KR101256704B1 - 여과 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 96% 이상의 고회수율(high recovery rate)로 여과 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 전체 시스템의 구조를 콤팩트 및 단순화시킬 수 있는 여과 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 여과 시스템은, 처리되어야 할 원수(feed water)가 인입되는 유입구 및 처리된 원수가 빠져나가는 배출구를 갖는 수조(water bath); 및 상기 수조 내의 원수에 침지되며, 상기 유입구에 가장 가깝게 위치하는 제1 여과막 카세트 및 상기 배출구에 가장 가깝게 위치하는 제2 여과막 카세트를 포함하는 다수 개의 여과막 카세트들을 포함하되, 상기 제1 여과막 카세트는 제1 농도의 불순물을 포함하는 원수를 처리하고, 상기 제2 여과막 카세트는 제2 농도의 불순물을 포함하는 원수를 처리하며, 상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 작다.

여과, 여과막, 카세트, 수조

Description

여과 시스템 및 그 방법{System and Method for Filtering}

본 발명은 여과 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 96% 이상의 고회수율(high recovery rate)로 여과 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 전체 시스템의 구조를 콤팩트 및 단순화시킬 수 있는 여과 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

가열이나 상변화를 이용하는 분리 방법에 비하여 여과막을 이용한 분리 방법은 많은 장점이 있다. 그 중 하나는 적절한 세공 크기를 갖는 여과막을 이용함으로써 원하는 수질을 안정적으로 얻을 수 있고, 그로 인해 공정의 신뢰도를 높일 수 있다는 점이다. 또한, 여과막을 이용하면 가열 등의 조작이 필요없기 때문에, 가열 등에 의해 영향을 받을 수 있는 미생물을 이용하는 분리 공정에도 사용될 수 있다는 장점이 있다.

여과막을 이용한 분리 방법들 중 하나로는 중공사막 다발을 포함하는 중공사막 모듈을 이용하는 방법 및 평막 모듈을 이용하는 방법이 있다. 전통적으로 여과막 모듈은 무균수, 음용수, 초순수 제조 등 정밀 여과 분야에 널리 사용되어 왔으며, 최근에는 하수 처리, 정화조에서의 고액 분리, 산업 폐수에서의 부유 물질(SS: Suspended Solid) 제거, 하천수의 여과, 공업용수의 여과, 및 수용장 물의 여과 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.

이러한 여과막 모듈의 하나로는, 처리하고자 하는 유체의 수조에 여과막 모듈을 직접 침지시키고 여과막 내부에 음압(negative pressure)을 가하여 유체만을 선택적으로 여과막 내부로 투과시킴으로서 불순물 또는 슬러지 등의 고형 성분을 분리하는 침지형 여과막 모듈이 있다. 침지형 여과막 모듈은 여러개의 모듈이 프레임에 장착된 카세트(cassette) 단위로 주로 이용된다.

더욱 자세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 처리되어야 할 원수(feed water)를 저장하고 있는 원수 탱크(20)로부터 원수가 수조(10)에 공급된다. 다수 개의 여과막 카세트들(11)이 수조(water bath)(10)에 침지되어 있다. 흡인 펌프(30)에 의해 일정 음압이 다수 개의 여과막 카세트들(11)에 가해지면, 고형 성분을 제외한 유체만이 여과막 카세트들(11) 내의 여과막을 선택적으로 통과한다. 여과막을 통과한 유체(이하, '여과수'라 칭함)는 여과수 탱크(미도시)로 보내진다.

한편, 다수 개의 여과막 카세트들(11)이 수조(10) 내에서 서로 충분히 이격되어 있기 때문에 수조(10) 내로 유입되는 원수는 각각의 여과막 카세트들(11)에 골고루 분산되고, 따라서 수 처리 공정이 평형 상태를 이룰 때 각 여과막 카세트들(11)은 거의 동일한 농도의 불순물을 포함하는 원수를 처리하게 된다.

그런데, 각 여과막 카세트들(11)은 카세트에 공급되는 원수 양에 대한 카세트에 의해 처리된 여과수 양의 비를 의미하는 회수율(recovery rate)이 약 90% 정도이기 때문에, 도 1에 도시된 여과 시스템에 의할 경우 전체 회수율도 약 90% 정 도에 불과하게 된다. 즉, 다수 개의 여과막 카세트들(11)에 의해 처리된 후 수조(10)로부터 배출되는 잔여물은 고형 성분을 다량 포함하는 슬러리 상태이지만 여전히 상당 량의 미처리 물을 포함하게 된다.

