KR100992827B1 - 막분리를 이용한 폐수처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 막분리를 이용한 폐수처리 시스템에 관한 것으로, BNR(Biological Nutrient Removal) 공정과 막분리 공정 및 오존접촉 공정으로 이루어진 폐수처리 시스템을 통해 분리막 처리용량에 따라 탄력적으로 처리유량을 조절 가능하도록 함으로써 처리대상업체의 조업율에 따른 폐수 발생유량에 연동되도록 분리막의 처리유량을 결정하여 운전시간에 따른 막의 차압상승을 최소화하여 결과적으로 강제적 세정을 필요로 하는 기간을 늘려줄 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 원폐수의 유입이 이루어지는 유량조정조; 수중교반과 표면폭기를 통한 무산소조건 또는 호기조건을 조성하여 질소를 제거하는 BNR 반응조; BNR 반응조 상의 원폐수를 수중교반하거나 표면폭기를 수중교반 표면폭기기; 유량조정조 내부의 원폐수를 BNR 반응조의 내부로 이송하는 원폐수 이송수단; BNR 반응조로부터 이송된 폐수에 산기를 통해 산소를 지속적으로 공급하여 호기조건하에서 질산화에 의한 질소의 제거와 미생물의 과잉 섭취에 의한 인성분의 제거 및 고액분리가 이루어지는 막분리조; 막분리조의 내부에 용존산소를 공급하는 산기수단; 막분리조 내부의 폐수에 침지되어 폐수를 고액분리하는 막분리수단; BNR 반응조와 막분리조의 잉여슬러지를 인발하는 잉여슬러지 인발수단; 막분리조로부터 상등수를 유입시켜 용존산소의 감소를 통해 탈질을 유도하는 탈기조; 탈기 처리수를 BNR 반응조로 반송시키는 탈기 처리수 반송수단; 막분리수단을 통해 고액분리가 이루어진 막처리수를 저장하는 막처리수 저장조; 막처리수 저장조의 방류수계로 방류하는 막처리수 방류관; 막처리수 방류관을 통해 방류되는 막처리수를 유입시켜 오존(O₃)과의 접촉을 통해 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성하는 오존접촉수단; 및 막분리수단을 세정하여 부착된 이물질을 제거하는 막분리 세정수단을 포함한 구성으로 이루어진다.

평막모듈, 분리막, 오수, 폐수, 세정장치, 폐수처리

Description

막분리를 이용한 폐수처리 시스템{Cleaning system for waste-water purifier}

본 발명은 오·폐수의 고도처리를 통해 안정적인 처리수량을 확보할 수 있도록 한 막분리를 이용한 폐수처리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 BNR(Biological Nutrient Removal) 공정과 막분리 공정 및 오존접촉 공정을 통해 오·폐수를 안정적으로 처리할 수 있도록 함은 물론 세정모듈을 통한 평막모듈의 세정을 시스템 내에서 처리할 수 있도록 한 막분리를 이용한 폐수처리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 급격한 경제발전 과정에서 환경의 중요성에 대한 인식이 부족하였다는 것은 주지의 사실이다. 이처럼 환경보전에 대한 인식의 부족으로 인하여 대기는 물론 수질 또한 그 오염의 정도가 매우 심각한 지경에 이르렀다. 특히, 생활하수, 농·축산폐수 및 산업폐수 등은 호소·내만 및 내해 등의 공용 수역과 도시 중소 하천 등의 수질을 오염시키는 원인이 되고 있다.

근래에 들어서 급속한 산업의 발전과 인구증가 및 도시의 인구집중으로 인하여 각종 용수량의 증가와 함께 오·폐수 중에는 무기 및 유기성분이 차지하는 비율 이 점차로 증가하고 있는 실정이다. 이러한 오·폐수의 경우 COD(Chemical Oxygen Demand), BOD(Biochemical Oxygen Demand), SS(현탁물질), 질소, 인 등 고농도의 유기물을 다량 함유하고 있어 하천, 호소 및 댐 등에 그대로 흘러들어가면 부영양화 등 수자원의 오염은 물론, 독성으로 인한 생태계의 파괴 등으로 이어져 환경에 악영향을 끼치게 된다. 따라서, 오·폐수는 일정의 기준을 정해 놓고 일정의 기준치 이하로 정화시켜 배수하도록 되어 있다.

한편, 수질환경오염 제어기술로서 막을 이용한 수처리 기술은 다양한 유독성 오염물질의 출현과 이를 제거하기 위한 고도처리기술 및 기존 처리시설의 제거효율을 높이기 위한 기술로써 그 활용성이 매우 커지고 있다. 특히, 이러한 막을 이용한 수처리 기술은 1) 화학적 처리와 생물학적 처리 및 막을 병용한 기술, 2) 화학적 처리와 막을 병용한 기술, 3) 물리적 처리와 막을 병용한 기술 등의 복합적인 방법으로 수처리 시스템 상에 적용되고 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 막을 이용한 수처리 기술은 정수처리, 난분해성의 산업폐수처리, 축산폐수처리, 매립지 침출수의 2차 처리 및 오염된 지하수 처리를 위한 막 공정의 응용이 확대되고 있으나 막의 막힘 현상(fouling)이 쉽게 일어나는 것이 활용성에 큰 문제점으로 지적되고 있다.

전술한 바와 같이 막의 성능지표인 투과속도(투과율)가 저하되면 다양한 세정과정을 거쳐 재이용되지만 세정약품이나 압축공기 및 세정수 등을 활용하는 기존의 세정방법에 의해서는 막의 성능이 100% 회복되지 못할 뿐만 아니라, 세정과정에서 이용된 약품 등에 의해 또 다른 2차 오염을 발생되는 문제가 있다. 특히, 기존 의 세정방법은 막의 운전시 흐름을 일시적으로 단절시킨 역세척 방법을 대부분 채택하고 있어 주기적으로 공정의 흐름을 멈추게 된다.

다시 말해서, 종래의 기술에 따른 막을 이용한 수처리 기술은 오·폐수의 처리과정에서 오·폐수의 이물질은 분리막에 달라붙어 미세공을 차단하기 때문에 장기간 사용시 원활하고 안정적인 처리수량의 확보가 이루어지지 않게 되는 문제와 막 모듈의 세정시 오·폐수처리 과정을 전면 중단시킨 상태에서 관리자가 각 평막모듈을 직접 분리하고 세척해야 하기 때문에 오·폐수처리가 지연될 뿐 아니라 작업이 불편하다는 문제가 있음은 물론, 막 모듈을 분리하고 세척하는 과정에서 분리막이 손상되는 문제와 화학적 약품세정으로 인한 2차 오염물질을 초래할 수 있으므로 그에 따른 관리 비용이 증가하게 되는 문제가 있다.

