KR20220060608A

KR20220060608A - 수질 성상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치 및 이를 기반으로 하는 정수처리방법

Info

Publication number: KR20220060608A
Application number: KR1020200146164A
Authority: KR
Inventors: 최인종; 이태욱; 박학순
Original assignee: 주식회사 미드니
Priority date: 2020-11-04
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2022-05-12
Also published as: KR102422723B1; WO2022097910A1

Abstract

수질 성상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치 및 이를 기반으로 하는 정수처리방법이 개시되어 있다.
이 중, 정수처리장치는 피처리수 도입부와 제1 연결관에 의해 연결된 채, 플록 침전 방식에 의해 피처리수의 탁도를 낮춰주는 전처리 유닛; 상기 전처리 유닛과 제2 연결관에 의해 연결된 채, 피처리수에 포함된 입자성 물질을 제거하는 정수유닛; 상기 정수유닛과 제3 연결관에 의해 연결된 채, 삼투압 보다 높은 압력을 가해 피처리수 중, 순수한 물만 분리막을 통과하도록 하는 역삼투 유닛; 상기 역삼투 유닛과 제4 연결관에 의해 연결된 채, 피처리수에 자외선을 조사하여 유해세균 및 유해균을 살균하고, 염소투입을 통해 미생물 재번식을 방지하는 살균유닛;을 포함하며, 상기 피처리수의 탁도 및 염도에 따라 상기 모듈 중 특정 모듈을 우회하기 위한 우회유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수질 성상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치 및 이를 기반으로 하는 정수처리방법{Water treatment apparatus capable of changing operation mode in response to water quality characteristics and water treatment method based on it}

본 발명은 정수 처리 분야에 관한 것이다.

더 상세하게는 원수의 성상(탁도 및 염도)에 따라 그에 맞는 운전모드를 선택하여 운전되도록 함으로써 정수처리효율을 높일 수 있고, 정수처리장치를 구성하고 있는 각 단위구성요소의 증설 및 감설이 용이하도록 모듈형 구조를 갖는 수질 형상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치 및 이를 기반으로 하는 정수처리방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 개시하지 않는 한, 이 섹션에서 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래기술이 아니며, 이 섹션에 포함되었다고 하여 종래 기술이라고 단정해서는 안된다라는 점을 미리 전제한다.

일반적으로 원수로 사용되는 지하수, 계곡수, 하천수, 강물 등에는 일반세균, 대장균, 본원성 대장균 뿐만 아니라 철, 망간 등의 금속이온 및 유기물 등이 많이 포함되어 있기 때문에 먹는 물의 기준에 부적합하고, 해수의 경우에도 염도가 높아 음용수로의 사용이 불가능하므로 정수처리장치에 의해 정수하여 음용 및 생활수로 사용하게 된다.

그러나, 종래의 정수처리장치는 원수의 수질 성상에 관계없이 일률적으로 운전되기 때문에 불필요한 정수단계를 거치게 되므로 정수효율이 떨어지는 문제점이 있다.

1. 등록특허공보 제1190031호 2. 등록특허공보 제1504545호

본 발명의 일 목적은 원수의 성상(탁도 및 염분량)에 따라 그에 맞는 운전모드를 선택하여 운전되도록 함으로써 유지관리비용을 절감하고 처리시간도 단축할 수 있는 수질 성상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치가 제공된다.

본 발명의 다른 목적은 각 단위구성요소를 필요에 따라 증설 및 감설 가능하도록 단위구성요소들이 착탈 가능한 모듈형 구조를 갖는 수질 성상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 정수처리장치를 이용하는 정수처리 방법을 제공함에 있다.