따라서, 수조(10) 내에서 여과막 카세트들(11)에 의해 수거되지 않은 물을 회수하기 위한 농축 장치(40)가 별도로 더 제공되어야 한다. 이러한 농축 장치(40)는 주로 섬유상 여과기(fabric filter) 또는 샌드블라스트(sandblast) 방식과 같은 거친(rough) 여과 방식을 이용하기 때문에 회수된 물을 여과막 카세트들(11)에 의해 얻어진 여과수와 동일하게 취급할 수 없다. 따라서, 농축 장치(40)로부터 추가적으로 얻어진 물은 원수 탱크(20)로 공급되고, 여과 시스템의 전체 회수율을 계산하는데 감안될 수 없다.

결국, 도 1에 도시된 여과 시스템의 경우 전체 회수율을 96% 이상으로 올리기 위해서는, 추가 회수율만큼의 더 많은 여과시스템 용량과 농축 장치(40)라는 별도의 구성을 더 요구하기 때문에 시스템의 구성이 복잡하고 비경제적이라는 문제점이 있다.

한편, 전체 회수율을 높이기 위한 한 방편으로서, 수조(10)로부터 배출되는 잔여물로부터 여과막에 의한 처리수를 추가적으로 얻어내기 위하여 농축 장치(40) 대신에 또 다른 수조를 설치하고 그 안에 여과막 카세트(들)을 침지시킨 2 단 여과 시스템을 고려하여 볼 수도 있다. 이와 같은 2 단 여과 시스템의 경우, 첫 번째 여과를 통해 전체 원수 대비 약 90%의 처리수를 회수하고, 후속의 두 번째 여과를 통해 전체 원수 대비 약 6% 이상의 처리수를 회수할 수 있는 장점은 있으나, 두 번재 여과를 위한 별도의 추가적 구성들이 요구된다는 문제는 여전히 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 여과 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명의 이점은 96% 이상의 고회수율로 여과 작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 전체 시스템의 구조를 콤팩트 및 단순화시킬 수 있는 여과 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술될 것이고, 부분적으로는 그러한 기술로부터 자명할 것이다. 또는, 본 발명의 실시를 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 학습되어질 수 있을 것이다. 본 발명의 목적들 및 다른 이점들은 첨부된 도면은 물론이고 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 특정된 구조에 의해 실현되고 달성될 것이다.

위와 같은 이점들을 달성하기 위하여, 그리고 본 발명의 목적에 따라, 처리되어야 할 원수(feed water)가 인입되는 유입구 및 처리된 원수가 빠져나가는 배출구를 갖는 수조(water bath); 및 상기 수조 내의 원수에 침지되며, 상기 유입구에 가장 가깝게 위치하는 제1 여과막 카세트 및 상기 배출구에 가장 가깝게 위치하는 제2 여과막 카세트를 포함하는 다수 개의 여과막 카세트들을 포함하되, 상기 제1 여과막 카세트는 제1 농도의 불순물을 포함하는 원수를 처리하고, 상기 제2 여과막 카세트는 제2 농도의 불순물을 포함하는 원수를 처리하며, 상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 작은 것을 특징으로 하는 여과 시스템이 제공된다.