따라서, 유체 흐름의 단절없이 연속적으로 막을 운전하면서 세정할 수 있는 방법과 막의 오염에 의한 막힘 현상을 억제할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 즉, 오·폐수를 안정적으로 처리하는 가운데 막 모듈을 동시에 세정할 수 있도록 하는 기술의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, BNR(Biological Nutrient Removal) 공정과 막분리 공정 및 오존접촉 공정으로 이루어진 폐수처리 시스템을 통해 분리막 처리용량에 따라 탄력적으로 처리유량을 조절 가능하도록 함으로써 처리대상업체의 조업율에 따른 폐수 발생유량에 연동되도록 분리막의 처리유량을 결정하여 운전시간에 따른 막의 차압상승을 최소화하여 결과적으로 강제적 세정을 필요로 하는 기간을 늘려줄 수 있도록 한 막분리를 이용한 폐수처리 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 폐수처리 시스템 내에 막의 세정이 이루어질 수 있도록 하는 초음파를 이용한 세정수단을 구성함으로써 폐수의 처리와 막의 세정이 동시에 이루어질 수 있도록 하여 유체 흐름의 단절없이 연속적으로 막을 운전하면서 세정이 이루어질 수 있도록 함에 있다.

본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적은 폐수처리 시스템 내에 막의 세정이 이루어질 수 있도록 하는 초음파를 이용한 세정수단의 구성을 통해 폐수의 처리와 막의 세정이 동시에 이루어질 수 있도록 하여 유체 흐름의 단절없이 연속적으로 막을 운전하면서 세정이 이루어질 수 있도록 함으로써 막의 투과속도를 지속적으로 개선하여 폐수처리 시스템의 운전효율을 향상시킬 수 있도록 함에 있다.

아울러, 본 발명에 따른 기술은 초음파를 이용한 세정모듈의 구성을 통해 평막모듈의 분리막에 부착된 물때나 부유물 등의 이물질을 제거함으로써 화학적 세정주기를 늘려주어 약품세정으로 인한 2차 오염물질 발생을 최소화할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템은 원폐수의 유입이 이루어져 유기물이나 무기물 등의 초기 침전이 이루어지는 유량조정조; 유량조정조로부터 이 송된 원폐수를 수중교반과 표면폭기를 통한 무산소조건 또는 호기조건을 조성하여 원수 중에 포함된 유기물의 제거 및 탈질·질산화를 통한 질소를 제거하는 BNR 반응조; BNR 반응조 상에 설치되어 이송된 원폐수를 수중교반을 통한 무산소조건을 조성하거나 원폐수의 표면폭기를 통한 산소의 공급을 통해 호기조건을 조성하는 수중교반 표면폭기기; 유량조정조 내부의 원폐수를 BNR 반응조의 내부로 이송하는 원폐수 이송수단; BNR 반응조로부터 이송된 폐수에 산기를 통해 산소를 지속적으로 공급하여 호기조건하에서 질산화에 의한 질소의 제거와 미생물의 과잉 섭취에 의한 인성분의 제거 및 고액분리가 이루어지는 막분리조; 막분리조의 내부에 산기를 통한 용존산소를 지속적으로 공급하여 호기조건이 조성되도록 하는 산기수단; 막분리조 내부의 폐수에 침지되어 폐수를 고액분리하는 막분리수단; BNR 반응조와 막분리조의 내부에 침전된 잉여슬러지를 인발하는 잉여슬러지 인발수단; 막분리조로부터 상등수를 유입시켜 상등수에 포함된 용존산소의 감소를 통해 탈질을 유도하는 탈기조; 탈기조의 내부에서 탈기된 탈기 처리수를 BNR 반응조로 반송시키는 탈기 처리수 반송수단; 막분리수단을 통해 고액분리가 이루어진 막처리수를 저장하는 막처리수 저장조; 막처리수 저장조의 방류수계로 방류하는 막처리수 방류관; 막처리수 방류관을 통해 방류되는 막처리수를 유입시켜 오존(O₃)과의 접촉을 통해 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성하는 오존접촉수단; 및 막분리수단을 세정하여 부착된 이물질을 제거하는 막분리 세정수단을 포함한 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 원폐수 이송수단은 유량조정조로부터 BNR 반응조로 연결된 원폐수 이송관; 및 유량조정조에 유입된 원폐수를 원폐수 이송관을 통해 BNR 반응조의 내부로 이송시키는 원폐수 이송펌프로 이루어질 수 있다.

본 발명을 구성하는 산기수단은 막분리조의 내측 바닥면 상에 설치되어지되 산소의 공급이 이루어지는 산기공이 일정간격으로 다수 형성된 산기관; 및 산기관에 지속적으로 산소를 공급하는 블로워로 이루어질 수 있다.

본 발명을 구성하는 막분리수단은 막분리조 내부의 산기관 상부측에 설치되는 막분리 모듈조립체; 막분리 모듈조립체에 의해 막분리된 처리수를 처리수 저장조로 이송하는 처리수 이송관; 및 처리수 이송관 상에 설치되어 흡인압력을 통해 막분리 모듈조립체에서 고액의 분리가 이루어지도록 하는 흡인펌프로 이루어질 수 있다.

전술한 막분리수단을 구성하는 막분리 모듈조립체는 막분리조 내부의 산기관 상부측에 설치되어지되 상하로 개방된 조립체 하우징; 및 조립체 하우징의 내부에 일정간격으로 설치되어 흡인펌프에 의한 흡인과정에서 이물질을 걸러내어 고액분리하는 다수의 평막모듈로 이루어질 수 있다.

본 발명을 구성하는 잉여슬러지 인발수단은 BNR 반응조와 막분리조 각각에 설치되어 합관되는 슬러지 인발관; BNR 반응조와 막분리조 각각의 슬러지 인발관 상에 설치되어 선택적인 잉여슬러지의 인발이 가능하도록 하는 온/오프 밸브; 및 합관된 슬러지 인발관 상에 설치되어 흡인압력을 통해 BNR 반응조와 막분리조의 내 측 하부에 침전된 잉여슬러지를 흡인하여 배출시키는 슬러지 흡인펌프로 이루어질 수 있다.

