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생물반응조의 후단에 설치되며, 생물반응조로부터 처리된 처리수를 유입하여 삼투압구배에 의한 정삼투 현상으로 하폐수에 포함된 BOD(생물학적 산소 요구량, Biological Oxygen Demand), SS(부유 고형물, Suspended Solid), 질소(N), 인(P), 대장균 및 용존성 오염물질을 2차 처리하는 정삼투 유니트;상기 정삼투 유니트에 유입된 처리수에 포함된 물만 막을 통과하는 순흐름을 유도하기 위해 상기 공급수보다 높은 고농도의 유도용액을 상기 정삼투 유니트에 공급하기 위한 유도용액 투입장치;상기 정삼투 유니트의 후단에 설치되며, 정삼투 유니트를 통과한 처리수와 유도용액 전량을 유입원수로 공급받아 재처리를 수행하는 역삼투 유니트; 및 상기 역삼투 유니트를 통과한 여과수를 저장하여 방류하는 여과수 저장조를 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 1 항에 있어서,상기 정삼투 유니트로 유입되는 처리수중 일부를 생물반응조로 재유입하기 위한 하폐수 순환펌프를 더 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 1 항에 있어서,상기 여과수 저장조로부터 배출된 여과수의 일부를 정삼투 유니트로 재유입하기 위한 역세척수단을 더 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 1 항에 있어서,상기 역삼투 유니트에 유입된 처리수중, 정삼투과정에서 희석된 유도용액을 역삼투공정을 통한 농축수로 만들어 상기 정삼투 유니트측으로 재공급하기 위한 농축수 회수수단을 더 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 1 항에 있어서,상기 유도용액 투입장치에서 공급되는 유도용액이 NaCl인 것을 특징으로 하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 1 항에 있어서,상기 생물반응조내의 처리수에 대한 총용존고형물을 계측하기 위한 제1 TDS 측정기;상기 정삼투 유니트의 배출라인상에 설치되며, 처리수에 대한 총용존 고형물을 계측하기 위한 제2 TDS 측정기;상기 제2 TDS 측정기의 일측에 설치된 제1 유량계;상기 역삼투 유니트의 배출라인상에 설치된 제4 TDS 측정기; 및 상기 제4 TDS 측정기 일측에 설치된 제3 유량계를 더 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 4 항에 있어서,상기 농축수 회수수단은 역삼투 유니트에서 정삼투 유니트측으로 농축수를 공급하는 농축수 이송라인;상기 농축수 이송라인 상에 설치되며, 농축수에 대한 총용존 고형물을 계측하기 위한 제3 TDS 측정기; 및 상기 제3 TDS 측정기 일측에 설치되는 제2 유량계를 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 3 항에 있어서,상기 역세척 수단은 여과수 저장조로부터 정삼투 유니트측으로 여과수를 이송하는 여과수 반송라인;상기 여과수 반송라인상에 설치된 역세척 펌프;상기 역세척 펌프의 일측 여과수 반송라인 상에 설치된 스케일 방지제 투입장치; 및상기 스케일 방지제 투입장치 일측에 설치되어 여과수를 소독하는 차염소산 나트륨 투입장치를 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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제 6 항에 있어서,상기 제1 유량계 일측에 설치되는 고압펌프; 및 상기 고압펌프 일측에 설치된 압력계를 더 포함하는 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치