본 발명의 다른 측면으로서, 제1 여과막 카세트 및 제1 농축수용 여과막 카세트가 침지된 제1 수조; 제2 여과막 카세트 및 제2 농축수용 여과막 카세트가 침지된 제2 수조; 상기 제1 여과막 카세트에 제1 음압을 가하기 위한 제1 펌프; 상기 제2 여과막 카세트에 제2 음압을 가하기 위한 제2 펌프; 및 상기 제1 및 제2 농축수용 여과막 카세트들에 제3 음압을 가하기 위한 공통 펌프를 포함하는 여과 시스템이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면으로서, 수조 내로 유입된 원수를 제1 여과막 카세트를 이용하여 제1 투과 유속으로 처리하는 단계; 및 상기 제1 여과막 카세트로 처리된 상기 원수를 제2 여과막 카세트를 이용하여 제2 투과 유속으로 처리하는 단계를 포함하되, 상기 제1 투과 유속은 상기 제2 투과 유속보다 큰 것을 특징으로 하는 여과 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면으로서, 제1 여과막 카세트 및 제1 농축수용 여과막 카세트가 침지된 제1 수조; 제2 여과막 카세트 및 제2 농축수용 여과막 카세트가 침지된 제2 수조; 상기 제1 여과막 카세트에 제1 음압을 가하기 위한 제1 펌프; 상기 제2 여과막 카세트에 제2 음압을 가하기 위한 제2 펌프; 및 상기 제1 및 제2 농축수용 여과막 카세트들에 제3 음압을 가하기 위한 공통 펌프를 포함하는 여과 시스템을 이용하는 여과 방법으로서, 상기 제1 펌프의 가동을 중단하는 단계; 상기 공통 펌프로부터 상기 제1 농축수용 여과막 카세트에 가해지던 상기 제3 음압을 차단하는 단계; 및 상기 제1 여과막 카세트 및 상기 제1 농축수용 여과막 카세트를 세정하는 단계를 포함하는 여과 방법을 제공한다.

위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 여과 시스템 및 그 방법에 의하면, 1 개의 수조를 이용하여 여과 작업을 수행함에도 불구하고 96% 이상의 고회수율을 달성할 수 있다.

또한, 96% 이상의 고회수율로 여과 작업이 이루어지기 때문에 별도의 농축 장치가 필요하지 않고, 1 개의 수조만을 이용하여 96% 이상의 고회수율을 달성하기 때문에 다단 여과를 위한 별도의 구성, 예를 들어 추가적인 수조의 설치를 요하지 않기 때문에 전체 시스템의 구조를 콤팩트 및 단순화시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 여과 시스템 및 그 방법에 의할 경우, 여과 작업의 중단을 최소화하면서 여과막 세정을 효율적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물의 범위 내에 드는 변경 및 변형을 모두 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '여과막'은 평막(flat sheet membrane) 및 중공사막(hollow fiber membrane) 등 침지식 형태의 막들을 모두 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '불순물'은 물에 포함되어 있는 모둔 고형 성분들을 포함한다.

본 명세서에 사용되는 용어인 '불순물의 농도'는 수 처리 공정이 평형 상태를 이룰 때 측정된 불순물의 농도를 의미하며, 수 처리 작업 개시 후 최소 24시간 후에 측정된다.

이하에서는, 본 발명의 여과 시스템 및 그 방법의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 여과 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 여과 시스템은 수조(100)를 포함한다. 수조(100)는 처리되어야 할 원수가 인입되는 유입구(101) 및 처리 후 농축된 원수가 빠져나가는 배출구(102)를 갖는다.

수조(100) 내의 원수에 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)이 침지된다. 본 발명에 의하면, 상기 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)은 유입구(101) 측으로부터 배출구(102) 측까지 일렬로 배열된다. 또한, 상기 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)은 수조(100) 내에 빽빽한 상태로 침지되어 있다. 따라서, 수조(100) 내로 유입되는 원수는 각각의 여과막 카세트들(111~117)에 골고루 분산되지 못하고, 일렬로 배열된 여과막 카세트들(111~117)을 순차적으로 통과한다.

이를 더욱 자세히 설명하면, 유입구(101)를 통해 유입된 원수는 유입구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)에 의해 1 차로 처리되고, 1 차 처리된 원수가 그 다음 여과막 카세트(112)로 이동하여 2차로 처리된다. 2차 처리된 원수는 그 다음 여과막 카세트들(113~116)을 차례로 거치면서 지속적으로 처리된 후 배출구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)에 의해 최종적으로 처리된다. 따라서, 본 발명의 여과 시스템에 의하면, 수 처리 공정이 평형 상태를 이룰 때 수조(100) 내의 원수에서 위치에 따른 불순물 농도의 구배(gradient)가 발생하게 되고, 그 결과, 유입구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)가 처리하는 원수의 불순물 농도가 배출구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)가 처리하는 원수의 불순물 농도에 비해 작다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 배출구(102)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(117)가 처리하는 원수의 불순물 농도가 유입구(101)에 가장 가깝게 위치한 여과막 카세트(111)가 처리하는 원수의 불순물 농도의 최소 3배가 되도록 상기 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)이 수조(100) 내에 빽빽하게 침지된다.