본 발명을 구성하는 탈기 처리수 반송수단은 탈기조로부터 BNR 반응조로 연결된 탈기 처리수 반송관; 및 탈기 처리수 반송관 상에 설치되어 탈기조의 탈기 처리된 탈기 처리수를 BNR 반응조로 반송하는 탈기 처리수 반송펌프로 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명을 구성하는 오존접촉수단은 막처리수 방류관을 통해 방류되는 막처리수를 유입시키는 막처리수 유입펌프; 및 막처리수 유입펌프를 통해 유입된 막처리수에 오존(O₃)을 주입 접촉시켜 오존(O₃)에 의한 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성하는 오존접촉기로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명을 구성하는 막분리 세정수단은 막분리조 상의 막분리 모듈조립체를 내부로 옮겨 세정하는 세정조; 오존접촉기를 통해 생성된 재이용수를 세정조의 내부로 공급하여 세정조의 내부로 옮겨진 막분리 모듈조립체를 침지시키는 재이용수 공급관; 세정조의 내측 하부에 설치되어지되 산기를 통해 공기방울을 형성하여 상부에 위치된 막분리 모듈조립체의 내측으로 공급하는 세정용 산기수단; 세정조의 내측 하부에 설치되어 초음파의 발진에 의한 초음파 진동을 통해 모듈조립체를 구성하는 평막모듈의 분리막에 부착된 물때나 오염물질을 분리하거나 그 부착력을 약화시키는 초음파 진동자; 및 초음파 진동자에 의한 초음파 진동을 통해 세 정한 후 세정조 내부의 세정수를 유량조정조로 반송시키는 세정수 반송수단으로 이루어질 수 있다.

전술한 막분리 세정수단의 구성에서 세정용 산기수단은 세정조의 내측 바닥면 상에 설치되어지되 산소의 공급이 이루어지는 산기공이 일정간격으로 다수 형성된 산기관; 및 산기관에 지속적으로 산소를 공급하는 블로워로 이루어질 수 있다. 이때, 세정용 산기수단의 산기관은 막분리조의 내부에 용존산소를 지속적으로 공급하는 산기수단의 산기관이 연장 구성된 것이고, 세정용 산기수단의 블로워 역시 막분리조의 내부에 용존산소를 지속적으로 공급하는 산기수단의 블로워의 구성으로 이루어질 수 있다.

그리고, 전술한 막분리 세정수단의 구성에서 세정수 반송수단은 세정조로부터 유량조정조로 연결된 세정수 반송관; 및 세정수 반송관 상에 설치되어 세정조로부터 세정수 반송관을 통해 유량조정조로 세정수를 반송시키는 세정수 반송펌프로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 구성에서 막분리조와 모듈조립체의 내부에는 산기관으로부터 발생하는 기포에 유동되어 평막모듈의 분리막과 간섭을 통해 분리막에 달라붙은 이물질을 분리하는 다수의 메디아 볼이 더 구성될 수 있다. 즉, 메디아 볼은 기포와 함께 상승하는 가운데 일정간격으로 설치된 평막모듈 사이를 유동하면서 분리막을 간섭하여 이물질이 표면에 부착되지 않도록 하는 한편 상승 후에는 수류를 따라 다시 모듈조립체의 하측으로 재순환하여 연속적으로 분리막을 세정할 수 있도록 일정한 크기와 무게를 갖는 구성으로 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이 구성된 메디아 볼은 외면 전체가 둥근 구형 또는 별 형태의 각 끝단에 날개판이 일체로 형성된 다각형의 형태로 이루어질 수 있고, 이러한 메디아 볼은 폴리에틸렌, 아크로니트릴 부타디엔 스티렌, 테프론, 염화비닐 및 폴리우레탄 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 기술에 따르면 BNR(Biological Nutrient Removal) 공정과 막분리 공정 및 오존접촉 공정으로 이루어진 폐수처리 시스템을 통해 분리막 처리용량에 따라 탄력적으로 처리유량을 조절 가능하도록 함으로써 처리대상업체의 조업율에 따른 폐수 발생유량에 연동되도록 분리막의 처리유량을 결정하여 운전시간에 따른 막의 차압상승을 최소화하여 결과적으로 강제적 세정을 필요로 하는 기간을 늘려줄 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 기술에 따르면 폐수처리 시스템 내에 막의 세정이 이루어질 수 있도록 하는 초음파를 이용한 세정수단을 구성함으로써 폐수의 처리와 막의 세정이 동시에 이루어질 수 있도록 하여 유체 흐름의 단절없이 연속적으로 막을 운전하면서 세정이 이루어질 수 있도록 할 수가 있다.

아울러, 본 발명의 기술에 따르면 폐수처리 시스템 내에 막의 세정이 이루어질 수 있도록 하는 초음파를 이용한 세정수단의 구성을 통해 폐수의 처리와 막의 세정이 동시에 이루어질 수 있도록 하여 유체 흐름의 단절없이 연속적으로 막을 운전하면서 세정이 이루어질 수 있도록 함으로써 막의 투과속도를 지속적으로 개선하여 폐수처리 시스템의 운전효율을 향상시킬 수가 있다.

나아가, 본 발명에 따른 기술은 초음파를 이용한 세정모듈의 구성을 통해 평막모듈의 분리막에 부착된 물때나 부유물 등의 이물질을 제거함으로써 화학적 세정주기를 늘려주어 약품세정으로 인한 2차 오염물질 발생을 최소화할 수가 있다.

이하에는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템을 보인 공정 구성도, 도 2 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템을 보인 블록 구성도, 도 3a 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 사시 구성도, 도 3b 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 평면 구성도, 도 3c 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 단면 구성도, 도 3d 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 확대 단면 구성도, 도 4a 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 세정수단의 구성을 개략적으로 보인 사시 구성도, 도 4b 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 세정수단의 구성을 개략적으로 보인 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템(100)은 원폐수의 유입이 이루어지는 유량조정조(110), 유량조정조(110)로부터 이송된 원폐수를 무산소조건/호기조건하에서 원수 중에 포함된 유기 물의 제거 및 탈질·질산화를 통해 질소를 제거하는 BNR 반응조(120), BNR 반응조(120) 상에 설치되어 이송된 원폐수를 수중교반 또는 표면폭기를 통해 무산소조건 또는 호기조건을 조성하는 수중교반 표면폭기기(122), 유량조정조(110)의 원폐수를 BNR 반응조(120)로 이송하는 원폐수 이송수단, BNR 반응조(120)로부터 이송된 폐수에 산소를 지속적으로 공급하여 호기조건하에서 질산화에 의한 질소의 제거와 미생물의 과잉 섭취에 의한 인성분의 제거 및 고액분리가 이루어지는 막분리조(130), 막분리조(130)의 내부에 산기를 통한 용존산소를 지속적으로 공급하여 호기조건이 조성되도록 하는 산기수단, 막분리조(130) 내부의 폐수에 침지되어 폐수를 고액분리하는 막분리수단, BNR 반응조(120)와 막분리조(130)의 내부에 침전된 잉여슬러지를 인발하는 잉여슬러지 인발수단, 막분리조(130)로부터 상등수를 유입시켜 상등수에 포함된 용존산소의 감소를 통해 탈질을 유도하는 탈기조(150), 탈기조(150)의 내부에서 탈기된 탈기 처리수를 BNR 반응조(120)로 반송시키는 탈기 처리수 반송수단, 막분리수단을 통해 고액분리가 이루어진 막처리수를 저장하는 막처리수 저장조(160), 막처리수 저장조(160)의 상등수를 집수하거나 방류수계로 방류하는 막처리수 방류관(162), 막처리수 방류관(162)을 통해 방류되는 막처리수를 유입시켜 오존(O₃)과의 접촉을 통해 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성하는 오존접촉수단 및 막분리수단을 세정하여 부착된 이물질을 제거하는 막분리 세정수단을 포함한 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템(100)을 통한 폐수처리 과정은 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 오·폐수 등의 원폐수는 유량조정조(110)로 유입되어 입자성 물질이나 원폐수에 포함된 유·무기성 오염물질의 초기 침전이 이루어진다. 물론, 이러한 유량조정소(110) 폐수의 처리용량에 따른 원폐수의 유입 유량을 조정하여 과부하가 걸리지 않도록 한다.

