(57)【要約】  本発明による逆浸透を用いた廃水の再利用方法は、１次逆浸透段階と、２次逆浸透段階と、気泡発生段階と、逆浸透膜洗浄段階と、によって純水を製造する方法を開示する。本発明は、複数段階の逆浸透工程によって純水を製造することで、製造された純水を直ちに工業用水として用いることができ、気泡によって逆浸透膜を洗浄することで、洗浄効率が向上し、廃水再利用装置の運営コストを低減できる効果がある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次逆浸透圧力容器に廃水を供給し、１次濃縮水と１次透過水を排出する１次逆浸透段階と、
２次逆浸透圧力容器に前記１次透過水を供給し、２次濃縮水と純水を排出する２次逆浸透段階と、
空気及び洗浄液を混合して気泡を発生させる気泡発生段階と、
気泡を含む洗浄液を前記１次逆浸透圧力容器に供給し、逆浸透膜を洗浄する逆浸透膜洗浄段階と、を含む、廃水の再利用方法。
【請求項２】
廃水中の浮遊物質及び有機物が除去された１次前処理水を排出する１次前処理段階と、
前記１次前処理水に含まれている微細粒子を除去し、前記１次逆浸透圧力容器に供給する２次前処理段階と、をさらに含む、請求項１に記載の廃水の再利用方法。
【請求項３】
前記１次逆浸透段階は、１次１段逆浸透段階及び１次２段逆浸透段階を含む、請求項１に記載の廃水の再利用方法。
【請求項４】
前記１次２段逆浸透段階で排出された濃縮水の圧力を用いてエネルギー回収装置のタービンを回転させるエネルギー回収段階をさらに含む、請求項３に記載の廃水の再利用方法。
【請求項５】
前記２次逆浸透段階は、２次１段逆浸透段階及び２次２段逆浸透段階を含む、請求項１に記載の廃水の再利用方法。
【請求項６】
廃水を分離し、１次濃縮水と１次透過水を排出する１次逆浸透圧力容器と、
前記１次透過水を分離し、２次濃縮水と純水を排出する２次逆浸透圧力容器と、
空気及び洗浄液を混合して気泡を発生させるラインミキサーと、を含む、廃水再利用装置。
【請求項７】
廃水中の浮遊物質及び有機物が除去された１次前処理水を排出する１次前処理装置と、前記１次前処理水に含まれている微細粒子を除去する２次前処理装置と、をさらに含む、請求項６に記載の廃水再利用装置。
【請求項８】
前記１次逆浸透圧力容器は、１次１段逆浸透圧力容器及び１次２段逆浸透圧力容器を含む、請求項６に記載の廃水再利用装置。
【請求項９】
前記１次２段逆浸透圧力容器から排出された濃縮水の圧力を用いてタービンを回転させるエネルギー回収装置をさらに含む、請求項８に記載の廃水再利用装置。
【請求項１０】
前記２次逆浸透圧力容器は、２次１段逆浸透圧力容器及び２次２段逆浸透圧力容器を含む、請求項６に記載の廃水再利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透によって廃水を工業用水に再利用する方法及び廃水再利用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気候変化による干ばつの頻発と水質汚染により、使用可能なきれいな水が減少しつつあり、今後、水不足の問題が深刻になり得る。去る２００８年７月、ＵＮは、世界の水不足人口が２０２５年には現在の７億人から３０億人に達すると予測した。韓国においても、一人当たりの降水量（年間２，５９１トン)が世界平均の約１／８の水準であり、特に河川取水率が３６％と、水ストレスの高い国家群に属しており、干ばつの際の水利用に困難を抱えている状況である。これに備えて代替用水を確保可能にする方法としては、大別して、海水を淡水化する方法と、下水及び廃水を再利用する方法とがある。
【０００３】
廃水の再利用に必要となるコストは、再利用方法、工程の構成、設備導入位置、原水、及び最終生産水の要求水質などによって異なり、逆浸透法の場合、透過水１トン当たり０．５〜１．５ドルの範囲になると調査されている。逆浸透による廃水の再利用コストを低減するためには、設備投資費用と電力費を低減させる必要がある。
【０００４】
