KR20200057367A - Submerged water treatment and water reservoir system for adjusting siphon driving water level - Google Patents

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KR20200057367A
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Abstract

The present invention provides a submerged water treatment and storage system using a siphon driving water level adjustment method, and a method thereof. According to the present invention, a siphon pipe is installed such that an upper reservoir and a lower reservoir have a differential head in a reservoir in which rainwater, underground water, surface water, valley water and the like are collected to be used as water for living, landscape water, industrial water or the like to cope with drought, and a siphon driving water level is adjusted to correspond to a water level of the lower reservoir, thereby smoothly supplying target raw water by a siphon phenomenon to treat the same. Also, a water treatment device using a submerged separator and the lower reservoir are integrally formed to simultaneously perform water treatment and storage of the target raw water. In addition, flow of a flow rate change of the target raw water collected and transferred by the siphon pipe is controlled such that the lower reservoir maintains a predetermined water level, thereby enabling physical cleaning of the submerged separator.

Description

사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템, 및 그 방법 {SUBMERGED WATER TREATMENT AND WATER RESERVOIR SYSTEM FOR ADJUSTING SIPHON DRIVING WATER LEVEL}Submerged water treatment and storage integrated system with siphon driving water level control method and method thereof {SUBMERGED WATER TREATMENT AND WATER RESERVOIR SYSTEM FOR ADJUSTING SIPHON DRIVING WATER LEVEL}

본 발명은 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 가뭄에 대처하여 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 사용할 수 있도록 빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수 등을 집수한 저류조 또는 저수지에서, 침지형 분리막을 이용한 수처리장치와 저류 시스템을 일체화하고 사이펀(Siphon) 배관의 구동수위를 조절하는, 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an immersion-type water treatment and storage integrated system, and more specifically, in a storage tank or reservoir in which rainwater, groundwater, surface water, or valley water is collected to be used as living water, landscaping water, industrial water, etc. in response to drought. It relates to an immersion-type water treatment and storage integrated system and a method for integrating a water treatment device and a storage system using an immersion type membrane and adjusting a driving level of a siphon pipe.

일반적으로, 만조시 4면이 바다로 둘러싸인 지역을 도서(Island)라고 하는데, 면적에 따라 도서를 분류할 경우 국내의 대부분의 도서는 면적이 100㎢ 이하인 극소규모 도서에 속하고 있다. 이러한 극소규모 도서는 하천의 발달이 미약하기 때문에 용수원의 확보가 용이하지 않고, 지리적인 여건상 태풍 및 가뭄 등의 재난에 취약하다.In general, the area surrounded by the sea on the four sides of the high tide is called Island, and when classifying books by area, most of the books in Korea belong to the smallest books with an area of 100 km or less. Such small-scale islands are not easy to secure a water source because of poor river development, and are vulnerable to disasters such as typhoons and droughts due to geographical conditions.

국내의 도서지역에서는 주로 소규모 급수시설, 관로 및 선박 수송, 빗물 집수시설 등을 이용하여 생활용수를 공급하고 있고, 또한, 거주 인구의 29%만이 상수도 보급을 받고 있어 단기간의 가뭄에도 상습적으로 식수가 고갈되는 어려움을 겪고 있다.Domestic islands mainly supply water for living using small-scale water supply facilities, pipeline and ship transportation, and rainwater collection facilities. In addition, only 29% of the inhabited population receives water supply, so drinking water is habitual even in the short-term drought. I am struggling to run out.

특히, 일부 도서에서는 인근 육지 및 다른 도서로부터 급수선으로 용수를 수송하고 있는데, 대체로 급수선의 수가 부족하고 운반거리가 멀어 15~20일 간격으로 1회 정도 제한적인 급수를 받고 있는 실정이다. 또한, 많은 도서지역에서 해수담수화시설을 이용하여 용수를 공급하고 있지만, 이러한 해수담수화시설은 생산단가가 높고 유지보수가 어렵기 때문에 설비 가동률이 저조한 경우가 많고, 일부 지역에서는 짠물이 그대로 공급되고 있는 경우도 있다. 또한, 이러한 해수담수화시설이 노후화된 경우 지역마다 관정을 통해 지하수를 이용하여 용수로 활용하고 있다.In particular, some islands are transporting water from nearby land and other islands to the water supply line. In general, the number of water supply lines is insufficient and the distance between them is limited, and the water supply is limited to once every 15-20 days. In addition, although many island areas use seawater desalination facilities to supply water, these seawater desalination facilities have high production costs and are difficult to maintain, so the facility utilization rate is often low, and in some areas salty water is supplied. There are cases. In addition, when these seawater desalination facilities are aging, groundwater is used as water for each region through wells.

한편, 도서지역 식수원개발사업을 통해 안정적인 용수공급을 추진하고 있지만, 최근 기후변화로 인한 극한 가뭄 발생으로 제한단수 또는 기존 용수공급시설이 기능을 상실하게 되는 문제점 등이 발생되고 있다. 예를 들면, 빗물 등을 활용하는 기존 용수공급시설은 집수시설, 처리시설, 급수시설 등이 분리되어 있고, 별도의 가압펌프에 의해 구동되는 여과시설 등과 각종 제어반이 설치되기 때문에 일정 규모 이상의 집수 구조를 갖는 중대규모 시설에 집중되어 왔다.On the other hand, although stable water supply is being promoted through the island's drinking water source development project, there have been problems such as limited water shortage or loss of function of existing water supply facilities due to extreme drought due to climate change. For example, the existing water supply facility that utilizes rainwater, etc. is separated from the water collection facility, treatment facility, and water supply facility, and a filtration facility driven by a separate pressurized pump and various control panels are installed. It has been concentrated in medium and large facilities with

특히, 분리막을 이용하는 수처리 시스템의 경우, 별도의 구조 변경 없이 분리막 및 모듈을 사용하고, 압력 구동을 위해서 분리막 전단 또는 후단에 가압 또는 진공흡입식 펌프가 반드시 필요하였다. 통상적으로, 분리막을 이용한 수처리 시스템에서는 톤당 0.1~0.2㎾h의 전력소모가 발생하기 때문에 소규모 수처리시설에서는 별도의 전력공급이 필요하다.In particular, in the case of a water treatment system using a separation membrane, a separation membrane and a module are used without changing a structure, and a pressure or vacuum suction pump is necessarily required at the front or rear of the separation membrane for pressure driving. Typically, in a water treatment system using a separator, power consumption of 0.1 to 0.2 mAh per ton is generated, so a separate power supply is required in a small water treatment facility.

한편, 도심지내 호소수 또는 저수지내 지표수를 유입수로 사용하는 정수장에서, 별도의 혼화, 응집, 침전, 모래여과 등의 수처리장치를 통해 용수를 공급하는 시설에 분리막 기술을 도입할 경우, 원수공급, 펌프, 막모듈, 세척, 배관 및 제어설비 등으로 구성되며, 이때, 막의 종류, 막여과 면적, 막여과 유속, 막여과 회수율 등은 원수수질 및 여과수의 수질기준과 시설의 규모 등을 고려하여야 한다. 또한, 필요에 따라 배출수 처리설비를 설치하여야 하며, 막모듈의 보호 및 여과수의 수질 향상을 위해 별도의 전처리 설비 및 후처리 설비를 설치한다. 최근 부각되고 있는 막여과 기술은 내염소성 원생동물의 완벽한 제거, 시스템의 콤팩트화, 운전 자동화, 에너지 절감 등에서 공정의 개선이 이루어지고 있다.On the other hand, in the water purification plant that uses lake water in the city center or surface water in the reservoir as inflow water, when the separation membrane technology is introduced to a facility that supplies water through separate water treatment devices such as mixing, flocculation, sedimentation, and sand filtration, raw water supply and pump , Membrane module, washing, piping and control facilities, etc. At this time, the type of membrane, membrane filtration area, membrane filtration flow rate, membrane filtration recovery rate, etc., should consider the water quality standards of the raw water quality and filtered water and the size of the facility. In addition, a discharge water treatment facility should be installed as necessary, and separate pre-treatment facilities and post-treatment facilities are installed to protect the membrane module and improve the quality of filtered water. In recent years, the membrane filtration technology that has emerged has been improved in processes such as complete removal of chlorine-resistant protozoa, compaction of the system, automation of operation, and energy saving.

전술한 빗물 처리를 위한 분리막 수처리장치에 대한 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1786821호에는 "중력 구동 방식의 수처리장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명한다.As a prior art for the separation membrane water treatment apparatus for rainwater treatment described above, Korean Patent Registration No. 10-1786821 discloses an invention titled "gravity-driven water treatment apparatus", which will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 종래의 기술에 따른 중력 구동 방식의 수처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a gravity-driven water treatment apparatus according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 중력 구동 방식의 수처리장치는, 유입수 배관(11); 유입수 배관(11)을 통하여 물이 유입되는 1차 저류조(13); 1차 저류조(13)에 저류된 물로부터 협잡물을 제거하기 위한 스크린 필터(14); 스크린 필터(14)를 통과한 물이 저류되는 2차 저류조(15); 2차 저류조(15)에 마련되는 평판형 한외여과 분리막(16); 한외여과 분리막(16)을 통과한 물이 저류되는 3차 저류조(18); 및 3차 저류조(18)로부터 물을 배출하는 유출수 배관(19)을 포함하며, 1차 저류조(13)와 2차 저류조(15)가 일체형으로 형성된 구조로서, 소규모 수처리장치에 적용될 수 있다.Referring to Figure 1, the gravity-driven water treatment device according to the prior art, the inlet pipe 11; A primary storage tank 13 through which water flows through the inflow water pipe 11; A screen filter 14 for removing contaminants from the water stored in the primary storage tank 13; A secondary storage tank 15 in which water passing through the screen filter 14 is stored; A flat-type ultrafiltration separator 16 provided in the secondary storage tank 15; A third storage tank 18 in which water that has passed through the ultrafiltration separator 16 is stored; And a effluent pipe 19 for discharging water from the tertiary storage tank 18, wherein the primary storage tank 13 and the secondary storage tank 15 are integrally formed, and can be applied to a small-scale water treatment device.

종래의 기술에 따른 중력 구동 방식의 수처리장치는, 1차 저류조(13) 및 2차 저류조(15)의 최소 수두 높이(d1)는 0.5~2.0m로 제안되어 있고, 특히, 1차 저류조(13)에서는 폴리프로필렌(polypropylene) 재질의 그래뉼(granule) 타입의 원형 여재나 모래 등 쉽게 구입이 가능한 일반 여재로 구성된 스크린필터(14)를 사용한다. 또한, 2차 저류조(15)에는 침지식의 평판형 한외여과 분리막(16)이 수직 형태로 유지하되, 분리막 전후 차압이 50~100mbar가 유지되도록 한다. 또한, 하단의 3차 저류조(18)에는 최종 처리수가 저장되는 저장조로 구성된다. In the gravity-driven water treatment device according to the prior art, the minimum head height d1 of the primary storage tank 13 and the secondary storage tank 15 is proposed to be 0.5 to 2.0 m, and in particular, the primary storage tank 13 ) Uses a screen filter 14 composed of a granular type filter material made of polypropylene or a general filter material that can be easily purchased, such as sand. In addition, the secondary storage tank 15 maintains the immersion-type flat-type ultrafiltration separator 16 in a vertical shape, and maintains a differential pressure of 50 to 100 mbar before and after the separator. In addition, the lower third storage tank 18 is composed of a storage tank in which the final treated water is stored.

종래의 기술에 따른 중력 구동 방식의 수처리장치의 경우, 기계식 펌프나 높은 수두차가 필요하지 않으면서 중력 구동 방식으로 다공성 분리막을 이용하여 빗물이나 지표수, 그레이워터 등을 정화할 수 있다.In the case of a gravity-driven water treatment device according to the related art, it is possible to purify rainwater, surface water, gray water, etc. by using a porous separation membrane as a gravity-driven method without requiring a mechanical pump or a high head difference.

