본 발명은 고도 산화 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용존 오존이 자체로 원수에 포함된 다종 난분해성 물질을 제거하거나 용존 오존과 물의 반응으로 OH라디칼을 생성하거나 자외선을 통해 OH라디칼 생성을 더욱 촉진하여, OH라디칼에 의해 원수에 포함된 다종 난분해성 물질을 제거할 수 있는 고도 산화 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an advanced oxidation treatment device and method, and more specifically, to an advanced oxidation treatment device and method capable of removing a variety of difficult-to-decompose substances contained in raw water by dissolved ozone itself, generating OH radicals through a reaction between dissolved ozone and water, or further promoting the generation of OH radicals through ultraviolet rays, thereby removing a variety of difficult-to-decompose substances contained in raw water by OH radicals.
산업의 발전에 따른 도시화 및 공업화로 인한 인구집중은 대량의 생활하수 및 산업폐수의 발생을 초래하고, 이는 주변 환경에 대한 오염 부하량의 증가 및 축적으로 환경 생태계에 심각한 영향을 주고 있다. 예를 들어, 음식 찌꺼기, 합성세제, 정화조와 같은 생활하수, 공장에서 유출되는 산업폐수, 수산폐수 또는 축산폐수 등의 급증으로 인해 수질오염이 극심해지고 있다. 특히 2010년 후반부터 관심의 대상이 되고 있는 미세플라스틱, 난분해성 잔류의약물과 같은 수계의 미량 오염물질은 기존의 수처리 방식으로는 처리가 어려운 물질들로써 이를 처리하기 위한 노력이 집중되고 있다.The concentration of population due to urbanization and industrialization resulting from industrial development has resulted in the generation of a large amount of domestic wastewater and industrial wastewater, which has a serious impact on the environmental ecosystem by increasing and accumulating the pollutant load on the surrounding environment. For example, water pollution is becoming more severe due to the rapid increase of domestic wastewater such as food waste, synthetic detergents, and septic tanks, industrial wastewater discharged from factories, and fishery wastewater or livestock wastewater. In particular, trace pollutants in aquatic systems such as microplastics and non-biodegradable residual pharmaceuticals, which have been the subject of interest since the latter half of 2010, are substances that are difficult to treat with existing water treatment methods, and efforts are being focused on treating them.
그러나, 수질오염이 가속화되고 있음에도 불구하고, 현실적으로 오염된 물을 처리할 수 있는 장치 및 장소가 제한되는 추세에 있어, 오염된 물을 처리하기가 어려워지고 있으며, 수질오염을 개선하기 위해서는 막대한 비용이 발생한다. 따라서, 보다 저렴하면서도 효과적으로 오염된 물을 처리하여 수질을 개선시킬 수 있는 방안이 모색될 필요가 있다.However, despite the acceleration of water pollution, the devices and places that can realistically treat polluted water are becoming limited, making it difficult to treat polluted water, and enormous costs are incurred in improving water pollution. Therefore, it is necessary to find a method that can treat polluted water more effectively and at a lower cost to improve water quality.
본 발명은 오존 가스와 자외선을 이용하여 원수를 처리할 수 있는 고도 산화 처리 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an advanced oxidation treatment device and method capable of treating raw water using ozone gas and ultraviolet rays.
또한, 본 발명은 자외선 램프에서 조사되는 자외선에 의해 용존 오존의 분해 효율을 향상시킬 수 있는 고도 산화 처리 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an advanced oxidation treatment device and method capable of improving the decomposition efficiency of dissolved ozone by ultraviolet rays irradiated from an ultraviolet lamp.
또한, 본 발명은 난분해성 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있는 고도 산화 처리 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an advanced oxidation treatment device and method capable of effectively removing difficult-to-decompose pollutants.
또한, 본 발명은 멤버레인 필터의 막 여과 효율을 향상시키고 사용 기한을 늘릴 수 있는 고도 산화 처리 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an advanced oxidation treatment device and method capable of improving the membrane filtration efficiency of a member lane filter and extending its usable life.
본 발명의 실시 예에 따른 고도 산화 처리 장치는 원수를 공급하는 원수 공급부; 제1 멤브레인 필터에 상기 원수를 통과시켜 제1처리수를 생산하는 제1처리수 생산부; 상기 제1처리수에 오존 버블이 주입된 제2처리수를 생산하는 제2처리수 생산부; 상기 제2처리수에 포함된 용존 오존과 유기물의 반응으로 상기 유기물을 제거하고, 자외선을 조사하여 상기 용존 오존을 분해하여 제3처리수를 생산하는 제3처리수 생산부; 및 제2 멤브레인 필터에 상기 제3처리수를 통과시켜 상기 제3처리수에 포함된 난분해성 물질이 제거된 제4처리수를 생산하는 제4처리수 생산부를 포함한다.An advanced oxidation treatment device according to an embodiment of the present invention includes a raw water supply unit that supplies raw water; a first treated water production unit that produces first treated water by passing the raw water through a first membrane filter; a second treated water production unit that produces second treated water in which ozone bubbles are injected into the first treated water; a third treated water production unit that removes organic matter by a reaction between dissolved ozone and organic matter contained in the second treated water and decomposes the dissolved ozone by irradiating ultraviolet rays to produce third treated water; and a fourth treated water production unit that produces fourth treated water in which difficult-to-decompose substances contained in the third treated water are removed by passing the third treated water through a second membrane filter.
또한, 상기 제3처리수 생산부는, 상기 제2처리수가 공급되는 내부 공간이 형성된 고도산화처리조; 상기 고도산화처리조의 내부 공간을 내측 공간과 상기 내측 공간을 에워싸는 외측 공간으로 분리하는 자외선 접촉조; 및 상기 자외선 접촉조 내에 제공되며, 상기 내측 공간으로 자외선을 조사하는 자외선 램프를 포함할 수 있다.In addition, the third treatment water production unit may include an advanced oxidation treatment tank having an internal space into which the second treatment water is supplied; an ultraviolet contact tank dividing the internal space of the advanced oxidation treatment tank into an inner space and an outer space surrounding the inner space; and an ultraviolet lamp provided in the ultraviolet contact tank and irradiating ultraviolet rays into the inner space.
또한, 상기 자외선 접촉조의 내측면에는 반사막이 코팅될 수 있다.Additionally, the inner surface of the above ultraviolet contact tank may be coated with a reflective film.
또한, 상기 제3처리수 생산부는, 상기 외측 공간을 상하 방향으로 복수의 공간으로 분리하는 적어도 하나 이상의 분리판; 및 상기 분리판의 상면에 제공되며, 상기 분리판의 하부 영역에서 유입된 상기 제2처리수를 상기 분리판의 상부 영역으로 공급하는 복수 개의 노즐을 더 포함할 수 있다.In addition, the third treatment water production unit may further include at least one separation plate that divides the outer space into a plurality of spaces in the vertical direction; and a plurality of nozzles provided on an upper surface of the separation plate and supplying the second treatment water introduced from a lower region of the separation plate to an upper region of the separation plate.
또한, 상기 노즐들은, 상기 자외선 접촉조의 둘레를 따라 서로 이격하여 배치되며, 상기 고도산화처리조의 반경방향에 수직한 방향으로 상기 제2처리수를 공급할 수 있다.In addition, the nozzles are arranged spaced apart from each other along the periphery of the ultraviolet contact tank and can supply the second treatment water in a direction perpendicular to the radial direction of the advanced oxidation treatment tank.
또한, 상기 제3처리수 생산부는 상기 외측 공간에서 배출된 제2처리수를 상기 제2처리수 생산부로 순환시키는 제2처리수 순환 라인; 및 상기 제2처리수 순환 라인과 상기 내측 공간을 연결하며, 상기 제2처리수 순환 라인을 통해 이송되는 제2처리수를 상기 내측 공간으로 공급하는 제2처리수 공급 라인을 더 포함할 수 있다.In addition, the third treatment water production unit may further include a second treatment water circulation line that circulates the second treatment water discharged from the outer space to the second treatment water production unit; and a second treatment water supply line that connects the second treatment water circulation line and the inner space and supplies the second treatment water transported through the second treatment water circulation line to the inner space.
또한, 상기 제4처리수 생산부는 상기 제3처리수 생산부로부터 공급되는 상기 제3처리수를 상기 제2멤버레인 필터로 공급하는 제3처리수 공급라인; 상기 제2멤버레인 필터를 통과한 상기 제4처리수를 활성탄 필터로 공급하는 제4처리수 공급 라인; 일 단이 상기 제3처리수 공급라인과 연결되고, 타단이 상기 제4처리수 공급 라인과 연결되는 제3처리수 바이패스 라인; 상기 제3처리수 공급라인으로 흐르는 상기 제3처리수의 TOC농도를 측정하는 TOC 센서; 및 상기 제3처리수 공급라인에 설치되는 밸브를 포함하되, 상기 제3처리수의 TOC 농도가 기 설정된 농도보다 낮을 경우, 상기 제3처리수가 상기 제3처리수 바이패스 라인으로 공급되도록 상기 밸브가 제어되고, 상기 제3처리수의 TOC 농도가 기 설정된 농도보다 높을 경우, 상기 제3처리수가 상기 제2멤브레인 필터로 공급되도록 상기 밸브가 제어될 수 있다.In addition, the fourth treated water production unit includes a third treated water supply line supplying the third treated water supplied from the third treated water production unit to the second membrane filter; a fourth treated water supply line supplying the fourth treated water passing through the second membrane filter to an activated carbon filter; a third treated water bypass line having one end connected to the third treated water supply line and the other end connected to the fourth treated water supply line; a TOC sensor measuring the TOC concentration of the third treated water flowing into the third treated water supply line; and a valve installed in the third treated water supply line, wherein when the TOC concentration of the third treated water is lower than a preset concentration, the valve can be controlled so that the third treated water is supplied to the third treated water bypass line, and when the TOC concentration of the third treated water is higher than a preset concentration, the valve can be controlled so that the third treated water is supplied to the second membrane filter.