そのために、特許文献１（第１０−１７９４１９５号）では、本体の内部に単位ユニットの形態でＥＶＡ製の浮上ろ材が内在し、上面には上部スクリーンが形成されたハウジングと、下端部に複数の傾斜板で構成された沈殿部と、上端部に搬送台車並びにろ材の洗浄及び吸入手段と、を含む沈殿及び濾過装置を含む下廃水再利用システムが開示されている。
【０００５】
特許文献２（第１０−１０３６８８０号）では、排出された処理水中の有機物質を触媒酸化によって分解させる触媒酸化装置を備えた逆浸透膜装置が開示されており、特許文献３（第１０−１７２０４６０号）では、２種以上の有機酸、過酢酸、過酸化水素、アニオン界面活性剤、及び高分子形分散剤を含む分解剤と、アルカリ性化合物、有機キレート剤、及び有機アミンを含む分解促進剤と、を含有する逆浸透膜連続洗浄剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国特許第１０−１７９４１９５号公報
【特許文献２】韓国特許第１０−１０３６８８０号公報
【特許文献３】韓国特許第１０−１７２０４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、廃水を用いて純水を製造する逆浸透システムであって、エネルギー回収装置を用いて電力使用量を減らし、かつ膜洗浄装置に気泡発生装置を追加して気泡の破裂力及び洗浄力によって膜洗浄の効率を向上させることで、膜の交換費用を低減することができる、高効率の廃水再利用システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によると、１次逆浸透圧力容器に廃水を供給し、１次濃縮水と１次透過水を排出する１次逆浸透段階と、２次逆浸透圧力容器に上記１次透過水を供給し、２次濃縮水と純水を排出する２次逆浸透段階と、空気及び洗浄液を混合して気泡を発生させる気泡発生段階と、気泡を含む洗浄液を上記１次逆浸透圧力容器に供給し、逆浸透膜を洗浄する逆浸透膜洗浄段階と、を含む、廃水の再利用方法を提供する。
【０００９】
上記実施形態では、廃水中の浮遊物質及び有機物が除去された１次前処理水を排出する１次前処理段階と、上記１次前処理水に含まれている微細粒子を除去し、１次逆浸透圧力容器に供給する２次前処理段階と、を含むことができる。
【００１０】
上記１次逆浸透段階は、１次１段逆浸透段階及び１次２段逆浸透段階を含むことができる。
【００１１】
上記実施形態では、上記１次２段逆浸透段階で排出された濃縮水の圧力を用いてエネルギー回収装置のタービンを回転させるエネルギー回収段階を含むことができる。
【００１２】
上記２次逆浸透段階は、２次１段逆浸透段階及び２次２段逆浸透段階を含むことができる。
【００１３】
本発明の他の実施形態によると、廃水を分離し、１次濃縮水と１次透過水を排出する１次逆浸透圧力容器と、上記１次透過水を分離し、２次濃縮水と純水を排出する２次逆浸透圧力容器と、空気及び洗浄液を混合して気泡を発生させるラインミキサーと、を含む廃水再利用装置を提供する。
【００１４】
上記実施形態では、廃水中の浮遊物質及び有機物が除去された１次前処理水を排出する１次前処理装置と、上記１次前処理水に含まれている微細粒子を除去する２次前処理装置と、を含むことができる。
【００１５】
上記１次逆浸透圧力容器は、１次１段逆浸透圧力容器及び１次２段逆浸透圧力容器を含むことができる。
【００１６】
上記実施形態では、上記１次２段逆浸透圧力容器から排出された濃縮水の圧力を用いてタービンを回転させるエネルギー回収装置を含むことができる。
【００１７】
上記２次逆浸透圧力容器は、２次１段逆浸透圧力容器及び２次２段逆浸透圧力容器を含むことができる。
【発明の効果】
【００１８】
従来のイオン交換樹脂法を用いた純水装置では、塩酸と苛性ソーダのような再生薬品を用いる必要があった。
【００１９】
しかし、本発明による逆浸透廃水再利用システムによると、逆浸透によって精製された最終透過水を直ちに純水として用いることができるため、上記のような再生薬品を用いる必要がなく、１次濃縮水の余剰圧力をブースティング圧力として用いることで、エネルギーの消費を減らすことができる。
【００２０】