그러나 종래의 기술에 따른 중력 구동 방식의 수처리장치의 경우, 0.001~0.1㎛ 공경크기의 한외여과막을 사용함으로써, 농도분극 현상이 심화되어 공경 내부의 입자 막힘 현상이 전혀 투수가 되지 않는 경계면까지 진행되고, 이에 따라, 별도의 세척 설비가 필요하게 된다. 또한, 저류조의 수위를 일정하게 유지할 수 없게 되고, 분리막 표면의 농도분극 현상으로 투과 플럭스가 급격하게 감소되는 문제점이 있다.However, in the case of the gravity-driven water treatment device according to the prior art, by using an ultrafiltration membrane having a pore size of 0.001 to 0.1 µm, the concentration polarization phenomenon is intensified and the clogging of particles inside the pore progresses to the interface where no water permeation occurs. , Accordingly, a separate washing facility is required. In addition, there is a problem that the water level of the storage tank cannot be kept constant, and the permeate flux is rapidly reduced due to the concentration polarization phenomenon on the surface of the separator.

한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-600567호에는 "섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.On the other hand, as another prior art, Korean Patent Registration No. 10-600567 discloses an invention entitled “Water treatment device integrating an immersion type membrane module in a fiber filter,” which will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 종래의 기술에 따른 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치를 이용한 정수 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing a water treatment device integrating an immersion type separation membrane module in a fiber filter according to the prior art, and FIG. 3 is a water treatment system using a water treatment device integrating an immersion type separation membrane module in the fiber filter shown in FIG. 2. It is a diagram schematically showing.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치는, 처리 대상수가 유입되는 일체형 수처리장치(21) 내에 배치되어, 처리 대상수를 1차적으로 여과하는 섬유여과기(22); 섬유여과기(22) 내에 배치되어, 섬유여과기(22)에서 1차 여과된 처리 대상수를 2차적으로 여과하는 침지형 분리막 모듈(23); 및 일체형 수처리장치(21) 및 침지형 분리막 모듈(23)의 하부에 각각 설치되어, 섬유여과기(22) 및 침지형 분리막 모듈(23)의 역세정시에 공기를 공급하기 위한 산기관을 포함하며, 이때, 일체형 수처리장치(21)는 각각의 밸브를 통해 원수 집수조(31), 섬유여과기 농축수 배출조(32), 섬유여과기 처리수조(33), 막농축수 배출조(34) 및 분리막 처리수조(35)와 연결된다.As shown in Fig. 2, a water treatment device in which an immersion type separation membrane module is integrated in a fiber filter according to the prior art is disposed in an integrated water treatment device 21 into which the water to be treated flows, and primarily filters the water to be treated. A fiber filter 22; An immersion type separation membrane module 23 disposed in the fiber filter 22 to secondaryly filter the target water filtered by the fiber filter 22; And an air diffuser for supplying air during backwashing of the fiber filter 22 and the immersion-type membrane module 23, respectively, which are installed under the integral water treatment device 21 and the immersion-type membrane module 23, wherein: The integrated water treatment device 21 includes a raw water collection tank 31, a fiber filter concentrated water discharge tank 32, a fiber filter treatment water tank 33, a membrane concentrated water discharge tank 34, and a separation membrane treatment water tank 35 through respective valves. ).

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치를 이용한 정수 처리 시스템은 스크린(41), 원수 집수조(31), 원수 공급펌프(43), 응집숙성 및 원수 조정조(42), 일체형 수처리장치(21), 막 농축수 배출조(34), 섬유여과기 역세정 펌프(24) 및 분리막 처리수조(35)를 포함하며, 일체형 수처리장치(21)는 섬유여과기(22) 및 분리막 모듈(23)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the water treatment system using a water treatment device incorporating an immersion type membrane module in a fiber filter according to the prior art includes a screen 41, a raw water collecting tank 31, a raw water supply pump 43, and cohesive maturation. And a raw water adjustment tank 42, an integrated water treatment device 21, a membrane concentrated water discharge tank 34, a fiber filter backwash pump 24 and a separation membrane treatment water tank 35, wherein the integrated water treatment device 21 is a fiber It consists of a filter 22 and a membrane module 23.

종래의 기술에 따른 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치에 따르면, 섬유여과기와 침지식 분리막 모듈을 결합함으로써, 처리수 수질에 있어 기존의 모래여과지에 비해 훨씬 우수한 막여과 기능을 유지하는 상태에서 기존의 분리막을 사용할 때 운전비를 획기적으로 절감할 수 있을 뿐만 아니라 전체공정의 크기를 소형화하고 제작비용을 절감할 수 있다.According to the water treatment device in which the immersion type separation membrane module is integrated in the fiber filter according to the prior art, the state of maintaining the membrane filtration function far superior to that of the conventional sand filter in water quality by combining the fiber filter and the immersion type separation membrane module In addition, when using the existing separation membrane, not only can the operation cost be drastically reduced, but also the size of the entire process can be reduced and the production cost can be reduced.

그러나 종래의 기술에 따른 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치의 경우, 침지형 분리막 모듈(23)로서 중공사 형태의 정밀여과 또는 한외여과를 사용하지만, 외부의 섬유여과기(22)와 내부의 분리막의 여과속도와 역세척 시기와 주기가 각기 유입수 농도에 따라 다르기 때문에 원수 조정조(42)에 별도의 분말활성탄 및 응집제를 투입하여 원수 상태를 조정이 필요하고, 별도의 가압식/흡입식 펌프가 필요하며, 또한, 유입수의 성상과 유량에 따라 여과시간이 불규칙하게 작동하는 문제점이 있다.However, in the case of a water treatment device in which an immersion type separation membrane module is integrated in a fiber filter according to the prior art, a hollow fiber type precision filtration or ultrafiltration is used as the immersion type separation membrane module 23, but the external fiber filter 22 and the inside are used. Since the separation membrane's filtration rate and backwashing time and period are different depending on the concentration of each influent, it is necessary to adjust the raw water state by adding separate powdered activated carbon and flocculant to the raw water adjusting tank 42, and a separate pressurized / suction pump is required. In addition, there is a problem in that the filtration time is irregularly operated according to the nature and flow rate of the influent water.

한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1526884에는 "침지형 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명한다.On the other hand, as another prior art, Korean Patent Registration No. 10-1526884 discloses an invention entitled “Water purification system using immersion type membrane device”, which will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 종래의 기술에 따른 침지형 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a view schematically showing a water purification system using an immersion type membrane device according to the prior art.

도 4를 참조하면, 종래의 기술에 따른 침지형 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템은, 유입수에 응집제를 혼화하여 응집하는 혼화 및 응집 공정; 혼화 및 응집공정에 의한 응집처리수를 경사판 침전지가 설치된 침전조에서 경사판 침전지를 통하여 침전시키는 침전공정; 침전공정에 의한 침전처리수를 침지형 분리막 장치가 설치된 분리막조에서 침지형 분리막 장치의 중공사막에 의하여 여과하는 분리막 여과공정을 포함하여 이루어진다.Referring to Figure 4, the water treatment system using an immersion type membrane device according to the prior art, mixing and flocculation process of mixing and flocculating flocculant in the influent; A sedimentation process for sedimentation of coagulation treatment water by mixing and agglomeration processes through a sedimentation basin in a sedimentation tank equipped with a sedimentation basin; It comprises a membrane filtration step of filtering the precipitated water by the precipitation process by the hollow fiber membrane of the immersion type membrane device in a separation tank equipped with an immersion type membrane device.

종래의 기술에 따른 침지형 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템에 따르면, 기존의 장방형 침전지를 경사판 침전지로 개선하여 침전에 필요한 체류시간을 줄이고, 기존의 침전지에 별도의 분리막 여과조와 오존 반응조를 설치하였다.According to the water treatment system using an immersion type separation membrane device according to the prior art, the existing rectangular sedimentation was improved to a sedimentation plate to reduce the residence time required for sedimentation, and separate separation membrane filtration tanks and ozone reaction tanks were installed in the existing sedimentation basins.

그러나 종래의 기술에 따른 침지형 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템의 경우, 침지형 분리막의 여과시 여과시간 및 주기적인 역세척으로 후속 공정인 오존시설에 간헐적으로 원수 공급이 되지 않는 문제점이 있고, 또한, 원수 성상이 바뀌는 경우, 유입수의 수질인자와 오존의 빠른 반응으로 오존 소모율이 불규칙적으로 변하기 때문에 일정한 오존요구량을 지속적으로 만족시킬 수 없다는 문제점이 있다.However, in the case of a water purification system using an immersion type membrane device according to the prior art, there is a problem that raw water is not intermittently supplied to an ozone facility that is a subsequent process due to filtration time and periodic backwashing during filtration of the immersion type membrane. When the properties change, there is a problem that the constant ozone demand cannot be continuously satisfied because the ozone consumption rate changes irregularly due to the rapid reaction of the water quality factor and ozone of the influent.

한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2016-85982호에는 "수두차를 이용한 막여과 고도정수처리장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 5를 참조하여 설명한다.On the other hand, as another prior art, Korean Patent Publication No. 2016-85982 discloses an invention entitled "Membrane Filtration Advanced Water Treatment System Using Water Head Tea", which will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 종래의 기술에 따른 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.5 is a view schematically showing a membrane filtration advanced water purification apparatus using a head difference according to the prior art.

도 5를 참조하면, 종래의 기술에 따른 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리장치는, 미처리수가 모이는 전처리조(51); 전처리조(51) 내의 수두보다 수두가 낮도록 위치된 막여과조(52); 막여과조(52)의 내부에 침지된 분리막(53); 막여과조(52) 내의 수두보다 수두가 낮도록 위치된 처리수조(54); 전처리조(51) 내의 미처리수가 일정 수위에 이르러 막여과조(52) 내로 흘러가도록 연통하는 제1 사이펀(60); 및 분리막(53)을 통하여 여과 처리된 막여과조(52) 내의 처리수가 처리수조(54) 내로 흘러가도록 연통하는 제2 사이펀(70)을 포함한다.Referring to Figure 5, a membrane filtration advanced water purification apparatus using a head difference according to the prior art, the pre-treatment tank 51 for collecting untreated water; A membrane filtration tank 52 positioned to have a lower head than the head in the pretreatment tank 51; A separation membrane 53 immersed in the membrane filtration tank 52; A treatment tank 54 positioned to have a lower head than the head in the membrane filtration tank 52; A first siphon 60 in communication with the untreated water in the pretreatment tank 51 to reach a certain level and flow into the membrane filtration tank 52; And a second siphon 70 communicating with the treated water in the membrane filtration tank 52 filtered through the separation membrane 53 to flow into the treatment tank 54.

종래의 기술에 따른 막여과 고도정수처리장치는 전처리조(51)가 막여과조(52)보다 수두가 높게 위치하도록 설치되고, 막여과조(52)가 처리수조(54)보다 수두가 높게 위치하도록 설치되며, 아울러 제1 사이펀(60)이 전처리조(51) 내의 미처리수를 막여과조(52) 내로 흘러가도록 연통하고, 제2 사이펀(70)이 막여과조(52) 내의 처리수를 처리수조(54) 내로 흘러가도록 연통함으로써 수두차 및 사이펀 원리를 병행하여 자연유하 방식으로 원수 및 처리수를 유동시킬 수 있고, 이로 인해 원수 및 처리수의 유동 및 처리수량 조정을 위한 압송설비가 불필요하여 에너지 사용량과 설치공간(부지면적)을 최소화하고 설치비용 및 운전비용을 크게 절감할 수 있다.In the membrane filtration advanced water treatment apparatus according to the prior art, the pretreatment tank 51 is installed so that the head is higher than the membrane filtration tank 52, and the membrane filtration tank 52 is installed such that the head is higher than the treatment tank 54. In addition, the first siphon 60 communicates with the untreated water in the pre-treatment tank 51 to flow into the membrane filtration tank 52, and the second siphon 70 processes the treated water in the membrane filtration tank 52. ) By flowing to flow inside, it is possible to flow raw water and treated water in a natural flow manner by paralleling the principle of head difference and siphon, and as a result, there is no need for a pressure feeding facility for adjusting the flow and the amount of treated water and energy consumption. It is possible to minimize the installation space (area area) and significantly reduce installation and operation costs.