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청구항 제 1 항 내지 청구항 제 9 항중 선택된 어느 한 항에 따른 정삼투와 역삼투 조합형 하폐수 고도처리장치에 적용되는 하폐수 고도처리를 위한 막분리공정 제어장치에 있어서, 생물반응조와, 정삼투 유니트, 역삼투 유니트 및 여과수 저장조 각각에 설치되어 유입된 유입원수의 총용존 고형물을 계측하는 TDS 계측기 및 유량계를 통해 계측된 유량 인자와 정삼투막 공정 운전인자를 온라인으로 수집하기 위한 데이터 수집부;상기 데이터 수집부로부터 수질인자 및 공정인자를 전달받아, 농도분극모델과 용해확산모델을 결합하여 처리하고자 하는 하폐수의 수질 및 수량을 결정하고, 유도용액의 농도와 회수율 및 막 면적을 결정하는 모델예측 제어부; 및상기 모델예측 제어부에서 결정된 유도용액 농도에 대한 오차를 계산하여 보충시키는 피드백 제어부를 포함하는 하폐수 고도처리를 위한 막분리공정 제어장치
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제 10 항에 있어서,상기 모델예측제어부는 데이터 수집부로부터 제공된 수질인자 및 공정인자를 전달받아 원수의 TDS를 하기의 [수학식 1] 모델식을 사용하여 삼투압으로 변환하여 하폐수의 삼투압을 결정하는 모델 입력부; 상기 결정된 하·폐수의 삼투압에 따라 정삼투막 공정의 생산수량 및 수질, 유도용액의 농도를 결정하기 위한 농도분극모델과 용해확산모델의 결합모델식인 하기의 [수학식 2]의 모델식을 사용하여 유도용액의 농도를 결정하는 제1 수치해석 연산부; 역삼투 공정 예측제어를 위한 농도분극모델인 하기의 [수학식3]의 모델식을 사용하여 역삼투 막 공정에서 처리되는 최종 방류수의 수질 및 수량, 유도용액의 농축률을 결정하는 제2 수치해석 연산부; 및상기 제1 및 제2 수치해석 연산부에 의하여 산출된 처리수의 수질 및 수량의 예측값과 실제 데이타와 검증하는 모델출력부를 포함하는 하폐수 고도처리를 위한 막분리공정 제어장치
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제 10 항에 있어서,상기 피드백 제어부는 제1 수치해석 연산부를 통해 계산된 유도용액의 농도에 대한 오차를 계산하는 오차계산부; 및 상기 제1 수치해석 연산부를 통해 계산된 유도용액이 정삼투막 공정 구동에 필요한 유효 삼투압으로 작용할 수 있도록 상기 오차계산부에서 산출된 값을 토대로 적정한 유도용액 농도 보충량을 산출하는 피드백 연산부를 포함하는 하폐수 고도처리를 위한 막분리공정 제어장치
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생물반응조에서 처리된 최종 처리수의 유량 및 수질을 결정한 후, 처리대상 하폐수의 TDS를 측정하는 제1 단계; 측정된 TDS를 하기의 [수학식 1]의 모델식을 사용하여 하폐수의 삼투압을 결정하는 제2 단계; 순수투과도 및 유도용액 농도별 투과실험을 미리 결정된 정삼투막과 역삼투막의 여과계수(A, B), 내부농도 분극계수(K) 및 외부농도 분극계수(k)를 결정한 후 하기의 [수학식 2]의 정삼투막을 위한 농도분극모델과 용해확산모델의 결합한 수학식에 의해 목표수량을 위한 유도용액의 농도 및 유량을 계산하는 제3 단계;하기의 [수학식 3]의 역삼투막을 위한 농도분극모델과 용해확산모델을 사용하여 정삼투 유니트에서 삼투과정에 의해 희석된 유도용액의 농축률과 최종처리수의 수량 및 수질을 계산하는 제4 단계;상기 제1 단계에서 미리 설정한 최종처리수의 수량 및 수질의 값과 수치해석 연산부에 의해 계산된 결과를 비교하여 허용오차 10% 이내로 만족하는지 판단하는 제5 단계;상기 제5 단계에서 모델에 의한 예측 값과 목표 값의 비교결과가 허용오차 10% 이내로 만족하는 경우, NaCl 유도용액의 농도 및 유량을 운전조건으로 결정하고 종료하는 제6 단계;상기 제5 단계에서 최종단계로 모델의 의한 예측 값과 목표 값의 비교 결과가 허용오차 10% 이내를 만족하지 못한 경우에는 유도용액에 의해 유도되는 삼투압이 정삼투를 운전하기 위한 유효 삼투압인지를 재계산하는 제7 단계; 상기 제7 단계에서 정삼투를 운전하기 위한 유효 삼투압인 경우 제3 단계를 재수행하고, 그렇지 않은 경우에는 목표 유량의 변동이 가능한지를 판단하여 가능하면 변동하여 운전하는 제8 단계; 및 상기 제7 단계 및 제8 단계 두가지 조건을 동시에 만족하지 않을 경우에 경보를 발생하는 제9 단계를 포함하는 하폐수 고도처리를 위한 막분리공정 제어장치의 제어방법
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