여과막 카세트들(111~117)이 처리하는 원수의 불순물 농도는 여과막 카세트들(111~117) 각각의 전후좌우 20cm 내의 공간에서 일정 높이에 위치한 물을 취수하여 측정한 불순물의 농도를 의미한다. 상기 일정 높이에 위치한 물을 취수한다 함은 여과막 카세트들(111~117)이 처리하는 원수의 불순물 농도를 측정하는데 있어 동일한 높이의 물을 취수함을 의미한다.

이와 같이, 본 발명에 의한 여과 시스템에 의하면, 수조(100) 내로 유입된 원수가 다수 개의 여과막 카세트들(111~117)을 순차적으로 거치면서 반복적으로 처리되기 때문에 수조(100)로부터 최종적으로 배출되는 배출물은 충분히 농축된 상태 가 된다. 즉, 본 발명에 의한 여과 시스템은 96% 이상의 전체 회수율을 갖는다.

한편, 본 발명에 의한 여과 시스템에서는 여과막 카세트들(111~117) 각각이 처리하는 원수의 불순물 농도가 서로 다르기 때문에 각 여과막 카세트들(111~117)에 동일한 음압이 가해질 경우 여과막의 파울링(fouling) 정도가 카세트들(111~117) 별로 서로 다르게 나타날 것이다. 즉, 가장 높은 불순물 농도를 갖는(가장 농축된) 원수를 처리하여야 하는 여과막 카세트(117)에서 가장 심각한 여과막의 파울링이 나타날 것이고, 심할 경우 여과막의 파손이 발생할 우려가 있다.

따라서, 본 발명에 일 실시예에 의하면, 전단(front part)에 위치하는 여과막 카세트들(111~116)에는 제1 펌프(120)로부터 제1 음압이 가해짐으로써 처리수가 제1 투과 유속(flux)(LMH)으로 빠져나오고, 배출구(102)에 가장 가깝게 있는 여과막 카세트(117)에는 제2 펌프(130)에 의해 제2 음압이 가해짐으로써 처리수가 제2 투과 유속으로 빠져나오게 할 수 있다. 당연히, 상기 제1 음압 및 제1 투과 유속은 제2 음압 및 제2 투과 유속보다 크다. 이와 같이, 가장 높은 불순물 농도를 갖는(가장 농축된) 원수를 처리하여야 하는 여과막 카세트(117)에 더 낮은 음압을 걸어줌으로써 여과막의 파울링 및 그로 인한 막 손상을 최소화할 수 있다.

회수율의 측면에서 볼 때, 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전단(front part)에 위치하는 여과막 카세트들(111~116)에 의해 전체 원수 대비 약 90 내지 95%의 처리수가 회수되고, 배출구(102)에 가장 가깝게 있는 여과막 카세트(117)에 의해 전체 원수 대비 약 4 내지 9%의 처리수가 추가로 회수될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 의한 여과 시스템을 개략적으로 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 배출구(102)에 가장 가깝게 있는 여과막 카세트(117)와 이웃하는 여과막 카세트(116)가 제1 펌프(120)가 아닌 제2 펌프(130)에 연결되어 있어 제2 펌프(130)로부터 제공되는 음압에 의해 수 처리 작업을 수행한다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 비교적 높은 불순물 농도를 갖는 원수를 처리하여야 하는 여과막 카세트(116)에도 비교적 낮은 음압을 걸어줌으로써 낮은 투과 유속을 유도하고, 이를 통해 여과막의 파울링 및 그로 인한 막 손상을 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 의한 여과 시스템은 제2 펌프(130)와 여과막 카세트들(116, 117)의 연결 상태를 각각 온/오프하기 위한 밸브들(131, 132)을 더 포함한다. 따라서, 회복 세정(recovery cleaning)과 같이 수 처리의 중지를 요구하는 세정을 제2 펌프(130)에 연결된 여과막 카세트들(116, 117) 중 어느 하나에 대하여 수행하는 동안에도, 제2 펌프(130)는 다른 여과막 카세트에 음압을 계속 가함으로써 높은 불순물 농도를 갖는 원수에 대한 수 처리 작업을 계속할 수 있다.