하지만, 종래의 기술에 따른 막여과 고도정수처리장치의 경우, 막여과조(52)의 수위와 무관하게 제1 사이펀(60) 및 제2 사이펀(70)을 이용하여 자연유하 방식으로 원수 및 처리수를 유동시키기 때문에 사이펀의 구동수위를 조절할 수 없고, 이에 따라, 막여과 고도정수처리장치의 운영 효율성이 떨어진다는 문제점이 있다.However, in the case of the advanced membrane filtration water treatment system according to the prior art, the raw water and the treated water are naturally flowed using the first siphon 60 and the second siphon 70 regardless of the water level of the membrane filtration tank 52. Because it flows, it is impossible to control the driving level of the siphon, and accordingly, there is a problem in that the operational efficiency of the membrane filtration advanced water treatment device is reduced.

대한민국 등록특허번호 제10-1786821호(출원일: 2017년 2월 10일), 발명의 명칭: "중력 구동 방식의 수처리장치"Republic of Korea Patent No. 10-1786821 (application date: February 10, 2017), the name of the invention: "water treatment device of gravity driving method" 대한민국 등록특허번호 제10-600567호(출원일: 2006년 3월 16일), 발명의 명칭:"섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치"Republic of Korea Patent No. 10-600567 (application date: March 16, 2006), the name of the invention: "Water treatment device integrating an immersion type membrane module in a fiber filter" 대한민국 등록특허번호 제10-1526884호(출원일: 2008년 11월 12일), 발명의 명칭: "침지형 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템"Republic of Korea Patent No. 10-1526884 (application date: November 12, 2008), the name of the invention: "Water purification system using an immersion type membrane device" 대한민국 등록특허번호 제10-1836073호(출원일: 2015년 9월 1일), 발명의 명칭: "평관형 세라믹 필터를 이용한 수처리장치"Republic of Korea Patent No. 10-1836073 (application date: September 1, 2015), the name of the invention: "Water treatment device using a flat-type ceramic filter" 대한민국 등록특허번호 제10-1390747호(출원일: 2012년 4월 18일), 발명의 명칭: "침지식 중공사형 분리막을 이용한 정수장 최종 방류수 재이용 장치"Republic of Korea Patent No. 10-1390747 (application date: April 18, 2012), the name of the invention: "The final effluent water reuse device using immersion hollow fiber type separation membrane" 대한민국 공개특허번호 제2016-85982호(공개일: 2016년 7월 19일), 발명의 명칭: "수두차를 이용한 막여과 고도정수처리장치"Republic of Korea Patent Publication No. 2016-85982 (published date: July 19, 2016), the name of the invention: "Membrane filtration advanced water purification device using a head tea"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 가뭄에 대처하여 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 사용할 수 있도록 빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수 등을 집수한 저류조 또는 저수지에서 상단 저류조와 하단 저류조가 수두차를 갖도록 사이펀 배관을 설치하되, 하단 저류조의 수위에 대응하여 사이펀 구동수위를 조절함으로써, 사이펀 현상에 의한 대상원수를 원활하게 공급하여 처리할 수 있는, 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템, 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention for solving the above-mentioned problems is to cope with droughts, to be used as living water, landscaping water, industrial water, etc. A siphon pipe is installed so that the storage tank and the lower storage tank have a head difference, but by adjusting the siphon driving water level in response to the water level of the lower storage tank, the siphon driving water level adjustment method can be smoothly supplied and processed by the target source water due to the siphon phenomenon. To provide an immersion-type water treatment and storage integrated system, and a method therefor.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 침지식 분리막을 이용하는 수처리장치와 하단 저류조를 일체로 형성함으로써, 대상원수의 수처리 및 저류를 동시에 수행할 수 있는, 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템, 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention, by forming the water treatment device using the immersion separation membrane and the bottom storage tank integrally, can simultaneously perform water treatment and storage of the target raw water, immersion-type water treatment and storage integrated type of siphon driving water level control method It is intended to provide a system and method.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 하단 저류조가 일정 수위를 유지하도록 사이펀 배관 의해 취수되어 전달되는 대상원수의 유속변화 흐름을 제어함으로써 침지형 분리막의 물리적 세정이 가능한, 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템, 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention, by controlling the flow rate change flow of the target water taken and delivered by the siphon pipe so that the bottom reservoir maintains a constant water level, physical cleaning of the immersion type separation membrane is possible, immersion type of siphon driving water level control method It is intended to provide a water treatment and storage integrated system and a method therefor.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템은, 빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수의 대상원수를 저장하는 상단 저류조; 상기 상단 저류조의 하부에 설치되어 사이펀 배관을 통해 공급되는 대상원수를 저장하는 하단 저류조; 취수배관 유출배관 및 방류수 배출밸브를 포함하며, 상기 상단 저류조 및 하단 저류조 사이에 설치되어 사이펀 현상에 의해 상기 상단 저류조에 저장된 대상원수를 하단 저류조로 공급하는 사이펀 배관; 상기 사이펀 배관 상단에 설치되고, 상기 사이펀 배관이 사이펀 구동될 수 있도록 상기 사이펀 배관 내의 공기를 외부로 배출하는 에어조절 밸브; 상기 하단 저류조 상에 설치되어 상기 하단 저류조의 수위를 측정하는 수위계; 상기 하단 저류조 내에 설치되어 상기 대상원수를 수처리하는 침지형 분리막; 상기 하단 저류조 내의 침지형 분리막에 의해 수처리된 처리수를 저장하는 처리수 탱크; 및 상기 수위계에서 측정된 하단 저류조의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관의 사이펀 구동수위를 설정 및 조절하고, 상기 사이펀 배관을 구동하여 방류수 배출을 제어하는 관리모듈을 포함하되, 상기 침지형 분리막을 이용하여 대상원수를 수처리하는 수처리장치와 상기 수처리된 처리수를 저장하는 하단 저류조가 일체화된 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above-described technical problem, the immersion-type water treatment and storage integrated system of the siphon driving water level control method according to the present invention includes: an upper storage tank for storing target water of rainwater, groundwater, surface water, or valley water; A lower storage tank installed below the upper storage tank to store target water supplied through a siphon pipe; A siphon pipe including an intake pipe outflow pipe and a discharge water discharge valve, and installed between the upper and lower reservoirs to supply target raw water stored in the upper reservoir to the lower reservoir by a siphon phenomenon; It is installed on the top of the siphon pipe, the air control valve for discharging the air in the siphon pipe to the outside so that the siphon pipe can be driven siphon; A water level meter installed on the lower storage tank to measure the water level of the lower storage tank; An immersion type separation membrane installed in the lower storage tank to treat the target raw water; A treated water tank for storing the treated water treated by the immersion type separation membrane in the lower storage tank; And a management module for setting and adjusting the siphon driving water level of the siphon pipe in response to the water level of the lower storage tank measured by the water gauge, and controlling the discharge of the effluent by driving the siphon pipe, but using the immersion type separation membrane. Characterized in that the water treatment device for treating the raw water and the bottom storage tank for storing the treated water are integrated.

본 발명에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템은, 상기 하단 저류조 및 처리수 탱크 사이에 설치되어 상기 하단 저류조 내의 침지형 분리막에 의해 수처리된 처리수를 상기 처리수 탱크로 배출하는 처리수 배관을 추가로 포함하며, 상기 관리모듈은 상기 처리수 배관 상에 설치된 처리수 배출밸브를 개폐하여 처리수 배출을 제어할 수 있다.The immersion type water treatment and storage integrated system of the siphon driving water level control method according to the present invention is installed between the lower storage tank and the treated water tank to discharge the treated water treated by the immersion type separation membrane in the lower storage tank to the treated water tank A water pipe may be additionally included, and the management module may control the discharge of treated water by opening and closing the treated water discharge valve installed on the treated water pipe.

여기서, 상기 하단 저류조가 일정 수위를 유지하도록 상기 사이펀 배관에 의해 취수되어 전달되는 대상원수의 유속변화 흐름을 제어함으로써 상기 침지형 분리막의 물리적 세정이 가능한 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.Here, by controlling the flow rate change flow of the target water taken and delivered by the siphon pipe so that the lower storage tank maintains a constant water level, it is possible to physically clean the immersion-type separation membrane. Storage integrated system.

여기서, 상기 사이펀 배관의 사이펀 구동력을 전달하는 유속(

Figure pat00001
)은
Figure pat00002
로 주어지고, 여기서,
Figure pat00003
은 사이펀 구동력에 의한 사이펀 배관(130)의 방류 유속이고, 상단 저류지의 수면 높이(
Figure pat00004
)와 하단 저류조의 방류 위치 높이(
Figure pat00005
) 차에 의해 방류가 발생하며, 수위차에 비례하여 방류속도가 결정될 수 있다.Here, the flow rate that transmits the siphon driving force of the siphon pipe (
Figure pat00001
)silver
Figure pat00002
Is given by, where,
Figure pat00003
Is the discharge flow rate of the siphon pipe 130 by the siphon driving force, and the water surface height of the upper reservoir (
Figure pat00004
) And the height of the discharge location of the bottom storage tank (
Figure pat00005
) Discharge is generated by the car, and the discharge rate can be determined in proportion to the water level difference.

여기서, 상기 하단 저류조 내에 설치된 침지형 분리막은 공칭공경이 0.1㎛인 정밀여과 분리막 모듈로 형성되며, 상기 정밀여과 분리막 모듈은 중공사형 정밀여과 모듈이거나 평판형 정밀여과 모듈일 수 있다.Here, the immersion-type separation membrane installed in the lower storage tank is formed of a microfiltration separation membrane module having a nominal pore diameter of 0.1 µm, and the microfiltration separation membrane module may be a hollow fiber-type precision filtration module or a flat-type precision filtration module.

여기서, 상기 중공사형 정밀여과 모듈은 수평으로 설치되는 중공사형 정밀여과막을 포함하고, 상기 사이펀 배관에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 중공사형 정밀여과막의 수직방향으로 방류되는 것을 특징으로 한다.Here, the hollow fiber-type microfiltration module includes a hollow fiber-type microfiltration membrane installed horizontally, and turbulence or vortex generated by the siphon pipe is discharged in the vertical direction of the micro-filtration microfiltration membrane.

여기서, 상기 평판형 정밀여과 모듈은 수직으로 설치되는 평판형 정밀여과막을 포함하며, 상기 사이펀 배관에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 평판형 정밀여과막의 수평방향으로 방류되는 것을 특징으로 한다.Here, the flat-type microfiltration module includes a flat-type microfiltration membrane installed vertically, and turbulence or vortex generated by the siphon pipe is discharged in the horizontal direction of the flat-type microfiltration membrane.