한편, 전술한 바와 같이 유량조정조(110)를 통해 초기 침전이 이루어진 원폐수는 원폐수 이송수단을 통해 BNR 반응조(120)의 내부로 이송된다. 이처럼 BNR 반응조(120)의 내부로 이송된 원폐수를 수중교반 표면폭기기(122)에 의한 수중교반을 통해 무산소조건 또는 원폐수의 표면폭기에 따른 호기조건으로 조성함으로써 혐기적 소화와 탈질반응 및 질산화를 통해 질소를 제거하게 된다. 즉, 수중교반을 통한 무산소조건을 조성하여 유기물을 배양기로 한 혐기적 소화와 탈질반응이 연속적으로 일어나도록 하여 질소를 제거하는 한편, 표면폭기를 통해 호기조건을 조성하여 원폐수에 산소를 공급함으로써 원폐수 속에 존재하는 질소를 질산화를 통하여 제거한다.

전술한 바와 같이 BNR 반응조(120)의 내부에서 혐기적 소화와 탈질반응 및 질산화를 통해 질소가 되는 과정에서 잉여슬러지는 BNR 반응조(120)의 하부로 침전되어진다. 이처럼 BNR 반응조(120)의 내부에서 혐기적 소화와 탈질반응 및 질산화를 통해 질소가 어느 정도 제거된 상태의 폐수는 막분리조(130)로 유입된다. 이때, 막분리조(130)로 유입되는 폐수는 수위차에 의해 유입되고, 유입되는 폐수는 BNR 반응조(120) 상의 상등액이다.

전술한 바와 같이 BNR 반응조(120)로부터 수위차에 의해 막분리조(130)로 유입된 상등수인 폐수는 산기수단에 의해 공급되는 산소에 의해 호기조건으로 조성되어 폐수에 포함된 질소와 인성분의 제거가 이루어진다. 즉, 산기수단에 의해 공급되는 용존산소의 조건하에서 폐수 속에 존재하는 질소를 질산화를 통하여 제거하는 한편 폐수 속에 포함된 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단을 연속 배양하여 질소와 인성분을 제거하게 된다.

또한, 막분리조(130)에 유입된 폐수는 막분리수단을 통해 고액이 분리되어 입자성 물질이나 폐수에 포함된 유·무기성 오염물질은 막분리수단에 의해 걸러지게 되고, 액만이 막분리수단을 통과하여 후술하는 막처리수 저장조(160)로 저장되어진다. 즉, 막분리조(130)에 유입된 폐수는 막분리수단을 통해 막분리된 처리수만이 막처리수 저장조(160)로 저장되어진다.

전술한 바와 같이 막분리조(130)의 내부에서 산기수단과 막분리수단을 통해 질소 및 인성분의 제거와 고액분리가 이루어지는 과정에서 걸러진 입자성 물질이나 폐수에 포함된 유·무기성 오염물질 등의 잉여슬러지는 막분리조(130)의 내측 하부에 침전되어진다.

한편, 막분리조(130)에 내부의 폐수 중에 상등수는 수위차에 의해 탈기조(150)로 유입되어 탈기조(150) 내부에서 탈기과정을 통해 상등수에 포함된 용존산소의 감소가 이루어진다. 즉, 탈기조(150)에서는 유입된 상등수의 탈기가 이루어져 상등수에 포함된 용존산소의 감소가 이루어진다.

전술한 바와 같이 탈기과정을 거쳐 용존산소의 감소가 이루어진 상등수는 탈 기 처리수 반송수단을 통해 BNR 반응조(120)의 내부로 반송되어 BNR 반응조(120) 내부의 폐수와 혼합되도록 함으로써 혐기적 소화와 탈질반응 및 질산화를 통한 질소의 제거가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

아울러, 전술한 바와 같이 폐수를 처리하는 과정에서 BNR 반응조(120)와 막분리조(130)의 내측 하부에 침전된 잉여슬러지는 잉여슬러지 인발수단을 통해 인발되어 슬러지 처리시설로 모여지게 된다. 이때, BNR 반응조(120)와 막분리조(130)의 내측 하부에 침전된 잉여슬러지 각각은 선택적으로 인발되어질 수 있다.

전술한 바와 같이 막분리수단을 통해 고액분리되어 막처리수 저장조(160)에 저장된 막처리수는 막처리수 방류관(162)을 통해 방류수계로 방류되어진다.

본 발명을 구성하는 오존접촉수단은 막분리수단을 통해 고액분리되어 막처리수 저장조(160)에 저장된 막처리수를 공업용수 등에 재이용하기 위한 재이용수를 생성한다. 즉, 오존접촉수단은 막처리수 방류관(162)을 통해 방류수계로 방류되는 막처리수를 유입시켜 오존(O₃)과의 접촉을 통해 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성한다.

한편, 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템(100)의 특징 중 하나인 막분리 세정수단에서는 막분리조(130)에 설치되어 고액분리하는 막분리수단의 막분리 모듈조립체(134)를 세정하기 위해 초음파를 이용한다. 이때, 세정수로는 오존접촉수단을 통해 생성된 재이용수를 이용하고, 막분리수단의 막분리 모듈조립체(134)를 세정하는데 이용된 세정수는 유량조정조(110)의 내부로 반송되어 앞서의 폐수처리 과정을 거쳐 정수처리 되어진다.

본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템(100)을 구성하는 각각의 구성요소를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 유량조정조(110)는 원폐수의 유입에 따른 처리유량을 조정하기 위한 것으로, 이러한 유량조정조(110)는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 원폐수의 유입이 이루어져 저장되는 한편 원폐수에 포함된 입자성 물질이나 유·무기성 오염물질 등의 초기 침전이 이루어진다.

전술한 바와 같은 유량조정조(110)는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템(100)의 처리용량에 따라 설계되기 때문에 유입되는 유량이 자연스럽게 조정되어진다. 그리고, 유량조정조(110)로 유입된 원폐수를 일정시간 방치하게 되면 원폐수에 포함된 입자성 물질이나 유·무기성 오염물질 등의 초기 침전이 이루어진다.

