KR100965135B1 - Method for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material - Google Patents
Method for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material Download PDFInfo
- Publication number
- KR100965135B1 KR100965135B1 KR1020100037368A KR20100037368A KR100965135B1 KR 100965135 B1 KR100965135 B1 KR 100965135B1 KR 1020100037368 A KR1020100037368 A KR 1020100037368A KR 20100037368 A KR20100037368 A KR 20100037368A KR 100965135 B1 KR100965135 B1 KR 100965135B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- membrane
- membrane module
- resonance frequency
- filtration
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/10—Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
Abstract
Description
본 발명은 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압전체를 이용하여 여과막의 손상 여부를 용이하게 파악함과 함께 손상 감지의 정확성을 향상시킬 수 있는 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a filter membrane damage detection method using a piezoelectric body, and more particularly, to a filter membrane damage detection method using a piezoelectric body that can easily identify whether a filter membrane is damaged by using a piezoelectric body and improve the accuracy of damage detection. It is about.
상수원의 오염이 심각해짐으로 인해 정수수질에 대한 관심이 높아지고 고도의 정수처리에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 따라, 기존의 정수처리시설에 대한 보완이나 새로운 여과장치 및 여과공정의 도입이 시도되고 있다. 그러나, 기존의 정수시설의 보완이나 새로운 고도정수처리시설을 도입하기 위해서는 부지확보, 비용 등 여러 가지 어려움이 뒤따른다. 최근, 안정된 수질뿐만 아니라 운전 및 유지관리가 용이한 막여과를 이용한 고도정수처리공정이 제시되고 있다. Due to the serious pollution of the water supply, there is an increasing interest in the quality of purified water and the demand for advanced water treatment is increasing. Accordingly, attempts have been made to supplement existing water treatment facilities or to introduce new filtration devices and filtration processes. However, in order to supplement existing water purification facilities or to introduce new advanced water purification treatment facilities, various difficulties such as site securing and cost are involved. Recently, a high water purification process using membrane filtration that is easy to operate and maintain as well as stable water quality has been proposed.
막여과 수처리방법은 선택적 투과기능을 갖는 여과막(membrane)을 이용하여 원수 내의 오염물질을 분리하는 방법으로서, 원수 내에 포함되어 있는 일정 크기 이상의 현탁물질을 확실하게 제거할 수 있는 장점이 있다. 한편, 여과막의 표면에 오염물질이나 고형물 등에 의한 부착층이 생겨 막여과 성능이 저하될 수 있는데, 이 경우 물 역세척, 공기 역세척 등의 물리세척이나 약품을 이용하여 분해, 용해시키는 화학세척을 통해 여과막을 세척함으로써 막여과 성능을 복구할 수 있다. Membrane filtration water treatment method is a method for separating contaminants in raw water by using a membrane (membrane) having a selective permeation function, there is an advantage that can be reliably removed the suspended substances of a predetermined size or more contained in the raw water. On the other hand, the adhesion layer due to contaminants or solids may be formed on the surface of the filtration membrane, which may reduce membrane filtration performance. Membrane filtration performance can be restored by washing the filtration membranes.
이와 같은 막여과 성능의 저하를 방지하기 위해서는 막여과 손상 여부를 즉각 감지하고 대처하는 것이 중요하다. 종래 기술에 있어서 막여과 공정에서의 여과막 손상 감지기술을 살펴보면 다음과 같다. In order to prevent such degradation of membrane filtration, it is important to immediately detect and cope with membrane filtration damage. Looking at the filter membrane damage detection technology in the membrane filtration process in the prior art as follows.