여기서, 상기 관리모듈은, 상기 수위계에 의해 측정된 상기 하단 저류조의 수위를 확인하는 하단 저류조 수위 확인부; 상기 하단 저류조의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관의 구동수위를 설정 및 조절하는 사이펀 구동수위 조절부; 상기 사이펀 구동수위 조절부에서 조절된 구동수위에 따라 상기 사이펀 배관의 구동을 제어하는 제어부; 상기 사이펀 배관이 작동하도록 상기 에어조절 밸브 및 방류수 배출밸브의 개폐를 구동하는 사이펀 배관 구동부; 및 상기 하단 저류조 내에 설치된 침지식 분리막이 수처리할 수 있도록 구동하는 침지식 분리막 구동부를 포함할 수 있다.Here, the management module, the bottom reservoir level check unit for checking the water level of the bottom reservoir measured by the water gauge; A siphon driving water level adjusting unit for setting and adjusting the driving water level of the siphon pipe in response to the water level of the lower storage tank; A control unit for controlling the driving of the siphon pipe according to the driving level adjusted by the siphon driving water level adjusting unit; A siphon pipe driving unit driving opening and closing of the air control valve and the discharge water discharge valve so that the siphon pipe is operated; And it may include an immersion separation membrane driving unit for driving so that the immersion separation membrane installed in the lower storage tank for water treatment.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법은, a) 상단 저류조와 하단 저류조 사이에 설치된 사이펀 배관의 사이펀 구동수위를 설정 및 조절하는 단계; b) 상기 하단 저류조에 설치된 수위계를 통해 측정된 상기 하단 저류조의 수위에 대응하여 상기 하단 저류조 내에 대상원수를 공급할지 여부를 확인하는 단계; c) 상기 사이펀 배관의 유출배관 상에 설치된 방류수 배출밸브를 개방하고, 상기 사이펀 배관 상단에 설치된 에어조절 밸브 개방하여 에어벤트를 실시하는 단계; d) 사이펀 현상에 의해 상기 상단 저류조로부터 상기 하단 저류조로 대상원수를 공급하는 단계; e) 상기 하단 저류조 내의 침지식 분리막을 구동하여 일정 수위의 수두차에 의해 대상원수를 여과 및 수처리하는 단계; 및 f) 처리수 배관상의 처리수 배출밸브를 개방하여 처리수 탱크 처리수를 저장하는 단계를 포함하되, 상기 침지형 분리막을 이용하여 대상원수를 수처리하는 수처리장치와 상기 수처리된 처리수를 저장하는 하단 저류조가 일체화되고, 상기 수위계에서 측정된 하단 저류조의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관의 사이펀 구동수위가 설정 및 조절되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, as another means for achieving the above technical problem, the immersion-type water treatment and storage method of the siphon driving water level control method according to the present invention, a) set the siphon driving water level of the siphon pipe installed between the upper storage tank and the lower storage tank and Adjusting; b) checking whether or not the target raw water is supplied into the lower storage tank corresponding to the water level of the lower storage tank measured through the water level meter installed in the lower storage tank; c) opening the discharge water discharge valve installed on the outlet pipe of the siphon pipe, and opening the air control valve installed on the top of the siphon pipe to perform air venting; d) supplying target raw water from the upper storage tank to the lower storage tank by a siphon phenomenon; e) filtering the target raw water by a water level difference of a predetermined water level by driving the immersion type separation membrane in the lower storage tank; And f) opening the treated water discharge valve on the treated water pipe to store the treated water tank treated water, wherein a water treatment device for treating the target raw water using the immersion type separation membrane and a bottom for storing the treated water It is characterized in that the storage tank is integrated, and the siphon driving water level of the siphon pipe is set and adjusted in response to the water level of the lower storage tank measured by the water gauge.

본 발명에 따르면, 가뭄에 대처하여 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 사용할 수 있도록 빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수 등을 집수한 저류조 또는 저수지에서 상단 저류조와 하단 저류조가 수두차를 갖도록 사이펀 배관을 설치하되, 하단 저류조의 수위에 대응하여 사이펀 구동수위를 조절함으로써, 사이펀 현상에 의한 대상원수를 원활하게 공급하여 처리할 수 있다.According to the present invention, in order to cope with drought, siphon piping so that the upper reservoir and the lower reservoir have a head difference in a reservoir or reservoir that has collected rainwater, groundwater, surface water, or valley water so that it can be used as living water, landscaping water, industrial water, etc. By installing, but by adjusting the siphon driving water level in response to the water level in the lower storage tank, it is possible to smoothly supply and process the target raw water due to the siphon phenomenon.

본 발명에 따르면, 침지식 분리막을 이용하는 수처리장치와 하단 저류조를 일체로 형성함으로써, 대상원수의 수처리 및 저류를 동시에 수행할 수 있다.According to the present invention, water treatment and storage of target raw water can be simultaneously performed by integrally forming a water treatment device using an immersion type separation membrane and a bottom storage tank.

본 발명에 따르면, 하단 저류조가 일정 수위를 유지하도록 사이펀 배관 의해 취수되어 전달되는 대상원수의 유속변화 흐름을 제어함으로써 침지형 분리막의 물리적 세정이 가능하게 된다.According to the present invention, it is possible to physically clean the immersion-type separation membrane by controlling the flow rate change flow of the target water taken and delivered by the siphon pipe so that the lower storage tank maintains a constant water level.

도 1은 종래의 기술에 따른 중력 구동 방식의 수처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 섬유여과기 내에 침지형 분리막 모듈을 일체화한 수처리장치를 이용한 정수 처리 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 침지형 분리막 장치를 이용한 정수처리 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 수두차를 이용한 막여과 고도정수처리장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템에 적용되는 사이펀 배관을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템의 관리모듈을 구체적으로 나타내는 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템에서 침지형 분리막이 포함된 하단 저류조로 별도의 진공흡입펌프 없이 사이펀으로 유도된 일정 수위의 수두차에 의해 여과되는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법의 동작흐름도이다.
1 is a view schematically showing a gravity-driven water treatment apparatus according to the prior art.
2 is a view schematically showing a water treatment device in which an immersion type separation membrane module is integrated in a fiber filter according to the prior art.
FIG. 3 is a view schematically showing a water treatment system using a water treatment device in which an immersion type separation membrane module is integrated in a fiber filter shown in FIG. 2.
4 is a view schematically showing a water purification system using an immersion type membrane device according to the prior art.
5 is a view schematically showing a membrane filtration advanced water purification apparatus using a head difference according to the prior art.
6 is a view schematically showing an immersion-type water treatment and storage integrated system of a siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a siphon pipe applied to the immersion-type water treatment and storage integrated system of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram specifically showing a management module of an immersion-type water treatment and storage integrated system of a siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention.
9 is a immersion-type water treatment of a siphon driving water level control method and a storage integrated system according to an embodiment of the present invention, which is filtered by a water level difference induced by a siphon without a separate vacuum suction pump as a bottom storage tank including an immersion type separation membrane. It is a figure showing that.
10 is an operation flow diagram of the immersion-type water treatment and storage method of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, this means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as “… unit” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

[사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템(100)][Immersive water treatment and storage integrated system 100 with siphon driving water level control method]

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템에 적용되는 사이펀 배관을 설명하기 위한 도면이고, 6 is a view schematically showing an immersion type water treatment and storage integrated system of a siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a immersion type water treatment and storage integrated type of a siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention. It is a drawing to explain the siphon piping applied to the system.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템(100)은, 상단 저류조(110), 에어조절 밸브(120), 사이펀 배관(130), 하단 저류조(140), 수위계(150), 침지형 분리막(160), 처리수 탱크(170), 처리수 배관(180) 및 관리모듈(190)을 포함한다.Referring to Figure 6, the immersion-type water treatment and storage integrated system 100 of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention, the upper storage tank 110, the air conditioning valve 120, the siphon pipe 130, the lower It includes a storage tank 140, a water gauge 150, an immersion type separation membrane 160, a treated water tank 170, a treated water pipe 180, and a management module 190.

상단 저류조(110) 또는 저수지는 빗물, 지하수, 지표수, 계곡수 등의 대상원수를 저장하며, 이때, 상기 대상원수는 가뭄에 대처할 수 있도록 침지형 분리막(160)에 의해 수처리되어 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 사용된다. 또한, 상기 상단 저류조(110)는 외부에서 집수된 빗물, 계곡수 등에 포함된 협잡물을 1차적으로 스크린(111) 등의 필터로 제거할 수 있다. 여기서, h1은 상단 저류조(110) 내의 대상원수의 수위를 나타낸다. 예를 들면, 가뭄 발생 전에, 강우시 건축물 옥상, 지붕 표면, 녹지 등의 집수면으로부터 1차적으로 빗물 또는 지하수를 상단 저류조(110)에 저장하거나, 인근 지표수 또는 계곡수가 모여진 저류지로부터 별도의 유입관이 연결된 상단 저류조(110)에 저장될 수 있다.The upper reservoir 110 or reservoir stores target raw water, such as rainwater, groundwater, surface water, and valley water, wherein the target raw water is treated with water by the immersion type separation membrane 160 to cope with drought, and water for living, landscaping water, Used as industrial water. In addition, the upper storage tank 110 may primarily remove contaminants contained in rainwater, valley water, etc. collected from the outside with a filter such as a screen 111. Here, h1 represents the water level of the target source water in the upper storage tank 110. For example, before a drought occurs, rainwater or groundwater is primarily stored in the upper reservoir 110 from a water collecting surface such as a rooftop, roof surface, or green space during rainfall, or a separate inflow pipe from a reservoir where nearby surface water or valley water is collected. It may be stored in the connected upper storage tank (110).

에어조절 밸브(120)는 사이펀 배관(130) 상단에 설치되고, 상기 사이펀 배관(130)이 사이펀 구동될 수 있도록 상기 사이펀 배관(130) 내의 공기를 외부로 배출한다. The air control valve 120 is installed on the top of the siphon pipe 130, and discharges air in the siphon pipe 130 to the siphon pipe 130 so that the siphon drive.

사이펀 배관(130)은 취수배관(131), 유출배관(132) 및 방류수 배출밸브(133)를 포함하며, 상기 상단 저류조(110) 및 하단 저류조(140) 사이에 설치되어 사이펀 현상에 의해 상기 상단 저류조(110)에 저장된 대상원수를 하단 저류조(140)로 공급하며, 상기 사이펀 배관(130)의 구동수위가 조절된다. 여기서, h2는 상기 사이펀 배관(130)이 설치되는 제체의 높이를 나타내며, h3은 상단 저류조(110)의 하단과 상기 하단 저류조(140) 사이에서 조절되는 사이펀 구동수위를 나타낸다. 또한, 상기 방류수 배출밸브(133)는 관리모듈(190)에 의해 제어되는 전자식 솔레노이드 개폐밸브일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The siphon pipe 130 includes a water intake pipe 131, an outflow pipe 132, and a discharge water discharge valve 133, and is installed between the upper storage tank 110 and the lower storage tank 140, so that the upper side by siphon phenomenon The target raw water stored in the storage tank 110 is supplied to the lower storage tank 140, and the driving level of the siphon pipe 130 is adjusted. Here, h2 represents the height of the body where the siphon pipe 130 is installed, and h3 represents the siphon driving water level adjusted between the lower end of the upper storage tank 110 and the lower storage tank 140. In addition, the discharge water discharge valve 133 may be an electronic solenoid opening / closing valve controlled by the management module 190, but is not limited thereto.

하단 저류조(140)는 상기 상단 저류조(110)의 하부에 설치되어 상기 사이펀 배관(130)을 통해 공급되는 대상원수를 저장한다. 이때, 상기 하단 저류조(140)가 일정 수위를 유지하도록 상기 사이펀 배관(130)에 의해 취수되어 전달되는 대상원수의 유속변화 흐름을 제어함으로써 침지형 분리막(160)의 물리적 세정이 가능한 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 하단 저류조(140)의 방류 지점에서, 상기 하단 저류조(140)의 수직형 모듈로 설치된 침지형 분리막(140)의 간극 사이로 난류가 발생하도록 하여 분리막 표면의 농도분극을 완화함으로써 막오염에 의한 플럭스의 급격한 저감을 완화시키는 구조를 갖는다. 이에 따라, 상기 하단 저류조(140)의 경우, 사이펀 구동에 의해 일정한 수위를 유지하면서 상기 침지형 분리막(160)은 일정한 여과 수량을 확보할 수 있고, 동시에 난류 또는 와류 형성을 유도하여 분리막 표면에 쌓이는 탁질 등 오염물질을 일정 유속으로 탈리시켜 농도분극에 의한 플럭스 감소를 완화시킬 수 있다.The lower storage tank 140 is installed below the upper storage tank 110 to store the target raw water supplied through the siphon pipe 130. At this time, the lower storage tank 140 has a structure capable of physical cleaning of the immersion type separation membrane 160 by controlling the flow rate change flow of the target raw water taken and delivered by the siphon pipe 130 to maintain a constant water level. Specifically, at the discharge point of the lower storage tank 140, turbulence is generated between the gaps of the immersion-type separation membrane 140 installed as a vertical module of the lower storage tank 140 to mitigate the concentration polarization on the surface of the separation membrane to prevent membrane contamination. It has a structure to mitigate the rapid reduction of the flux. Accordingly, in the case of the lower storage tank 140, while maintaining a constant water level by siphon driving, the immersion type separation membrane 160 can secure a certain amount of filtration, and at the same time, induce turbulence or vortex formation, causing turbidity to accumulate on the surface of the separation membrane. It is possible to mitigate flux reduction caused by concentration polarization by dissociating pollutants such as at a constant flow rate.