본 발명에 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 피처리수 도입부와 제1 연결관에 의해 연결된 채, 플록 침전 방식에 의해 피처리수의 탁도를 낮춰주는 전처리 유닛; 상기 전처리 유닛과 제2 연결관에 의해 연결된 채, 피처리수에 포함된 입자성 물질을 제거하는 정수유닛; 상기 정수유닛과 제3 연결관에 의해 연결된 채, 삼투압 보다 높은 압력을 가해 피처리수 중, 순수한 물만 분리막을 통과하도록 하는 역삼투 유닛; 상기 역삼투 유닛과 제4 연결관에 의해 연결된 채, 피처리수에 자외선을 조사하여 유해세균 및 유해균을 살균하고, 염소투입을 통해 미생물 재번식을 방지하는 살균유닛;을 포함하며, 상기 피처리수의 탁도 및 염도에 따라 상기 모듈 중 특정 모듈을 우회하기 위한 우회유닛을 더 포함하는 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 우회유닛은, 상기 피처리수 도입부와 정수모듈을 우회 연결하는 제1 바이패스관; 상기 정수유닛과 살균유닛을 우회 연결하는 제2 바이패스관; 상기 피처리수 도입부와 제1 바이패스관의 분기점에 설치된 채, 상기 제1 연결관 또는 제1 바이패스관을 선택적으로 개폐하는 제1 개폐변; 상기 제3 연결관에 설치된 채, 제3 연결관을 선택적으로 개폐하는 제2 개폐변; 및 상기 제2 바이패스관에 설치된 채, 제2 바이패스관을 선택적으로 개폐하는 제3 개폐변을 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 전처리 유닛은 응집기와 침전조로 구성되고, 상기 정수유닛은 역세필터와 복수의 여과필터로 구성되며, 상기 역삼투 유닛은 마이크로필터와 역삼투 부재로 구성되고, 상기 살균유닛은 자외선 살균램프와 염소주입부재로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 전처리 유닛, 정수유닛, 역삼투 유닛 및 살균유닛의 각 구성요소는 모듈형으로 구성되고, 플랜지 이음에 의해 상호 연결될 수 있다.

바람직하게, 상기 정수유닛과 살균유닛 사이 구간에 설치된 채, 역삼투 유닛의 베셀 내부로 세척액을 주입하여 일정시간 침지시킨 후 배출함으로써 베셀 내에 설치된 역삼투막을 세척액에 의해 세척되도록 하는 역삼투막 세척부재를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 역삼투막 세척부재는, 세척액 저장탱크; 상기 세척액 저장탱크의 출구와 제3 연결관의 출구를 연결하는 세척액 공급관; 상기 베셀의 출구와 상기 세척액 저장탱크를 연결하는 오염수 배출관; 및 상기 세척액 공급관을 통해 베셀 내부로 세척액을 공급하고, 베셀 내부의 역삼투막이 일정시간 침지되게 한 이후에 상기 상기 오염수 배출관을 통해 상기 세척액 저장탱크로 오염수를 압송하는 압송펌프;로 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기에 기재된 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치를 이용한 정수처리방법으로, 상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 저탁도 및 저염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 차단함과 아울러 제1 바이패스관을 개방하여 도입된 피처리수가 상기 전처리 유닛을 우회하여 정수유닛으로 이송되도록 하고, 상기 제2 연결관을 차단함과 아울러 제2 바이패스관을 개방하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛을 우회하여 살균유닛으로 이송되도록 하는 제1 정수모드가 실행되며, 상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 고탁도 및 저염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 개방함과 아울러 제1 바이패스관을 차단하여 도입된 피처리수가 전처리 유닛과 정수유닛으로 이송되도록 하고, 상기 제2 연결관을 차단함과 아울러 제2 바이패스관을 개방하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛을 우회하여 살균유닛으로 이송되도록 하는 제2 정수모드가 실행되고, 상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 고탁도 및 고염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 개방함과 아울러 제1 바이패스관을 차단하여 도입된 피처리수가 전처리 유닛과 정수유닛을 순차적으로 경유하도록 하고, 상기 제3 연결관을 개방함과 아울러 제2 바이패스관을 차단하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛과 살균유닛을 순차적으로 경유하도록 하는 제3 정수모드가 실행되며, 상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 저탁도 및 고염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 차단함과 아울러 제1 바이패스관을 개방하여 도입된 피처리수가 상기 전처리 유닛을 우회하여 정수유닛으로 이송되도록 하고, 상기 제3 연결관을 개방함과 아울러 제2 바이패스관을 차단하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛과 살균유닛을 순차적으로 경유하도록 하는 제4 정수모드가 실행되는, 정수처리방법이 제공된다.