'Journal of AWWA, Desalination, membrane Science'에 개재된 논문에 의하면 여과막의 손상 감지방법으로 1차측과 2차측이 기체와 액체인 조건에서 1차측에 공기를 주입하는 방법이 개시되어 있으며, 한국공개특허공보 제2001-7011098호와 일본공개특허공보 제2000-342936호, 제2001-269551호 및 제2007-245060호에는 중공섬유로된 막모듈의 1차측과 2차측을 기체 및 액체로 유지하여 1차측 또는 2차측에 공기를 주입하는 방법을 적용하여 여과막의 손상을 검지하는 기술이 개시되어 있다. According to a paper published in the Journal of AWWA, Desalination, Membrane Science, a method of detecting air damage in a filtration membrane is disclosed. The method of injecting air into the primary side under the condition that the primary side and the secondary side are gas and liquid is disclosed. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-7011098 and Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-342936, 2001-269551, and 2007-245060 disclose the primary side and secondary side of a membrane module made of hollow fibers with gas and liquid to maintain the primary side. Or the technique which detects the damage of a filtration membrane by applying the method of injecting air to a secondary side is disclosed.
그러나, 위 논문 및 선행특허들은 막모듈의 1차측 및 2차측을 기체-액체 또는 액체-기체 상태로 적용한 조건 하에서 여과막의 손상을 감지한다. 이와 같은 조건 하에서, 가압공기가 압력차에 의해 기체 상태쪽에서 액체 상태쪽으로 이동하게 되는데, 밀도와 공기압 분압 등에 의한 저항이 발생하여 공기압의 변화율이 크지 않고 이에 따라, 여과막에 손상이 있더라도 공기압의 변화가 작기 때문에 여과막 손상을 정확하게 판단하기에 여러움이 있다. 또한, 막여과가 진행됨에 따라 총 여과저항값이 높아지면서 측정감도가 저하되는 문제점이 있다. However, the above papers and prior patents detect damage of the filtration membrane under the condition that the primary side and the secondary side of the membrane module are applied in a gas-liquid or liquid-gas state. Under these conditions, the pressurized air moves from the gas state to the liquid state due to the pressure difference, and resistance due to density and partial pressure of air is generated, so that the rate of change in air pressure is not large, and thus, even if the filter membrane is damaged, the air pressure changes. Because of their small size, it is difficult to accurately determine the filter membrane damage. In addition, as the membrane filtration proceeds, there is a problem that the measurement sensitivity decreases as the total filtration resistance value increases.
이와 같은 종래 기술의 단점을 해결한 것으로서, 1차측과 2차측을 모두 기체 상태로 유지함으로써 공기압의 변화율을 극대화한 기술이 제시된 바 있으나, 이 기술 역시 종래의 제반 기술들과 마찬가지로 공기압 변화율을 바탕으로 막여과 손상 여부를 판단함에 따라, 손상 감지의 정확성에 있어 다소 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.
As a solution to the shortcomings of the prior art, a technique of maximizing the change rate of air pressure by maintaining both the primary side and the secondary side in a gas state has been proposed, but this technique is also based on the rate of change of air pressure as in the related arts. As a result of determining the membrane filtration damage, there is a disadvantage in that the reliability of the damage detection is somewhat unreliable.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 압전체를 이용하여 여과막의 손상 여부를 용이하게 파악함과 함께 손상 감지의 정확성을 향상시킬 수 있는 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a filter membrane damage detection method using a piezoelectric material that can easily determine whether the filter membrane is damaged using a piezoelectric body and can improve the accuracy of damage detection. There is a purpose.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법은 내부가 비어있는 정상 상태의 막모듈을 준비하는 단계와, 상기 정상 상태의 막모듈의 기준 공진주파수를 측정하는 단계와, 상기 막모듈을 이용하여 막여과 공정을 진행하는 단계와, 막여과 공정이 완료된 후, 막모듈 내부의 원수 및 처리수를 배출하는 단계와, 상기 막모듈의 검진 공진주파수를 측정하는 단계 및 상기 기준 공진주파수와 검진 공진주파수를 비교하고, 일치 여부를 확인하여 검진 공진주파수를 발생시킨 막모듈의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting damage to a filter membrane using a piezoelectric body, the method comprising: preparing a membrane module in a steady state with an empty interior, measuring a reference resonance frequency of the membrane module in a steady state; Performing a membrane filtration process using the membrane module, discharging raw water and treated water in the membrane module after the membrane filtration process is completed, measuring a resonance frequency of the diagnosis of the membrane module, and the reference Comparing the resonance frequency and the check resonance frequency, and confirming whether or not to determine whether the damage to the membrane module that generated the check resonance frequency characterized in that it comprises a.
