KR20180068814A - 막 여과 배출수 처리 시스템 및 이를 이용하는 막 여과 배출수 처리 방법 - Google Patents

막 여과 배출수 처리 시스템 및 이를 이용하는 막 여과 배출수 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템은 하나 이상의 분리막 공정에서 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수를 수용하며, 오존(O3)을 이용한 산화처리방식을 통해 부유 물질의 물성을 개질하는 개질수단과, 상기 개질수단을 거친 처리수에 친환경 응집제를 주입하여 응집 및 부상효율을 향상시키는 응집수단과, 상기 응집수단을 거친 처리수에 미세기포를 분사하여 부유 물질을 분리하는 미세기포 부상분리수단을 포함하고, 상기 부상분리수단은 부상분리조와, 처리수의 일부가 수용되는 가압챔버와, 상기 가압챔버에 수용된 처리수에 기체를 가압하여 공급하는 압축기 및 상기 부상분리조 일측에 구비되며, 상기 가압챔버 내부에서 기체가 녹아든 처리수를 분사하며 미세기포를 발생시키는 노즐;을 포함하도록 구성되어 부유 물질과 분리된 처리수는 원수조로 재이송되며, 분리된 부유 물질은 외부로 배출된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 전체 공정 회수율 99.5% 내지 99.9% 달성을 통한 Near ZLD(Zero Liquid Discharge)를 구현할 수 있으며, 오존(O3)으로 분리막 농축수의 물성 개질을 수행함으로써 부상 효율이 향상되고 친환경 응집제 주입을 통해 처리수내 알츠하이머 유발 의심물질인 Al3 + 농도를 저감시킴으로써 건강상의 위해성 문제를 동시에 해결할 수 있는 이점을 가진다.

Description

막 여과 배출수 처리 시스템 및 이를 이용하는 막 여과 배출수 처리 방법{ Drainage treatment system for membrane filtration and Drainage treatment method using the same }
본 발명은 분리막을 이용하는 정수 공정에서 배출수의 발생량을 줄일 수 있는 막 여과 배출수 처리 시스템 및 이를 이용하는 막 여과 배출수 처리 방법에 관한 것이다.
일반적인 정수처리 과정은 취수 및 착수, 혼화 및 응집, 침전, 여과, 소독과정으로 이루어진다.
상기 취수 및 착수과정에서는 강물 또는 댐으로부터 물을 끌어와 착수정에 수용하여 물의 흐름을 안정화시킨다.
상기 착수정에서 흐름이 안정화된 물은 혼화지로 이송된다.
상기 혼화지에서는 응집제가 투입되어 물과 혼합된다. 여기서, 상기 응집제는 주로 알루미늄 계열을 주성분으로 하는 응집제가 사용되며, 투입된 이후 물속의 미세 부유물들을 응집시켜 덩어리를 형성시킴으로써 침전이 잘 이루어지도록 한다.
상기 혼화지에서 응집제와 혼합된 물은 침전지로 이송된다.
상기 침전지에서는 일정 시간 동안 물이 머물러 있도록 하면서 물속의 부유물들이 침전된다. 상기와 같이 침전된 부유물은 슬러지로 배출되고 침전지 상측의 물은 여과지로 이송된다.
상기 여과지에서는 침전지에서 제거되지 않은 미세한 입자를 모래층을 통과시켜 제거하게 되며, 여과지를 거친 물은 소독과정을 거쳐서 수돗물로 공급된다.
한편, 상기와 같은 일반정수처리 과정에서는 침전슬러지(배슬러지)와 모래여과 역세척 배출수와 같은 배출수가 정수량 대비 3 내지 15% 수준으로 발생하고 있으며, 침전 특성이 불량하여 배출수 처리에 어려움을 겪고 있다.
아울러, 일반정수처리 과정에서는 유입원수 변동에 따른 최종처리수질의 안정적 확보가 곤란한 문제점을 가지며, 이에 대한으로 막 여과(Membrane separation) 공정이 각광받고 있다.
상기 막 여과 공정은 연중 안정적인 정수수질확보와 배출수 발생량 저감 등의 이점을 가진다.
하지만, 1단 막 여과의 경우 원수량 대비 통산 1 내지 5%의 분리막 농축수가 배출되고 있어 이에 대한 추가적인 대안이 필요한 실정이다.
한편, 막 여과 공정에서 배출되는 배출수는 침전지나 여과지 등에서 배출되는 배출수처럼 입자간 반발력이 커서 침전 처리가 어려우며, 농축효율이 불량하여 기존 정수시설의 중력식 농축조에서는 이를 처리하기에 어려움을 겪고 있다.