바람직하게, 역삼투 유닛의 베셀 내부에 설치되는 역삼투막의 세척을 위하여, 상기 피처리수의 도입을 중지한 상태에서, 압송펌프가 작동되어 세척액 저장탱크 내의 세척액을 세척액 공급관을 통해 상기 역삼투 유닛의 베셀의 내부로 공급되도록 하고, 상기 압송펌프의 가동을 중단하여 베셀의 내부로 공급된 세척액에 역삼투 막이 설정시간동안 침지된 상태를 유지토록하여 역삼투 막에 부착된 이물질이 제거되도록 하며, 상기 설정된 시간이 경과되면 상기 압송펌프가 재가동하여 상기 베셀 내부의 세척에 의해 오염된 오염수를 오염수 배출관을 통하여 상기 세척액 저장탱크로 회수되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 원수의 성상(탁도 및 염도)에 따라 그에 맞는 운전모드를 선택하여 운전되도록 함으로써 정수처리효율을 높일 수 있고, 정수처리장치를 구성하고 있는 각 단위구성요소의 증설 및 감설이 용이한 장점이 있다.

본 발명은 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수질 성상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치의 전체 사시도
도 2a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 저탁도 저염도일 때의 흐름도
도 2b는 도 2a를 간략화 한 블록도
도 3a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 고탁도 저염도일 때의 흐름도
도 3b는 도 3a를 간략화 한 블록도
도 4a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 고탁도 고염도일 때의 흐름도
도 4b는 도 4a를 간략화 한 블록도
도 5a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 저탁도 고염도일 때의 흐름도
도 5b는 도 5a를 간략화 한 블록도
도 6a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 역삼투 막의 세척공정을 나타낸 흐름도
도 6b는 도 6a를 간략화 한 블록도
도 7은 본 발명에 따른 전처리유닛의 구성도
도 8은 본 발명에 따른 정수유닛의 구성도
도 9는 본 발명에 따른 역삼투 유닛의 구성도
도 10은 본 발명에 따른 살균유닛의 구성도

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "전방", "후방", "상부", "하부", "전단" 및 "하단"등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 수질 성상에 대응하여 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치의 전체 사시도, 도 2a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 저탁도 저염도일 때의 흐름도, 도 2b는 도 2a를 간략화 한 블록도, 도 3a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 고탁도 저염도일 때의 흐름도, 도 3b는 도 3a를 간략화 한 블록도, 도 4a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 고탁도 고염도일 때의 흐름도, 도 4b는 도 4a를 간략화 한 블록도, 도 5a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 피처리수 흐름도로서, 수질 성상이 저탁도 고염도일 때의 흐름도, 도 5b는 도 5a를 간략화 한 블록도, 도 6a는 본 발명에 따른 정수처리장치의 역삼투 막의 세척공정을 나타낸 흐름도, 도 6b는 도 6a를 간략화 한 블록도, 도 7은 본 발명에 따른 전처리유닛의 구성도, 도 8은 본 발명에 따른 정수유닛의 구성도, 도 9는 본 발명에 따른 역삼투 유닛의 구성도, 도 10은 본 발명에 따른 살균유닛의 구성도이다.

위 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 정수처리장치(100)는 원수의 성상(탁도 및 염도)에 따라 그에 맞는 운전모드를 선택하여 운전되도록 함으로써 정수처리효율을 높일 수 있도록 한 것으로, 전처리 유닛(110), 정수유닛(120), 역삼투 유닛(130) 및 살균유닛(140)을 포함할 수 있다.