또한, 상기 제2처리수 생산부는, 상기 제2처리수를 상기 제1멤브레인 필터로 공급하는 제2처리수 회수 라인을 포함할 수 있다.Additionally, the second treated water production unit may include a second treated water recovery line that supplies the second treated water to the first membrane filter.
또한, 상기 제2처리수 생산부는, 상기 제1처리수와 오존 가스가 공급되고, 상기 제1처리수에 상기 오존 가스가 마이크로 버블로 주입되는 이젝터; 상기 이젝터와 상기 제3처리수 생산부를 연결하는 메인 공급 라인; 및 상기 메인 공급 라인 상에 설치되며, 상기 제1처리수에 주입된 마이크로 버블을 나노 버블로 분쇄하는 나노 버블 멤브레인을 포함할 수 있다.In addition, the second treated water production unit may include an ejector to which the first treated water and ozone gas are supplied and inject the ozone gas into the first treated water as microbubbles; a main supply line connecting the ejector and the third treated water production unit; and a nanobubble membrane installed on the main supply line and crushing the microbubbles injected into the first treated water into nanobubbles.
또한, 상기 제2처리수 생산부는, 상기 나노 버블 멤브레인과 상기 제3처리수 생산부 사이 구간에서 상기 메인 공급 라인에 설치되는 스태틱 믹서를 더 포함할 수 있다.In addition, the second treatment water production unit may further include a static mixer installed in the main supply line between the nano bubble membrane and the third treatment water production unit.
또한, 상기 원수 공급부는, 상기 원수가 저장되는 원수 저장 탱크; 상기 원수 저장 탱크와 상기 제1 멤브레인 필터를 연결하는 원수 공급 라인; 상기 원수 공급 라인에 설치되며, 상기 원수에 포함된 부유물이 응집되는 응집 탱크; 및 상기 부유물이 제거된 상기 원수가 저장되는 버퍼 탱크를 포함할 수 있다.In addition, the raw water supply unit may include a raw water storage tank in which the raw water is stored; a raw water supply line connecting the raw water storage tank and the first membrane filter; a coagulation tank installed in the raw water supply line in which floating matters included in the raw water are coagulated; and a buffer tank in which the raw water from which the floating matters have been removed is stored.
또한, 상기 원수 저장 탱크에 저장된 상기 원수의 탁도를 측정하는 탁도계; 일단이 상기 원수 저장 탱크와 상기 응집 탱크 사이 구간에서 상기 원수 공급 라인과 연결되고, 타단이 상기 버퍼 탱크와 상기 제1멤브레인 필터 사이 구간에서 상기 원수 공급 라인과 연결되는 원수 바이패스 라인; 및 상기 원수 저장 탱크와 상기 응집 탱크 사이 구간에서 상기 원수 공급 라인에 설치되는 밸브를 포함하되, 상기 탁도계에서 측정되는 상기 원수의 탁도가 기준치 이상일 경우, 상기 원수가 상기 응집 탱크에 공급되도록 상기 밸브가 제어되고, 상기 탁도계에서 측정되는 상기 원수의 탁도가 기준치 미만일 경우, 상기 원수가 상기 원수 바이패스 라인으로 공급되되록 상기 밸브가 제어될 수 있다.In addition, a turbidity meter for measuring the turbidity of the raw water stored in the raw water storage tank; a raw water bypass line having one end connected to the raw water supply line in a section between the raw water storage tank and the coagulation tank, and the other end connected to the raw water supply line in a section between the buffer tank and the first membrane filter; and a valve installed in the raw water supply line in a section between the raw water storage tank and the coagulation tank, wherein when the turbidity of the raw water measured by the turbidity meter is higher than a reference value, the valve can be controlled so that the raw water is supplied to the coagulation tank, and when the turbidity of the raw water measured by the turbidity meter is lower than a reference value, the valve can be controlled so that the raw water is supplied to the raw water bypass line.
본 발명의 실시 예에 따른 고도 산화 처리 방법은 원수를 공급하는 단계; 제1 멤브레인 필터에 상기 원수를 통과시켜 제1처리수를 생산하는 단계; 상기 제1처리수에 오존 버블이 주입된 제2처리수를 생산하는 단계; 상기 제2처리수에 포함된 용존 오존과 유기물의 반응으로 상기 유기물을 제거하고, 자외선을 조사하여 상기 용존 오존을 분해하여 제3처리수를 생산하는 단계; 및 제2멤브레인 필터에 상기 제3처리수를 통과시켜 상기 제3처리수에 포함된 미처리 난분해성 물질이 제거된 제4처리수를 생산하는 단계를 포함한다.An advanced oxidation treatment method according to an embodiment of the present invention includes the steps of supplying raw water; passing the raw water through a first membrane filter to produce first treated water; producing second treated water in which ozone bubbles are injected into the first treated water; removing organic matter by a reaction between dissolved ozone and organic matter contained in the second treated water and decomposing the dissolved ozone by irradiating ultraviolet rays to produce third treated water; and passing the third treated water through a second membrane filter to produce fourth treated water in which untreated difficult-to-decompose substances contained in the third treated water are removed.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 고도 산화 처리 장치는 제1멤브레인 필터; 원수가 상기 제1멤브레인 필터를 통과하여 생산된 제1처리수에 오존 버블이 주입되는 이젝터; 상기 제1처리수에 상기 오존 버블이 용해된 제2처리수가 저장되고, 상기 제2처리수에 포함된 용존 오존과 유기물의 반응으로 상기 유기물이 제거되는 고도 산화 처리조; 상기 유기물이 제거된 상기 제2처리수에 자외선을 조사하여 상기 용존 오존을 분해하는 자외선 램프; 및 상기 제2처리수에서 상기 유기물과 상기 용존 오존이 분해된 제3처리수가 통과하는 제2멤브레인 필터를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, an advanced oxidation treatment device may include: a first membrane filter; an ejector for injecting ozone bubbles into first treated water produced by passing raw water through the first membrane filter; an advanced oxidation treatment tank for storing second treated water in which the ozone bubbles are dissolved in the first treated water, and for removing organic matter through a reaction between dissolved ozone and organic matter contained in the second treated water; an ultraviolet lamp for irradiating ultraviolet rays to the second treated water from which the organic matter has been removed to decompose the dissolved ozone; and a second membrane filter through which third treated water in which the organic matter and the dissolved ozone have been decomposed in the second treated water passes.
본 발명에 의하면, 원수 내에 용해된 용존 오존 자체로 원수에 포함된 다종 난분해성 물질을 제거하거나 용존오존과 물의 반응으로 OH라디칼을 생성하거나 자외선을 통해 OH라디칼 생성을 더욱 촉진하여, OH라디칼에 의해 원수에 포함된 다종 난분해성 물질이 제거될 수 있다.According to the present invention, various difficult-to-decompose substances contained in raw water can be removed by dissolved ozone itself dissolved in the raw water, or by generating OH radicals through a reaction between dissolved ozone and water, or by further promoting the generation of OH radicals through ultraviolet rays, so that various difficult-to-decompose substances contained in the raw water can be removed by OH radicals.
또한, 본 발명에 의하면, 자외선 램프에서 조사된 자외선이 자외선 접촉조 내의 처리수에 전달되고, 반사막에 의해 반사되어 다시 처리수에 전달되므로 자외선에 의한 용존 오존의 분해가 효과적을 발생할 수 있다.In addition, according to the present invention, ultraviolet rays irradiated from an ultraviolet lamp are transmitted to the treated water in the ultraviolet contact tank, reflected by a reflective membrane, and transmitted again to the treated water, so that the decomposition of dissolved ozone by ultraviolet rays can occur effectively.
또한, 본 발명에 의하면, 자외선-오존 산화 반응이 완료된 처리수가 멤브레인 필터와 활성탄 필터를 순차적으로 거치므로, 처리수 내의 난분해성 오염 물질이 효과적으로 제거될 수 있다.In addition, according to the present invention, since the treated water in which the ultraviolet-ozone oxidation reaction has been completed passes through a membrane filter and an activated carbon filter sequentially, difficult-to-decompose contaminants in the treated water can be effectively removed.
또한, 본 발명에 의하면, 오존 가스가 마이크로/나노 버블로 주입된 처리수가 회수되어 제1멤브레인 필터의 세척에 사용되므로, 제1멤브레인 필터의 표면에 쌓인 유기 및 부유성 오염물질이 분해될 수 있다.In addition, according to the present invention, since the treated water injected with ozone gas as micro/nano bubbles is recovered and used for washing the first membrane filter, organic and floating contaminants accumulated on the surface of the first membrane filter can be decomposed.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고도 산화 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이젝터를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제3처리수 생산부를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 고도산화처리조 내부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-B선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고도 산화 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고도 산화 처리 장치를 이용하여 원수를 고도 산화 처리하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제3처리수 생산 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이다.
도 9은 도 8의 오존 산화반응 단계를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8의 오존-자외선 산화 반응 단계를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원수 공급부를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a drawing showing an advanced oxidation treatment device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a drawing showing an ejector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a drawing showing a third treatment water production unit according to one embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view showing the inside of the advanced oxidation treatment tank of Figure 3.
Figure 5 is a cross-sectional view along line AB of Figure 4.
Figure 6 is a flow chart showing an advanced oxidation treatment method according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a drawing showing a process of performing advanced oxidation treatment on raw water using an advanced oxidation treatment device according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a drawing showing a detailed process of the third treatment water production step according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a diagram showing the ozone oxidation reaction step of Figure 8.
Figure 10 is a diagram showing the ozone-ultraviolet oxidation reaction step of Figure 8.