また、気泡を含む洗浄液を用いて逆浸透膜を洗浄することで、洗浄効率が向上し、これにより、逆浸透膜の透過水量が増大するとともに、逆浸透膜の使用期間を増やすことができ、廃水再利用装置の運営コストを低減することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による逆浸透廃水再利用システムを示した概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による逆浸透廃水再利用システムのシミュレーション結果をまとめた図表である。
【図３】本発明の一実施形態による逆浸透廃水再利用システムのシミュレーション結果をまとめた図表である。
【図４】洗浄液による逆浸透膜のフラックスを示した図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の利点及び特徴、並びにこれらを達成するための方法は、添付図面とともに詳細に後述する実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されることができる。本実施形態は、本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に対して発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求範囲の範疇によって定義されるだけである。明細書全体にわたって、同一の参照符号は同一の構成要素を指す。
【００２３】
以下、本発明の一実施形態による廃水の再利用方法について説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態による逆浸透廃水再利用システムの概略図である。
【００２５】
本発明の一実施形態による逆浸透による廃水の再利用方法は、１次逆浸透圧力容器１１、１３に廃水を供給し、１次濃縮水と１次透過水を排出する１次逆浸透段階と、２次逆浸透圧力容器１６、１７に上記１次透過水を供給し、２次濃縮水と純水を排出する２次逆浸透段階と、空気貯蔵タンクから供給された空気及び洗浄液を混合して気泡を発生させる気泡発生段階と、気泡を含む洗浄液を１次逆浸透圧力容器に供給し、逆浸透膜を洗浄する逆浸透膜洗浄段階と、を含む。
【００２６】
上記１次逆浸透段階では、廃水が１次逆浸透高圧ポンプ１０によって加圧されて１次逆浸透圧力容器に供給され、廃水に含まれているイオンが逆浸透によって除去される。イオンが除去された１次透過水は、２次逆浸透圧力容器に供給され、１次濃縮水は排出される。
【００２７】
上記２次逆浸透段階では、２次逆浸透圧力容器内で１次透過水に含まれている微量のイオンが逆浸透によって除去されて純水が排出され、上記２次逆浸透圧力容器から排出される２次濃縮水は、廃水とともに再び１次逆浸透圧力容器に供給される。
【００２８】
一方、本発明において、廃水再利用装置の運転時間が持続するにつれて、廃水中の汚染物質によって逆浸透圧力容器及び逆浸透膜が汚染して運転圧力が上昇し、透過水量が減少する。この場合、洗浄薬品を用いて逆浸透膜を洗浄しなければならないが、逆浸透膜の構造のため、十分に洗浄されないという問題がある。
【００２９】
上記の問題を改善するために、本発明では、気泡を用いて逆浸透膜を洗浄しようとした。本発明において、洗浄液は、洗浄液貯蔵槽１８に貯蔵され、洗浄循環ポンプ１９によってカートリッジフィルター２０を経てラインミキサー２１に供給される。一方、コンプレッサー２３によって加圧された空気は、空気貯蔵タンク２２に貯蔵されてからラインミキサー２１に供給される。洗浄液と空気を混合すると、空気が洗浄液に分散されて気泡が発生する。
【００３０】
逆浸透膜洗浄段階では、気泡を含む洗浄液を１次逆浸透圧力容器に供給して逆浸透膜を浄する上記逆浸透膜の間の汚染物質は、気泡の破裂現象による物理的洗浄力によって容易に除去される。したがって、従来のイオン交換樹脂法を用いた純水製造装置において必須であった塩酸と苛性ソーダのような再生薬品を使用する必要がない。
【００３１】