또한, 종래 기술에 따른 정수시설에서는 전술한 바와 같이 알루미늄 계열 무기응집제(PAC, Alum 등)를 투입하고 있는데, 이와 같은 무기응집제의 경우 Al3 + 응집 잔류물에 따른 치매 등 건강상의 위해 문제가 발생하게 되는 문제점을 가진다.
본 발명의 목적은 분리막 배출수의 개질 및 미세기포 가압부상분리를 이용하여 분리막 정수공정에서 배출수 발생을 최소화할 수 있는 막 여과 배출수 처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 막 여과 배출수 처리방법을 이용하여 배출수의 발생을 최소화할 수 있는 막 여과 배출수 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템은 하나 이상의 분리막 공정에서 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수를 수용하며, 오존(O3)을 이용한 산화처리방식을 통해 부유 물질(suspended solids, SS)의 물성을 개질하는 개질수단과, 상기 개질수단을 거친 처리수에 친환경 응집제를 주입하여 응집 및 부상효율을 향상시키는 응집수단과, 상기 응집수단을 거친 처리수에 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 미세기포 부상분리수단을 포함하고, 상기 부상분리수단은 부상분리조와, 처리수의 일부가 수용되는 가압챔버와, 상기 가압챔버에 수용된 처리수에 기체를 가압하여 공급하는 압축기 및 상기 부상분리조 일측에 구비되며, 상기 가압챔버 내부에서 기체가 녹아든 처리수를 분사하며 미세기포를 발생시키는 노즐;을 포함하도록 구성되어 부유 물질(SS)과 분리된 처리수는 원수조로 재이송되며, 분리된 부유 물질(SS)은 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
상기 친환경 응집제는 5 내지 30 mg/L의 주입농도로 투입되는 것을 특징으로 한다.
상기 가압챔버의 압력은 2 내지 5 kgf/㎠ 인 것을 특징으로 한다.
상기 노즐에서는 상기 가압챔버의 압력에 따라 직경 20 내지 70㎛ 범위의 미세기포가 가변 분사되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에서 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 방법은 하나 이상의 분리막 공정에서 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수가 개질 수단으로 유입되는 단계와, 상기 개질수단으로 유입된 농축수에 오존(O3)을 공급하여 부유 물질(suspended solids, SS)의 물성을 개질하는 단계와, 응집수단을 이용하여 친환경 응집제를 투입하고 부유 물질(SS)을 응집시키는 단계와, 미세기포 부상분리수단을 통해 응집수단을 거친 처리수에 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 단계와, 미세기포 부상분리수단을 거친 처리수를 원수조로 이송시키는 단계 및 미세기포 부상분리수단에서 분리된 최종 농축슬러지를 배출하는 단계가 포함되며, 상기 부유 물질(SS)을 응집시키는 단계에서 투입되는 친환경 응집제는 5 내지 30 mg/L의 주입농도로 투입되는 것을 특징으로 한다.
상기 부유 물질(SS)을 응집시키는 단계에서 투입되는 친환경 응집제는 폴리글루타민(Polyglutamine), 아민(Amine)계, 키토산(Chitosan) 중 하나 이상을 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 단계에서는 가압챔버의 압력을 2 내지 5 kgf/㎠ 범위로 유지하여 미세기포의 직경이 20 내지 70 ㎛ 의 범위를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 분리막 배출수의 응집특성 불량 문제를 해결하기 위하여 오존(O3)으로 분리막 농축수의 물성 개질을 수행함으로써 부상 효율이 향상된다.
또한, 기존 무기응집제(PAC, Alum 등) 대신 알루미늄 성분이 낮은 친환경 응집제 주입을 통해 응집효율 향상뿐만 아니라 처리수 내 알츠하이머 유발 의심물질인 Al3 + 농도를 저감 시킴으로써 건강상의 위해성 문제를 동시에 해결할 수 있는 이점을 가진다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 알루미늄 계열의 응집제가 투입되는 종래 기술이 비해 친환경 응집제를 투입하는 경우 부상분리 속도가 급격히 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 이로 인해 보다 빠른 시간에 부유 물질(SS)을 분리할 수 있는 이점을 가진다.
또한, 본 발명에서는 미세기포 부상분리수단을 통해 부유물질(SS)을 분리한 이후 처리수는 원수조로 반송함으로써 배출수의 발생을 최소화하여 전체 공정 회수율을 보다 향상시킬 수 있다.