상기 기준 공진주파수를 측정하는 단계와 검진 공진주파수를 측정하는 단계는, 막모듈 내부에 일정 압력의 기체 또는 액체를 주입하는 과정과, 상기 기체 또는 액체 주입에 따른 막모듈의 기계적 진동이 상기 막모듈의 일측에 부착된 압전체에 의해 전기적 신호로 변환되는 과정과, 상기 압전체의 전기적 신호로부터 기준 공진주파수 또는 검진 공진주파수를 측정하는 과정을 포함하여 구성될 수 있다. The measuring of the reference resonance frequency and the measuring of the diagnosis resonance frequency may include injecting a gas or a liquid of a predetermined pressure into the membrane module, and mechanical vibration of the membrane module according to the gas or liquid injection is performed by the membrane module. The method may include converting an electrical signal by a piezoelectric material attached to one side of the electrode, and measuring a reference resonance frequency or a diagnosis resonance frequency from the electrical signal of the piezoelectric body.
상기 막모듈은 하우징과 상기 하우징 내에 구비되는 복수의 여과막으로 구성되며, 상기 막모듈 내의 공간은 상기 여과막의 표면을 기준으로 여과막 외부의 1차측과 여과막 내부의 2차측으로 구분되며, 상기 기체 또는 액체는 막모듈의 1차측 또는 2차측에 주입될 수 있다.
The membrane module is composed of a housing and a plurality of filtration membranes provided in the housing, the space in the membrane module is divided into a primary side outside the filtration membrane and a secondary side inside the filtration membrane based on the surface of the filtration membrane, the gas or liquid May be injected into the primary side or secondary side of the membrane module.
본 발명에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법은 다음과 같은 효과가 있다. The filter membrane damage detection method using the piezoelectric body according to the present invention has the following effects.
막모듈에 압전체를 부착시킨 상태에서, 압전체에 의해 발생되는 전기적 신호로부터 공진주파수를 측정하고 이를 정상 상태의 기준 공진주파수와 비교함으로써 여과막의 손상 여부를 용이하게 파악함과 함께 손상 감지의 정확성을 향상시킬 수 있게 된다.
With the piezoelectric body attached to the membrane module, the resonance frequency is measured from the electrical signal generated by the piezoelectric body and compared with the reference resonance frequency in the normal state to easily identify whether the filter membrane is damaged and to improve the accuracy of damage detection. You can do it.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막여과장치의 세부 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 여과막 손상 감지방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4a 및 도 4b는 각각 정상 상태의 막모듈과 손상된 막모듈의 내부에 기체 또는 액체를 주입한 경우를 나타낸 참고도.
도 5a는 손상되지 않은 막모듈의 기준 공진주파수와 검진 공진주파수를 비교한 것.
도 5b는 손상된 막모듈의 기준 공진주파수와 검진 공진주파수를 비교한 것.
도 6은 복수개의 막모듈이 구성된 경우를 나타낸 참고도. 1 is a block diagram of a filter membrane damage detection apparatus using a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed block diagram of a membrane filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart for explaining a filter membrane damage detection method according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are reference diagrams illustrating a case where gas or liquid is injected into a membrane module and a damaged membrane module in a normal state, respectively.
Figure 5a is a comparison of the reference resonance frequency and the detection resonance frequency of the undamaged membrane module.
Figure 5b is a comparison of the reference resonance frequency and the detection resonance frequency of the damaged membrane module.