本発明の廃水の再利用方法は、１次逆浸透段階の前に、１次前処理段階及び２次前処理段階をさらに含むことができる。１次前処理段階は、砂濾過装置２で廃水に含まれている浮遊物質を除去する段階と、活性炭吸着装置３で有機物を除去して１次前処理水を排出する段階と、を含み、上記１次前処理水は、１次前処理水槽４に一時的に貯蔵される。
【００３２】
上記２次前処理段階は、限外濾過装置６で行われる段階であって、１次前処理水が限外濾過供給ポンプ５によって限外濾過装置に供給されると、１次前処理水に含まれている微細粒子が完全に除去される段階を含む。２次前処理段階を経て排出された２次前処理水は、２次前処理水槽７に一時的に貯蔵される。
【００３３】
上記２次前処理水は、上述のように、１次逆浸透高圧ポンプ１０を介して１次逆浸透圧力容器に供給され、１次逆浸透段階及び２次逆浸透段階を経て純水が製造される。
【００３４】
本発明において、１次逆浸透段階は、１次１段逆浸透段階及び１次２段逆浸透段階を含むことができる。１次１段逆浸透段階では、廃水または２次前処理水が１次逆浸透高圧ポンプを介して１次１段圧力容器に供給され、逆浸透によってイオンが除去された１次透過水及び１次濃縮水が排出される。上記１次透過水は、２次逆浸透高圧ポンプを介して２次逆浸透圧力容器に供給され、１次濃縮水は、１次２段圧力容器に供給される。
【００３５】
１次２段逆浸透段階では、１次濃縮水は逆浸透によってイオンが除去され、１次透過水及び１次濃縮水が排出される。上記１次透過水は、２次逆浸透高圧ポンプを介して２次逆浸透圧力容器に供給され、１次濃縮水は、後述のエネルギー回収装置に余剰圧力を伝達してから外部に排出される。
【００３６】
１次１段圧力容器と１次２段圧力容器との間には、エネルギー回収装置ブースターポンプ１２及びエネルギー回収装置タービン１４が存在してよい。これにより、エネルギー回収段階を行うことができる。１次２段逆浸透段階で排出された１次濃縮水は、エネルギー回収装置タービンを回転させてエネルギー回収装置ブースターポンプを駆動させ、上記エネルギー回収装置ブースターポンプによって加圧された１次濃縮水が１次２段逆浸透圧力容器に供給される。したがって、エネルギー回収装置ブースターポンプの駆動エネルギーを別途必要とせず、電力使用量を低減することができる。
【００３７】
本発明の廃水の再利用方法において、２次逆浸透段階は、２次１段逆浸透段階及び２次２段逆浸透段階を含むことができる。上記２次１段逆浸透段階では、２次逆浸透高圧ポンプを介して１次透過水が供給され、逆浸透によってイオンが除去された純水及び２次濃縮水が排出される。また、上記２次濃縮水は、２次２段逆浸透段階で逆浸透によってイオンが除去され、この時に発生した純水は、２次１段逆浸透段階で製造された純水とともに貯蔵タンクに貯蔵され、冷延製品の洗浄水などの工業用水として用いられる。
【００３８】
一方、上記２次２段逆浸透段階で排出された２次濃縮水は、１次逆浸透高圧ポンプを介して再び１次逆浸透段階に供給できる。
【００３９】
本発明において、逆浸透段階を複数の次数にわたって行う理由は、最終的に生産される純水の水質を向上させるためである。図２によると、供給される廃水のＴＤＳ（全溶存固形物、Ｔｏｔａｌ  Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ）は１．６１８ｍｇ／Ｌ、１次透過水のＴＤＳは２２．８０ｍｇ／Ｌ、２次透過水のＴＤＳは１．１６ｍｇ／Ｌであって、逆浸透の次数を繰り返すごとに、透過水のＴＤＳが減少する。
【００４０】
また、各次数の逆浸透段階を複数の段にわたって行う理由は、純水の回収率を向上させ、濃縮水の放流量を減らすためである。本発明により製造された純水は、５μＳ／ｃｍ以下の電気伝導度を有する。
【００４１】
本発明では２次逆浸透段階のみを開示したが、これに限定されるものではなく、１次または２次以上の逆浸透段階を含むことができる。
【００４２】
本発明の他の実施形態による廃水再利用装置について説明する。
【００４３】
本発明の逆浸透による廃水再利用装置は、廃水を分離し、１次濃縮水と１次透過水を排出する１次逆浸透圧力容器と、上記１次透過水を分離し、２次濃縮水と純水を排出する２次逆浸透圧力容器と、空気貯蔵タンクから供給された空気及び洗浄液を混合して気泡を発生させるラインミキサーと、を含み、前述の廃水の再利用方法が行われる。