예를 들어, 설명의 편의상 배출구(102)에 가장 가깝게 있는 여과막 카세트(117)를 '제1 여과막 카세트'라 칭하고 이와 이웃하는 여과막 카세트(116)를 '제2 여과막 카세트'라 칭하면, 제1 여과막 카세트(117)에 대한 회복 세정이 다음과 같이 수행될 수 있다. 먼저, 제2 여과막 카세트(116)와 제2 펌프(130)의 연결 상태가 온인 상태에서, 제1 여과막 카세트(117)와 제2 펌프(130)의 연결 상태가 오프가 되도록 대응하는 밸브(132)를 조절한다. 이어서, 제1 여과막 카세트(117)를 수조(100)로부터 꺼낸 후 세정을 수행한다. 세정 작업이 완료되면, 세정된 제1 여과 막 카세트(117)를 수조(100) 내에 침지시킨다. 이어서, 제1 여과막 카세트(117)와 제2 펌프(130)의 연결 상태가 온이 되도록 밸브(132)를 조절한다.

한편, 수조(100)의 전단에 위치한 여과막 카세트들(111~115)은 제1 펌프(120)에 연결되어 있으며, 이들 사이의 온/오프 연결 상태가 밸브들(121~125)에 의해 조절된다. 따라서, 이들 여과막 카세트들(111~115) 중에서 어느 하나에 대하여 세정 작업이 수행되고 있어도 제1 펌프(120)로부터 제공되는 음압이 다른 여과막 카세트들에 여전히 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 수조(100) 내에 침지된 여과막 카세트들(111~117) 중 어느 하나에 대한 세정 작업이 수행되는 도중에도, 제1 및 제2 펌프(120, 130) 모두를 통해 지속적으로 처리수를 얻을 수 있다는 장점이 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 의한 여과 시스템을 개략적으로 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수조(100) 내에 일렬로 배열된 여과막 카세트들(111~117) 중에서, 유입구(101) 근처의 전단에 위치한 여과막 카세트들(111~113)은 제1 펌프(120)로부터 제1 음압을 제공받고, 배출구(102) 근처의 후단에 위치한 여과막 카세트들(116, 117)은 제2 펌프(130)로부터 제2 음압을 제공받으며, 중간 부분에 위치한 여과막 카세트들(114, 115)은 제3 펌프(140)로부터 제3 음압을 제공받는다. 제3 음압은 제1 음압보다 작지만 제2 음압보다는 크며, 각 여과막 카세트를 통해 얻어지는 처리수의 투과 유속도 이들 음압 크기의 순서를 따른다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 여과막 카세트들(111~117)에 대하여 그 각각이 처리하여야 할 원수의 불순물 농도에 따라 수 처 리 부담에 차등을 줌으로써 수조(100) 내에 발생하는 불순물 농도의 구배에 더 적절하게 대응할 수 있다.

선택적으로, 시스템의 복잡도나 비용 측면을 고려하지 않는다면, 수조(100) 내의 여과막 카세트들(111~117) 모두에 대하여 서로 다른 음압을 가하도록 시스템을 구성할 수도 있을 것이다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 여과막 카세트들(111~117) 각각은 제1 내지 제3 펌프들(120, 130, 140) 중 어느 하나와 밸브를 통해 연결되어 있기 때문에, 여과막 카세트들(111~117) 중 어느 하나에 대한 세정 작업이 수행되는 도중에도, 제1 내지 제3 펌프(120, 130, 140) 모두를 통해 지속적으로 처리수를 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 의한 여과 시스템을 나타낸다.

본 발명의 여과 시스템은 상화 보완적인 다수 개의 계열(trays)로 구성될 수 있으며, 각 계열은 그 자신의 수조를 갖는다. 이하에서는 도 5에 도시된 본 발명의 제4 실시예를 통해 이를 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 의한 여과 시스템은 4개의 제1 내지 제4 수조들(100, 200, 300, 400)이 나란히 배치되어 있고, 이 수조들(100, 200, 300, 400) 각각에는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 구성으로 여과막 카세트들(110, 117, 210, 217, 310, 317, 410, 417)이 침지된다.