본 발명을 구성하는 BNR 반응조(120)는 무산소조건 및 호기조건하에서 원수 중에 포함된 유기물의 제거 및 탈질·질산화를 통해 질소를 제거하기 위한 것으로, 이러한 BNR 반응조(120)는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 유량조정조(110)로부터 이송된 원폐수를 수중교반과 표면폭기를 통한 무산소조건과 호기조건을 조성하여 원수 중에 포함된 유기물의 제거 및 탈질·질산화를 통해 질소를 제거한다.

한편, 전술한 바와 같이 구성되는 BNR 반응조(120)에는 BNR 반응조(120)의 내부로 유입된 폐수를 수중교반하거나 표면폭기를 하는 수중교반 표면폭기기(122)가 구성된다. 이러한 수중교반 표면폭기기(122)는 도 1 에 도시된 바와 같이 BNR 반응조(120)의 내부로 유입된 폐수를 수중교반을 통해 무산소소건을 조성하는 한편 폐수의 표면폭기를 통해 폐수에 산소를 공급하여 호기조건을 조성하게 된다.

전술한 바와 같이 수중교반 표면폭기기(122)에 의한 폐수의 수중교반이 이루어지는 경우에는 폐수 중의 유기물을 배양기로 한 혐기적 소화와 탈질반응이 연속적으로 일어나 질소의 제거가 이루어지게 된다. 그리고, 수중교반 표면폭기기(122)에 의한 폐수의 표면폭기가 이루어지는 경우에는 산소의 공급에 따른 질산화에 의해 질소의 제거가 이루어진다.

다시 말해서, 전술한 바와 같은 BNR 반응조(120)는 무산소 또는 호기조건의 가변적인 운전이 가능한 구조로 이루어져 수중교반 표면폭기기(122)를 통해 순수한 수중교반시의 무산소조건의 경우 탈질에 필요한 유기탄소원을 공급하고, 표면폭기의 호기조건의 경우에는 원활한 DO 공급을 통한 질산화 조건의 형성으로 생물학적인 질소처리가 가능한 기술을 제공한다.

전술한 바와 같이 BNR 반응조(120)의 내부에서 무산소조건과 호기조건하에서 혐기적 소화와 탈질반응 및 질산화를 통해 질소의 제거가 어느 정도 이루어진 폐수는 막분리조(130)로 유입된다. 이때, 막분리조(130)로 유입되는 폐수는 수위차에 의해 유입되고, 유입되는 폐수는 BNR 반응조(120) 상의 상등액이다.

본 발명을 구성하는 원폐수 이송수단은 유량조정조(110)의 내부에 저장된 원폐수를 BNR 반응조(120)의 내부로 강제 이송시키기 위한 것으로, 이러한 원폐수 이송수단은 도 1 에 도시된 바와 같이 유량조정조(110)로부터 BNR 반응조(120)로 연결된 원폐수 이송관(112) 및 유량조정조(110)에 유입된 원폐수를 원폐수 이송관(112)을 통해 BNR 반응조(120)의 내부로 이송시키는 원폐수 이송펌프(114)로 이 루어진다.

한편, 본 발명을 구성하는 막분리조(130)는 BNR 반응조로부터 이송된 폐수에 산기를 통해 산소를 지속적으로 공급하여 호기조건하에서 질산화에 의한 질소의 제거와 미생물의 과잉 섭취에 의한 인성분의 제거 및 고액분리가 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로, 이러한 막분리조(130)에는 도 1 에 도시된 바와 같이 막분리조(130)의 내부에 산소를 공급하는 산기수단과 고액분리를 통해 막처리수를 생성하는 막분리수단이 구성되어진다.

전술한 바와 같이 막분리조(130)의 내부에 산소를 공급하는 산기수단은 도 1, 도 3a 내지 도 3d 에 도시된 바와 같이 막분리조(130)의 내측 바닥면 상에 설치되어지되 산소의 공급이 이루어지는 산기공(132-1)이 일정간격으로 다수 형성된 산기관(132) 및 산기관(132)에 지속적으로 산소를 공급하는 블로워(132a)의 구성으로 이루어진다. 이때, 블로워(132a)에 의해 공급되는 산소는 산기관(132)의 산기공(132-1)을 통해 공기방울 형태로 막분리조(130) 내의 폐수에 공급되어 막분리조(130) 내부를 호기조건으로 조성하게 된다.

전술한 바와 같이 산기수단을 통해 공급되는 산소에 의해 호기조건으로 조성되면 폐수에 포함된 질소와 인성분의 제거가 이루어진다. 즉, 산기수단에 의해 공급되는 용존산소의 조건하에서 폐수 속에 존재하는 질소를 질산화를 통하여 제거하는 한편 폐수 속에 포함된 각종 유기물을 배양기로 하여 용존산소의 존재하에서 미생물의 혼합집단을 연속 배양하여 질소와 인성분을 제거하게 된다.

그리고, 막분리수단은 폐수에 포함된 입자성 물질이나 유·무기성 오염물질 을 분리하기 위한 것으로, 이러한 막분리수단은 도 1, 도 3a 내지 도 3d 에 도시된 바와 같이 막분리조(130) 내부의 산기관(132) 상부측에 설치되는 막분리 모듈조립체(134), 막분리 모듈조립체(134)에 의해 막분리된 처리수를 처리수 저장조(160)로 이송하는 처리수 이송관(136); 및 처리수 이송관(136) 상에 설치되어 흡인압력을 통해 막분리 모듈조립체(134)에서 고액의 분리가 이루어지도록 하는 흡인펌프(138)로 이루어진다.

또한, 전술한 바와 같은 막분리수단의 구성에서 막분리 모듈조립체(134)는 막분리조(130) 내부의 산기관(132) 상부측에 설치되어지되 상하로 개방된 조립체 하우징(134a) 및 조립체 하우징(134a)의 내부에 일정간격으로 설치되어 흡인펌프(138)에 의한 흡인과정에서 이물질을 걸러내어 고액분리하는 다수의 평막모듈(134b)로 이루어진다. 이때, 평막모듈(134b)은 양측에 구성된 분리막(134b-1)을 통해 흡인펌프(138)의 흡입과정에서 고액을 분리하게 된다.

전술한 바와 같이 구성된 막분리수단은 흡인펌프(138)의 가동이 이루어지면 흡인펌프(138)의 흡인압력에 의해 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1)에서는 모듈조립체(134) 내부의 오·폐수로부터 이물질의 분리가 이루어지면서 이물질이 분리된 상태의 처리수는 평막모듈(134b) 상부의 처리수 유출구(도시하지 않음)를 통해 처리수 이송관(136)으로 배출되어진다. 이때, 처리수 이송관(136)으로 유입된 막처리수는 흡인펌프(138)를 통해 막처리수 저장조(160)로 집수되어진다.