FIG. 11 is a drawing showing a raw water supply unit according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content can be thorough and complete and so that the idea of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when it is mentioned that a component is on another component, it means that it can be formed directly on the other component, or a third component can be interposed between them. Also, in the drawings, the thickness of films and regions is exaggerated for the effective explanation of the technical contents.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, although terms such as first, second, third, etc. have been used in various embodiments of this specification to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in one embodiment may also be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiments. Also, "and/or" has been used herein to mean including at least one of the components listed before and after.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.In the specification, singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, terms such as "comprise" or "have" are intended to specify the presence of a feature, number, step, component, or combination thereof described in the specification, but should not be construed as excluding the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, components, or combinations thereof. In addition, in the present specification, "connection" is used to mean both indirectly connecting a plurality of components and directly connecting them.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, when describing the present invention below, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고도 산화 처리 장치를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a drawing showing an advanced oxidation treatment device according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 고도 산화 처리 장치(1000)는 음식 찌꺼기, 합성세제, 정화조와 같은 생활하수, 공장에서 배출되는 산업 폐수, 양식장에서 배출되는 수산 폐수 또는 가축 시설에서 배출되는 축산 폐수 등과 같은 원수를 정화한다.Referring to FIG. 1, an advanced oxidation treatment device (1000) purifies raw water such as food waste, synthetic detergent, sewage such as septic tanks, industrial wastewater discharged from factories, fishery wastewater discharged from aquaculture farms, or livestock wastewater discharged from livestock facilities.
고도 산화 처리 장치(1000)는 원수 공급부(100), 제1처리수 생산부(200), 제2처리수 생산부(300), 제3처리수 생산부(400), 그리고 제4처리수 생산부(500)를 포함한다.The advanced oxidation treatment device (1000) includes a raw water supply unit (100), a first treated water production unit (200), a second treated water production unit (300), a third treated water production unit (400), and a fourth treated water production unit (500).
원수 공급부(100)는 원수를 공급하고, 제1처리수 생산부(200)는 제1 멤브레인 필터(210)에 상기 원수를 통과시켜 제1처리수를 생산한다. 제2처리수 생산부(300)는 제1처리수에 오존 버블이 주입된 제2처리수를 생산하고, 제3처리수 생산부(400)는 제2처리수에 포함된 용존 오존과 유기물의 반응으로 유기물을 제거하고, 자외선을 조사하여 용존 오존을 분해하여 제3처리수를 생산한다. 그리고 제4처리수 생산부(500)는 제2 멤브레인 필터(520)에 제3처리수를 통과시켜 제3처리수에 포함된 난분해성 물질이 제거된 제4처리수를 생산한다. 이하 각 구성에 대해 자세하게 설명한다.The raw water supply unit (100) supplies raw water, and the first treated water production unit (200) produces first treated water by passing the raw water through the first membrane filter (210). The second treated water production unit (300) produces second treated water by injecting ozone bubbles into the first treated water, and the third treated water production unit (400) removes organic matter by reacting dissolved ozone and organic matter contained in the second treated water, and decomposes the dissolved ozone by irradiating ultraviolet rays to produce third treated water. In addition, the fourth treated water production unit (500) produces fourth treated water by passing the third treated water through the second membrane filter (520) to remove difficult-to-decompose substances contained in the third treated water. Each component is described in detail below.
원수 공급부(100)는 원수 저장 탱크(110), 원수 공급 라인(120), 그리고 펌프(130)를 포함한다.The raw water supply unit (100) includes a raw water storage tank (110), a raw water supply line (120), and a pump (130).
원수 저장 탱크(110)는 원수를 저장한다. 원수 공급 라인(120)은 원수 저장 탱크(110)와 제1멤브레인 필터(210)를 연결하고, 원수 저장 탱크(110)에 저장된 원수를 제1멤브레인 필터(210)에 공급한다. 펌프(130)는 원수 공급 라인(120)에 설치되며, 원수가 공급되는 동력을 발생시킨다.The raw water storage tank (110) stores raw water. The raw water supply line (120) connects the raw water storage tank (110) and the first membrane filter (210), and supplies the raw water stored in the raw water storage tank (110) to the first membrane filter (210). The pump (130) is installed in the raw water supply line (120) and generates power to supply the raw water.
원수 공급부(100)는 제1약품 공급 라인(141)과 제2약품 공급 라인(142)을 더 포함할 수 있다. 제1약품 공급 라인(141)은 세척액을 원수 공급 라인(120)으로 공급하고, 제2약품 공급 라인(142)은 응집제를 원수 공급 라인(120)으로 공급한다. 실시 예에 의하면, 세척액은 차아염소산나트륨(NaOCl)이 포함될 수 있다. 세척액은 제1멤브레인 필터(210)의 세척 시 원수 공급 라인(120)을 통해 제1멤브레인 필터(210)로 공급된다. 응집제는 원수에 포함된 불순물을 응집시키기 위해 원수 공급 라인(120)으로 공급된다. 응집제는 원수에 포함된 불순물의 급격한 변동이 있는 경우 공급될 수 있다.The raw water supply unit (100) may further include a first chemical supply line (141) and a second chemical supply line (142). The first chemical supply line (141) supplies a cleaning solution to the raw water supply line (120), and the second chemical supply line (142) supplies a coagulant to the raw water supply line (120). According to an embodiment, the cleaning solution may include sodium hypochlorite (NaOCl). The cleaning solution is supplied to the first membrane filter (210) through the raw water supply line (120) when the first membrane filter (210) is cleaned. The coagulant is supplied to the raw water supply line (120) to coagulate impurities contained in the raw water. The coagulant may be supplied when there is a rapid change in impurities contained in the raw water.
제1처리수 생산부(200)는 제1멤브레인 필터(210), 제1처리수 공급 라인(220), 이송 펌프(230), 제1처리수 저장 탱크(240), 제1처리수 회수 라인(250), 그리고 회수 펌프(260)를 포함한다.The first treated water production unit (200) includes a first membrane filter (210), a first treated water supply line (220), a transfer pump (230), a first treated water storage tank (240), a first treated water recovery line (250), and a recovery pump (260).
제1멤브레인 필터(210)는 원수에 포함된 입자를 걸러준다. 제1멤브레인 필터(210)는 마이크로 필터(Micro-filter) 또는 울트라 필터(Ultra-filter)가 사용될 수 있다.The first membrane filter (210) filters out particles contained in raw water. The first membrane filter (210) may use a micro-filter or an ultra-filter.
제1처리수 공급 라인(220)은 제1멤브레인 필터(210)와 이젝터(310)를 연결한다. 제1처리수 공급 라인(220)은 제1멤브레인 필터(210)에서 배출되는 제1처리수를 이젝터(310)에 공급한다.The first treatment water supply line (220) connects the first membrane filter (210) and the ejector (310). The first treatment water supply line (220) supplies the first treatment water discharged from the first membrane filter (210) to the ejector (310).
이송 펌프(230)는 제1처리수 공급 라인(220)에 설치된다. 이송 펌프(230)는 제1처리수가 이젝터(310)로 공급되는 동력을 발생시킨다.A transfer pump (230) is installed in the first treatment water supply line (220). The transfer pump (230) generates power to supply the first treatment water to the ejector (310).
제1처리수 저장 탱크(240)는 제1처리수 공급 라인(220)에 설치된다. 제1처리수 저장 탱크(240)는 제1멤브레인 필터(210)에서 배출되는 제1처리수를 저장한다.The first treated water storage tank (240) is installed in the first treated water supply line (220). The first treated water storage tank (240) stores the first treated water discharged from the first membrane filter (210).
제1처리수 회수 라인(250)은 제1처리수 저장 탱크(240)에 저장된 제1처리수를 제1멤브레인 필터(210)의 전단으로 공급한다.The first treatment water recovery line (250) supplies the first treatment water stored in the first treatment water storage tank (240) to the front end of the first membrane filter (210).
회수 펌프(260)는 제1처리수 회수 라인(250)을 통해 제1처리수 저장 탱크(240)에 저장된 제1처리수가 제1멤브레인 필터(210)의 전단으로 공급될 수 있는 동력을 발생시킨다. 회수 펌프(260)의 구동으로, 제1처리수 저장 탱크(240)에 저장된 제1처리수가 제1멤브레인 필터(210)의 전단으로 공급되며, 제1처리수는 제1멤브레인 필터(210)를 세척한다.The recovery pump (260) generates power to supply the first treated water stored in the first treated water storage tank (240) to the front end of the first membrane filter (210) through the first treated water recovery line (250). By driving the recovery pump (260), the first treated water stored in the first treated water storage tank (240) is supplied to the front end of the first membrane filter (210), and the first treated water washes the first membrane filter (210).
제2처리수 생산부(300)는 이젝터(310), 오존 가스 공급부(321), 오존 가스 공급 라인(322), 메인 공급 라인(330), 나노 버블 멤브레인(340), 스태틱 믹서(350), 바이패스 라인(360), 제2처리수 회수 라인(371), 회수 펌프(372), 제1 내지 제3밸브(381 내지 383)를 포함한다.The second treatment water production unit (300) includes an ejector (310), an ozone gas supply unit (321), an ozone gas supply line (322), a main supply line (330), a nano bubble membrane (340), a static mixer (350), a bypass line (360), a second treatment water recovery line (371), a recovery pump (372), and first to third valves (381 to 383).
이젝터(310)는 제1처리수와 오존 가스가 공급되고, 제1처리수에 오존 가스를 마이크로 버블로 주입한다.The ejector (310) is supplied with first treatment water and ozone gas, and injects ozone gas into the first treatment water in the form of microbubbles.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이젝터를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a drawing showing an ejector according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 이젝터(310)는 제1유입구(311), 제2유입구(312), 그리고 배출구(313)를 포함한다. 제1유입구(311)를 통해 제1처리수가 공급되고, 제2유입구(312)를 통해 오존 가스가 공급된다. 오존 가스는 이젝터(310) 내부에서 제1처리수에 주입된다. 이 과정에서 제1처리수 내에 마이크로 버블이 형성되고, 마이크로 버블이 주입된 제2처리수가 생산된다. 제2처리수는 배출구(313)를 통해 메인 공급 라인(320)으로 공급된다.Referring to FIGS. 1 and 2, the ejector (310) includes a first inlet (311), a second inlet (312), and an outlet (313). First treatment water is supplied through the first inlet (311), and ozone gas is supplied through the second inlet (312). The ozone gas is injected into the first treatment water inside the ejector (310). In this process, microbubbles are formed in the first treatment water, and second treatment water into which the microbubbles are injected is produced. The second treatment water is supplied to the main supply line (320) through the outlet (313).
