유지관리

  • Home
  • >
  • 멤브레인/필터
  • >
  • 유지관리

3) 막오염 인자 및 특성
    (1) 원수 수질
      ㅇ 원수의 수질은 막오염에 매우 큰 영향을 줌으로 막성능상 처리가능한 정도의 수질을 학보하여 공급해야 한다
      ㅇ 원수의 수질(농도) 등을 고려하여 막의 회수율 설정하여야 한다.
    (2) 투과 수량; Flux
      ㅇ 투과 Flux는 온도, 운전 압력 등의 복합적인 원인에 의하여 증가하며 Flux 증가에 따라 막오염이 가속화됨
      ㅇ 투과 Flux가 많으면 막오염이 가속화 됨으로 적정압에 의한 운전이 필요함
      ㅇ 일본은 장기운전에 있어 평균적인 투과 Flux는 막차압(98.1kPa)당 0.5㎥/㎡·일 이상으로 가이드 라인 제시
    (3) 막면 유속; 전단속도
      ㅇ 막면 유속(전단속도)가 증가하면 막 표면에 축적된 입자들을 떼어내는 역활을 할 수 있다.
      ㅇ 막면 유속이 너무 낮은 경우 막 표면에 축적 가속화
    (4) 운전 압력
      ㅇ 구동압력이 막 오염에 미치는 영향은 농도분극 등과 같이 매우 크다.
      ㅇ 높은 운전 압력에서 농축으로 인한 농도분극층이 형성되면 압력을 높여도 투과 Flux는 감소하고 , 막오염은 더욱 급격히 진행
      ㅇ 필요 이상의 압력으로 높이게 되면 동력비 뿐만아니라 막성능도 저하되므로 항상 적정 압력으로 운전해야 한다
      ㅇ 펌프 가압 방식의 경우 RO(TDS 35,000)의 겨우 60bar 이하, MF막은 20bar 이하, UF막은 30bar 이하로 운전
    (5) 온 도
      ㅇ 온도가 막오염에 미치는 영향은 불분명 하나, 용질이 용해도나 흡착에영향을 줌으로서 직간접적인 영양을 줌
      ㅇ 온도 올라가면 물의 점성계수 작아져 여과저항은 작아지고 투과 Flux 증가
    (6) 기타 운전 특성>
      ㅇ 세정방법이나 주기 등과 같은 공정상의 인자도 막 오염에 큰 영향 미친다.

 

contents_img 막여과 방지법

 

ㅇ 막오염을 방지하는 방법은 전처리를 통하여 막의 오염에 영향을 미치는 물질을 적절히 미리 제거하거나 막면과 접하는 원수의 흐름을 조절하여 막면에 축적하는 물질의 양을 저하시키는 방법이 있다.
   ㅇ 막면에 축적하는 양을 저하시키는 방법으로 막면에 발생하는 Cake층에 의한 농도분극을 방지하는 것이 필요
   ㅇ Cake층의 압밀화를 방지하는 방법으로 유체 조작을 통하여 농도 분극을 억제하는 것이 필요
  1) 전처리 통한 막 오염 억제 방법 
    ㅇ 약품에 의한 원수의 pH 조절(해수담수화의 겨우 RO막의 경우 pH 6.0~6.5)
    ㅇ 스케일 발생을 억제하기 위한 스케일 방지제 주입
  2) 농도분극 억제 방법(막오염 방지법)
    (1) 저농도 원액법
      ㅇ 원수중에 함유된 막오염 물질을 낮게하여 농도분극을 억제하는 방법으로 저회수율 여과 방법 등이 있다.
   (2) 저투과 Flux법
      ㅇ 가급적 낮은 압력에서 운전하여 투과 Flux를 낮게 운전 하는 방법이다.
      ㅇ 초기 막오염이 막 수명에 크게 영향을 줌으로 운전 압력을 서서히 증가시키는 것이 중요 
   (3) 막면 농축물 제거 억제법
      ㅇ 만면 근방에 축적 혹은 퇴적되어진 막오염 물질을 기계적인 외력 또는 유체 조작으로 제거하는 방법

 

contents_img
(A: 원수 유입측, B: 농축수 측, C: 멤브레인 표면, D: 멤브레인 표면의 퇴적물)
 (멤브레인 표면의 오염물질 침적)
 

contents_img 물리세정과 화학세정

 

ㅇ 막이 오염됐을 경우 오염물을 제거하는 정확한 방법은 없으나, 일반적으로 원수의 조성에 따라 막오염 물질의 성분이 다르기 때문에 원수에 적당한 방법을 선택하여 세정한다.
   ㅇ 막의 세정방법에는 크게 물리적 세정과 화학적 세정(CIP)이 있다. 
  1) 물리적 세정(Flushing)
   ㅇ 플러싱은 저압, 고유량의 공급수를 막면에 흘려 막면 위의 오염물질을 씻어내는 세정방법 이다.
   ㅇ 막 교체시, 또는 시스템상에서 발생된 고형물이 막 표면에 부착시 제거 가능한 일시적인 세정 방법이다.
   ㅇ 세정원수는 이물질이 없는 전처리된 역삼투막 공급 원수나 투과수를 사용 하는 것이 좋다.