전처리 유닛(110)은 피처리수 도입부(10)와 제1 연결관(20)에 의해 연결된 채, 플록 침전 방식에 의해 피처리수의 탁도를 낮춰주는 역할을 하는 것으로, 도 7에서와 같이 응집기(111) 및 침전조(112)로 세부 구성될 수 있다.

여기서, 상기 응집기(111)는 주지하는 바와 같이, 피처리수에 Al계열의 응집제를 라인믹서(미도시)에 의해 혼합하여 콜로이드성 입자의 플록(floc)을 형성시키되 플록의 크기를 조대화하여 침전될 수 있는 조건을 조성하는 역할을 한다.

또한, 상기 응집기(111) 내부에는 상기한 응집제를 투입함에 따라 pH(용액의 수소이온 농도지수)가 떨어지는 것을 방지하기 위하여 pH 조절제가 추가로 투입될 수 있고, 플록의 침강성을 향상시키기 위하여 응집 보조제(폴리머 등)가 투입될 수도 있다.

상기 침전조(112)는 상기 응집기(111)에 의해 조대화된 플록을 단시간(30분 내외)에 침전시켜서 피처리수의 탁도를 낮출 수 있도록 한 것으로, 목표로 하는 수질은 탁도기준 5NTU 이하로 할 수 있다.

정수유닛(120)은 상기 전처리 유닛(110)과 제2 연결관(30)에 의해 연결된 채, 피처리수에 포함된 입자성 물질을 제거하는 것으로, 도 8에서와 같이 역세필터(121) 및 복수의 여과필터(122)로 세부 구성될 수 있다.

상기 역세필터(121)는 필터하우징의 챔버 가장자리로 피처리수가 회오리 형상으로 유입됨에 따른 원심력에 의해 피처리수에 포함된 큰 입자의 이물질이 1차적으로 걸러지고, 챔버의 내부에 설치된 필터 엘리먼트(예컨대, 공극크기 50㎛)에 의해 1차적으로 걸러지지 않은 입자성 이물질이 2차적으로 걸러지게 된다.

상기 여과필터(122)는 필터하우징의 하부에 자갈과 모래를 깔고, 그 상부에 특성에 맞는 필터여재를 충진하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 20㎛ 이상의 물질을 제거하는 다층여과 필터와, 냄새유발물질 및 유기물질을 제거하는 활성탄 필터와, 특정 중금속(비소, 우라늄 등)을 제거하는 중금속 필터 등 복수개의 여과필터로 구성될 수 있다.

역삼투 유닛(130)은 상기 정수유닛(120)과 제3 연결관(40)에 의해 연결된 채, 삼투압 보다 높은 압력을 가해 피처리수 중, 순수한 물만 분리막을 통과토록 하는 역할을 하는 것으로, 도 9에서와 같이 마이크로필터(131) 및 역삼투 부재(132)로 세부 구성될 수 있다.

상기 마이크로필터(131)는 피처리수가 필터하우징의 내부에 설치된 카트리지 필터를 통과토록 하여 10㎛보다 큰 입자를 걸러내는 작용을 한다.

상기 역삼투 부재(132)는 베셀로 유입되는 피처리수의 삼투압보다 더 높은 압력을 가해주어 반투막을 통해 이온은 걸러지게 하고 순수한 물만 통과시킴으로써 피처리수를 정화하는 작용을 한다.

살균유닛(140)은 상기 역삼투 유닛(130)과 제4 연결관(50)에 의해 연결된 채, 피처리수에 자외선을 조사하여 유해세균 및 유해균을 살균하고, 염소투입을 통해 미생물 재번식을 방지하는 역할을 하는 것으로, 도 10에서와 같이 자외선을 조사하는 자외선 살균기(141) 및 염소를 투입해 주는 염소투입기(142)로 세분 구성될 수 있다.