본 발명을 구성하는 잉여슬러지 인발수단은 BNR 반응조(120)와 막분리조(130)의 내측 하부에 침전된 잉여슬러지를 인발처리하기 위한 것으로, 이러한 잉 여슬러지 인발수단은 도 1 에 도시된 바와 같이 BNR 반응조(120)와 막분리조(130) 각각에 설치되어 합관되는 슬러지 인발관(140), BNR 반응조(120)와 막분리조(130) 각각의 슬러지 인발관(140) 상에 설치되어 선택적인 잉여슬러지의 인발이 가능하도록 하는 온/오프 밸브(142a, 142b) 및 합관된 슬러지 인발관(140) 상에 설치되어 흡인압력을 통해 BNR 반응조(120)와 막분리조(130)의 내측 하부에 침전된 잉여슬러지를 흡인하여 배출시키는 슬러지 흡인펌프(144)로 이루어진다.

앞서 기술한 바와 같이 BNR 반응조(120)의 탈질반응 및 질산화 과정을 통해 질소를 제거하는 과정과 막분리조(130)의 고액분리 과정에서 발생되는 잉여슬러지는 BNR 반응조(120)와 막분리조(130) 각각의 내측 하부에 침전되어지기 때문에 이를 주기적으로 인발하여 주어야 한다. 이에 따른 본 발명에서는 주기적으로 잉여슬러지를 인발하는 잉여슬러지 인발수단을 구성하였다. 이때, 잉여슬러지의 발생 정도에 따라 BNR 반응조(120)와 막분리조(130)의 잉여슬러지를 온/오프 밸브(142a, 142b)의 개폐를 통해 선택적으로 인발할 수 있도록 하였다.

본 발명을 구성하는 탈기조(150)는 탈기과정을 통해 막분리조(130)로부터 유입된 폐수에 포함된 용존산소의 감소가 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로, 이러한 탈기조(150)는 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 막분리조(130)로부터 상등수를 유입시켜 상등수에 포함된 용존산소의 감소를 통해 탈질을 유도한다.

전술한 바와 같이 막분리조(130)로부터 탈기조(150)의 내부로 유입되는 상등수는 막분리조(130)와 탈기조(150)의 수위차를 통해 유입된다. 즉, 막분리조(130)에 내부의 폐수 중에 상등수는 수위차에 의해 탈기조(150)로 유입되어 탈기조(150) 내부에서 탈기과정을 통해 상등수에 포함된 용존산소의 감소가 이루어진다. 즉, 탈기조(150)에서는 수위차를 통해 유입된 상등수의 탈기가 이루어져 상등수에 포함된 용존산소의 감소가 이루어진다.

전술한 바와 같이 탈기과정을 거쳐 용존산소의 감소가 이루어진 상등수는 탈기 처리수 반송수단을 통해 BNR 반응조(120)의 내부로 반송되어 BNR 반응조(120) 내부의 폐수와 혼합되도록 함으로써 혐기적 소화와 탈질반응 및 질산화를 통한 질소의 제거가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 이때, 탈기 처리수 반송수단은 탈기조(150)로부터 BNR 반응조(120)로 연결된 탈기 처리수 반송관(152) 및 탈기 처리수 반송관(152) 상에 설치되어 탈기조(150)의 탈기 처리된 탈기 처리수를 BNR 반응조(120)로 반송하는 탈기 처리수 반송펌프(154)로 이루어진다.

본 발명을 구성하는 막처리수 저장조(160)는 막분리조(130)의 막분리수단을 통해 막분리된 막처리수가 저장되는 것으로, 이러한 막처리수 저장조(160)는 도 1 에 도시된 바와 같이 막분리조(130)의 막분리수단을 통해 막분리된 막처리수를 방류수계로 방류하기 전에 일정시간 집수하여 방치함으로써 미세 이물질의 침전이 이루어질 수 있도록 한다.

전술한 바와 같이 막분리수단을 통해 막분리된 막처리수를 방류수계로 방류하기 전에 일정시간 집수 저장한 후에는 막처리수 방류관(162)을 통해 방류수계로 방류한다. 물론, 막처리수 저장조(160)에 저장된 막처리수를 방류수계로 방류할 수도 있지만 공업용수로 재이용되기도 한다. 이때, 공업용수로 재이용하기 위해서는 막처리수를 보다 깨끗하게 정화할 필요성이 있다.

전술한 바와 같이 막처리수 저장조(160)에 저장된 막처리수를 공업용수로 재이용하기 위한 구성으로는 오존접촉수단이 구성되어진다. 이러한 오존접촉수단은 막처리수를 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 정화하기 위한 것으로, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이 막처리수를 유입시켜 오존(O₃)과의 접촉을 통해 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성하게 된다.

한편, 전술한 바와 같은 오존접촉수단의 구성을 살펴보면 막처리수 방류관(162)을 통해 방류되는 막처리수를 유입시키는 막처리수 유입펌프(170) 및 막처리수 유입펌프(170)를 통해 유입된 막처리수에 오존(O₃)을 주입 접촉시켜 오존(O₃)에 의한 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성하는 오존접촉기(172)로 이루어진다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템(100)은 폐수를 연속적으로 처리하는 과정에서 폐수에 포함된 이물질이 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1) 외측면 상에 부착되어 원활하고 안정적인 처리수량을 확보하는데 있어 장해요인으로 작용하게 된다. 따라서, 평막모듈(134b)을 주기적으로 세정하여 평막모듈(134b)에 부착된 물때나 부유물 등의 이물질을 제거함으로써 원활하고 안정적인 처리수량을 확보할 필요성이 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 막분리조(130) 상에서 고액분리를 하는 막분리 모듈조립체(134)를 세정하기 위한 막분리 세정수단이 구성되어진다.

본 발명에 따른 막분리 세정수단은 막분리조(130) 상에서 고액분리를 하는 막분리 모듈조립체(134)를 분리하여 막분리 세정수단으로 옮긴 상태에서 세정이 이루어진다. 이러한 막분리 세정수단의 구성을 살펴보면 막분리조(130) 상의 막분리 모듈조립체(134)를 내부로 옮겨 세정하는 세정조(180), 오존접촉기(172)를 통해 생성된 재이용수를 세정조(180)의 내부로 공급하여 세정조(180)의 내부로 옮겨진 막분리 모듈조립체(134)를 침지시키는 재이용수 공급관(182), 세정조(180)의 내측 하부에 설치되어지되 산기를 통해 공기방울을 형성하여 상부에 위치된 막분리 모듈조립체(134)의 내측으로 공급하는 세정용 산기수단, 세정조(180)의 내측 하부에 설치되어 초음파의 발진에 의한 초음파 진동을 통해 막분리 모듈조립체(134)를 구성하는 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1)에 부착된 물때나 오염물질을 분리하거나 그 부착력을 약화시키는 초음파 진동자(184) 및 초음파 진동자(184)에 의한 초음파 진동을 통해 세정한 후 세정조(180) 내부의 세정수를 유량조정조(110)로 반송시키는 세정수 반송수단으로 이루어진다.