오존 가스 공급부(321)는 오존 가스를 공급한다. 일 예에 의하면, 오존 가스 공급부(321)는 오존 가스가 저장된 저장 탱크로 제공될 수 있다. 다른 예에 의하면, 오존 가스 공급부(321)는 산소 가스 또는 일반 공기를 오존 가스로 전환시킬 수 있는 오존 발생기(ozone generator)가 제공될 수 있다.The ozone gas supply unit (321) supplies ozone gas. According to one example, the ozone gas supply unit (321) may be provided as a storage tank in which ozone gas is stored. According to another example, the ozone gas supply unit (321) may be provided with an ozone generator capable of converting oxygen gas or general air into ozone gas.
오존 가스 공급 라인(322)은 오존 가스 공급부(321)와 이젝터(310)의 제2유입구(312)를 연결하며, 오존 가스를 이젝터(310)로 공급한다.The ozone gas supply line (322) connects the ozone gas supply unit (321) and the second inlet (312) of the ejector (310), and supplies ozone gas to the ejector (310).
메인 공급 라인(320)은 이젝터(310)와 고도산화처리조(410)를 연결하며, 제2처리수가 이동하는 유로를 제공한다.The main supply line (320) connects the ejector (310) and the advanced oxidation treatment tank (410) and provides a path through which the second treatment water moves.
나노 버블 멤브레인(340)은 메인 공급 라인(330)에 설치된다. 나노 버블 멤브레인(340)은 미세 기공이 형성된 멤브레인으로, 제2처리수가 통과한다. 제2처리수가 나노 버블 멤브레인(340)을 통과하는 과정에서 제2처리수에 주입된 마이크로 버블이 분쇄되어 나노 버블이 형성된다.A nano bubble membrane (340) is installed in the main supply line (330). The nano bubble membrane (340) is a membrane formed with micropores, through which second treatment water passes. In the process in which the second treatment water passes through the nano bubble membrane (340), micro bubbles injected into the second treatment water are crushed to form nano bubbles.
스태틱 믹서(static mixer, 350)는 나노 버블 멤브레인(340)과 고도산화처리조(410) 사이 구간에서 메인 공급 라인(320)에 설치된다. 스태틱 믹서(350)는 오존 버블과 제2처리수의 접촉 시간을 늘려 오존 버블의 용해도를 증가시킨다. 오존의 용해도 증가는 OH라디칼 발생량을 높여 제2처리수 내 유기물을 효과적으로 산화시킨다.A static mixer (350) is installed in the main supply line (320) between the nano bubble membrane (340) and the advanced oxidation treatment tank (410). The static mixer (350) increases the contact time between the ozone bubbles and the second treatment water, thereby increasing the solubility of the ozone bubbles. The increase in the solubility of ozone increases the amount of OH radicals generated, thereby effectively oxidizing organic substances in the second treatment water.
바이패스 라인(360)은 일단이 이젝터(310)와 나노 버블 멤브레인(340) 사이 구간에서 메인 공급 라인(320)과 연결되고, 타단이 나노 버블 멤브레인(340)과 스태틱 믹서(350) 사이 구간에서 메인 공급 라인(320)과 연결된다. 바이패스 라인(360)은 제2처리수가 나노 버블 멤브레인(340)을 우회하여 스태틱 믹서(350)로 공급되도록 한다.The bypass line (360) is connected to the main supply line (320) at one end between the ejector (310) and the nano bubble membrane (340), and the other end is connected to the main supply line (320) at the other end between the nano bubble membrane (340) and the static mixer (350). The bypass line (360) allows the second treatment water to bypass the nano bubble membrane (340) and be supplied to the static mixer (350).
제2처리수 회수 라인(371)은 일단이 나노 버블 멤브레인(340)과 스태틱 믹서(30) 사이 구간에서 메인 공급 라인(320)과 연결되고, 타단이 제1멤브레인 필터(210)의 전단과 연결된다. 제2처리수 회수 라인(371)은 제2처리수가 제1멤브레인 필터(210)로 공급되는 유로를 제공한다.The second treatment water recovery line (371) has one end connected to the main supply line (320) between the nano bubble membrane (340) and the static mixer (30), and the other end connected to the front end of the first membrane filter (210). The second treatment water recovery line (371) provides a path through which the second treatment water is supplied to the first membrane filter (210).
회수 펌프(372)는 제2처리수 회수 라인(371)에 설치되며, 제2처리수가 제1멤브레인 필터(210)로 공급되는 동력을 발생시킨다.A recovery pump (372) is installed in the second treatment water recovery line (371) and generates power to supply the second treatment water to the first membrane filter (210).
제2처리수 회수 라인(371)을 통해 제1멤브레인 필터(210)에 공급된 제2처리수를 제1멤브레인 필터(210)를 세척한다. 제2처리수에 용해된 오존 버블은 제1멤브레인 필터(210)의 표면에 쌓인 유기 및 부유성 오염물질과 결합하여 유기물을 분해한다. 이로 인해, 제1멤브레인 필터(210)의 성능 저하가 최소화되고, 제1멤브레인 필터(210)의 화학 세정 주기를 길게 가져갈 수 있어 제1멤브레인 필터(210)의 사용 기한이 늘어날 수 있다.The second treated water supplied to the first membrane filter (210) through the second treated water recovery line (371) washes the first membrane filter (210). The ozone bubbles dissolved in the second treated water combine with organic and floating pollutants accumulated on the surface of the first membrane filter (210) to decompose the organic substances. As a result, the performance degradation of the first membrane filter (210) is minimized, and the chemical cleaning cycle of the first membrane filter (210) can be extended, thereby extending the service life of the first membrane filter (210).
제1밸브(381)는 이젝터(310)와 나노 버블 멤브레인(340) 사이 구간에서 메인 공급 라인(330)과 바이패스 라인(360)의 연결 지점에 설치된다.The first valve (381) is installed at the connection point of the main supply line (330) and the bypass line (360) in the section between the ejector (310) and the nano bubble membrane (340).
제2밸브(382)는 나노 버블 멤브레인(340)과 스택틱 믹서(350) 사이 구간에서 메인 공급 라인(330)과 바이패스 라인(360)의 연결 지점에 설치된다.The second valve (382) is installed at the connection point of the main supply line (330) and the bypass line (360) between the nano bubble membrane (340) and the static mixer (350).
제3밸브(383)는 나노 버블 멤브레인(340)과 스택틱 믹서(350) 사이 구간에서 메인 공급 라인(330)과 제2처리수 회수 라인(371)의 연결 지점에 설치된다.The third valve (383) is installed at the connection point of the main supply line (330) and the second treatment water recovery line (371) in the section between the nano bubble membrane (340) and the static mixer (350).
제1밸브(381)와 제2밸브(382)의 제어로, 제2처리수는 나노 버블 멤브레인(340)으로 공급되거나, 바이패스 라인(360)으로 우회할 수 있다.By controlling the first valve (381) and the second valve (382), the second treatment water can be supplied to the nano bubble membrane (340) or bypassed through the bypass line (360).
제3밸브(383)의 제어로, 제2처리수가 제2처리수 회수 라인(371)으로 공급될 수 있다.By controlling the third valve (383), the second treatment water can be supplied to the second treatment water recovery line (371).
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제3처리수 생산부를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 고도산화처리조 내부를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 A-B선에 따른 단면도이다.FIG. 3 is a drawing showing a third treatment water production unit according to one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view showing the inside of an advanced oxidation treatment tank of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view along line A-B of FIG. 4.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 제3처리수 생산부(400)는 고도산화처리조(410), 자외선 접촉조(420), 자외선 램프(430), 분리판(440), 노즐(450), 제2처리수 순환 라인(461), 제2처리수 공급 라인(462), 이송 펌프(463), 그리고 밸브(464)를 포함한다.Referring to FIGS. 3 to 5, the third treatment water production unit (400) includes an advanced oxidation treatment tank (410), an ultraviolet contact tank (420), an ultraviolet lamp (430), a separator (440), a nozzle (450), a second treatment water circulation line (461), a second treatment water supply line (462), a transfer pump (463), and a valve (464).
고도산화처리조(410)는 내부에 제2처리수가 저장될 수 있는 공간이 형성된다. 고도산화처리부(410) 내에서는 제2처리수에 포함된 용존 오존과 유기물이 반응하여 유기물이 제거된다.The advanced oxidation treatment tank (410) has a space formed inside where second treatment water can be stored. In the advanced oxidation treatment unit (410), dissolved ozone and organic matter contained in the second treatment water react to remove the organic matter.
자외선 접촉조(420)는 고도산화처리조(410) 내부에 제공되며, 고도산화처리조(410)의 내부 공간을 외측 공간(411)과 내측 공간(412)으로 구획한다. 내측 공간(412)은 자외선 접촉조(420)의 내부 공간으로, 고도산화처리조(410)의 중심 영역에 위치한다. 외측 공간(411)을 자외선 접촉조(420)의 외부 공간으로, 자외선 접촉조(420)의 둘레를 따라 제공된다.The ultraviolet contact tank (420) is provided inside the advanced oxidation treatment tank (410), and divides the internal space of the advanced oxidation treatment tank (410) into an outer space (411) and an inner space (412). The inner space (412) is the internal space of the ultraviolet contact tank (420) and is located in the central area of the advanced oxidation treatment tank (410). The outer space (411) is the external space of the ultraviolet contact tank (420) and is provided along the perimeter of the ultraviolet contact tank (420).