한편, 상기한 구성의 본 발명에 따른 정수처리장치(100)는 전처리 유닛(110), 정수유닛(120), 역삼투 유닛(130) 및 살균유닛(140)이 모듈형으로 구성되고, 플랜지 이음에 의해 상호 연결될 수 있다. 따라서, 필요에 따라 특정유닛의 플랜지 이음부분을 해체한후 제거할 수도 있고, 반대로 플랜지 이음을 통해 또 다른 유닛의 증설도 가능하게 되므로 정수작업의 특성에 따라 정수처리장치(100)의 구성을 가변할 수 있다.

또 한편, 본 발명에 따른 상기 정수처리장치(100)는 상기 피처리수의 탁도 및 염도에 따라 상기 모듈 중 특정 모듈을 우회하기 위한 우회유닛(150)을 더 포함할 수 있다.

상기 우회유닛(150)은 피처리수의 상태에 따라 전(全) 모듈을 모두 통과시켜야 될 때도 있고, 때로는 특정 모듈은 배제한 채 선별적으로 통과시켜야 될 때가 있음을 감안하여 보다 효율적인 정수처리가 가능토록 하기 위한 것으로, 도 2a ~ 6b에서와 같이, 상기 피처리수 도입부(10)와 정수유닛(120)을 우회 연결하는 제1 바이패스관(151)과, 상기 정수유닛(120)과 살균유닛(140)을 우회 연결하는 제2 바이패스관(152)과, 상기 피처리수 도입부(10)와 제1 바이패스관(151)의 분기점에 설치된 채, 상기 제1 연결관(20) 또는 제1 바이패스관(151)을 선택적으로 개폐하는 제1 개폐변(153)과, 상기 제3 연결관(40)에 설치된 채, 제3 연결관을 선택적으로 개폐하는 제2 개폐변(154)과, 상기 제2 바이패스관(152)에 설치된 채, 제2 바이패스관을 선택적으로 개폐하는 제3 개폐변(155)으로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 우회유닛(150)은 상기 개폐변(153~155) 외에도 필요한 곳에 추가로 설치될 수 있음은 물론이다.

또 한편, 본 발명에 따른 상기 정수처리장치(100)는 상기 정수유닛(120)과 살균유닛(140) 사이 구간에 설치된 채, 역삼투 유닛(130)의 베셀 내부로 세척액을 주입하여 일정시간 침지시킨 후 배출함으로써 베셀 내에 설치된 역삼투막을 세척액에 의해 세척되도록 하는 역삼투막 세척부재(160)를 더 포함할 수 있다.

상기 역삼투막 세척부재(160)는 도 6b에서 보듯이 세척액이 저장되는 세척액 저장탱크(161)와, 상기 세척액 저장탱크의 출구와 제3 연결관(40)의 출구를 연결하는 세척액 공급관(162)과, 상기 베셀의 출구와 상기 세척액 저장탱크(161)를 연결하는 오염수 배출관(163)과, 상기 세척액 공급관(162)을 통해 베셀 내부로 세척액을 공급하고, 일정시간 침지된 이후에 상기 상기 오염수 배출관(163)을 통해 상기 세척액 저장탱크(161)로 오염수를 압송하는 압송펌프(164)로 구성될 수 있다.

이하에서는, 원수의 성상(탁도 및 염도)에 따라 그에 맞는 운전모드를 선택하여 운전되도록 하는 정수처리방법을 설명한다. 여기서 설명되는 정수처리방법은 앞서 설명된 정수처리장치(100)가 이용됨을 전제한다.

1) 피처리수가 저탁도/저염도 조건일 때(제1 정수모드 : 도 2a, 2b 참조)

위 모드의 경우는 상기 제1 연결관(20)을 차단함과 아울러 제1 바이패스관(151)을 개방하여 도입된 피처리수가 상기 전처리 유닛(110)을 우회하여 정수유닛(120)으로 이송되도록 하고, 상기 제3 연결관(40)을 차단함과 아울러 제2 바이패스관(152)을 개방하여 상기 정수유닛(120)을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛(130)을 우회하여 살균유닛(140)으로 이송되도록 한다.