 

contents_img
(물리세정과 화학세정)

 

  2) 화학약품에 의한 세정(CIP)
    (1) 세정 시기 판단
       ㅇ 화학세정 시기는 염분저지율이나 투과수량이 초기치와 10~15 % 정도 변화시 및 압력손실이 1.5배 이상 상승시
       ㅇ 세정시간은 1~3시간의 순환세정을 기본으로 하며 오염이 심한 경우에는 10~15시간 침전한 후 순환세정 실시
       ㅇ 세정은 막오염이 진행된 이후에 하는 것보다 오염 초기단계에 하는 편이 막 투과 능력 유지에 유리하다.

    (2)세정방식 선정
       ㅇ 세정방식 선정은 막의 오염상태, 막의 재질, 막오염 물질의 종류(유기물, 무기물, 철, 망간 등) 등에 따라 다름
       ㅇ 이러한 정보는 원수 수질 자료에서 추정한다.
       ㅇ 약품세정 방식에는 On-Line 방식과 Off-Line 방식이 있다.
       ㅇ On-Line 방식 : 여과 라인의 밸브를 조작하여 막모듈내에 약품을 순환시키는 방식
       ㅇ Off-Line 방식 : 막여과 설비로 부터 막모듈을 별도로 분리시켜 담그는 방식
       ㅇ On-Line 방식의 겨우 고압부 연결 배관은 신중을 기해야 한다.
       ㅇ 세정후 폐 세정액은 pH 및 COD를 고려하여 배출하여야 하며 가급적 폐액처리시설의 설치를 고려하여야 한다.

    (3) 세정 약품 선정
       ㅇ 약품에 의한 막 오염 물질 제거는 막면에서 탈리, 용해, 분해작용에 의해 제거
       ㅇ 무기물 제거 : 황산, 염산, 구연산 등의 산 세정제 사용
       ㅇ 유기물 제거 : 가성소다, 차아염소산니트륨 등의 알카리 세정제 사용
       ㅇ 철, 망간 산화물 : 구연산 등의 단독 또는 조합하여 사용
       ㅇ 소규모의 경우 유·무기물 약품을 구입후 제조하여 사용하기 보다 완제품의 산·알카리 세정제가 편리
       ㅇ 약품 선정은 막의 재질에 따라 신중을 기해야 한다, 특히 고분자막은 약품에 의한 막 재질 악화 쉽다.
       ㅇ 폴리암드재질막의 경우 CIP 약품
          - 산세정제(무기물 세정제) : 금속수산화물 탄산칼슘, 기타 스케일 제거
          - 알카리세정제(유기물 및 입자성 오염물 세정제) : 유기물, 침니(silt), 기타 입자성 오염물
    (4) 세정 순서
       ㅇ 특별한 순서는 없으며 오염 성분에 따라 산세정 및 알카리세정을 각각 실시한다.
       ㅇ 약품 혼합→ 약품 순환(1hr)→ 멤브레인 침적(2~15hr)→ 약품 순환(1hr)→ 약품 Drain→ 수세→ 세정
       ㅇ 약품 세정 후에는 깨끗한 정수로 세정하고, 정수의 pH가 나올때까지 약 5분 정도 세정(Rinse) 실시

(세정 준비)

CIP 최소 유량

Vessel 유효유량 + 배관체류량 + 펌프 순환 유량

Vessel 

유효유량

4 inch x 6개

약 0.05㎥

8 inch x 6개

약 0.16㎥

Vessel당 유속

6~9㎥/hr 

세정 압력

1.5~3 kgf/㎠

세정 온도

약 30 ~ 50 ℃

 

contents_img

 

  3) 폐출수 처리 방법
    ㅇ 폐수배출은 수질환경보전법 제32조, 동법 시행령 제8조의 오염물질의 배출허용기준에 준하여 처리후 배출 
    ㅇ 1일폐수배출허용기준 2,000㎥미만 ☞ BOD 40mg/ℓ이하, COD 50mg/ℓ이하, SS 40mg/ℓ이하 
    ㅇ 1일폐수배출허용기준 2,000㎥이상 ☞ BOD 30mg/ℓ이하, COD 40mg/ℓ이하, SS 30mg/ℓ이하 
    ㅇ 수질환경보전법 제2조 및 동법 시행규칙 제5조(별표4)에 의하면 수도 사업 시설인 경우 정수능력 1,000㎥  미만의 소규모 시설은 배출시설 에서 제외되어 있으나 pH 등의 조절이 필요함

 

CIP 폐수 수질검사 결과)

구  분

pH

BOD(mg/ℓ)

COD(mg/ℓ)

SS(mg/ℓ)

유기세정 폐수

9.5

0.3

2,502.5

35.6

무기세정 폐수

3.7

4.6

4,404.4

31.0

 

contents_img contents_img
 (약품세정 및 세정 폐수)

 

다음페이지에 계속 됩니다. 

 

  1 2 3  

Technical Photos
illustrate