실시 예에 의하면, 자외선 접촉조(420)는 고도산화처리조(410)보다 작은 직경을 갖는 원통 형상으로 제공되며, 그 중심축이 고도산화처리조(410)의 중심축과 동일 선상에 위치한다.According to an embodiment, the ultraviolet contact tank (420) is provided in a cylindrical shape with a smaller diameter than the advanced oxidation treatment tank (410), and its central axis is positioned on the same line as the central axis of the advanced oxidation treatment tank (410).
자외선 접촉조(420)의 내측면에는 반사막(421)이 코팅된다. 반사막(421)은 부식에 강한 금속 재질로, 실시 예에 의하면, 알루미늄 재질로 제공될 수 있다.The inner surface of the ultraviolet contact tank (420) is coated with a reflective film (421). The reflective film (421) is made of a corrosion-resistant metal material, and according to an embodiment, may be provided as an aluminum material.
분리판(440)은 외측 공간(411)에 제공되며, 외측 공간(411)을 상하 방향으로 복수의 공간으로 분리한다. 분리판(440)은 외측 공간(411)에 상응하는 면적을 갖는 링 상의 원판으로, 적어도 하나 이상 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 분리판(440)은 두 개 제공된다.A separator (440) is provided in the outer space (411) and divides the outer space (411) into a plurality of spaces in the vertical direction. The separator (440) is a ring-shaped disc having an area corresponding to the outer space (411), and at least one may be provided. According to an embodiment, two separator plates (440) are provided.
제1분리판(441)은 외측 공간(411)의 하부 영역에 제공되고, 제2분리판(412)은 제1분리판(441)과 이격하여 제1분리판(441)의 상부에 제공된다.The first separator plate (441) is provided in the lower region of the outer space (411), and the second separator plate (412) is provided on the upper portion of the first separator plate (441) and spaced apart from the first separator plate (441).
상기 분리판(441, 4420들에 의해, 외측 공간(411)은 고도산화처리조(410)의 바닥면과 제1분리판(441)의 사이 영역, 제1분리판(441)과 제2분리판(442)의 사이 영역, 그리고 제2분리판(442)의 상부 영역으로 구획된다.By the above separators (441, 4420), the outer space (411) is divided into an area between the bottom surface of the advanced oxidation treatment tank (410) and the first separator (441), an area between the first separator (441) and the second separator (442), and an upper area of the second separator (442).
노즐(450)은 분리판(441, 442)들의 상면에 각각 제공되며, 분리판(441, 442)의 하부 영역에서 유입되는 제2처리수를 분리판(441, 442)의 상부 영역으로 공급한다. 노즐(450)은 각 영역에 복수 개 제공되며, 자외선 접촉조(420)의 둘레를 따라 서로 이격하여 배치된다. 실시 예에 의하면, 각각의 노즐(450)은 고도산화처리조(410)의 반경 방향에 수직한 방향으로 제2처리수를 공급한다.Nozzles (450) are provided on the upper surfaces of the separating plates (441, 442), respectively, and supply second treatment water flowing in from the lower region of the separating plates (441, 442) to the upper region of the separating plates (441, 442). A plurality of nozzles (450) are provided in each region, and are arranged spaced apart from each other along the perimeter of the ultraviolet contact tank (420). According to an embodiment, each nozzle (450) supplies second treatment water in a direction perpendicular to the radial direction of the advanced oxidation treatment tank (410).
제2처리수 순환 라인(461)은 일 단이 외측 공간(411)과 연결되고, 타 단이 이젝터(310) 선단에서 제1처리수 공급 라인(220)과 연결된다.The second treatment water circulation line (461) has one end connected to the outer space (411) and the other end connected to the first treatment water supply line (220) at the tip of the ejector (310).
제2처리수 공급 라인(462)은 내측 공간(412)과 제2처리수 순환 라인(461)을 연결한다.The second treatment water supply line (462) connects the inner space (412) and the second treatment water circulation line (461).
이송 펌프(463)는 제2처리수 순환 라인(461)에 설치되며, 제2처리수가 제2처리수 순환 라인(461)을 따라 순환하는 동력을 발생시킨다.A transfer pump (463) is installed in the second treatment water circulation line (461) and generates power to circulate the second treatment water along the second treatment water circulation line (461).
밸브(464)는 제2처리수 순환 라인(461)과 제2처리수 공급 라인(462)의 연결 지점에 형성된다.A valve (464) is formed at the connection point between the second treatment water circulation line (461) and the second treatment water supply line (462).
이송 펌프(463)의 구동으로, 외측 공간(411)에 채워진 제2처리수는 제2처리수 순환 라인(461)을 통해 이젝터(310)로 다시 공급된다. 이젝터(310)에서 제2처리수에 오존 버블이 다시 주입되고, 오존 버블이 다시 주입된 제2처리수는 나노 버블 멤브레인(340)과 스택틱 믹서(350)를 거쳐 다시 고도산화처리조(410)의 외측 공간(411)으로 공급된다. 제2처리수는 노즐(450)을 통해 외측 공간(411)의 하부 영역에서 상부 영역으로 이동한다. 그리고 이동 과정에서 분리판(451, 452)에 의해 구획된 각 영역에서 자외선 접촉조(420)의 둘레를 따라 선회한다. 상기 노즐(450)들이 자외선 접촉조(420)의 원주 방향으로 제2처리수를 토출하므로, 제2처리수의 선회가 용이하게 발생될 수 있다. 또한, 분리판(451, 452)에 의해 구획된 영역내에서, 각 영역마다 선회류가 발생하므로, 고도산화처리조(410)의 전체 영역에서 선회류가 균일하게 발생할 수 있다.By driving the transfer pump (463), the second treatment water filled in the outer space (411) is supplied back to the ejector (310) through the second treatment water circulation line (461). In the ejector (310), ozone bubbles are re-injected into the second treatment water, and the second treatment water into which the ozone bubbles have been re-injected is supplied back to the outer space (411) of the advanced oxidation treatment tank (410) through the nano bubble membrane (340) and the static mixer (350). The second treatment water moves from the lower region to the upper region of the outer space (411) through the nozzle (450). And during the movement process, it circles along the circumference of the ultraviolet contact tank (420) in each region partitioned by the separator plates (451, 452). Since the nozzles (450) discharge the second treatment water in the circumferential direction of the ultraviolet contact tank (420), the circle of the second treatment water can easily occur. In addition, since a swirling flow occurs in each area divided by the separator plates (451, 452), a swirling flow can occur uniformly in the entire area of the advanced oxidation treatment tank (410).
이 과정에서 제2처리수에 함유된 용존 오존에 의해 제2처리수에 함유된 유기물이 제거되는 오존 산화반응이 일어난다. 용존 오존은 유기물을 분해하는 과정에서 소모되기 때문에, 상술한 제2처리수의 순환은 오존 산화반응 공정 동안 계속된다. 이에 의해 제2처리수 내의 용존 오존이 일정 농도를 유지될 수 있다.In this process, an ozone oxidation reaction occurs in which organic matter contained in the second treatment water is removed by the dissolved ozone contained in the second treatment water. Since the dissolved ozone is consumed in the process of decomposing the organic matter, the circulation of the second treatment water described above continues during the ozone oxidation reaction process. As a result, the dissolved ozone in the second treatment water can be maintained at a certain concentration.
오존 산화반응은 제2처리수 내 유기물이 TOC 1mg/L 이하로 제거될 때까지 계속된다. 또한, 오존은 제2처리수 내에 버블 형태로 주입되므로, 98%이상의 오존 전달율이 확보될 수 있다. 이러한 오존 전달율은 오존 산화반응 효율을 향상시킨다. 오존 산화반응이 일어나는 동안, 자외선 램프(430)는 꺼져 있다.The ozone oxidation reaction continues until the organic matter in the second treatment water is removed to TOC 1 mg/L or less. In addition, since ozone is injected in the form of bubbles into the second treatment water, an ozone transfer rate of 98% or more can be secured. This ozone transfer rate improves the efficiency of the ozone oxidation reaction. While the ozone oxidation reaction is taking place, the ultraviolet lamp (430) is turned off.
오존 산화반응이 종료되면, 오존과 자외선에 의한 자외선-오존 산화 반응이 진행된다. 구체적으로, 자외선 램프(430)가 켜지고, 밸브(464)의 조절로 고도산화처리조(410)에서 배출된 제2처리수가 제2처리수 공급 라인(462)을 통해 자외선 접촉조(420) 내로 공급된다. 자외선 램프(430)에서 조사된 자외선은 자외선 접촉조(420) 내의 제2처리수에 전달되고, 반사막(421)에 반사되어 다시 제2처리수로 전달된다. 자외선에 의해 제2처리수 내에 남아있는 용존 오존이 분해되어 OH라디칼이 생성된다. OH라디칼은 강력한 산화력을 가지므로, 오존 산화 반응 후 제2처리수에 남은 다종 난분해성 물질을 분해한다.When the ozone oxidation reaction is completed, the ultraviolet-ozone oxidation reaction by ozone and ultraviolet rays proceeds. Specifically, the ultraviolet lamp (430) is turned on, and the second treatment water discharged from the advanced oxidation treatment tank (410) is supplied into the ultraviolet contact tank (420) through the second treatment water supply line (462) by controlling the valve (464). The ultraviolet rays irradiated by the ultraviolet lamp (430) are transmitted to the second treatment water in the ultraviolet contact tank (420), reflected by the reflection membrane (421), and transmitted back to the second treatment water. The dissolved ozone remaining in the second treatment water is decomposed by the ultraviolet rays, generating OH radicals. Since the OH radicals have a strong oxidizing power, they decompose various difficult-to-decompose substances remaining in the second treatment water after the ozone oxidation reaction.