전술한 바와 같은 막분리 세정수단의 구성에서 초음파 진동자(184)는 도 4a 및 도 4b 에 도시된 바와 같이 세정조(180)의 바닥면과 모듈조립체(134)의 하부면 사이에 설치되어지되 더욱 정확하게는 세정용 산기관(132)의 사이에 포크와 같은 형태로 설치된다. 이처럼 설치된 초음파 진동자(184)는 초음파 발생장치에 의한 초음파 진동을 발생시켜 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1) 외측면 상에 부착된 물때나 부유물 등의 이물질을 분리되도록 하거나 그 부착력을 약화시켜 세정용 산기관(132)에 의한 수류에 의해 분리막(134b-1)으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 한다.

그리고, 전술한 바와 같은 막분리 세정수단의 구성에서 세정용 산기수단은 세정조(180)의 내측 바닥면 상에 설치되어지되 산소의 공급이 이루어지는 산기공(132-1)이 일정간격으로 다수 형성된 산기관(132) 및 산기관(132)에 지속적으로 산소를 공급하는 블로워(132a)로 이루어진다.

전술한 바와 같은 세정용 산기수단의 산기관(132)은 막분리조(130)의 내부에 용존산소를 지속적으로 공급하는 산기수단의 산기관(132)이 연장 구성된 것이고, 세정용 산기수단의 블로워(132a) 역시 막분리조의 내부에 용존산소를 지속적으로 공급하는 산기수단의 블로워(132a)의 구성으로 이루어진다.

또한, 전술한 바와 같은 막분리 세정수단의 구성에서 세정수 반송수단은 세정조(180)로부터 유량조정조(110)로 연결된 세정수 반송관(186) 및 세정수 반송관(186) 상에 설치되어 세정조(180)로부터 세정수 반송관(186)을 통해 유량조정조(110)로 세정수를 반송시키는 세정수 반송펌프(186a)로 이루어진다.

전술한 바와 같이 막분리 세정수단을 통해 막분리 모듈조립체(134)를 세정한 후에 발생되는 세정수는 오염물이 포함되어 있기 때문에 세정수 반송수단을 통해 유량조정조(110)로 반송시켜 재처리할 필요성이 있다.

한편, 본 발명에 따른 구성에서 막분리조(130)와 모듈조립체(134)의 내부에는 산기관(132)으로부터 발생하는 기포에 유동되어 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1)과 간섭을 통해 분리막(134b-1)에 부착된 이물질을 분리하는 다수의 메디아 볼(190)이 더 구성되어진다.

전술한 바와 같이 구성되는 메디아 볼(190)은 기포와 함께 상승하는 가운데 일정간격으로 설치된 평막모듈(134b) 사이를 유동하면서 분리막(134b-1)을 간섭하여 이물질이 표면에 부착되지 않도록 하는 한편 상승 후에는 수류를 따라 다시 모듈조립체(134)의 하측으로 재순환하여 연속적으로 분리막(134b-1)을 세정할 수 있도록 일정한 크기와 무게를 갖는 구성으로 이루어진다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 기술에는 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1)과 간섭을 통해 분리막(134b-1)에 부착된 이물질을 분리하는 다수의 메디아 볼(190)이 더 구성되어진다. 즉, 막분리 모듈조립체(134)의 내부에는 산기관(132)으로부터 발생하는 기포에 유동되어 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1)과 간섭을 통해 분리막(134b-1)에 달라붙은 이물질을 분리하는 다수의 메디아 볼(190)이 더 구성된다.

전술한 바와 같이 구성되는 메디아 볼(190)은 기포와 함께 상승하는 가운데 일정간격으로 설치된 평막모듈(134b) 사이를 유동하면서 분리막(134b-1)을 간섭하여 분리막(134b-1) 표면에 이물질이 달라붙지 않도록 하는 한편 달라붙은 이물질은 분리되도록 한다. 이처럼 작용하는 메디아 볼(190)은 상승 후에는 수류를 따라 다시 모듈조립체(134)의 하측으로 재순환하여 연속적으로 분리막(134b-1)을 세정할 수 있도록 일정한 크기와 무게를 갖는 구성으로 이루어진다.

전술한 바와 같이 구성된 메디아 볼(190)은 외면 전체가 둥근 구형 또는 별 형태의 각 끝단에 날개판이 일체로 형성된 다각형의 형태로 이루어지며, 그 재질은 폴리에틸렌, 아크로니트릴 부타디엔 스티렌, 테프론, 염화비닐 및 폴리우레탄 중 어느 하나의 재질로 형성된다.

다시 말해서, 전술한 바와 같이 구성된 메디아 볼(190)은 막분리조(130) 내부에서 수류를 따라 상하로 순환하면서 연속적으로 각 평막모듈(134b)의 분리막(134b-1)을 두드릴 수 있도록 많은 수로 구성된다. 이때, 각각의 메디아 볼(190)은 산기관(132)으로부터 발생되는 기포에 의해 상승되는 한편, 기포가 없는 곳에서는 자체 하중에 의해 하부로 가라앉을 수 있도록 일정한 무게로 형성된다. 또한, 메디아 볼(190)은 기포에 의해 원활하게 상승하면서 분리막(134b-1)을 두드려 이물질을 떨어트릴 수 있도록 다양한 형태로 형성되어진다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템을 보인 공정 구성도.

도 2 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템을 보인 블록 구성도.

도 3a 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 사시 구성도.

도 3b 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 평면 구성도.

도 3c 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 단면 구성도.

도 3d 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 막분리조의 구성을 보인 확대 단면 구성도.

도 4a 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 세정수단의 구성을 개략적으로 보인 사시 구성도.