또한, 상기 침지형 분리막(160)이 일체형으로 설치된 하단 저류조(140)의 경우, 상기 침지형 분리막의 유입부에 와류 형성을 유도하여 분리막 표면에 쌓이는 탁질 등 오염물질을 일정 유속으로 탈리시켜 농도분극에 의한 플럭스 감소를 완화시키기 위하여 선회류 흐름을 유도하는 구조를 갖고 있고, 이때, 부상된 플록 또는 입자들은 별도의 관으로 배출될 수 있다.In addition, in the case of the bottom storage tank 140 in which the immersion-type separation membrane 160 is integrally installed, induces vortex formation in the inflow portion of the immersion-type separation membrane, and removes contaminants such as turbidity accumulated on the surface of the separation membrane at a constant flow rate, resulting in concentration polarization. It has a structure that induces a swirl flow to mitigate the flux reduction, in which case the floated flocs or particles can be discharged into a separate tube.

수위계(150)는 상기 하단 저류조(140) 상에 설치되어 상기 하단 저류조(140)의 수위를 측정한다.The water level meter 150 is installed on the lower storage tank 140 to measure the water level of the lower storage tank 140.

침지형 분리막(160)은 상기 하단 저류조(140) 내에 설치되어 상기 대상원수를 수처리한다. 구체적으로, 상기 하단 저류조(140)의 하단에 일체형으로 설치되고, 수위에 대응하여 구동되는 침지형 분리막(160)은 부유물질이나 원충, 세균, 바이러스 등을 체가름 원리에 따라 입자의 크기로 분리하는 분리경이 공칭공경 0.1㎛ 내외의 정밀여과막을 사용한다. 즉, 상기 하단 저류조(140) 내에 설치된 침지형 분리막(160)은 공칭공경이 0.1㎛인 정밀여과 분리막 모듈로 형성되며, 상기 정밀여과 분리막 모듈은 중공사형 정밀여과 모듈이거나 평판형 정밀여과 모듈일 수 있고, 이때, 상기 중공사형 정밀여과 모듈은 수평으로 설치되는 중공사형 정밀여과막을 포함하고, 상기 사이펀 배관(130)에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 중공사형 정밀여과막의 수직방향으로 방류되며, 또한, 상기 평판형 정밀여과 모듈은 수직으로 설치되는 평판형 정밀여과막을 포함하며, 상기 사이펀 배관(130)에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 평판형 정밀여과막의 수평방향으로 방류될 수 있다.The immersion type separation membrane 160 is installed in the lower storage tank 140 to treat the target raw water. Specifically, the immersion type separation membrane 160, which is integrally installed at the bottom of the bottom storage tank 140 and driven in response to the water level, separates suspended substances, protozoa, bacteria, viruses, etc. into particle sizes according to the sieve principle. A fine filtration membrane with a separation diameter of about 0.1 µm is used. That is, the immersion type separation membrane 160 installed in the lower storage tank 140 is formed of a microfiltration separation membrane module having a nominal pore diameter of 0.1 µm, and the microfiltration separation membrane module may be a hollow fiber type precision filtration module or a plate type precision filtration module. At this time, the hollow fiber-type microfiltration module includes a hollow fiber-type microfiltration membrane that is horizontally installed, and turbulence or vortex generated by the siphon pipe 130 is discharged in the vertical direction of the hollow fiber-type microfiltration membrane. The flat-type microfiltration module includes a flat-type microfiltration membrane installed vertically, and turbulence or vortices generated by the siphon pipe 130 may be discharged in the horizontal direction of the flat-type microfiltration membrane.

처리수 탱크(170)는 상기 하단 저류조(140) 내의 침지형 분리막(160)에 의해 수처리된 처리수를 저장하며, 상기 처리수는 가뭄에 대처할 수 있도록 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 사용된다.The treated water tank 170 stores the treated water treated by the immersion type separation membrane 160 in the lower storage tank 140, and the treated water is used as living water, landscaping water, industrial water, etc. to cope with drought. .

처리수 배관(180)은 상기 하단 저류조(140) 및 처리수 탱크(170) 사이에 설치되어 상기 하단 저류조(140) 내의 침지형 분리막(160)에 의해 수처리된 처리수를 상기 처리수 탱크(170)로 배출한다. 이때, 상기 처리수 배관(180) 상에 설치된 처리수 배출밸브(181)의 개폐에 따라 처리수 배출이 제어되며, 상기 처리수 배출밸브(181)는 상기 관리모듈(190)에 의해 제어되는 전자식 솔레노이드 개폐밸브일 수 있다.The treated water pipe 180 is installed between the lower storage tank 140 and the treated water tank 170 to treat the treated water treated by the immersion type separation membrane 160 in the lower storage tank 140 to the treated water tank 170 To discharge. At this time, the treatment water discharge is controlled according to the opening and closing of the treatment water discharge valve 181 installed on the treatment water pipe 180, and the treatment water discharge valve 181 is an electronic type controlled by the management module 190 It may be a solenoid on-off valve.

관리모듈(190)은 상기 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동수위를 설정 및 조절하도록 상기 수위계(150)에서 측정된 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 사이펀 배관(130)을 구동하여 방류수 배출을 제어하며, 또한, 상기 관리모듈(190)은 침지식 분리막(160)의 구동을 제어하며, 상기 하단 저류조(140)의 처리수 배출을 제어할 수 있다.The management module 190 drives the siphon pipe 130 in response to the water level of the lower reservoir 140 measured by the water gauge 150 to set and adjust the siphon driving water level of the siphon pipe 130 to discharge discharged water. In addition, the management module 190 may control the driving of the immersion type separation membrane 160 and control the discharge of treated water from the lower storage tank 140.

이에 따라, 사이펀 현상을 유도하여 일정한 수위를 유지하면서 별도의 진공펌프 없이 저류조 자체의 내부 압력으로 하단 저류조(140) 하부에 설치되는 침지식 분리막(160), 예를 들면, 중공사형 또는 평판형 분리막을 통해 유입되는 대상원수의 오염물질이 제거되고, 대상원수가 수처리된다.Accordingly, by inducing a siphon phenomenon, while maintaining a constant water level, the immersion type separation membrane 160 installed at the lower storage tank 140 under the internal pressure of the storage tank itself, without a separate vacuum pump, for example, a hollow fiber or flat type membrane The contaminants of the target raw water flowing through are removed, and the target raw water is treated.

다시 말하면, 상기 하단 저류조(140)와 연결된 사이펀 배관(130)의 수위차로 사이펀 구동력을 발생시킴으로써 상기 하단 저류조(140)의 수위를 일정하게 유지하면서 하단 저류조(140) 내에 설치된 침지형 분리막(160)인 정밀여과막에 의해 투과되도록 하여 별도의 진공 펌프나 외력 없이 중력 또는 수위차에 의해 구동하여 처리한 후, 상기 침지형 분리막(160)에 의해 수처리된 처리수를 처리수 탱크(170)로 공급하여 저장한다. 이에 따라, 사이펀 배관(130)에 의해 전달되는 대상원수인 유입수는 침지형 분리막(160)인 수직형 모듈 중심부에 난류 또는 와류 형성을 유도함으로써 상기 침지형 분리막(160)의 표면에 쌓이는 탁질 등 오염물질을 일정 유속으로 탈리시켜 농도분극에 의한 플럭스 감소를 완화시킬 수 있다.In other words, the immersion-type separation membrane 160 installed in the lower storage tank 140 while maintaining a constant water level in the lower storage tank 140 by generating a siphon driving force due to a difference in water level between the lower storage tank 140 and the siphon pipe 130 connected to the lower storage tank 140 After passing through the microfiltration membrane and driving it by gravity or water level difference without a separate vacuum pump or external force, the treated water treated by the immersion type separation membrane 160 is supplied to the treated water tank 170 and stored. . Accordingly, the inflow water, which is the target raw water delivered by the siphon pipe 130, induces turbulence or vortex formation in the center of the vertical module that is the immersion type separation membrane 160, thereby contaminating contaminants such as turbidity accumulated on the surface of the immersion type separation membrane 160. By desorption at a constant flow rate, flux reduction due to concentration polarization can be alleviated.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템(100)은, 상부 사이펀 현상을 유도할 수 있는 대상원수, 예를 들면, 빗물, 지하수 또는 계곡수를 직접적으로 활용하기 하거나 별도의 저류시설이 있는 경우, 대상원수를 사이펀 배관(130)에 의해 이송할 수 있는 취수배관(131)이 연결되고, 사이펀 현상을 유도할 수 있도록 하단 저류조(140)에 방류수 유출배관(132)이 항상 내부의 물에 담겨져 있도록 한다.Specifically, the immersion-type water treatment and storage integrated system 100 of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention directly directs source water that can induce an upper siphon phenomenon, for example, rainwater, groundwater, or valley water. When utilized as a storage facility or a separate storage facility, the intake pipe 131 capable of transferring the target raw water by the siphon pipe 130 is connected, and the discharged water is discharged to the lower storage tank 140 to induce a siphon phenomenon. The pipe 132 is always immersed in the water inside.

이러한 사이펀 현상은 상부의 취수배관(131)과 하부의 방류수 유출배관(132)이 물로 채워지고, 외부의 공기가 차단된 상태에서 발생하게 되는데, 이때, 별도의 펌프와 펌프 유입관을 통해 유출배관(132)을 물로 채워 진공상태를 유지시킨다. 사이펀 유도 이후에 상부 취수배관(131)을 통해 하단 저류조(140)에 목표수위 이상 채워지면, 외부 공기를 유도하여 사이펀 유도를 억제하고, 일정 수위를 유도하도록 하며, 하단 저류조(140) 내의 침지형 분리막(160)에 의해 대상원수를 수처리한다. 이때, 상기 침지형 분리막(160)에 의해 대상원수를 여과할 경우, 사이펀에 의한 하단 저류조(140)의 강한 흐름 현상은 상기 침지형 분리막(160) 표면의 오염물질을 제거하여 물리적으로 세정할 수 있다.This siphon phenomenon occurs when the upper intake pipe 131 and the lower effluent outlet pipe 132 are filled with water, and the outside air is blocked, at this time, through the separate pump and pump inlet pipe Fill (132) with water to maintain a vacuum. After the siphon induction, if the lower storage tank 140 is filled with a target level or higher through the upper water intake pipe 131, the external air is induced to suppress the siphon induction, to induce a constant water level, and to be immersed in the lower storage tank 140. The target raw water is treated by 160. At this time, when the target raw water is filtered by the immersion type separation membrane 160, a strong flow phenomenon of the bottom storage tank 140 by a siphon can be physically cleaned by removing contaminants on the surface of the immersion type separation membrane 160.

상기 사이펀 구동력에 의한 사이펀 배관(130)에서는 수위차가 있는 상부 저류조(110) 또는 저수지 수면위에 위치와 하단 저류조(140) 또는 침지형 분리막(160)에 방류되는 사이펀 배관(130)상의 유속은 다음의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In the siphon pipe 130 by the siphon driving force, the flow rate on the siphon pipe 130 discharged to the upper storage tank 110 or the reservoir surface with the difference in water level and the lower storage tank 140 or the immersion type separation membrane 160 is as follows. It can be expressed as Equation 1 and Equation 2.