즉, 일일 처리용량 50,000 톤(t) 이하 규모의 중소규모 정수장에서 기존 침지 방식에 따른 배출수 처리가 이루어질 경우, 하루에 7500 톤(t) 이하의 배출수가 발생하게 되며, 1단 여과막을 이용한 배출수 처리가 이루어질 경우에는 하루 2500 톤(t), 2단 여과막을 이용하는 경우에도 하루 250 톤(t) 이하의 배출수가 발생하게 된다.
반면, 본 발명이 적용된 중소규모 정수장에서는 하루 50 톤(t) 이하의 배출수만 발생하게 되어 전체 공정 회수율 99.9% 달성을 통한 Near ZLD(Zero Liquid Discharge) 구현이 가능하게 된다. 그리고, 이로 인해 배출수 처리에 대한 비용절감은 물론 효율적인 배출수 처리가 이루어져 정수장의 처리 능력 향상을 도모할 수 있는 이점을 가진다.
도 1 은 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 방법에 따른 배출수 처리 과정을 도시한 도면.
도 3 은 오존(O3)처리 여부에 따른 처리수 부유물질(SS) 프로파일을 보인 도면..
도 4 는 오존(O3)처리 여부에 따른 처리수 탁도(NTU) 프로파일을 보인 도면.
도 5 는 오존(O3)처리 여부에 따른 시간별 슬러지 계면 높이 변화를 보인 도면.
도 6 은 응집제에 따른 처리수 부유물질(SS) 프로파일을 보인 도면.
도 7 은 응집체에 따른 처리수 탁도(NTU) 프로파일을 보인 도면.
도 8 은 응집제에 따른 시간별 슬러지 계면 높이 변화를 보인 도면.
도 9 는 일반적인 2단 여과막 공정의 처리수 및 배출수 발생량을 보이기 위한 도면.
도 10 은 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 방법에 의한 처리수 및 배출수 발생량을 보이기 위한 도면.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1 에는 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이 도시되어 있고, 도 2 에는 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 방법에 따른 배출수 처리 과정을 도시한 도면이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템은 부유물질의 표면 개질, 개질 된 부유물질의 응집, 응집된 부유물질의 부상분리 공정을 수행하도록 구성된다.
상세히, 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템에는 우선, 하나 이상의 분리막 공정에서 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수를 수용하며 산화처리 방식을 이용하여 부유 물질(suspended solids, SS)의 물성을 개질하는 개질수단(200)ㅇ이 구비된다.
상기 개질수단(200)은 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수에서 유기물질 함량을 줄이기 위한 것으로 농축수를 수용하는 농축조(220)와, 상기 농축조(220)에 오존(O3)을 공급하기 위한 오존발생기(240)를 포함하여 구성된다.
상기 개질수단(200)을 거친 처리수는 친환경 응집제를 주입하기 위한 응집수단(400)으로 이송된다.
상기 응집수단(400)은 상기 개질수단(200)을 거친 처리수에 친환경 응집제를 투입하여 부유 물질(SS)을 응집시키기 위한 것으로, 교반기(420)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 친환경 응집제는 알루미늄 함량과 인체 및 환경 유해성을 고려하여 선정되며, 본 실시 예에서는 폴리글루타민(Polyglutamine), 아민(Amine)계, 유기산 혼합물, 키토산(Chitosan) 중 하나 이상을 주성분으로 하는 응집제가 적용된다.
상세히, 폴리글루타민(Polyglutamine)은 고초균의 일종인‘낫또균’추출물로 인체에 무해하며 생분해성(Biodegradable)을 가지는 친환경 성분이다.
그리고, 아민(Amine)계 유기 응결제는 강한 양이온성 Epi-Amine계 폴리머로서, pH 변화에 따른 전하밀도의 변화가 거의 없으며, 부유 물질(SS)의 표면전하를 중화시켜 응결성을 향상시킨다.
한편, 친환경 응집제의 투입량이 5 mg/L 미만일 경우에는 응집이 원활히 이루어지지 않아 부상효율이 감소되며, 30 mg/L를 초과할 경우에는 약품 투입에 따른 비용이 증가하며, 입자의 무게가 증가하게 되어 부상효율이 감소된다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 주성분을 가지는 친환경 응집제의 부상효율을 위해 5 내지 30 mg/L의 주입농도로 투입된다.
상기 응집수단(400)을 거친 처리수는 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 미세기포 부상분리수단(600)으로 이송된다.