각 수조들(100, 200, 300, 400)에서 유입구(101, 201, 301, 401) 근처의 전단에 위치하는 여과막 카세트들(110, 210, 310, 410)은 제1 음압을 제공하는 제1 내지 제4 펌프(120, 220, 320, 420)에 각각 연결된다. 반면, 배출구(102, 202, 302, 402) 측에 위치한 제1 내지 제4 농축수용 여과막 카세트들(117, 217, 317, 417)은 제1 내지 제4 밸브들(510, 520, 530, 540)을 통해 제1 음압보다 작은 제2 음압을 제공하는 공통 펌프(500)에 각각 연결된다. 제1 음압이 제2 음압보다 큰 이유는, 앞에서 설명한 바와 같이, 각 여과막 카세트들(110, 210, 310, 410)이 처리하는 원수의 불순물 농도가 농축수용 여과막 카세트들(117, 217, 317, 417)이 처리하는 원수의 불순물 농도보다 작기 때문이다. 따라서, 상대적으로 큰 음압이 가해지는 여과막 카세트들(110, 210, 310, 410)의 투과 유속이 상대적으로 작은 음압이 가해지는 농축수용 여과막 카세트들(117, 217, 317, 417)의 투과 유속에 비해 크다.

선택적으로, 제1 내지 제4 펌프(120, 220, 320, 420)로부터 제공되는 음압은 서로 다를 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에 의하면, 배출구(102, 202, 302, 402) 측에 위치한 농축수용 여과막 카세트들(117, 217, 317, 417)이 공통 펌프(500)에 연결되어 있어, 시스템의 단순화 및 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

또한, 농축수용 여과막 카세트들(117, 217, 317, 417)이 밸브들(510, 520, 530, 540)을 통해 공통 펌프(500)에 연결되어 있기 때문에, 본 발명의 제4 실시예에 의한 여과 시스템의 경우 계열별 세정이 가능하게 된다. 예를 들어, 계열별 세정은 다음과 같이 수행될 수 있다.

먼저, 제1 수조(100) 내의 전단에 위치한 여과막 카세트들(110)에 제1 음압을 제공하던 제1 펌프(120)의 가동을 중단하고, 공통 펌프(500)로부터 제1 농축수 용 여과막 카세트(117)로 가해지던 제2 음압을 제1 밸브(510)을 조절하여 차단한다. 이어서, 제1 수조(100) 내의 여과막 카세트들(110) 및 제1 농축수용 여과막 카세트(117)를 세정한다.

제1 수조(100) 내의 여과막 카세트들(110) 및 제1 농축수용 여과막 카세트(117)의 세정이 완료되면, 상기 제1 수조(100)에 처리될 원수를 공급하고, 가동이 중단되었던 상기 제1 펌프(120)를 다시 가동한다. 이때, 차단되었던 제2 음압이 제1 농축수용 여과막 카세트(117)에 다시 가해지도록 제1 밸브(510)를 조절하여 상기 차단을 해제한다.

이어서, 제2 수조(200) 내의 전단에 위치한 여과막 카세트들(210)에 제1 음압을 제공하던 제1 펌프(220)의 가동을 중단하고, 공통 펌프(500)로부터 제2 농축수용 여과막 카세트(217)로 가해지던 제2 음압을 제2 밸브(520)을 조절하여 차단한다. 이어서, 제2 수조(200) 내의 여과막 카세트들(210) 및 제2 농축수용 여과막 카세트(217)를 세정한다.

위와 유사한 공정을 통해 3번째 및 4번째 계열들의 세정을 순차적으로 수행할 수 있다.

첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.

도 1은 일반적인 여과 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 2 내지 도 5는 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 여과 시스템을 개략적으로 나타낸 도면들이다.