구체적으로, 사이펀 배관(130)의 유속 관련 모델은 관로의 손실이 없다고 가정하면, 다음의 수학식 1과 같은 베르누이 식으로 설명된다.Specifically, assuming that there is no loss of the pipeline, the model related to the flow rate of the siphon pipe 130 is described by the Bernoulli equation as in Equation 1 below.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서,

Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
은 상단 저류조(110) 또는 저수지 수면위의 위치 지점에서의 압력, 속도 및 지면 높이를 각각 나타내며, 또한,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
Figure pat00012
은 사이펀 배관(130) 하단부의 방류되는 지점에서의 압력, 속도 및 지면 높이를 각각 나타내며, 또한,
Figure pat00013
는 물의 비중을 나타내고,
Figure pat00014
는 중력가속도를 나타낸다.here,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
Denotes the pressure, speed, and ground height at the location of the upper reservoir 110 or above the reservoir surface, and
Figure pat00010
,
Figure pat00011
And
Figure pat00012
Represents the pressure, speed, and ground height at the discharge point of the lower portion of the siphon pipe 130, and
Figure pat00013
Denotes the specific gravity of water,
Figure pat00014
Indicates the gravitational acceleration.

따라서 상기 사이펀 배관(130)에 의해 수처리장치가 포함된 하단 저류조(140)로 방류가 일어나면, 상기 상단 저류조(110) 또는 저수지의 물이 감소하게 되나 일정시간 동안 방류되는 양이 전체 저류조 양 또는 저수지의 규모가 더 크므로 짧은 시간 동안 상기 상단 저류조(110) 또는 저수지의 수위 감소는 매우 작고, 상단 저류조(110) 또는 저수지의 유속은 무시할 수 있다.Therefore, when discharge occurs to the lower storage tank 140 including the water treatment device by the siphon pipe 130, the water in the upper storage tank 110 or the reservoir is reduced, but the amount discharged for a certain period of time is the total storage tank amount or the reservoir. Since the scale of the is larger, the water level decrease in the upper reservoir 110 or reservoir for a short time is very small, and the flow rate of the upper reservoir 110 or reservoir can be neglected.

그러나 상기 상단 저류조(110)의 시설규모가 크지 않을 경우, 사이펀 배관(130)의 입경과 밸브조절을 통한 방류량을 조절한다. 이러한 경우, 침지형 분리막(160) 등 수처리시설의 경우, 일정한 수위차에 의해 여과되기 때문에 하단 저류조(140)의 여과수량을 고려하여 방류한다. 특히, 저수지의 경우, 수면과 방류되는 위치는 개방된 공간으로 압력은 대기압으로서 서로 동일하므로, 수학식 1을 간단히 정리하면 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.However, when the facility size of the upper storage tank 110 is not large, the amount of discharge through the particle diameter of the siphon pipe 130 and the valve control is adjusted. In this case, in the case of a water treatment facility such as an immersion type separation membrane 160, it is filtered in consideration of the amount of filtered water in the lower storage tank 140 because it is filtered by a constant water level difference. Particularly, in the case of a reservoir, since the water surface and the discharged position are open spaces and the pressure is the same as atmospheric pressure, the equation 1 can be briefly summarized as in equation 2.

Figure pat00015
Figure pat00015

여기서,

Figure pat00016
은 사이펀 구동력에 의한 방류 유속이고, 저수지 수면 높이(
Figure pat00017
)와 방류 위치 높이(
Figure pat00018
) 차에 의해 방류가 발생하는 것을 의미한다. 즉, 수위차에 비례하여 방류속도가 결정되는 것을 의미한다.here,
Figure pat00016
Is the discharge flow rate due to the siphon driving force, and the reservoir surface height (
Figure pat00017
) And discharge position height (
Figure pat00018
) It means that discharge occurs by the car. That is, it means that the discharge rate is determined in proportion to the water level difference.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템(100)은, 빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수 등을 집수하여 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 이용하는 도서지역의 소규모 저류조에서, 사이펀 현상에 의해 수위가 조절이 가능한 침지형 분리막((160)이 하단 저류조(140)의 하단에 일체형으로 설치됨으로써 사이펀 현상에 의한 구동수위를 유지하며 침지형 분리막(160)으로 여과할 수 있다.Accordingly, the immersion-type water treatment and storage integrated system 100 of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention collects rainwater, groundwater, surface water, or valley water, and uses it as living water, landscaping water, industrial water, etc. In a small-scale storage tank in an island region, the immersion type separation membrane 160 whose water level can be adjusted by a siphon phenomenon is integrally installed at the bottom of the lower storage tank 140 to maintain the driving level due to the siphon phenomenon and to the immersion type separation membrane 160. Can be filtered.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템(100)은, 댐 등의 인공구조물에 가두어진 호소수나 저수지의 원수를 유입수로 하는 경우, 수위차가 수처리 시설보다 높은 경우에도 사이펀에 의한 관내 유속을 구동력으로 하여 침지형 분리막(160)이 포함된 하단 저류조(140)의 수위를 조절함으로써 별도의 이송펌프 등이 없이도 여과할 수 있다.In addition, the immersion-type water treatment and storage integrated system 100 of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention, when the source water of the reservoir or the reservoir trapped in the artificial structures such as dams as the influent, the water level difference than the water treatment facility Even in a high case, by controlling the water level of the lower storage tank 140 including the immersion type separation membrane 160 by using the flow velocity in the pipe by the siphon as a driving force, it can be filtered without a separate transfer pump.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템은, 예를 들면, 빗물을 대상원수로 사용하는 경우, 수처리장치인 침지형 분리막(160)이 일체형으로 포함된 저류조와 수위차 있는 집수면 있는 건물로부터, 또는 댐 등의 인공구조물이 있는 저수지내 호소수 또는 계곡수를 활용하는 경우, 사이펀 현상을 유도하는 사이펀 배관(130)을 설치함으로써 펌프나 외력 없이 중력에 의해 높은 곳의 원수가 더 높은 곳을 지나도 낮은 곳으로 흐르는 현상을 이용한다. 즉, 사이펀 현상을 이용할 수 있는 상단 저류조(110) 및 하단 저류조(140)에서 상부에서 하부로 사이펀 현상에 의해 대상원수가 이송되고, 상기 하단 저류조(140)에는 항상 일정한 수위를 유지함으로써 내부의 침지형 분리막(160)은 별도의 진공펌프 없이도 내부 압력 또는 수위차에 대상원수를 여과할 수 있다.In addition, the immersion-type water treatment and storage integrated system of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention, for example, when using rainwater as a target raw water, the storage tank is a water treatment device immersion type separation membrane 160 is integrally included When using lake water or valley water from a building with a water level difference, or a reservoir with artificial structures such as a dam, by installing a siphon pipe 130 that induces a siphon phenomenon, it is high by gravity without pump or external force. It takes advantage of the phenomenon that the enemies of a place flow to a low place even after passing through a higher place. That is, the target raw water is transferred from the upper storage tank 110 and the lower storage tank 140, which can use the siphon phenomenon, from the upper to the lower, by the siphon phenomenon, and the lower storage tank 140 is always immersed by maintaining a constant water level. The separation membrane 160 may filter the target raw water at an internal pressure or level difference without a separate vacuum pump.

또한, 상기 하단 저류조(140)가 일정 수위를 유지하도록 사이펀 배관(130)에 의해 전달되는 유속변화 흐름을 제어함으로써 침지형 분리막(160)의 물리적 세정이 가능하여 기존의 분리막 구동을 위한 별도의 고압펌프를 필요로 하지 않는다.In addition, by controlling the flow rate change flow transmitted by the siphon pipe 130 so that the lower storage tank 140 maintains a constant water level, physical cleaning of the immersion type separation membrane 160 is possible, so that a separate high pressure pump for driving the existing separation membrane is provided. Does not need.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템의 관리모듈을 구체적으로 나타내는 구성도이다.On the other hand, Figure 8 is a configuration diagram specifically showing the management module of the immersion-type water treatment and storage integrated system of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템의 관리모듈(190)은, 하단 저류조 수위 확인부(191), 사이펀 구동수위 조절부(192), 제어부(193), 사이펀 배관 구동부(194) 및 침지식 분리막 구동부(195)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the management module 190 of the immersion-type water treatment and storage integrated system of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention includes a lower storage tank water level checking unit 191, a siphon driving water level adjusting unit 192, The control unit 193 may include a siphon pipe driving unit 194 and an immersion type membrane driving unit 195.

상기 관리모듈(190)의 하단 저류조 수위 확인부(191)는 상기 수위계(150)에 의해 측정된 상기 하단 저류조(140)의 수위를 확인한다.The lower reservoir level check unit 191 of the management module 190 checks the water level of the lower reservoir 140 measured by the water level meter 150.

상기 관리모듈(190)의 사이펀 구동수위 조절부(192)는 상기 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관(130)의 구동수위를 설정 및 조절한다.The siphon driving water level control unit 192 of the management module 190 sets and adjusts the driving water level of the siphon pipe 130 in response to the water level of the lower storage tank 140.

상기 관리모듈(190)의 제어부(193)는 상기 사이펀 구동수위 조절부(192)에서 조절된 구동수위에 따라 상기 사이펀 배관(130)의 구동을 제어한다.The control unit 193 of the management module 190 controls the driving of the siphon pipe 130 according to the driving level adjusted by the siphon driving water level adjusting unit 192.

상기 관리모듈(190)의 사이펀 배관 구동부(194)는 상기 사이펀 배관(130)이 작동하도록 상기 에어조절 밸브(120) 및 방류수 배출밸브(133)의 개폐를 구동한다.The siphon pipe driving unit 194 of the management module 190 drives opening and closing of the air control valve 120 and the discharge water discharge valve 133 so that the siphon pipe 130 operates.

상기 관리모듈(190)의 침지식 분리막 구동부(195)는 상기 하단 저류조(140) 내에 설치된 침지식 분리막(160)이 수처리할 수 있도록 구동한다.The immersion separation membrane driving unit 195 of the management module 190 is driven so that the immersion separation membrane 160 installed in the lower storage tank 140 can perform water treatment.

한편, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템에서 침지형 분리막이 포함된 하단 저류조로 별도의 진공흡입펌프 없이 사이펀으로 유도된 일정 수위의 수두차에 의해 여과되는 것을 나타내는 도면이다.On the other hand, Figure 9 is a siphon-driven water level control method according to an embodiment of the present invention in the immersion-type water treatment and storage integrated system to the bottom storage tank containing the immersion-type separation membrane by a water level difference induced by siphon without a separate vacuum suction pump It is a figure showing what is filtered.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템(100)에서, 침지형 분리막(160)이 포함된 하단 저류조(140)는 별도의 진공흡입펌프 없이도 사이펀 배관(130)의 사이펀 현상으로 유도된 대상원수를 일정 수위의 수두차에 의해 여과하여 수처리할 수 있고, 이때, 상기 침지형 분리막(160)을 이용한 수처리장치가 상기 하단 저류조(140) 내에 일체화됨으로써, 대상원수의 수처리 및 저류를 동시에 수행할 수 있다.As shown in Figure 9, in the immersion-type water treatment and storage integrated system 100 of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention, the lower storage tank 140 containing the immersion type separation membrane 160 is a separate vacuum suction The target raw water induced by the siphon phenomenon of the siphon pipe 130 can be filtered and treated by water without a pump, and at this time, a water treatment device using the immersion type separation membrane 160 is disposed in the lower storage tank 140. By being integrated, it is possible to simultaneously perform water treatment and storage of the target raw water.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면, 도서지역의 소규모 용수공급시설 또는 마을상수도의 경우 가뭄 대응으로 빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수 등을 생활용수, 조경용수 또는 농업용수로 공급할 수 있다. 즉, 재난 발생시 별도의 전력 없이 자체적으로 사이펀 배관(130)에 의한 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템으로 비상용수를 공급함으로써 비용을 최소화하면서 현장 특성에 맞춤형으로 안전하고 안정적인 용수를 공급할 수 있다.Accordingly, according to an embodiment of the present invention, in the case of a small-scale water supply facility or a village waterworks in an island region, rainwater, groundwater, surface water, or valley water can be supplied as living water, landscaping water, or agricultural water in response to drought. In other words, in the event of a disaster, by supplying emergency water to the immersion-type water treatment and storage integrated system of the siphon driving water level control method by the siphon piping 130 itself, without additional power, it is possible to supply safe and stable water tailored to the characteristics of the site while minimizing costs. Can be.