상기한 제1 정수모드는 피처리수의 탁도 및 염도가 낮음에 따라 탁도를 낮추기 위한 전처리 유닛(110)과 염분제거를 위한 역삼투 유닛(130)을 통과시키지 않아도 되므로 이를 바이패스 하는 모드이다. 이에 따라, 전처리 유닛(110)에서 사용되는 응집제, pH조절제 및 응집보조제 등의 약품비용을 절감할 수 있고, 역삼투 유닛(130)의 고압펌프를 불필요하게 가동시키지 않아도 되므로 운전비용을 절감할 수 있게 된다.

2) 피처리수가 고탁도/저염도 조건일 때(제2 정수모드 : 도 3a, 3b 참조)

위 모드의 경우, 상기 제1 연결관(10)을 개방함과 아울러 제1 바이패스관(151)을 차단하여 도입된 피처리수가 전처리 유닛(110)과 정수유닛(120)으로 이송되도록 하고, 상기 제3 연결관(40)을 차단함과 아울러 제2 바이패스관(152)을 개방하여 상기 정수유닛(120)을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛(130)을 우회하여 살균유닛(140)으로 이송되도록 한다.

상기 제2 정수모드는 피처리수의 탁도가 높기 때문에 탁도 저감을 위하여 전처리 유닛(110)을 통과해야 하는 반면, 피처리수의 염도는 낮기 때문에 역삼투 유닛(130)을 통과시키지 않아도 된다. 이에 따라, 상기 역삼투 유닛(130)의 고압펌프를 불필요하게 가동시키지 않아도 되므로 운전비용을 절감할 수 있게 된다.

3) 피처리수가 고탁도/고염도 조건일 때(제3 정수모드 : 도 4a, 4b 참조)

위 모드의 경우, 상기 제1 연결관(20)을 개방함과 아울러 제1 바이패스관(151)을 차단하여 도입된 피처리수가 전처리 유닛(110)과 정수유닛(120)을 순차적으로 경유하도록 하고, 상기 제3 연결관(40)을 개방함과 아울러 제2 바이패스관(152)을 차단하여 상기 정수유닛(120)을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛(130)과 살균유닛(140)을 순차적으로 경유하도록 한다. 따라서, 전 구간을 모두 경유하는 운전을 하게 된다.

상기 제3 정수모드는 피처리수의 탁도와 염도가 높기 때문에 전처리 유닛(110)과 역삼투 유닛(130)을 반드시 통과해야 한다.

4) 피처리수가 저탁도/고염도 조건일 때(제4 정수모드 : 도 5a, 5b 참조)

위 모드의 경우, 상기 제1 연결관(20)을 차단함과 아울러 제1 바이패스관(151)을 개방하여 도입된 피처리수가 상기 전처리 유닛(110)을 우회하여 정수유닛(120)으로 이송되도록 하고, 상기 제3 연결관(40)을 개방함과 아울러 제2 바이패스관(152)을 차단하여 상기 정수유닛(120)을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛(130)과 살균유닛(140)을 순차적으로 경유토록 한다.

상기 제4 정수모드는 피처리수의 탁도가 낮으므로 전처리 유닛(110)을 통과시키지 않아도 되는 반면, 피처리수의 염도는 높기 때문에 역삼투 유닛(130)은 통과시켜야 한다. 이에 따라, 전처리 유닛(110)에서 사용되는 응집제, pH조절제 및 응집보조제 등의 약품비용을 절감할 수 있다.

한편, 상기 역삼투 유닛(130)의 베셀 내부에 설치되는 역삼투막의 세척을 위하여 다음과 같은 과정을 거친다.