6 is a reference diagram illustrating a case where a plurality of membrane modules are configured.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막여과장치의 세부 구성도이다. Hereinafter, a method of detecting damage to a filter membrane using a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a configuration diagram of a filter membrane damage detection apparatus using a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a detailed configuration diagram of a membrane filter device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지장치는 막모듈(110)을 구비한 막여과 장치, 공진주파수 측정수단(130) 및 제어수단(140)을 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 1, an apparatus for detecting damage to a filtration membrane using a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention includes a membrane filtration apparatus including a
상기 막여과장치는 도 2에 도시한 바와 같이 기본적으로 막모듈(110)을 구비하며, 상기 막모듈(110)은 하우징(111)과 상기 하우징(111) 내에 구비되는 복수의 여과막(112)으로 구성된다. 이 때, 상기 여과막(112)은 정수처리 및 해수담수화처리 등의 제반 수처리에 사용되는 정밀여과막(microfiltration), 한외여과막(ultrafiltration)을 포함하며, 일 실시예로 중공사 형태로 구성될 수 있다. As shown in FIG. 2, the membrane filtration apparatus includes a
상기 막모듈(110)은 상기 여과막(112)의 표면을 기준으로 여과막(112) 외부의 1차측(113)과 여과막(112) 내부의 2차측(114)으로 구분된다. 또한, 상기 막모듈(110)의 일단은 원수조(101)와 연결되고, 다른 일단은 처리수조(103)와 연결된다. 이와 같은 구성 하에, 상기 원수조(101)의 원수는 원수공급배관(102)을 통해 상기 막모듈(110)의 1차측(113)으로 공급되며, 1차측(113)에 공급된 원수는 상기 여과막(112)에 의해 여과되어 원수 내의 오염물질은 상기 여과막(112)에 걸러지고 처리수는 여과막(112)을 투과하여 여과막(112) 내부 공간인 2차측(114)으로 공급되며, 2차측(114)의 처리수는 처리수배출배관(104)을 통해 최종적으로 상기 처리수조(103)로 배출된다. The
한편, 본 발명의 목적인 여과막(112) 손상 감지를 위해 상기 1차측(113) 또는 2차측(114)에는 일정 압력의 기체(일 실시예로, 공기) 또는 액체(일 실시예로, 물)가 공급될 수 있으며, 공급되는 기체 또는 액체의 압력을 측정하기 위한 공압계, 수압계가 구비될 수 있다. 이 때, 상기 기체와 액체는 각각 기체주입수단(150), 액체주입수단(160)으로부터 공급되며, 기체가 공급되는 경우 별도의 제 1 및 제 2 기체공급배관(151)(152)이 구비될 수 있으며, 액체가 공급되는 경우 1차측(113)은 상기 원수조(101)가 액체주입수단(160)일 수 있고 2차측(114)은 처리수조(103)가 액체주입수단(160)일 수 있으며, 상기 원수조(101), 처리수조(103) 이외에 별도의 액체주입수단(160)이 구비되어 1차측(113)과 2차측(114)에 각각 액체를 주입할 수도 있다. On the other hand, the