[사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법][Immersive water treatment and storage method of siphon driving water level control method]

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법의 동작흐름도이다.10 is an operation flow diagram of the immersion-type water treatment and storage method of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법은, 먼저, 상단 저류조(110)와 하단 저류조(140) 사이에 설치된 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동수위를 설정 및 조절한다(S110).Referring to Figure 10, the immersion-type water treatment and storage method of the siphon driving water level control method according to an embodiment of the present invention, first, siphon driving of the siphon pipe 130 installed between the upper storage tank 110 and the lower storage tank 140 Set and adjust the water level (S110).

다음으로, 상기 하단 저류조(140)에 설치된 수위계(150)를 통해 측정된 상기 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 상기 하단 저류조(140) 내에 대상원수를 공급할지 여부를 확인한다(S120).Next, it is determined whether or not to supply the target raw water to the lower storage tank 140 in correspondence with the water level of the lower storage tank 140 measured through the water level meter 150 installed in the lower storage tank 140 (S120).

다음으로, 상기 사이펀 배관(130)의 유출배관(132) 상에 설치된 방류수 배출밸브(133)를 개방하고, 상기 사이펀 배관(130) 상단에 설치된 에어조절 밸브(120)를 개방하여 에어벤트를 실시한다(S130).Next, opening the discharge water discharge valve 133 installed on the outlet pipe 132 of the siphon pipe 130, and opening the air control valve 120 installed on the top of the siphon pipe 130 to perform air venting (S130).

다음으로, 사이펀 현상에 의해 상기 상단 저류조(110)로부터 상기 하단 저류조(140)로 대상원수를 공급한다(S140). 이때, 상기 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동력을 전달하는 유속(

Figure pat00019
)은
Figure pat00020
로 주어지고, 여기서,
Figure pat00021
은 사이펀 구동력에 의한 사이펀 배관(130)의 방류 유속이고, 상단 저류지(110)의 수면 높이(
Figure pat00022
)와 하단 저류조(140)의 방류 위치 높이(
Figure pat00023
) 차에 의해 방류가 발생하며, 수위차에 비례하여 방류속도가 결정된다.Next, the target raw water is supplied from the upper storage tank 110 to the lower storage tank 140 by a siphon phenomenon (S140). At this time, the flow rate (transmitting the siphon driving force of the siphon pipe 130)
Figure pat00019
)silver
Figure pat00020
Is given by, where,
Figure pat00021
Is the discharge flow rate of the siphon pipe 130 by the siphon driving force, and the water surface height of the upper reservoir 110 (
Figure pat00022
) And the discharge position height of the lower storage tank 140 (
Figure pat00023
) Discharge is generated by the car, and the discharge rate is determined in proportion to the water level difference.

다음으로, 상기 하단 저류조(140) 내의 침지식 분리막(160)을 구동하여 일정 수위의 수두차에 의해 대상원수를 여과 및 수처리한다(S150). 구체적으로, 상기 사이펀 배관(130)에 의해 상기 하단 저류조(140)로 방류가 일어나면, 상기 상단 저류조(110) 또는 저수지의 물이 감소하게 되지만, 일정시간 동안 방류되는 양이 전체 저류조 양 또는 저수지의 규모가 더 크므로 짧은 시간동안 상기 상단 저류조(110) 또는 저수지의 수위 감소는 매우 작아 저류조 또는 저수지 수면 속도는 무시할 수 있다. 그러나 상단 저류조(110)의 시설의 규모가 크지 않을 경우, 상기 사이펀 배관(130)의 입경과 밸브 조절을 통해 방류량을 조절할 수 있다. 이러한 경우, 침지형 분리막(160)은 일정한 수위차에 의해 여과되기 때문에 하단 저류조(140)의 여과수량을 고려하여 방류하는 것이 바람직하다.Next, by driving the immersion type separation membrane 160 in the lower storage tank 140, the target raw water is filtered and treated by water head difference at a certain level (S150). Specifically, when the discharge to the lower reservoir 140 by the siphon pipe 130 occurs, the water in the upper reservoir 110 or reservoir is reduced, but the amount discharged for a certain period of time is the total amount of reservoir or reservoir Since the scale is larger, the water level decrease in the upper reservoir 110 or reservoir for a short period of time is very small, so the reservoir or reservoir sleep speed can be neglected. However, when the size of the facility of the upper storage tank 110 is not large, the discharge amount can be adjusted by adjusting the particle diameter and the valve of the siphon pipe 130. In this case, since the immersion type separation membrane 160 is filtered by a constant water level difference, it is preferable to discharge the water in consideration of the filtered water amount of the lower storage tank 140.

다음으로, 처리수 배관(180)상의 처리수 배출밸브(181)를 개방하여 처리수 탱크(170)에 처리수를 저장한다(S160).Next, the treated water discharge valve 181 on the treated water pipe 180 is opened to store the treated water in the treated water tank 170 (S160).

이때, 상기 침지형 분리막(160)을 이용하여 대상원수를 수처리하는 수처리장치와 상기 수처리된 처리수를 저장하는 하단 저류조(140)가 일체화되고, 상기 수위계(150)에서 측정된 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동수위가 설정 및 조절될 수 있다.At this time, a water treatment device for water-processing the target raw water using the immersion type separation membrane 160 and a bottom storage tank 140 for storing the water-treated water are integrated, and the bottom storage tank 140 measured by the water level meter 150 is integrated. The siphon driving water level of the siphon pipe 130 may be set and adjusted in response to the water level.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 가뭄에 대처하여 생활용수, 조경용수, 공업용수 등으로 사용할 수 있도록 빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수 등을 집수한 저류조 또는 저수지에서 상단 저류조와 하단 저류조가 수두차를 갖도록 사이펀 배관을 설치하되, 하단 저류조의 수위에 대응하여 사이펀 구동수위를 조절함으로써, 사이펀 현상에 의한 대상원수를 원활하게 공급하여 처리할 수 있고, 또한, 침지식 분리막을 이용하는 수처리장치와 하단 저류조를 일체로 형성함으로써, 대상원수의 수처리 및 저류를 동시에 수행할 수 있으며, 또한, 하단 저류조가 일정 수위를 유지하도록 사이펀 배관 의해 취수되어 전달되는 대상원수의 유속변화 흐름을 제어함으로써 침지형 분리막의 물리적 세정이 가능하게 된다.After all, according to an embodiment of the present invention, the upper reservoir and the lower reservoir in the reservoir or reservoir that collected rainwater, groundwater, surface water, or valley water so that it can be used as living water, landscaping water, industrial water, etc. in response to drought Siphon piping is installed to have a difference, but by controlling the siphon driving water level in response to the water level in the lower storage tank, the target raw water due to the siphon phenomenon can be smoothly supplied and processed. In addition, the water treatment device and the bottom using an immersion separation membrane By forming the storage tank integrally, water treatment and storage of the target raw water can be performed simultaneously, and also, by controlling the flow rate change flow of the target raw water taken and delivered by the siphon pipe so that the lower storage tank maintains a constant water level, the physical of the immersion type separation membrane Cleaning becomes possible.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration only, and those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.

100: 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템
110: 상단 저류조(또는 저수지) 120: 에어조절 밸브
130: 사이펀 배관 140: 하단 저류조
150: 수위계 160: 침지형 분리막
170: 처리수 탱크 180: 처리수 배관
190: 관리모듈 111: 스크린(필터)
131: 취수배관 132: 유출배관
133: 방류수 배출밸브 181: 처리수 배출밸브
191: 하단 저류조 수위 확인부 192: 사이펀 구동수위 조절부
193: 제어부 194: 사이펀 배관 구동부
195: 침지식 분리막 구동부
100: Immersion type water treatment and storage integrated system
110: upper storage tank (or reservoir) 120: air control valve
130: siphon pipe 140: bottom storage tank
150: water gauge 160: immersion type separation membrane
170: treated water tank 180: treated water piping
190: management module 111: screen (filter)
131: intake piping 132: outflow piping
133: discharge water discharge valve 181: treated water discharge valve
191: lower reservoir level check unit 192: siphon drive water level control unit
193: control unit 194: siphon pipe driving unit
195: immersion type membrane driving unit

Claims (14)

