공사 막여과에 의한 방류수 수질 개선형 정수시스템
KR20140041995A (ko) 2012-09-26 2014-04-07 코웨이 주식회사 높은 회수율로 정수 생산을 위한 막여과 정수 처리 시스템 및 방법

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