이와 함께, 여과막(112) 손상 감지를 위해 상기 막모듈(110)의 표면 정확히는, 하우징(111)의 표면 상에 압전체(120)가 더 구비된다. 상기 압전체(120)는 상기 막모듈(110)에 일체형으로 부착되어 상기 막모듈(110)의 기계적 진동을 전기적 신호로 변환하는 역할을 하며, 후술하는 공진주파수 측정수단(130)은 상기 전기적 신호를 분석하여 공진주파수를 측정한다. 이 때, 상기 막모듈(110)의 기계적 진동은 1차측(113) 또는 2차측(114)으로의 일정 압력의 기체 또는 액체의 공급에 의해 발생된다. In addition, the
상기 압전체(120)는 압전 특성(piezoelectric effect)을 갖는 제반 압전물질이 이용될 수 있으며, 일 실시예로 압전 고분자 필름의 양면에 각각 제 1 전극(+), 제 2 전극(-)이 구비된 형태로 압전체(120)를 구성할 수 있다. 상기 압전 고분자 필름으로는 PVDF(polyvinylidene fluoride), PVDCN(polyvinylidene cyanide) 등이 사용될 수 있으며, 상기 제 1 전극과 제 2 전극은 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt) 등이 이용될 수 있다. The
이상, 막여과장치에 대해 설명하였다. 상기 막여과장치 이외에 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지장치에는 전술한 바와 같이 공진주파수 측정수단(130) 및 제어수단(140)이 더 구비된다. The membrane filtration apparatus has been described above. In addition to the membrane filtration apparatus, the filtration membrane damage detecting apparatus using the piezoelectric body according to an embodiment of the present invention further includes a resonance
상기 공진주파수 측정수단(130)은 상기 압전체(120)로부터 전달되는 전기적 신호를 분석하여 공진주파수를 측정하는 역할을 한다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 압전체(120)는 막모듈(110)의 표면에 부착되어 있으며, 막모듈(110)의 내부에 일정 압력의 기체 또는 액체가 공급되어 막모듈(110)에 기계적 진동이 발생되면 상기 압전체(120)는 기계적 진동을 전기적 신호를 변환하는데, 상기 공진주파수 측정수단(130)은 해당 전기적 신호로부터 공진주파수를 측정함으로써 궁극적으로, 상기 압전체(120)의 전기적 신호를 통해 막모듈(110)의 공진주파수를 측정하는 것이다. The resonance
막모듈(110)의 공진주파수를 측정하는 이유는, 정상 상태의 막모듈(110)의 공진주파수(기준 공진주파수)와 손상된 상태의 막모듈(110)의 공진주파수(검진 공진주파수)를 비교함으로써 특정 막모듈(110)의 손상 여부를 판단하기 위함이다. The reason for measuring the resonance frequency of the
따라서, 복수의 막모듈(110)을 대상으로 여과막(112)의 손상 여부를 판단하고자 하면, 해당 복수의 막모듈(110) 각각의 기준 공진주파수가 미리 측정되어야 하며, 이와 같이 각각의 막모듈(110)의 기준 공진주파수가 측정된 상태에서 추후 각각의 막모듈(110)의 공진주파수를 측정하고 이를 기준 공진주파수와 비교함으로써 해당 각각의 막모듈(110)의 손상 여부를 감지할 수 있게 되는 것이다. Therefore, if it is determined whether the
이와 같은 기준 공진주파수의 확보, 검진 공진주파수와 기준 공진주파수의 비교 및 손상 여부 판단 등의 역할을 상기 제어수단(140)이 수행한다. 즉, 상기 제어수단(140)은 복수의 막모듈(110)의 정상 상태의 공진주파수 즉, 기준 주파수를 저장한 상태에서, 상기 공진주파수 측정수단(130)을 통해 측정된 특정 막모듈(110)의 검진 공진주파수를 전달받아 해당 막모듈(110)의 검진 공진주파수와 기 저장된 기준 공진주파수를 비교함으로써 해당 막모듈(110)의 손상 여부를 판단하는 역할을 한다.