상기 미세기포 부상분리수단(600)은 상기 응집수단(400)을 거친 처리수가 수용되는 부상분리조(620)와, 상기 부상분리조(620)에 수용된 처리수의 일부가 수용되는 가압챔버(660)와, 상기 가압챔버(660)에 수용된 처리수에 기체를 가압하여 공급하는 압축기(680) 및 상기 부상분리조(620) 일측에 구비되어 미세기포를 발생시키는 노즐(640)을 포함하여 구성된다.
상세히, 상기 부상분리조(620)는 가압챔버(660)와 배관 및 순환펌프(P)로 연결되어 소정의 처리수가 가압챔버(660)로 공급될 수 있다.
그리고, 상기 가압챔버(660)의 일측에는 상기 압축기(680)가 연결되어 고압의 기체가 가압챔버(660)에 수용된 처리수에 공급된다.
상기 노즐(640)은 상기 가압챔버(660)를 통해 공급되는 고압의 처리수를 분사하여 평균 직경 50㎛ 크기를 가지는 미세기포를 발생시키며, 이로 인해 부상분리조(620) 내부에 응집되어 있는 부유 물질(SS)이 분리된다.
한편, 상기 노즐(640)에서 발생되는 미세기포의 크기가 20 ㎛ 미만일 경우에는 미세기포의 체류시간이 길어져 부상 효율이 감소 되는 문제점을 가지며, 정밀한 노즐(640) 가공을 위한 시공비가 상승하게 되는 문제점을 가진다. 그리고, 미세기포의 크기가 70 ㎛를 초과할 경우에는 부상속도는 빠른 반면 입자간 응집이 불량하여 부상효율을 감소시키게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 노즐(640)에서 발생되는 미세기포의 크기가 20 내지 70 ㎛ 의 범위로 형성되며, 이를 위해 가압챔버(660)의 압력을 제어하게 된다.
상세히, 상기 가압챔버(660)의 압력이 2 kgf/㎠ 미만일 경우에는 상기 노즐(640)을 통한 미세기포의 발생이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
그리고, 5 kgf/㎠ 을 초과하는 경우에는 평균 입자의 크기가 감소하게 되는데 이와 같은 경우에는 기포의 체류시간을 증가시켜 부상 효율을 감소시키게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 가압챔버(660)의 압력을 2 내지 5 kgf/㎠ 범위로 제어한다.
또한, 상기 가압챔버(660)와 노즐(640) 사이에는 압력계(630)가 더 구비되어 토출압이 일정 수준을 유지할 수 있도록 압축기(680) 제어가 이루어진다.
한편, 상기와 같이 부상분리조(620)에서 분리된 부유물질(SS)은 배출수로 별도 폐기처리되며, 부유물질(S)이 분리된 처리수는 다시 분리막 원수조에 수용된다.
이하에서는 상기와 같은 구성의 막 여과 배출수 처리 시스템을 이용하는 막 여과 배출수 처리 방법에 대하여 설명한다.
우선, 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 방법에서는 하나 이상의 분리막 공정에서 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수가 개질수단(200)으로 유입되는 단계(S100)가 수행된다.
상기 단계(S100)에서는 다단 여과를 거치는 동안 유기물질 함량이 높아진 농축수가 개질수단(200)의 농축조(220)에 수용된다.
상기와 같이 농축조(220)에 농축수가 유입되면 상기 개질수단(200)에서는 오존발생기(240)를 이용하여 유입된 농축수에 오존(O3)을 공급함으로써 부유 물질(suspended solids, SS)의 물성을 개질하는 단계(S200)가 수행된다.
이와 같이 오존(O3)을 공급하여 부유 물질(SS)의 물성을 개질하게 되면, 화학적산소요구량(COD)와 부유물질의 농도(SS) 및 탁도(NTU)가 감소되며, 실험 결과 아래 [표 1]와 같은 차이를 확인할 수 있었다.
SS(mg/L) 탁도(NTU) COD(mg/L)
2단 배출수 260 145 53.66
오존처리수 210 106.6 33.55
상기 단계(S200)을 통해 물성이 개질 된 부유 물질(SS)을 포함하는 처리수는 응집수단(400)로 이송되고, 상기 응집수단(400)에서는 친환경 응집제를 투입하여 부유 물질(SS)을 응집시키는 단계(S300)가 수행된다.