즉, 도 6a 및 6b에서와 같이, 상기 피처리수의 도입을 중지한 상태에서, 압송펌프(164)가 작동되어 세척액 저장탱크(161) 내의 세척액을 세척액 공급관(162)을 통해 상기 역삼투 유닛(130)의 베셀의 내부로 공급되도록 한다.

다음, 상기 압송펌프(164)의 가동을 중단하여 베셀의 내부로 공급된 세척액에 역삼투막이 설정시간동안 침지된 상태를 유지토록하여 역삼투막에 부착된 이물질이 제거되도록 한다.

다음, 상기 설정된 시간이 경과되면 상기 압송펌프(164)가 재가동하여 상기 베셀 내부의 세척에 의해 오염된 오염수를 오염수 배출관(163)을 통하여 상기 세척액 저장탱크(161)로 회수되도록 하는 과정을 거친다.

이후, 상기 세척액 저장탱크(161)에 수집된 오염수는 외부로 드레인 하여 배출한다.

상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.

100 : 정수처리장치 110 : 전처리 유닛
111 : 응집기 112 : 침전조
120 : 정수유닛 121 : 역세필터
122 : 여과필터 130 : 역삼투 유닛
131 : 마이크로필터 132 : 역삼투 필터
140 : 살균유닛 141 : 자외선 살균기
142 : 염소투입기 150 : 우회유닛
151 : 제1 바이패스관 152 : 제2 바이패스관
153 : 제1 개폐변 154 : 제2 개폐변
155 : 제3 개폐변 160 : 역삼투 세턱부재
161 : 세턱액 저장탱크 162 : 세척액 공급관
163 : 오염수 배출관 164 : 압송펌프