【００４４】
１次逆浸透高圧ポンプによって加圧された廃水は１次逆浸透圧力容器に供給される。上記廃水は、１次逆浸透圧力容器内で逆浸透によってイオンが除去され、１次透過水及び１次濃縮水として排出される。
【００４５】
上記１次透過水は、２次逆浸透圧力容器に供給される。上記１次透過水に含まれている微量のイオンは逆浸透によって除去され、純水として排出される。上記２次逆浸透圧力容器から純水とともに２次濃縮水も排出され、上記２次濃縮水は、廃水とともに再び１次逆浸透圧力容器に供給される。
【００４６】
一方、本発明の逆浸透膜を洗浄するためにラインミキサーが備えられる。上記ラインミキサーでは、空気貯蔵タンクから供給された空気と洗浄液が混合されて気泡が発生し、気泡を含む洗浄液が１次逆浸透圧力容器に注入され、逆浸透膜の間の汚染物質が除去される。
【００４７】
本発明の廃水再利用装置は、１次前処理装置及び２次前処理装置をさらに含むことができる。１次前処理装置は、廃水に含まれている浮遊物質を除去する砂濾過装置と、有機物を除去する活性炭吸着装置と、を含む。一方、２次前処理装置は、限外濾過装置を含み、上記限外濾過装置は、１次前処理水に残っている微細粒子を除去して２次前処理水を排出する。
【００４８】
上記２次前処理水は、１次逆浸透高圧ポンプを介して１次逆浸透圧力容器に供給され、１次逆浸透圧力容器及び２次逆浸透圧力容器を経て純水が製造される。
【００４９】
本発明において、１次逆浸透圧力容器は、１次１段逆浸透圧力容器及び１次２段逆浸透圧力容器を含むことができる。廃水または２次前処理水は、１次逆浸透高圧ポンプを介して１次１段圧力容器に供給され、逆浸透によってイオンが除去された１次透過水及び１次濃縮水が排出される。上記１次透過水は、２次逆浸透高圧ポンプを介して２次逆浸透圧力容器に供給され、上記１次濃縮水は、１次２段圧力容器に供給される。
【００５０】
１次２段逆浸透圧力容器に供給された１次濃縮水は、逆浸透によってイオンが除去される。イオンが除去された１次透過水は、２次逆浸透圧力容器に供給され、１次濃縮水はエネルギー回収装置に余剰圧力を伝達してから外部に排出される。
【００５１】
１次１段逆浸透圧力容器と１次２段逆浸透圧力容器との間には、エネルギー回収装置ブースターポンプ及びエネルギー回収装置タービンが存在してよい。１次２段逆浸透圧力容器から排出された１次濃縮水は、エネルギー回収装置タービンを回転させてエネルギー回収装置ブースターポンプを駆動させ、上記エネルギー回収装置ブースターポンプによって加圧された１次濃縮水が１次２段逆浸透圧力容器に供給される。したがって、エネルギー回収装置ブースターポンプの駆動エネルギーを別途必要とせず、電力使用量を低減することができる。
【００５２】
本発明の廃水再利用装置において、２次逆浸透圧力容器は、２次１段逆浸透圧力容器及び２次２段逆浸透圧力容器を含むことができる。上記２次１段逆浸透圧力容器では、１次透過水に含まれているイオンが逆浸透によって除去され、純水及び２次濃縮水が排出される。また、上記２次２段逆浸透圧力容器では、２次１段逆浸透圧力容器から排出された２次濃縮水に含まれているイオンが逆浸透によって除去される。この時に発生した純水は、２次１段逆浸透圧力容器で製造された純水とともに貯蔵タンクに貯蔵され、冷延製品の洗浄水などの工業用水として用いられる。
【００５３】
一方、上記２次２段逆浸透圧力容器から排出された２次濃縮水は、１次逆浸透高圧ポンプを介して再び１次逆浸透圧力容器に供給できる。
【００５４】
本発明では２次逆浸透圧力容器のみを開示したが、これに限定されるものではなく、１次または２次以上の逆浸透圧力容器を含むことができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。下記実施例は本発明を理解するためのものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００５６】
１．逆浸透廃水再利用システムのシミュレーション結果