상기 단계(S300)에서는 알루미늄 및 금속계열이 포함되지 않은 친환경 응집제를 투여하게 되며, 전술한 바와 같이 폴리글루타민(Polyglutamine), 아민(Amine)계, 키토산(Chitosan) 중 하나 이상을 주성분으로 하여 인체 및 환경 유해성을 해결하면서 응집효율을 향상시킨다.
그리고, 상기와 같은 친환경 응집제가 투여된 이후에는 교반기(420)를 이용하여 일정 시간 교반 과정이 수행될 수 있으며, 친환경 응집제가 투입된 처리수에서는 현탁물질의 전하중화로 미세 입자간 흡착력을 증대되어 효과적인 응집 현상이 일어나게 된다.
한편, 상기 단계(S300)를 거친 처리수는 미세기포 부상분리수단(600)으로 이송되며, 상기 미세기포 부상분리수단(600)에서는 응집수단을 거친 처리수에 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 단계(S400)가 수행된다.
상기 단계(S400)에서는 부상분리조(620) 내부의 처리수를 수용하는 가압챔버(660)에 압축기(680)를 이용하여 고압의 기체를 녹이고, 기체가 녹아든 처리수를 부상분리조(620) 일측에 구비되는 노즐(640)을 통해 평균 직경 50 ㎛의 미세기포가 분사됨으로써 부유 물질(SS)과 처리수가 분리된다.
여기서, 상기 노즐(640)은 상기 부상분리조(620) 저면에 위치되어 전방위 분사가 가능하도록 구성될 수 있으며, 처리 용량에 따라 다수 개가 구비될 수 있다.
상기와 같이 단계(S400)을 통해 부상분리조(620)에서 부유 물질(SS)과 처리수가 분리되면, 부유 물질(SS)이 분리된 처리수를 원수조로 반송시키는 단계(S500)와 부상분리조(620)의 상측에 수집되는 최종 농축 슬러지 즉, 부유 물질(SS)을 외부 배출 경로를 통해 배출수로 폐기시키는 단계(S600)가 수행된다.
즉, 본 발명에서는 상기 단계(S500)을 통해 처리수의 대부분을 원수조로 리턴하여 소량의 배출수만 외부로 배출되도록 함으로써 배출수의 발생을 최소화시킬 수 있다.
한편, 도 3 에는 오존(O3)처리 여부에 따른 처리수 부유물질(SS) 프로파일을 보인 도면이 도시되어 있고, 도 4 에는 오존(O3)처리 여부에 따른 처리수 탁도(NTU) 프로파일을 보인 도면이 도시되어 있으며, 도 5 에는 오존(O3)처리 여부에 따른 시간별 슬러지 계면 높이 변화를 보인 도면이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템을 통해 배출수 개질을 수행하는 경우 부상분리 효율이 증가함을 확인할 수 있다.
즉, 개질수단(200)을 통해 오존(O3)처리가 이루어진 경우 오존(O3)처리를 하지 않은 경우 대비 부유 물질(SS) 프로파일과 탁도가 낮은 것으로 나타났으며, 부상분리 속도가 큰 폭으로 개선된 모습을 보이는 것으로 나타났다.
한편, 도 6 에는 응집제에 따른 처리수 부유물질(SS) 프로파일을 보인 도면이 도시되어 있고, 도 7 에는 응집체에 따른 처리수 탁도(NTU) 프로파일을 보인 도면이 도시되어 있으며, 도 8 에는 응집제에 따른 시간별 슬러지 계면 높이 변화를 보인 도면이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 시스템을 통해 친환경 응집제의 일 실시 예인 아민계 응집제를 사용하는 경우에도 처리수질이 개선되고 부상 분리 속도가 향상되는 것으로 나타났다.
즉, 아민계 응집제를 사용하는 경우 도 6 에 도시된 바와 같이 무응집, PAC(알루미늄 계열) 응집제와 비교할 때 부유 물질(SS) 프로파일이 월등히 낮은 것으로 나타났으며, 탁도의 경우에도 현저히 낮은 모습을 보이는 것으로 나타났다.
또한, 부상분리 속도의 경우 무응집, PAC(알루미늄 계열)응집제와 비교했을 때 투입 직후 분리속도가 급격히 향상되는 것으로 나타났다.
한편, 도 9 에는 일반적인 2단 여과막 공정의 처리수 및 배출수 발생량을 보이기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 10 에는 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리 방법에 의한 처리수 및 배출수 발생량을 보이기 위한 도면이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리시스템을 2단막 공정에 적용할 경우를 적용하지 않은 경우와 비교하여 살펴볼 수 있으며, 본 발명이 적용되지 않은 2단막 공정에서는 1단막(10)에서 원수량 대비 5%의 배출수가 발생되고, 이를 다시 2단막(20)에서 처리하여 원수량 대비 0.5%의 배출수가 발생하여 원수의 최종 회수율이 99.5%로 나타났다.