Claims

피처리수 도입부와 제1 연결관에 의해 연결된 채, 플록 침전 방식에 의해 피처리수의 탁도를 낮춰주는 전처리 유닛;
상기 전처리 유닛과 제2 연결관에 의해 연결된 채, 피처리수에 포함된 입자성 물질을 제거하는 정수유닛;
상기 정수유닛과 제3 연결관에 의해 연결된 채, 삼투압 보다 높은 압력을 가해 피처리수 중, 순수한 물만 분리막을 통과하도록 하는 역삼투 유닛;
상기 역삼투 유닛과 제4 연결관에 의해 연결된 채, 피처리수에 자외선을 조사하여 유해세균 및 유해균을 살균하고, 염소투입을 통해 미생물 재번식을 방지하는 살균유닛;을 포함하며,
상기 피처리수의 탁도 및 염도에 따라 상기 모듈 중 특정 모듈을 우회하기 위한 우회유닛을 더 포함하는 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 우회유닛은,
상기 피처리수 도입부와 정수모듈을 우회 연결하는 제1 바이패스관;
상기 정수유닛과 살균유닛을 우회 연결하는 제2 바이패스관;
상기 피처리수 도입부와 제1 바이패스관의 분기점에 설치된 채, 상기 제1 연결관 또는 제1 바이패스관을 선택적으로 개폐하는 제1 개폐변;
상기 제3 연결관에 설치된 채, 제3 연결관을 선택적으로 개폐하는 제2 개폐변; 및
상기 제2 바이패스관에 설치된 채, 제2 바이패스관을 선택적으로 개폐하는 제3 개폐변;
을 포함하는 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 전처리 유닛은 응집기와 침전조로 구성되고,
상기 정수유닛은 역세필터와 복수의 여과필터로 구성되며,
상기 역삼투 유닛은 마이크로필터와 역삼투 부재로 구성되며,
상기 살균유닛은 자외선 살균램프와 염소주입부재로 구성된 것을 특징으로 하는 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치.
청구항 3에 있어서,
상기 전처리 유닛, 정수유닛, 역삼투 유닛 및 살균유닛의 각 구성요소는 모듈형으로 구성되고, 플랜지 이음에 의해 상호 연결된 것을 특징으로 하는 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치.
청구항 1에 있어서,
상기 정수유닛과 살균유닛 사이 구간에 설치된 채, 역삼투 유닛의 베셀 내부로 세척액을 주입하여 일정시간 침지시킨 후 배출함으로써 베셀 내에 설치된 역삼투막을 세척액에 의해 세척되도록 하는 역삼투막 세척부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치.
청구항 5에 있어서,
상기 역삼투막 세척부재는,
세척액 저장탱크;
상기 세척액 저장탱크의 출구와 제3 연결관의 출구를 연결하는 세척액 공급관;
상기 베셀의 출구와 상기 세척액 저장탱크를 연결하는 오염수 배출관; 및
상기 세척액 공급관을 통해 베셀 내부로 세척액을 공급하고, 베셀 내부의 역삼투막이 일정시간 침지되게 한 이후에 상기 상기 오염수 배출관을 통해 상기 세척액 저장탱크로 오염수를 압송하는 압송펌프;
로 구성된 것을 특징으로 하는 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치.
청구항 1 내지 6항 중, 어느 한 항에 기재된 수질 성상에 따라 운전모드를 변경할 수 있는 정수처리장치를 이용한 정수처리방법으로,
상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 저탁도 및 저염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 차단함과 아울러 제1 바이패스관을 개방하여 도입된 피처리수가 상기 전처리 유닛을 우회하여 정수유닛으로 이송되도록 하고, 상기 제3 연결관을 차단함과 아울러 제2 바이패스관을 개방하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛을 우회하여 살균유닛으로 이송되도록 하는 제1 정수모드가 실행되며,
상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 고탁도 및 저염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 개방함과 아울러 제1 바이패스관을 차단하여 도입된 피처리수가 전처리 유닛과 정수유닛으로 이송되도록 하고, 상기 제3 연결관을 차단함과 아울러 제2 바이패스관을 개방하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛을 우회하여 살균유닛으로 이송되도록 하는 제2 정수모드가 실행되고,
상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 고탁도 및 고염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 개방함과 아울러 제1 바이패스관을 차단하여 도입된 피처리수가 전처리 유닛과 정수유닛을 순차적으로 경유하도록 하고, 상기 제3 연결관을 개방함과 아울러 제2 바이패스관을 차단하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛과 살균유닛을 순차적으로 경유하도록 하는 제3 정수모드가 실행되며,
상기 피처리수 도입부를 통해 도입되는 피처리수의 수질 성상이 저탁도 및 고염도 조건일 때는, 상기 제1 연결관을 차단함과 아울러 제1 바이패스관을 개방하여 도입된 피처리수가 상기 전처리 유닛을 우회하여 정수유닛으로 이송되도록 하고, 상기 제3 연결관을 개방함과 아울러 제2 바이패스관을 차단하여 상기 정수유닛을 통과한 피처리수가 역삼투 유닛과 살균유닛을 순차적으로 경유하도록 하는 제4 정수모드가 실행되는, 정수처리방법.
청구항 7에 있어서,
역삼투 유닛의 베셀 내부에 설치되는 역삼투막의 세척을 위하여,
상기 피처리수의 도입을 중지한 상태에서, 압송펌프가 작동되어 세척액 저장탱크 내의 세척액을 세척액 공급관을 통해 상기 역삼투 유닛의 베셀의 내부로 공급되도록 하고,
상기 압송펌프의 가동을 중단하여 베셀의 내부로 공급된 세척액에 역삼투 막이 설정시간동안 침지된 상태를 유지토록하여 역삼투 막에 부착된 이물질이 제거되도록 하며,
상기 설정된 시간이 경과되면 상기 압송펌프가 재가동하여 상기 베셀 내부의 세척에 의해 오염된 오염수를 오염수 배출관을 통하여 상기 세척액 저장탱크로 회수되도록 하는 것을 특징으로 하는 정수처리방법.