図２及び図３は、本発明による廃水再利用装置を用いてシミュレーションした結果を示した図表である。廃水供給ポンプを介して取水された廃水は、１次前処理装置及び２次前処理装置に流入され、廃水中の浮遊物質、有機物、微細粒子が除去される。２次前処理水は、２次２段逆浸透圧力容器から排出された２次濃縮水とともに１次１段逆浸透圧力容器に供給される。
【００５７】
図３によると、本発明において、１次１段逆浸透圧力容器に供給される廃水の供給速度が１８．０９ｍ３／ｈ、供給圧力が６．５４ｂａｒである場合、上記１次１段逆浸透圧力容器から排出された１次透過水の排出速度は８．４０ｍ３／ｈ、フラックス（ｆｌｕｘ）は１６．１ＬＭＨ、ＴＤＳ（全溶存固形物、Ｔｏｔａｌ  Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ）は１７．４６ｍｇ／Ｌであり、１次濃縮水の排出速度は９．６９ｍ３／ｈ、濃縮水の圧力は６．１５ｂａｒである。上記１次濃縮水は、エネルギー回収装置ブースターポンプによって８．４５ｂａｒにブースティングされるが、１次２段逆浸透圧力容器に供給される時には７．９５ｂａｒまで圧力が低下する。
【００５８】
一方、１次２段逆浸透圧力容器から排出される１次透過水の排出速度は４．２５ｍ３／ｈ、フラックスは１６．３ＬＭＨ、ＴＤＳは３３．３９ｍｇ／Ｌであり、１次濃縮水の排出速度は５．４４ｍ３／ｈであり、濃縮水の圧力は７．５２ｂａｒである。１次２段逆浸透圧力容器から排出された１次濃縮水は、エネルギー回収装置タービンに圧力を伝達してから大気圧状態で排出される。２次逆浸透圧力容器に供給される１次透過水の総量は１２．６５ｍ３／ｈであり、２次逆浸透圧力容器を経て最終的に生成される純水の量は１１．４５ｍ３／ｈｒ（１．２ｍｇ／Ｌ）である。
【００５９】
図２を参照すると、１次逆浸透段階で供給された廃水に対する１次透過水の回収率は約６９．９％であり、２次逆浸透段階で供給された１次透過水に対する純水の回収率は約９０．５％であることが確認できる。本発明の全体逆浸透システムにおいて、供給された廃水に対する純水の回収率は６７．８％である。
【００６０】
２．逆浸透膜の洗浄後におけるフラックスの測定
本発明において、新規逆浸透膜のフラックスは２０ＬＭＨであり、汚染物質によって逆浸透膜が汚染した場合、フラックスは約１６ＬＭＨに減少する。
【００６１】
図４によると、汚染した逆浸透膜を洗浄液のみで洗浄した場合にはフラックスが１８ＬＭＨであるが、本発明の気泡を含む洗浄液を用いて逆浸透膜を洗浄した場合には、フラックスが１９ＬＭＨに増加したことが分かる。これは、洗浄液のみで洗浄した場合に比べて、洗浄効率が約５．６％向上した結果である。洗浄効率の向上により、逆浸透システムで最終的に生産される純水の水量が増加し、逆浸透システムの運転圧力が減少することで、純水の製造コストを低減することができる。
【００６２】
３．純水の製造コストの測定
【００６３】
【表１】
2021530349.tif 000003
【００６４】
従来の純水の製造方法であるイオン交換樹脂法では、工業用水を用いて純水を製造するため、純水１トン当たり約８５０ウォンのコストが必要だった。しかし、本発明の逆浸透を用いた廃水再利用システムによると、廃水を用いることで、生産コスト以外に追加的なコストが発生しないため、純水１トン当たり約７５０ウォンが必要で、約１２％のコスト低減効果がある。
【００６５】
４．廃水再利用工程の段階毎の水質分析結果
本発明の一実施形態による廃水再利用装置は、廃水流入量が１８〜１９ｍ３／ｈｒ（４３２〜４５６ｍ３／日）であり、最終生産水量が１０．０〜１１．５ｍ３／ｈｒ（２４０〜２７６ｍ３／日）である。
【００６６】
下記表２は、廃水再利用工程の段階毎の水質分析結果を示したものである。表２において、ＳＦ処理水とＡＣ処理水は、それぞれ砂濾過装置、活性炭吸着装置を通過した廃水を意味する。本廃水再利用工程では、２つの限外濾過装置が用いられ、ＵＦ−Ａ処理水とＵＦ−Ｂ処理水は、それぞれの限外濾過装置を通過した廃水を意味する。
【００６７】
【表２】
2021530349.tif 000004
【００６８】
表２から、最終生産された純水の電気伝導度が５μＳ／ｃｍであることが分かる。