Claims (18)

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9. 처리되어야 할 원수가 인입되는 제1 유입구 및 처리된 원수가 빠져나가는 제1 배출구를 갖는 제1 수조;

   상기 제1 수조 내에 침지되는 제1 여과막 카세트;

   상기 제1 수조 내에 침지되며 상기 제1 여과막 카세트와는 독립적으로 작동되는 제1 농축수용 여과막 카세트 - 여기서, 상기 제1 농축수용 여과막 카세트는 상기 제1 여과막 카세트에 비해 상기 제1 유입구로부터는 멀리 위치하고 상기 제1 배출구로부터는 가깝게 위치함 -;

   처리되어야 할 원수가 인입되는 제2 유입구 및 처리된 원수가 빠져나가는 제2 배출구를 갖는 제2 수조;

   상기 제2 수조 내에 침지되는 제2 여과막 카세트;

   상기 제2 수조 내에 침지되며 상기 제2 여과막 카세트와는 독립적으로 작동되는 제2 농축수용 여과막 카세트 - 여기서, 상기 제2 농축수용 여과막 카세트는 상기 제2 여과막 카세트에 비해 상기 제2 유입구로부터는 멀리 위치하고 상기 제2 배출구로부터는 가깝게 위치함 -;

   상기 제1 여과막 카세트에 제1 음압을 가하기 위한 제1 펌프;

   상기 제2 여과막 카세트에 제2 음압을 가하기 위한 제2 펌프; 및

   상기 제1 및 제2 농축수용 여과막 카세트들에 제3 음압을 가하기 위한 공통 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 여과막 카세트들이 처리하는 원수의 불순물 농도들은 상기 제1 및 제2 농축수용 여과막 카세트들이 처리하는 원수의 불순물 농도들보다 각각 작은 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 음압은 상기 제3 음압보다 큰 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 음압은 동일한 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
13. 제 9 항에 있어서,

    상기 공통 펌프는 상기 제1 및 제2 농축수용 여과막 카세트들과 제1 및 제2 밸브들을 통해 각각 연결된 것을 특징으로 하는 여과 시스템.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 처리되어야 할 원수가 인입되는 제1 유입구 및 처리된 원수가 빠져나가는 제1 배출구를 갖는 제1 수조;

    상기 제1 수조 내에 침지되는 제1 여과막 카세트;

    상기 제1 수조 내에 침지되며 상기 제1 여과막 카세트와는 독립적으로 작동되는 제1 농축수용 여과막 카세트 - 여기서, 상기 제1 농축수용 여과막 카세트는 상기 제1 여과막 카세트에 비해 상기 제1 유입구로부터는 멀리 위치하고 상기 제1 배출구로부터는 가깝게 위치함 -;

    처리되어야 할 원수가 인입되는 제2 유입구 및 처리된 원수가 빠져나가는 제2 배출구를 갖는 제2 수조;

    상기 제2 수조 내에 침지되는 제2 여과막 카세트;

    상기 제2 수조 내에 침지되며 상기 제2 여과막 카세트와는 독립적으로 작동되는 제2 농축수용 여과막 카세트 - 여기서, 상기 제2 농축수용 여과막 카세트는 상기 제2 여과막 카세트에 비해 상기 제2 유입구로부터는 멀리 위치하고 상기 제2 배출구로부터는 가깝게 위치함 -;

    상기 제1 여과막 카세트에 제1 음압을 가하기 위한 제1 펌프;

    상기 제2 여과막 카세트에 제2 음압을 가하기 위한 제2 펌프; 및

    상기 제1 및 제2 농축수용 여과막 카세트들에 제3 음압을 각각 가하기 위한 공통 펌프를 포함하는 여과 시스템을 이용하는 여과 방법에 있어서,

    상기 제1 펌프의 가동을 중단하는 단계;

    상기 공통 펌프로부터 상기 제1 농축수용 여과막 카세트에 가해지던 제3 음압을 차단하는 단계; 및

    상기 제1 여과막 카세트 및 상기 제1 농축수용 여과막 카세트를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 제1 여과막 카세트 및 상기 제1 농축수용 여과막 카세트의 세정이 완료된 후에 상기 제1 수조에 처리될 원수를 공급하는 단계;

    중단되었던 상기 제1 펌프를 가동하는 단계;

    상기 차단되었던 제3 음압이 상기 제1 농축수용 여과막 카세트에 다시 가해지도록 상기 차단을 해제하는 단계;

    상기 제2 펌프의 가동을 중단하는 단계;

    상기 공통 펌프로부터 상기 제2 농축수용 여과막 카세트에 가해지던 상기 제3 음압을 차단하는 단계; 및

    상기 제2 여과막 카세트 및 상기 제2 농축수용 여과막 카세트를 세정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과 방법.

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