OH 라디칼 생성 및 OH 라디칼에 의한 산화반응은 매우 짧은 시간에 일어나므로, 제2처리수의 순환 속도가 오존 산화반응에서의 순환 속도보다 높아지도록 순환 펌프(463)를 제어할 수 있다. 실시 예에 의하면, 자외선-오존 산화 반응에서의 제2처리수의 순환 속도는 오존 산화반응에서의 제2처리수의 순환 속도에 비해 5~20배 높을 수 있다.Since the generation of OH radicals and the oxidation reaction by OH radicals occur in a very short time, the circulation pump (463) can be controlled so that the circulation speed of the second treatment water becomes higher than the circulation speed of the ozone oxidation reaction. According to an embodiment, the circulation speed of the second treatment water in the ultraviolet-ozone oxidation reaction can be 5 to 20 times higher than the circulation speed of the second treatment water in the ozone oxidation reaction.
이처럼, 제2처리수의 순환 속도가 빠르고, 제2처리수가 자외선 접촉조(420)로 순환하므로, 자외선 램프(430)와의 접촉 시간이 길어진다. 이로 인해, 자외선-오존 산화 반응이 효과적으로 일어날 수 있다.In this way, since the circulation speed of the second treatment water is fast and the second treatment water is circulated to the ultraviolet contact tank (420), the contact time with the ultraviolet lamp (430) becomes longer. As a result, the ultraviolet-ozone oxidation reaction can occur effectively.
자외선-오존 산화 반응은 제2처리수 내 용존 오존이 기 설정된 기준에 도달할 때까지 진행되며, 이에 의해 제2처리수 내에서 유기물, 다종 난분해성 물질, 그리고 용존 오존이 제거된 제3처리수가 생성된다. 실시 예에 의하면, 자외선-오존 산화 반응은 제2처리수 내 용존 오존이 0m/L에 도달할 때까지 진행될 수 있다.The ultraviolet-ozone oxidation reaction is performed until the dissolved ozone in the second treatment water reaches a preset standard, thereby generating a third treatment water from which organic matter, various difficult-to-decompose substances, and dissolved ozone are removed from the second treatment water. According to an embodiment, the ultraviolet-ozone oxidation reaction may be performed until the dissolved ozone in the second treatment water reaches 0 m/L.
다시 도 1을 참조하면, 제4처리부 생산부(500)는 제3처리수 공급 라인(510), 제2멤브레인 필터(520), 제4처리수 공급 라인(530), 활성탄 필터(540), 제3처리수 바이패스 라인(551), 제1밸브(552), 제2밸브(553), TOC 센서(554), 제4처리수 배출 라인(560) 그리고 제4처리수 저장 탱크(570)를 포함한다.Referring again to FIG. 1, the fourth treatment unit production unit (500) includes a third treatment water supply line (510), a second membrane filter (520), a fourth treatment water supply line (530), an activated carbon filter (540), a third treatment water bypass line (551), a first valve (552), a second valve (553), a TOC sensor (554), a fourth treatment water discharge line (560), and a fourth treatment water storage tank (570).
제3처리수 공급 라인(510)은 고도산화처리조(410)에서 배출되는 제3처리수를 제2멤버레인 필터(520)로 공급한다.The third treatment water supply line (510) supplies the third treatment water discharged from the advanced oxidation treatment tank (410) to the second member lane filter (520).
제2멤버레인 필터(520)는 제3처리수에 포함된 난분해성 유해물질을 걸러 제4처리수를 생산한다. 제2멤브레인 필터(520)는 나노 여과막 필터(nano-filter)가 사용될 수 있다. 나노 여과막 필터는 장기 원전 시 여과에 따른 교체와 사용 에너지, 그리고 비용이 저렴한 장점이 있으나, 난분해성 유해물질을 완전 제거하지 못한다는 한계를 가진다.The second membrane filter (520) filters out the non-biodegradable hazardous substances contained in the third treatment water and produces the fourth treatment water. The second membrane filter (520) can use a nano-filtration membrane filter. The nano-filtration membrane filter has the advantages of low cost, energy usage, and replacement according to filtration in long-term nuclear power plants, but has the limitation of not being able to completely remove non-biodegradable hazardous substances.
제4처리수 공급 라인(530)은 제4처리수를 활성탄 필터(540)에 공급한다.The fourth treatment water supply line (530) supplies the fourth treatment water to the activated carbon filter (540).
활성탄 필터(540)는 제4처리수에 함유된 난분해성 유해물질을 흡착한다. 활성탄 필터(540)는 난분해성 유해물질을 잘 흡착할 수 있으나, 유입수의 TOC 농도가 높을 경우 파괴점 도달 및 교체 주기가 짧아지는 한계가 있다.The activated carbon filter (540) adsorbs non-biodegradable hazardous substances contained in the fourth treatment water. The activated carbon filter (540) can adsorb non-biodegradable hazardous substances well, but has limitations in that it reaches the destruction point and the replacement cycle becomes shorter when the TOC concentration of the influent water is high.
제3처리수 바이패스 라인(551)은 일단이 제3처리수 공급 라인(510)과 연결되고, 타단이 제4처리수 공급 라인(530)과 연결한다.The third treatment water bypass line (551) has one end connected to the third treatment water supply line (510) and the other end connected to the fourth treatment water supply line (530).
제1밸브(552)는 제3처리수 공급 라인(510)과 제3처리수 바이패스 라인(551)의 연결 지점에 설치되고, 제2밸브(553)는 제3처리수 바이패스 라인(551)과 제4처리수 공급 라인(560)의 연결 지점에 설치된다. 제1밸브(552)와 제2밸브(553)의 제어로, 제3처리수가 제2멤브레인 필터(520)에 공급되거나, 제2멤브레인 필터(520)를 우회하여 활성탄 필터(540)에 직접 공급될 수 있다.The first valve (552) is installed at a connection point between the third treatment water supply line (510) and the third treatment water bypass line (551), and the second valve (553) is installed at a connection point between the third treatment water bypass line (551) and the fourth treatment water supply line (560). By controlling the first valve (552) and the second valve (553), the third treatment water can be supplied to the second membrane filter (520) or supplied directly to the activated carbon filter (540) by bypassing the second membrane filter (520).
TOC 센서(554)는 제3처리수 공급 라인(510)을 통해 이송되는 제3처리수의 TOC 농도를 측정한다. 제3처리수의 TOC 농도가 기 설정된 기준 미만일 경우, 제3처리수는 제3처리수 바이패스 라인(551)을 통해 활성탄 필터(540)에 직접 공급될 수 있다. 제3처리수의 TOC 농도가 기 설정된 기준을 초과할 경우, 제3처리수는 제2멤브레인 필터(520)를 거쳐 활성탄 필터(540)에 공급될 수 있다.The TOC sensor (554) measures the TOC concentration of the third treatment water transported through the third treatment water supply line (510). If the TOC concentration of the third treatment water is below a preset standard, the third treatment water can be directly supplied to the activated carbon filter (540) through the third treatment water bypass line (551). If the TOC concentration of the third treatment water exceeds a preset standard, the third treatment water can be supplied to the activated carbon filter (540) through the second membrane filter (520).
제4처리수 배출 라인(560)은 활성탄 필터(540)에서 배출된 제4처리수를 제4처리수 저장 탱크(570)에 공급한다.The fourth treatment water discharge line (560) supplies the fourth treatment water discharged from the activated carbon filter (540) to the fourth treatment water storage tank (570).
이하, 상술한 고도 산화 처리 장치를 이용하여, 원수를 고도 산화 처리하는 과정에 대해 자세하게 설명한다.Hereinafter, the process of performing advanced oxidation treatment on raw water using the above-described advanced oxidation treatment device will be described in detail.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고도 산화 처리 방법을 나타내는 순서도이다.Figure 6 is a flow chart showing an advanced oxidation treatment method according to one embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 고도 산화 처리 방법은 원수 공급 단계(S10), 제1 처리수 생산 단계(S20), 제2처리수 생산 단계(S30), 제3처리수 생산 단계(S40), 그리고 제4처리수 생산 단계(S50)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the advanced oxidation treatment method includes a raw water supply step (S10), a first treated water production step (S20), a second treated water production step (S30), a third treated water production step (S40), and a fourth treated water production step (S50).
원수 공급 단계(S10)는 원수를 공급하고, 제1처리수 생산 단계(S20)는 제1 멤브레인 필터(210)에 상기 원수를 통과시켜 제1처리수를 생산한다. 제2처리수 생산 단계(S30)는 제1처리수에 오존 버블이 주입된 제2처리수를 생산하고, 제3처리수 생산 단계(S40)는 제2처리수에 포함된 용존 오존과 유기물의 반응으로 유기물을 제거하고, 자외선을 조사하여 용존 오존을 분해하여 제3처리수를 생산한다. 그리고 제4처리수 생산단계(S50)는 제2 멤브레인 필터(520)에 제3처리수를 통과시켜 제3처리수에 포함된 난분해성 물질이 제거된 제4처리수를 생산한다.The raw water supply step (S10) supplies raw water, and the first treated water production step (S20) produces first treated water by passing the raw water through a first membrane filter (210). The second treated water production step (S30) produces second treated water by injecting ozone bubbles into the first treated water, and the third treated water production step (S40) removes organic matter by a reaction between dissolved ozone and organic matter contained in the second treated water, and decomposes the dissolved ozone by irradiating ultraviolet rays to produce third treated water. In addition, the fourth treated water production step (S50) produces fourth treated water by passing the third treated water through a second membrane filter (520) to remove difficult-to-decompose substances contained in the third treated water.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 고도 산화 처리 장치를 이용하여 원수를 고도 산화 처리하는 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a drawing showing a process of performing advanced oxidation treatment on raw water using an advanced oxidation treatment device according to an embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 원수 공급 단계(S10)는, 펌프(130)의 구동으로 원수 저장 탱크(110)에 저장된 원수(11)가 원수 공급 라인(120)을 통해 제1멤브레인 필터(210)로 공급된다.Referring to FIGS. 6 and 7, in the raw water supply step (S10), raw water (11) stored in the raw water storage tank (110) is supplied to the first membrane filter (210) through the raw water supply line (120) by driving the pump (130).