【００６９】
５．逆浸透膜の洗浄結果
（１）正常状態での廃水再利用装置の運転条件
【００７０】
【表３】
2021530349.tif 000005
【００７１】
１次逆浸透圧力容器に供給される廃水の温度は２４．４℃であった。２次透過水の電気伝導度は、約２４℃の温度を基準にして測定された値であり、５．８μＳ／ｃｍであった。
【００７２】
（２）４０日経過後の廃水再利用装置の運転条件
【００７３】
【表４】
2021530349.tif 000006
【００７４】
４０日経過後、１次１段逆浸透圧力容器から排出された廃水の圧力は１０．０ｂａｒであり、１次２段逆浸透圧力容器に供給される廃水の圧力は１１．０ｂａｒであった。表３及び表４から、廃水再利用装置の運転時間が持続するほど、廃水中の汚染物質によって逆浸透圧力容器及び逆浸透膜が汚染し、運転圧力が上昇したことが分かる。
【００７５】
（３）洗浄液の製造及び逆浸透膜洗浄の実施
逆浸透膜の洗浄時に、有機洗浄剤とスライム洗浄剤を混合し、水を添加して洗浄液を製造した。洗浄液は、逆浸透膜の汚染程度に応じて、洗浄液の全重量を基準にして洗浄剤の濃度が２．０〜４．０重量％である洗浄液を使用した。有機洗浄剤とスライム洗浄剤の特性は、表５のとおりである。
【００７６】
【表５】
2021530349.tif 000007
【００７７】
本発明による逆浸透膜の洗浄方法について説明する。有機洗浄剤４０ｋｇとスライム洗浄剤５ｋｇを混合した。
【００７８】
次に、洗浄液貯蔵槽（１ｍ３のタンク）に純水を満たし、予め混合した混合洗浄剤４５ｋｇを投入することで、洗浄液の全重量を基準にして濃度が４．５重量％である洗浄液を製造した。自己循環によって洗浄剤を均一に混合した後、ｐＨが１１〜１２の範囲にあるかを確認した。
【００７９】
洗浄液貯蔵槽から洗浄液を供給し、空気貯蔵タンクから空気を供給することで、気泡を含む洗浄液で逆浸透膜を１次洗浄した後、洗浄循環ポンプの駆動を中止した。その後、逆浸透膜を１７時間沈積させ、さらに３０分間、気泡を含む洗浄液で逆浸透膜を２次洗浄した。
【００８０】
２次洗浄が完了した後、純水を用いて逆浸透圧力容器内の洗浄液を完全に洗浄した。
【００８１】
（４）逆浸透膜洗浄後の運転条件
逆浸透膜の洗浄後に廃水再利用装置を駆動し、下記表６のような結果を得た。１次１段逆浸透圧力容器から排出された廃水の圧力は９．２ｂａｒであり、１次２段逆浸透圧力容器に供給される廃水の圧力は９．９ｂａｒであった。１次２段逆浸透段階で排出された１次濃縮水が、エネルギー回収装置タービンを回転させてエネルギー回収装置ブースターポンプを駆動させ、エネルギー回収装置ブースターポンプによって加圧された１次濃縮水が、１次２段逆浸透圧力容器に供給され、圧力が上昇したことが分かる。
【００８２】
【表６】
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【００８３】
表６から、逆浸透膜が洗浄された後、１次逆浸透圧力容器に供給される廃水の圧力が低くなったことが分かる。これは、逆浸透膜の汚染物質が、気泡を含む洗浄液によって除去されたためである。
【符号の説明】
【００８４】
１  廃水供給ポンプ
２  砂濾過装置
３  活性炭吸着装置
４  １次前処理水槽
５  限外濾過供給ポンプ
６  限外濾過装置
７  ２次前処理水槽
８  逆浸透供給ポンプ
９  カートリッジフィルター
１０  １次逆浸透高圧ポンプ
１１  １次１段逆浸透圧力容器
１２  エネルギー回収装置ブースターポンプ
１３  １次２段逆浸透圧力容器
１４  エネルギー回収装置タービン
１５  ２次逆浸透高圧ポンプ
１６  ２次１段逆浸透圧力容器
１７  ２次２段逆浸透圧力容器
１８  洗浄液貯蔵槽
１９  洗浄循環ポンプ
２０  カートリッジフィルター
２１  ラインミキサー
２２  空気貯蔵タンク
２３  コンプレッサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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