이와 같은 비율을 일일 처리 용량 100,000 톤(t) 규모의 정수장을 기준으로 살펴보면, 1단막(10)에서 배출되는 배출수 5000 톤(t)이 2단막(20)으로 유입되어 최종 배출수는 500 톤(t)이 발생하는 것으로 산출될 수 있다.
반면, 본 발명이 적용된 경우에는 1단막(10)에서 배출되는 배출수 5000 톤(t)이 2단막(20)으로 유입되어 500 톤(t)의 배출수가 발생 되며, 2단막(20)에서 배출되는 배출수 500톤 (t)이 본 발명에 따른 막 여과 배출수 처리시스템(100)으로 유입되어 최종 배출수는 100 톤(t)이 발생하게 되어 5배의 절감효과를 가지게 된다. 그리고, 이와 같은 배출수의 절감 양은 원수의 처리 용량에 비례하여 증가하게 된다.
100........ 막 여과 배출수 처리시스템 200........ 개질수단
220........ 농축조 240........ 오존발생기
400........ 응집수단 420........ 교반기
600........ 미세기포 부상분리수단 620........ 분리조
630........ 압력계 640........ 노즐
660........ 가압챔버 680........ 압축기

Claims (7)

  1. 하나 이상의 분리막 공정에서 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수를 수용하며, 오존(O3)을 이용한 산화처리방식을 통해 부유 물질(suspended solids, SS)의 물성을 개질하는 개질수단;
    상기 개질수단을 거친 처리수에 친환경 응집제를 주입하여 응집 및 부상효율을 향상시키는 응집수단;
    상기 응집수단을 거친 처리수에 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 미세기포 부상분리수단;을 포함하고,
    상기 부상분리수단은,
    부상분리조와,
    처리수의 일부가 수용되는 가압챔버와,
    상기 가압챔버에 수용된 처리수에 기체를 가압하여 공급하는 압축기; 및
    상기 부상분리조 일측에 구비되며, 상기 가압챔버 내부에서 기체가 녹아든 처리수를 분사하며 미세기포를 발생시키는 노즐;을 포함하도록 구성되어
    부유 물질(SS)과 분리된 처리수는 원수조로 재이송되며, 분리된 부유 물질(SS)은 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 막 여과 배출수 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 친환경 응집제는,
    5 내지 30 mg/L의 주입농도로 투입되는 것을 특징으로 하는 막 여과 배출수 처리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압챔버의 압력은 2 내지 5 kgf/㎠ 인 것을 특징으로 하는 막 여과 배출수 처리 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐에서는 상기 가압챔버의 압력에 따라 직경 20 내지 70㎛ 범위의 미세기포가 가변 분사되는 것을 특징으로 하는 막 여과 배출수 처리 방법.
  5. 하나 이상의 분리막 공정에서 최종 분리막으로부터 배출되는 농축수가 개질 수단으로 유입되는 단계;
    상기 개질수단으로 유입된 농축수에 오존(O3)을 공급하여 부유 물질(suspended solids, SS)의 물성을 개질하는 단계;
    응집수단을 이용하여 친환경 응집제를 투입하고 부유 물질(SS)을 응집시키는 단계;
    미세기포 부상분리수단을 통해 응집수단을 거친 처리수에 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 단계;
    미세기포 부상분리수단을 거친 처리수를 원수조로 이송시키는 단계; 및
    미세기포 부상분리수단에서 분리된 최종 농축슬러지를 배출하는 단계;가 포함되며,
    상기 부유 물질(SS)을 응집시키는 단계에서 투입되는 친환경 응집제는,
    5 내지 30 mg/L의 주입농도로 투입되는 것을 특징으로 하는 막 여과 배출수 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 부유 물질(SS)을 응집시키는 단계에서 투입되는 친환경 응집제는,
    폴리글루타민(Polyglutamine), 아민(Amine)계, 키토산(Chitosan) 중 하나 이상을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 막 여과 배출수 처리 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 미세기포를 분사하여 부유 물질(SS)을 분리하는 단계에서는,
    가압챔버의 압력을 2 내지 5 kgf/㎠ 범위로 유지하여 미세기포의 직경이 20 내지 70 ㎛ 의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 막 여과 배출수 처리 방법.
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