제1처리수 생산 단계(S10)는, 원수(11)가 제1멤브레인 필터(210)를 통과하면서 원수(11)에 포함된 입자가 제거된 제1처리수(12)가 생산된다. 제1처리수(12)는 제1처리수 공급 라인(220)을 통해 제1처리수 저장 탱크(240)로 공급되며, 제1처리수 저장 탱크(240)에 저장된다. 제1멤브레인 필터(210)의 막 표면에 오염물질이 싸여 여과 성능이 낮아질 경우, 회수 펌프(260)의 구동으로 제1처리수 저장 탱크(240)에 저장된 제1처리수(13)가 제1처리수 회수 라인(250)을 통해 제1멤브레인 필터(210)의 전단으로 공급될 수 있다. 제1처리수(13)는 제1멤버레인 필터(210)를 세척할 수 있다. 제1처리수 저장 탱크(240)에 저장된 제1처리수(14)는 제1처리수 공급 라인(220)을 통해 이젝터(310)로 공급된다.In the first treated water production step (S10), first treated water (12) is produced by removing particles contained in the raw water (11) as the raw water (11) passes through the first membrane filter (210). The first treated water (12) is supplied to the first treated water storage tank (240) through the first treated water supply line (220) and stored in the first treated water storage tank (240). When the membrane surface of the first membrane filter (210) is covered with contaminants and the filtration performance is reduced, the first treated water (13) stored in the first treated water storage tank (240) can be supplied to the front end of the first membrane filter (210) through the first treated water recovery line (250) by driving the recovery pump (260). The first treated water (13) can wash the first membrane filter (210). The first treatment water (14) stored in the first treatment water storage tank (240) is supplied to the ejector (310) through the first treatment water supply line (220).
제2처리수 생산 단계(S20)에서는, 이젝터(310)의 제1유입구(311)로 제1처리수(14)가 공급되고, 제2유입구(312)로 오존 가스(15)가 공급된다. 오존 가스(15)는 이젝터(310) 내에서 제1처리수(14)에 마이크로 버블 형태로 주입된다. 제1처리수(14)에 오존 버블이 주입된 제2처리수(16)는 메인 공급 라인(330)을 따라 이동하며, 나노 버블 멤브레인(340)과 스태틱 믹서(350)를 거쳐 고도산화처리조(410)에 공급된다.In the second treatment water production step (S20), the first treatment water (14) is supplied to the first inlet (311) of the ejector (310), and ozone gas (15) is supplied to the second inlet (312). The ozone gas (15) is injected into the first treatment water (14) in the form of micro bubbles inside the ejector (310). The second treatment water (16) into which ozone bubbles are injected into the first treatment water (14) moves along the main supply line (330), passes through the nano bubble membrane (340) and the static mixer (350), and is supplied to the advanced oxidation treatment tank (410).
제2처리수(16)는 나노 버블 멤브레인(340)을 통과하면서, 마이크로 버블이 분쇄되어 나노 버블이 형성된다. 그리고 스태틱 믹서(350)를 지나면서, 나노 버블이 제2처리수(160)에 용해된다.As the second treatment water (16) passes through the nano bubble membrane (340), the micro bubbles are crushed to form nano bubbles. Then, as it passes through the static mixer (350), the nano bubbles are dissolved in the second treatment water (160).
이와 달리, 제2처리수(17)는 바이패스 라인(360)을 통해 나노 버블 멤브레인(340)을 우회하여 스태틱 믹서(350)로 공급될 수 있다. 이 경우, 스태틱 믹서(350)를 지나면서 마이크로 버블이 제2처리수에 용해될 수 있다.Alternatively, the second treatment water (17) may be supplied to the static mixer (350) by bypassing the nano bubble membrane (340) through the bypass line (360). In this case, the micro bubbles may be dissolved in the second treatment water while passing through the static mixer (350).
한편, 메인 공급 라인(330)을 따라 이송되는 제2처리수(18)는 제2처리수 회수 라인(371)을 통해 제1멤브레인 필터(210)로 공급될 수 있다. 제2처리수(18)에 용해된 오존 버블은 제1멤브레인 필터(210)의 표면에 쌓인 유기 및 부유성 오염물질과 결합하여 유기물을 분해한다.Meanwhile, the second treated water (18) transported along the main supply line (330) can be supplied to the first membrane filter (210) through the second treated water recovery line (371). The ozone bubbles dissolved in the second treated water (18) combine with organic and floating pollutants accumulated on the surface of the first membrane filter (210) to decompose the organic substances.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제3처리수 생산 단계의 세부 과정을 나타내는 도면이고, 도 9은 도 8의 오존 산화반응 단계를 나타내는 도면이고, 도 10은 도 8의 오존-자외선 산화 반응 단계를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a drawing showing a detailed process of a third treatment water production step according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a drawing showing an ozone oxidation reaction step of FIG. 8, and FIG. 10 is a drawing showing an ozone-ultraviolet oxidation reaction step of FIG. 8.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 제3처리수 생산 단계(S40)는, 제2처리수(19)에 함유된 용존 오존에 의해 제2처리수(19)에 함유된 유기물이 산화되는 오존 산화반응 단계(S41)와, 자외선에 의해 제2처리수(20) 내에 남아 있는 용존 오존이 분해되고, 용존 오존의 분해로 생성된 OH 라디칼에 의해 제2처리수(20) 내의 다종 난분해성 물질이 분해되는 자외선-오존 산화 반응 단계(S42)를 포함한다. 오존-자외선 산화 반응 단계(S42)는 오존 산화반응 단계(S41)가 종료된 후 진행된다.Referring to FIGS. 8 to 10, the third treatment water production step (S40) includes an ozone oxidation reaction step (S41) in which organic substances contained in the second treatment water (19) are oxidized by dissolved ozone contained in the second treatment water (19), and an ultraviolet-ozone oxidation reaction step (S42) in which dissolved ozone remaining in the second treatment water (20) is decomposed by ultraviolet rays, and various difficult-to-decompose substances in the second treatment water (20) are decomposed by OH radicals generated by the decomposition of dissolved ozone. The ozone-ultraviolet oxidation reaction step (S42) is performed after the ozone oxidation reaction step (S41) is completed.
구체적으로, 오존 산화반응 단계(S41)는 자외선 램프(430)가 꺼진 상태에서, 이송 펌프(463)가 구동한다. 이송 펌프(463)의 구동으로, 고도산화처리조(410)의 외측 공간(411)에 채워진 제2처리수(19)는 제2처리수 순환 라인(461)을 통해 이젝터(310)로 다시 공급된다. 이젝터(310)에서 제2처리수(19)에 오존 버블이 주입되고, 오존 버블이 주입된 제2처리수는 나노 버블 멤브레인(340)과 스택틱 믹서(350)를 거쳐 다시 고도산화처리조(410)의 외측 공간(411)으로 공급된다. 제2처리수(19)는 노즐(405)을 통해 외측 공간(411)의 하부 영역에서 상부 영역으로 이동한다. 그리고 이동 과정에서 분리판(441, 442)에 의해 구획된 각 영역에서 자외선 접촉조(420)의 둘레를 따라 선회한다. 상기 노즐(450)들이 자외선 접촉조(420)의 원주 방향으로 제2처리수(19)를 토출하므로, 제2처리수(19)의 선회가 용이하게 발생될 수 있다. 이 과정에서 제2처리수(19)에 함유된 용존 오존에 의해 제2처리수(19)에 함유된 유기물이 제거되는 오존 산화반응이 일어난다. 용존 오존은 유기물을 분해하는 과정에서 소모되기 때문에, 상술한 제2처리수(19)의 순환은 오존 산화반응 단계 동안 계속된다. 이에 의해 제2처리수(19) 내의 용존 오존이 일정 농도를 유지될 수 있다. 오존 산화반응 단계(S41)는 제2처리수(19) 내 유기물이 TOC 1mg/L 이하로 제거될 때까지 계속된다.Specifically, the ozone oxidation reaction step (S41) operates the transfer pump (463) while the ultraviolet lamp (430) is turned off. By operating the transfer pump (463), the second treatment water (19) filled in the outer space (411) of the advanced oxidation treatment tank (410) is supplied back to the ejector (310) through the second treatment water circulation line (461). Ozone bubbles are injected into the second treatment water (19) in the ejector (310), and the second treatment water injected with the ozone bubbles passes through the nano bubble membrane (340) and the static mixer (350) and is supplied back to the outer space (411) of the advanced oxidation treatment tank (410). The second treatment water (19) moves from the lower region to the upper region of the outer space (411) through the nozzle (405). And in the moving process, it rotates along the circumference of the ultraviolet contact tank (420) in each area partitioned by the separator plates (441, 442). Since the nozzles (450) discharge the second treatment water (19) in the circumferential direction of the ultraviolet contact tank (420), the rotation of the second treatment water (19) can easily occur. In this process, an ozone oxidation reaction occurs in which organic matter contained in the second treatment water (19) is removed by the dissolved ozone contained in the second treatment water (19). Since the dissolved ozone is consumed in the process of decomposing the organic matter, the circulation of the second treatment water (19) described above continues during the ozone oxidation reaction step. Thereby, the dissolved ozone in the second treatment water (19) can be maintained at a certain concentration. The ozone oxidation reaction step (S41) continues until the organic matter in the second treatment water (19) is removed to TOC 1 mg/L or less.