빗물, 지하수, 지표수 또는 계곡수의 대상원수를 저장하는 상단 저류조(110);
상기 상단 저류조(110)의 하부에 설치되어 사이펀 배관(130)을 통해 공급되는 대상원수를 저장하는 하단 저류조(140);
취수배관(131), 유출배관(132) 및 방류수 배출밸브(133)를 포함하며, 상기 상단 저류조(110) 및 하단 저류조(140) 사이에 설치되어 사이펀 현상에 의해 상기 상단 저류조(110)에 저장된 대상원수를 하단 저류조(140)로 공급하는 사이펀 배관(130);
상기 사이펀 배관(130) 상단에 설치되고, 상기 사이펀 배관(130)이 사이펀 구동될 수 있도록 상기 사이펀 배관(130) 내의 공기를 외부로 배출하는 에어조절 밸브(120);
상기 하단 저류조(140) 상에 설치되어 상기 하단 저류조(140)의 수위를 측정하는 수위계(150);
상기 하단 저류조(140) 내에 설치되어 상기 대상원수를 수처리하는 침지형 분리막(160);
상기 하단 저류조(140) 내의 침지형 분리막(160)에 의해 수처리된 처리수를 저장하는 처리수 탱크(170); 및
상기 수위계(150)에서 측정된 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동수위를 설정 및 조절하고, 상기 사이펀 배관(130)을 구동하여 방류수 배출을 제어하는 관리모듈(190)을 포함하되,
상기 침지형 분리막(160)을 이용하여 대상원수를 수처리하는 수처리장치와 상기 수처리된 처리수를 저장하는 하단 저류조(140)가 일체화된 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
An upper storage tank 110 for storing target water of rainwater, groundwater, surface water, or valley water;
A lower storage tank 140 installed at a lower portion of the upper storage tank 110 to store the target raw water supplied through the siphon pipe 130;
It includes a water intake pipe 131, an outflow pipe 132 and a discharge water discharge valve 133, and is installed between the upper storage tank 110 and the lower storage tank 140 and stored in the upper storage tank 110 by a siphon phenomenon. Siphon pipe 130 for supplying the target raw water to the lower storage tank 140;
An air control valve 120 which is installed on the siphon pipe 130 and discharges air in the siphon pipe 130 to the siphon pipe 130 so as to be siphon driven;
A water level meter 150 installed on the lower storage tank 140 to measure the water level of the lower storage tank 140;
An immersion type separation membrane 160 installed in the lower storage tank 140 to treat the target raw water;
A treated water tank 170 for storing the treated water treated by the immersion type separation membrane 160 in the lower storage tank 140; And
Management module for setting and adjusting the siphon driving water level of the siphon pipe 130 in response to the water level of the lower storage tank 140 measured by the water gauge 150, and controlling the discharge of discharged water by driving the siphon pipe 130 (190) including,
An immersion-type water treatment and storage integrated system of a siphon driving water level control method, characterized in that a water treatment device for water-processing the target raw water using the immersion type separation membrane 160 and a lower storage tank 140 for storing the water-treated water are integrated.
제1항에 있어서,
상기 하단 저류조(140) 및 처리수 탱크(170) 사이에 설치되어 상기 하단 저류조(140) 내의 침지형 분리막(160)에 의해 수처리된 처리수를 상기 처리수 탱크(170)로 배출하는 처리수 배관(180)을 추가로 포함하며, 상기 관리모듈(190)은 상기 처리수 배관(180) 상에 설치된 처리수 배출밸브(181)를 개폐하여 처리수 배출을 제어하는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
According to claim 1,
A treatment water pipe installed between the lower storage tank 140 and the treated water tank 170 to discharge the treated water treated by the immersion type separation membrane 160 in the lower storage tank 140 to the treated water tank 170 ( 180), the management module 190 is siphon driving water level control method characterized in that to control the discharge of treated water by opening and closing the treated water discharge valve 181 installed on the treated water pipe 180 Immersion type water treatment and storage integrated system.
제1항에 있어서,
상기 하단 저류조(140)가 일정 수위를 유지하도록 상기 사이펀 배관(130)에 의해 취수되어 전달되는 대상원수의 유속변화 흐름을 제어함으로써 상기 침지형 분리막(160)의 물리적 세정이 가능한 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
According to claim 1,
Siphon drive characterized in that physical cleaning of the immersion type separation membrane (160) is possible by controlling the flow rate change flow of the target water taken and delivered by the siphon pipe (130) so that the lower storage tank (140) maintains a constant water level. Water level control type immersion type water treatment and storage integrated system.
제1항에 있어서,
상기 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동력을 전달하는 유속(
Figure pat00024
)은
Figure pat00025
로 주어지고, 여기서,
Figure pat00026
은 사이펀 구동력에 의한 사이펀 배관(130)의 방류 유속이고, 상단 저류지(110)의 수면 높이(
Figure pat00027
)와 하단 저류조(140)의 방류 위치 높이(
Figure pat00028
) 차에 의해 방류가 발생하며, 수위차에 비례하여 방류속도가 결정되는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
According to claim 1,
Flow rate (transmitting the siphon driving force of the siphon pipe 130)
Figure pat00024
)silver
Figure pat00025
Is given by, where,
Figure pat00026
Is the discharge flow rate of the siphon pipe 130 by the siphon driving force, and the water surface height of the upper reservoir 110 (
Figure pat00027
) And the discharge position height of the lower storage tank 140 (
Figure pat00028
) Discharge is generated by the car, and the discharge speed is determined in proportion to the water level difference.
제1항에 있어서,
상기 하단 저류조(140) 내에 설치된 침지형 분리막(160)은 공칭공경이 0.1㎛인 정밀여과 분리막 모듈로 형성되며, 상기 정밀여과 분리막 모듈은 중공사형 정밀여과 모듈이거나 평판형 정밀여과 모듈인 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
According to claim 1,
The immersion type separation membrane 160 installed in the lower storage tank 140 is formed of a precision filtration separation membrane module having a nominal pore diameter of 0.1 µm, and the precision filtration separation membrane module is a hollow fiber type precision filtration module or a flat type precision filtration module. Siphon driven water level immersion type water treatment and storage integrated system.
제5항에 있어서,
상기 중공사형 정밀여과 모듈은 수평으로 설치되는 중공사형 정밀여과막을 포함하고, 상기 사이펀 배관(130)에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 중공사형 정밀여과막의 수직방향으로 방류되는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
The method of claim 5,
The hollow fiber-type microfiltration module includes a hollow fiber-type microfiltration membrane installed horizontally, and turbulence or vortex generated by the siphon pipe 130 is discharged in the vertical direction of the hollow fiber-type microfiltration membrane. Water level control type immersion type water treatment and storage integrated system.
제5항에 있어서,
상기 평판형 정밀여과 모듈은 수직으로 설치되는 평판형 정밀여과막을 포함하며, 상기 사이펀 배관(130)에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 평판형 정밀여과막의 수평방향으로 방류되는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
The method of claim 5,
The flat-type microfiltration module includes a flat-type microfiltration membrane installed vertically, and turbulence or vortices generated by the siphon pipe 130 are discharged in the horizontal direction of the flat-type microfiltration membrane. Water level control type immersion type water treatment and storage integrated system.
제1항에 있어서, 상기 관리모듈(190)은,
상기 수위계(150)에 의해 측정된 상기 하단 저류조(140)의 수위를 확인하는 하단 저류조 수위 확인부(191);
상기 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관(130)의 구동수위를 설정 및 조절하는 사이펀 구동수위 조절부(192);
상기 사이펀 구동수위 조절부(192)에서 조절된 구동수위에 따라 상기 사이펀 배관(130)의 구동을 제어하는 제어부(193);
상기 사이펀 배관(130)이 작동하도록 상기 에어조절 밸브(120) 및 방류수 배출밸브(133)의 개폐를 구동하는 사이펀 배관 구동부(194); 및
상기 하단 저류조(140) 내에 설치된 침지식 분리막(160)이 수처리할 수 있도록 구동하는 침지식 분리막 구동부(195)를 포함하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 일체형 시스템.
The method of claim 1, wherein the management module 190,
A lower reservoir level check unit 191 for checking the water level of the lower reservoir 140 measured by the water level meter 150;
A siphon driving water level control unit 192 for setting and adjusting the driving water level of the siphon pipe 130 in correspondence with the water level of the lower storage tank 140;
A control unit 193 for controlling the driving of the siphon pipe 130 according to the driving level adjusted by the siphon driving water level adjusting unit 192;
A siphon pipe driver 194 for driving opening and closing of the air control valve 120 and the discharge water discharge valve 133 so that the siphon pipe 130 operates; And
An immersion type water treatment and storage integrated system of a siphon driving water level control method including an immersion type separation membrane driving unit 195 for driving the immersion type separation membrane 160 installed in the lower storage tank 140 for water treatment.
a) 상단 저류조(110)와 하단 저류조(140) 사이에 설치된 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동수위를 설정 및 조절하는 단계;
b) 상기 하단 저류조(140)에 설치된 수위계(150)를 통해 측정된 상기 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 상기 하단 저류조(140) 내에 대상원수를 공급할지 여부를 확인하는 단계;
c) 상기 사이펀 배관(130)의 유출배관(132) 상에 설치된 방류수 배출밸브(133)를 개방하고, 상기 사이펀 배관(130) 상단에 설치된 에어조절 밸브(120)를 개방하여 에어벤트를 실시하는 단계;
d) 사이펀 현상에 의해 상기 상단 저류조(110)로부터 상기 하단 저류조(140)로 대상원수를 공급하는 단계;
e) 상기 하단 저류조(140) 내의 침지식 분리막(160)을 구동하여 일정 수위의 수두차에 의해 대상원수를 여과 및 수처리하는 단계; 및
f) 처리수 배관(180)상의 처리수 배출밸브(181)를 개방하여 처리수 탱크(170)에 처리수를 저장하는 단계를 포함하되,
상기 침지형 분리막(160)을 이용하여 대상원수를 수처리하는 수처리장치와 상기 수처리된 처리수를 저장하는 하단 저류조(140)가 일체화되고, 상기 수위계(150)에서 측정된 하단 저류조(140)의 수위에 대응하여 상기 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동수위가 설정 및 조절되는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법.
a) setting and adjusting the siphon driving water level of the siphon pipe 130 installed between the upper storage tank 110 and the lower storage tank 140;
b) confirming whether to supply target raw water into the lower storage tank 140 in correspondence with the water level of the lower storage tank 140 measured through the water level meter 150 installed in the lower storage tank 140;
c) opening the effluent discharge valve 133 installed on the outlet pipe 132 of the siphon pipe 130, and opening the air control valve 120 installed on the top of the siphon pipe 130 to perform air venting. step;
d) supplying the target raw water from the upper storage tank 110 to the lower storage tank 140 by a siphon phenomenon;
e) driving the immersion type separation membrane 160 in the lower storage tank 140 to filter and treat target raw water by a head difference of a certain level; And
f) opening the treated water discharge valve 181 on the treated water piping 180 and storing the treated water in the treated water tank 170,
A water treatment device for water-processing the target raw water using the immersion type separation membrane 160 and a bottom storage tank 140 for storing the water-treated water are integrated, and at the water level of the bottom storage tank 140 measured by the water gauge 150. Correspondingly, the siphon driving water level control method of the immersion type water treatment and storage method characterized in that the siphon driving water level of the siphon pipe 130 is set and adjusted.
제9항에 있어서,
상기 하단 저류조(140)가 일정 수위를 유지하도록 상기 사이펀 배관(130)에 의해 취수되어 전달되는 대상원수의 유속변화 흐름을 제어함으로써 상기 침지형 분리막(160)의 물리적 세정이 가능한 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법.
The method of claim 9,
Siphon drive characterized in that physical cleaning of the immersion type separation membrane (160) is possible by controlling the flow rate change flow of the target water taken and delivered by the siphon pipe (130) so that the lower storage tank (140) maintains a constant water level. Immersion type water treatment and storage method with water level control method.
제9항에 있어서,
상기 사이펀 배관(130)의 사이펀 구동력을 전달하는 유속(
Figure pat00029
)은
Figure pat00030
로 주어지고, 여기서,
Figure pat00031
은 사이펀 구동력에 의한 사이펀 배관(130)의 방류 유속이고, 상단 저류지(110)의 수면 높이(
Figure pat00032
)와 하단 저류조(140)의 방류 위치 높이(
Figure pat00033
) 차에 의해 방류가 발생하며, 수위차에 비례하여 방류속도가 결정되는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법.
The method of claim 9,
Flow rate (transmitting the siphon driving force of the siphon pipe 130)
Figure pat00029
)silver
Figure pat00030
Is given by, where,
Figure pat00031
Is the discharge flow rate of the siphon pipe 130 by the siphon driving force, and the water surface height of the upper reservoir 110 (
Figure pat00032
) And the discharge position height of the lower storage tank 140 (
Figure pat00033
) Discharge is generated by the car, and the discharge speed is determined in proportion to the water level difference.
제9항에 있어서,
상기 하단 저류조(140) 내에 설치된 침지형 분리막(160)은 공칭공경이 0.1㎛인 정밀여과 분리막 모듈로 형성되며, 상기 정밀여과 분리막 모듈은 중공사형 정밀여과 모듈이거나 평판형 정밀여과 모듈인 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법.
The method of claim 9,
The immersion type separation membrane 160 installed in the lower storage tank 140 is formed of a precision filtration separation membrane module having a nominal pore diameter of 0.1 µm, and the precision filtration separation membrane module is a hollow fiber type precision filtration module or a flat type precision filtration module. Submerged water treatment and storage method with siphon driving water level control method.
제12항에 있어서,
상기 중공사형 정밀여과 모듈은 수평으로 설치되는 중공사형 정밀여과막을 포함하고, 상기 사이펀 배관(130)에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 중공사형 정밀여과막의 수직방향으로 방류되는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법.
The method of claim 12,
The hollow fiber-type microfiltration module includes a hollow fiber-type microfiltration membrane installed horizontally, and turbulence or vortex generated by the siphon pipe 130 is discharged in the vertical direction of the hollow fiber-type microfiltration membrane. Immersion type water treatment and storage method with water level control method.
제12항에 있어서,
상기 평판형 정밀여과 모듈은 수직으로 설치되는 평판형 정밀여과막을 포함하며, 상기 사이펀 배관(130)에 의해 생성되는 난류 또는 와류는 상기 평판형 정밀여과막의 수평방향으로 방류되는 것을 특징으로 하는 사이펀 구동수위 조절 방식의 침지형 수처리 및 저류 방법.
The method of claim 12,
The flat-type microfiltration module includes a flat-type microfiltration membrane installed vertically, and turbulence or vortices generated by the siphon pipe 130 are discharged in the horizontal direction of the flat-type microfiltration membrane. Immersion type water treatment and storage method with water level control method.
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