도 4b 는 본 발명에 따른 막분리를 이용한 폐수처리 시스템의 구성에서 세정수단의 구성을 개략적으로 보인 단면 구성도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명]

100. 폐수처리 시스템 110. 유량조정조

112. 원폐수 이송관 114. 원폐수 이송펌프

120. BNR 반응조 122. 수중교반 표면폭기기

130. 막분리조 132. 산기관

132a. 블로워 134. 막분리 모듈조립체

134a. 조립체 하우징 134b. 평막모듈

134b-1. 분리막 136. 처리수 이송관

138. 흡인펌프 140. 슬러지 인발관

142. 온/오프 밸브 144. 슬러지 흡인펌프

150. 탈기조 152. 탈기 처리수 반송관

154. 탈기 처리수 반송펌프 160. 막처리수 저장조

162. 막처리수 방류관 170. 막처리수 유입펌프

172. 오존접촉기 180. 세정조

182. 재이용수 공급관 184. 초음파 진동자

186. 세정수 반송관 186a. 세정수 반송펌프

190. 메디아 볼

Claims (16)

1. 원폐수의 유입이 이루어져 유기물이나 무기물 등의 초기 침전이 이루어지는 유량조정조;

   상기 유량조정조로부터 이송된 원폐수를 수중교반과 표면폭기를 통한 무산소조건 또는 호기조건을 조성하여 원수 중에 포함된 유기물의 제거 및 탈질·질산화를 통한 질소를 제거하는 BNR 반응조;

   상기 BNR 반응조 상에 설치되어 이송된 원폐수를 수중교반을 통한 무산소조건을 조성하거나 원폐수의 표면폭기를 통한 산소의 공급을 통해 호기조건을 조성하는 수중교반 표면폭기기;

   상기 유량조정조 내부의 원폐수를 상기 BNR 반응조의 내부로 이송하는 원폐수 이송수단;

   상기 BNR 반응조로부터 이송된 폐수에 산기를 통해 산소를 지속적으로 공급하여 호기조건하에서 질산화에 의한 질소의 제거와 미생물의 과잉 섭취에 의한 인성분의 제거 및 고액분리가 이루어지는 막분리조;

   상기 막분리조의 내부에 산기를 통한 용존산소를 지속적으로 공급하여 호기조건이 조성되도록 산기공이 형성된 산기관과 상기 산기관에 산소를 공급하는 불로워로 구성된 산기수단;

   상기 막분리조 내부의 폐수에 침지되어 폐수를 고액분리하는 막분리수단;

   상기 BNR 반응조와 막분리조의 내부에 침전된 잉여슬러지를 인발하는 잉여슬러지 인발수단;

   상기 막분리조로부터 상등수를 유입시켜 상등수에 포함된 용존산소의 감소를 통해 탈질을 유도하는 탈기조;

   상기 탈기조의 내부에서 탈기된 탈기 처리수를 상기 BNR 반응조로 반송시키는 탈기 처리수 반송수단;

   상기 막분리수단을 통해 고액분리가 이루어진 막처리수를 저장하는 막처리수 저장조;

   상기 막처리수 저장조의 방류수계로 방류하는 막처리수 방류관;

   상기 막처리수 방류관을 통해 방류되는 막처리수를 유입시켜 오존(O₃)과의 접촉을 통해 살균 소독 및 유·무기성 오염물질을 산화 제거하여 공업용수로 재이용될 수 있는 재이용수를 생성하는 오존접촉수단; 및

   상기 막분리수단을 세정하여 부착된 이물질을 제거하는 막분리 세정수단;으로 구성되되,

   상기 막분리수단은,

   상기 막분리조 내부의 산기관 상부측에 설치되는 막분리 모듈조립체;

   상기 막분리 모듈조립체에 의해 막분리된 처리수를 상기 막처리수 저장조로 이송하는 처리수 이송관; 및

   상기 처리수 이송관 상에 설치되어 흡인압력을 통해 상기 막분리 모듈조립체에서 고액의 분리가 이루어지도록 하는 흡인펌프로 이루어지며,

   상기 막분리 모듈조립체는 상기 막분리조 내부의 산기관 상부측에 설치되어지되 상하로 개방된 조립체 하우징과 상기 조립체 하우징의 내부에 일정간격으로 설치되어 흡인펌프에 의한 흡인과정에서 이물질을 걸러내어 고액분리하는 다수의 평막모듈로 이루어지고,

   상기 막분리 세정수단은,

   상기 막분리조 상의 막분리 모듈조립체를 내부로 옮겨 세정하는 세정조;

   상기 오존접촉수단을 통해 생성된 재이용수를 상기 세정조의 내부로 공급하여 상기 세정조의 내부로 옮겨진 막분리 모듈조립체를 침지시키는 재이용수 공급관;

   상기 세정조의 내측 하부에 설치되어지되 산기를 통해 공기방울을 형성하여 상부에 위치된 상기 막분리 모듈조립체의 내측으로 공급하는 세정용 산기수단;

   상기 세정조의 내측 하부에 설치되어 초음파의 발진에 의한 초음파 진동을 통해 상기 모듈조립체를 구성하는 평막모듈에 부착된 물때나 오염물질을 분리하거나 그 부착력을 약화시키는 초음파 진동자; 및

   상기 초음파 진동자에 의한 초음파 진동을 통해 세정한 후 상기 세정조 내부의 세정수를 상기 유량조정조로 반송시키는 세정수 반송수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.
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10. 제 1 항에 있어서, 상기 세정용 산기수단은 상기 세정조의 내측 바닥면 상에 설치되어지되 산소의 공급이 이루어지는 산기공이 일정간격으로 다수 형성된 산기관; 및

    상기 산기관에 지속적으로 산소를 공급하는 블로워로 이루어진 것을 특징으로 하는 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 세정용 산기수단의 산기관은 상기 막분리조의 내부에 용존산소를 지속적으로 공급하는 산기수단의 산기관이 연장 구성된 것이고, 상기 세정용 산기수단의 블로워 역시 상기 막분리조의 내부에 용존산소를 지속적으로 공급하는 산기수단의 블로워의 구성인 것을 특징으로 하는 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 세정수 반송수단은 상기 세정조로부터 유량조정조로 연결된 세정수 반송관; 및

    상기 세정수 반송관 상에 설치되어 상기 세정조로부터 상기 세정수 반송관을 통해 상기 유량조정조로 세정수를 반송시키는 세정수 반송펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.
13. 제 1항에 있어서, 상기 막분리조와 막분리 모듈조립체의 내부에는 상기 산기관으로부터 발생하는 기포에 유동되어 상기 평막모듈과 간섭을 통해 상기 평막모듈에 달라붙은 이물질을 분리하는 다수의 메디아 볼이 더 구성된 것을 특징으로 하는 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 메디아 볼은 기포와 함께 상승하는 가운데 일정간격으로 설치된 상기 평막모듈 사이를 유동하면서 상기 평막모듈을 간섭하여 이물질이 표면에 부착되지 않도록 하는 한편 상승 후에는 수류를 따라 다시 상기 막분리 모듈조립체의 하측으로 재순환하여 연속적으로 상기 평막모듈을 세정할 수 있도록 일정한 크기와 무게를 갖는 것을 특징으로 하는 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 메디아 볼은 외면 전체가 둥근 구형 또는 별 형태의 각 끝단에 날개판이 일체로 형성된 다각형의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 메디아 볼은 폴리에틸렌, 아크로니트릴 부타디엔 스티렌, 테프론, 염화비닐 및 폴리우레탄 중 어느 하나의 재질로 형성된 것을 특징으로 막분리를 이용한 폐수처리 시스템.

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