오존 산화반응 단계(S41)가 종료되면, 자외선-오존 산화 반응 단계(S42)가 진행된다. 자외선-오존 산화 반응 단계(S42)에서는 자외선 램프(430)가 켜지고, 밸브(464)의 조절로 고도산화처리조(410)에서 배출된 제2처리수(20)가 제2처리수 공급 라인(461)을 통해 자외선 접촉조(420) 내로 공급된다. 자외선 램프(430)에서 조사된 자외선은 자외선 접촉조(420) 내의 제2처리수(20)에 전달되고, 반사막(421)에 반사되어 다시 제2처리수(20)로 전달된다. 자외선에 의해 제2처리수(20) 내에 남아있는 용존 오존이 분해되어 OH라디칼이 생성된다. OH라디칼은 강력한 산화력을 가지므로, 오존 산화 반응 후 제2처리수(20)에 남은 다종 난분해성 물질을 분해한다. OH 라디칼 생성 및 OH 라디칼에 의한 산화반응은 매우 짧은 시간에 일어나므로, 제2처리수(20)의 순환 속도가 오존 산화반응에서의 순환 속도보다 높아지도록 순환 펌프(463)를 제어할 수 있다.When the ozone oxidation reaction step (S41) is completed, the ultraviolet-ozone oxidation reaction step (S42) is performed. In the ultraviolet-ozone oxidation reaction step (S42), the ultraviolet lamp (430) is turned on, and the second treatment water (20) discharged from the advanced oxidation treatment tank (410) is supplied into the ultraviolet contact tank (420) through the second treatment water supply line (461) by controlling the valve (464). The ultraviolet rays irradiated by the ultraviolet lamp (430) are transmitted to the second treatment water (20) in the ultraviolet contact tank (420), reflected by the reflection membrane (421), and transmitted back to the second treatment water (20). The dissolved ozone remaining in the second treatment water (20) is decomposed by the ultraviolet rays, generating OH radicals. Since the OH radicals have a strong oxidizing power, they decompose various difficult-to-decompose substances remaining in the second treatment water (20) after the ozone oxidation reaction. Since the generation of OH radicals and the oxidation reaction by OH radicals occur in a very short time, the circulation pump (463) can be controlled so that the circulation speed of the second treatment water (20) becomes higher than the circulation speed in the ozone oxidation reaction.
자외선-오존 산화 반응 단계(S42)는, 제2처리수(20) 내 용존 오존이 기 설정된 기준에 도달할 때까지 진행되며, 이에 의해 제2처리수(20) 내에서 유기물, 다종 난분해성 물질, 그리고 용존 오존이 제거된 제3처리수가 생성된다. 실시 예에 의하면, 자외선-오존 산화 반응은 제2처리수(20) 내 용존 오존이 0m/L에 도달할 때까지 진행될 수 있다.The ultraviolet-ozone oxidation reaction step (S42) is performed until the dissolved ozone in the second treatment water (20) reaches a preset standard, thereby generating third treatment water from which organic matter, various types of non-biodegradable substances, and dissolved ozone are removed from the second treatment water (20). According to an embodiment, the ultraviolet-ozone oxidation reaction may be performed until the dissolved ozone in the second treatment water (20) reaches 0 m/L.
다시 도 6 및 도 7를 참조하면, 제4처리수 생성 단계(S50)는, 고도산화처리조(410)에서 배출되는 제3처리수(21)가 제3처리수 공급 라인을(510) 통해 이동한다. TOC 센서(554)는 제3처리수 공급 라인(510)을 통해 이동하는 제3처리수(21)의 TOC 농도를 측정한다. 제3처리수(21)의 TOC 농도가 기 설정된 기준 미만일 경우, 제1밸브(552)와 제2밸브(553)의 제어로 제3처리수(22)는 제3처리수 바이패스 라인(551)을 통해 활성탄 필터(540)에 직접 공급된다. 제3처리수(21)의 TOC 농도가 기 설정된 기준을 초과할 경우, 제3처리수(23)는 제1밸브(552)와 제2밸브(553)의 제어로 제2멤브레인 필터(520)를 거쳐 활성탄 필터(540)에 공급될 수 있다.Referring again to FIGS. 6 and 7, in the fourth treatment water generation step (S50), the third treatment water (21) discharged from the advanced oxidation treatment tank (410) moves through the third treatment water supply line (510). The TOC sensor (554) measures the TOC concentration of the third treatment water (21) moving through the third treatment water supply line (510). If the TOC concentration of the third treatment water (21) is below a preset standard, the third treatment water (22) is directly supplied to the activated carbon filter (540) through the third treatment water bypass line (551) by controlling the first valve (552) and the second valve (553). When the TOC concentration of the third treatment water (21) exceeds the preset standard, the third treatment water (23) can be supplied to the activated carbon filter (540) through the second membrane filter (520) by controlling the first valve (552) and the second valve (553).
활성탄 필터(540)를 거친 제4처리수(24)는 제4처리수 배출 라인(560)을 통해 제4처리수 저장 탱크(570)에 공급한다.The fourth treated water (24) that has passed through the activated carbon filter (540) is supplied to the fourth treated water storage tank (570) through the fourth treated water discharge line (560).
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원수 공급부를 나타내는 도면이다.FIG. 11 is a drawing showing a raw water supply unit according to another embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 원수 공급부(100)는 탁도계(151), 믹싱 탱크(161), 응집 탱크(163), 버퍼 탱크(164), 원수 바이패스 라인(171), 제1밸브(172)와 제2밸브(173)를 더 포함한다.Referring to FIG. 11, the raw water supply unit (100) further includes a turbidity meter (151), a mixing tank (161), a coagulation tank (163), a buffer tank (164), a raw water bypass line (171), a first valve (172), and a second valve (173).
탁도계(151)는 원수 저장 탱크(110)에 저장된 원수의 탁도를 측정한다.The turbidity meter (151) measures the turbidity of raw water stored in the raw water storage tank (110).
믹싱 탱크(161)는 원수 공급 라인(120)에 설치되며, 원수와 응집제를 혼합한다. 혼합기(162)의 회전으로, 응집제가 짧은 시간 내에 균등하게 분산되어 불순물과 접촉 및 반응할 수 있다.The mixing tank (161) is installed in the raw water supply line (120) and mixes the raw water and the coagulant. By the rotation of the mixer (162), the coagulant can be evenly distributed within a short period of time and come into contact with and react with impurities.
응집 탱크(164)는 원수 공급 라인(120)에 설치되며, 믹싱 탱크(161)에서 공급된 원수와 응집제의 혼합 용액을 일정 시간 동안 저장한다. 응집제와 불순물의 반응으로, 불순물이 응집되어 부유물을 형성한다. 원수는 부유물이 제거된 후 버퍼 탱크(164)로 공급된다.The coagulation tank (164) is installed in the raw water supply line (120) and stores a mixed solution of raw water and coagulant supplied from the mixing tank (161) for a certain period of time. As a result of the reaction between the coagulant and impurities, the impurities coagulate to form suspended matter. The raw water is supplied to the buffer tank (164) after the suspended matter is removed.
원수 바이패스 라인(171)은 일 단이 원수 저장 탱크(110)와 믹싱 탱크(161) 사이 구간에서 원수 공급 라인(120)과 연결되고, 타 단이 버퍼 탱크(164)와 제1멤브레인 필터(210) 사이 구간에서 원수 공급 라인(120)과 연결된다.The raw water bypass line (171) is connected to the raw water supply line (120) at one end between the raw water storage tank (110) and the mixing tank (161), and the other end is connected to the raw water supply line (120) at the other end between the buffer tank (164) and the first membrane filter (210).
원수 바이패스 라인(171)과 원수 공급 라인(120)의 연결 지점에는 제1밸브(172)와 제2밸브(173)가 각각 설치된다.A first valve (172) and a second valve (173) are installed at the connection point of the raw water bypass line (171) and the raw water supply line (120), respectively.
탁도계(151)에서 측정된 원수의 탁도 농도가 기준치 미만인 경우, 원수가 원수 바이패스 라인(171)을 통해 제1멤버레인 필터(210)에 직접 공급되도록 제1밸브(172)와 제2밸브(173)가 제어된다.When the turbidity concentration of the raw water measured by the turbidity meter (151) is below the standard, the first valve (172) and the second valve (173) are controlled so that the raw water is directly supplied to the first member lane filter (210) through the raw water bypass line (171).
탁도계(151)에서 측정된 원수의 탁도 농도가 기준치를 초과할 경우, 원수가 믹싱 탱크(161), 응집 탱크(163), 그리고 버퍼 탱크(164)를 거쳐 제1멤버레인 필터(210)에 공급되도록 제1밸브(172)와 제2밸브(173)가 제어된다.When the turbidity concentration of the raw water measured by the turbidity meter (151) exceeds the standard value, the first valve (172) and the second valve (173) are controlled so that the raw water is supplied to the first member lane filter (210) through the mixing tank (161), the coagulation tank (163), and the buffer tank (164).
이와 같이, 원수의 탁도 농도에 따라 원수에 포함된 불순물을 감소시킴으로써, 멤브레인 필터(210, 520)의 막 여과 효율을 향상시키고 고도 산화 처리 효율을 향상시킬 수 있다.In this way, by reducing the impurities contained in the raw water according to the turbidity concentration of the raw water, the membrane filtration efficiency of the membrane filter (210, 520) can be improved and the advanced oxidation treatment efficiency can be improved.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those who have acquired common knowledge in this technical field should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
1000: 고도 산화 처리 장치
100: 원수 공급부
110: 원수 저장 탱크
200: 제1처리수 생산부
210: 제1멤브레인 필터
220: 제1처리수 공급 라인
300: 제2처리수 생산부
310: 이젝터
330: 메인 공급 라인
340: 나노 버블 멤브레인
350: 스태틱 믹서
400: 제3처리수 생산부
410: 고도 산화 처리조
420: 자외선 접촉조
430: 자외선 램프
440: 분리판
450: 노즐
500: 제4처리수 생산부
520: 제2멤브레인 필터
540: 활성탄 필터
570: 제4처리수 저장 탱크1000: Advanced Oxidation Treatment Unit
100: Raw water supply
110: Raw water storage tank
200: 1st treatment water production unit
210: 1st membrane filter
220: 1st treatment water supply line
300: Second treatment water production unit
310: Ejector
330: Main supply line
340: Nano bubble membrane
350: Static Mixer
400: Third treatment water production unit
410: Advanced oxidation treatment tank
420: UV contact tank
430: UV lamp
440: Separator
450: Nozzle
500: 4th treatment water production unit
520: Second membrane filter
540: Activated carbon filter
570: 4th treatment water storage tank
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