The control means 140 performs such a role as securing the reference resonance frequency, comparing the diagnosis resonance frequency with the reference resonance frequency, and determining whether there is any damage. That is, the control means 140 is a
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법을 설명하기 위한 순서도이다. Next, a filter membrane damage detection method using a piezoelectric body according to an embodiment of the present invention will be described. 3 is a flowchart illustrating a method of detecting damage to a filter membrane using a piezoelectric body according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이 막여과 공정이 완료된 막여과 장치를 준비한다. 이 때, 막여과 공정이란 막모듈(110)을 이용하여 원수를 처리수로 처리하는 것을 일컬으며, 막여과 공정이 완료된 상태의 막여과 장치란 막모듈(110)의 1차측(113) 및 2차측(114)에 원수 및 처리수가 존재하지 않는 상태 즉, 막모듈(110)이 빈 공간을 유지하는 상태를 일컫는다. First, as shown in FIG. 3, a membrane filtration apparatus in which the membrane filtration process is completed is prepared. In this case, the membrane filtration process refers to treating raw water with treated water using the
이와 같은 상태에서 정상 상태의 막모듈(110)에 대한 기준 공진주파수를 측정한다(S301). 구체적으로, 상기 막모듈(110)의 내부에 일정 압력의 기체 또는 액체를 공급한다(도 4a 참조). 상기 일정 압력의 기체 또는 액체는 상기 막모듈(110)의 1차측(113) 또는 2차측(114)에 공급될 수 있다. 또한, 상기 막모듈(110)의 내부에 공급되는 기체 또는 액체의 압력은 일정 상태로 유지되는 것이 바람직하며, 구체적으로 1차측(113)에 공급된 기체 또는 액체가 2차측(114)으로 확산되는 시점의 임계 압력 또는 2차측(114)에 공급된 기체 또는 액체가 1차측(113)으로 확산되는 시점의 임계 압력으로 유지되는 것이 바람직하다. 이와 같이 임계 압력을 적용하는 이유는, 막모듈(110)의 여과막(112) 손상 여부를 확인하기 위한 것으로서 여과막(112)이 손상된 경우에는 임계 압력으로 공급된 기체 또는 액체가 여과막(112) 손상으로 인해 임계 압력 이하로 급격히 떨어지게 되며 이 때, 그에 상응하는 기계적 진동을 발생시키기 때문이다. 물론, 장치적 구성 및 기타 조건에 부응하기 위해 임계 압력을 벗어나는 범위 하의 압력을 적용할 수도 있다. In this state, the reference resonance frequency for the
상기 정상 상태의 막모듈(110) 내부에 일정 압력의 기체 또는 액체를 공급하면, 그에 상응하는 기계적 진동이 발생되며 해당 기계적 진동은 상기 막모듈(110)에 부착된 압전체(120)에 의해 전기적 신호로 변환되어 상기 공진주파수 측정수단(130)에 전달된다. 상기 공진주파수 측정수단(130)은 전달된 전기적 신호로부터 공진주파수를 측정하고, 측정된 공진주파수는 정상 상태의 막모듈(110)에 대한 공진주파수 즉, 기준 공진주파수로서 상기 제어수단(140)에 저장된다. 막모듈(110)이 복수개 구비되는 경우(도 6 참조), 각각의 막모듈(110)에 대한 기준 공진주파수 측정 과정이 적용된다. 한편, 상기 기준 공진주파수 측정과정은 막여과 공정 전에 진행할 수도 있다. When a gas or a liquid having a predetermined pressure is supplied into the
이와 같이 기준 공진주파수가 측정된 상태에서, 상기 기준 공진주파수가 측정된 조건과 동일한 조건을 적용하여 각각의 막모듈(110)에 대한 검진 공진주파수를 측정한다(S302). 즉, 막여과 공정이 완료된 상태의 막여과 장치를 준비하고, 각각의 막모듈(110) 내부에 일정 압력의 기체 또는 액체를 공급하고 이 때의 기계적 진동을 압전체(120)를 통해 전기적 신호를 변환하며, 공진주파수 측정수단(130)을 이용하여 변환된 전기적 신호로부터 공진주파수를 측정한다. 이 때, 상기 막모듈(110) 내부에 가압된 기체 또는 액체의 압력은 상기 기준 공진주파수 측정시와 동일하며, 일 실시예로 임계 압력에 해당될 수 있다. As described above, in the state in which the reference resonance frequency is measured, the diagnosis resonance frequency of each
상기 측정된 각각의 막모듈(110)의 검진 공진주파수는 상기 제어수단(140)에 전달되며, 상기 제어수단(140)은 기 저장된 기준 공진주파수와 검진 공진주파수를 비교하고(S303), 일치 여부를 확인하여 검진 공진주파수에 해당되는 막모듈(110)의 손상 여부를 판단한다(S304). 막모듈(110)의 여과막(112)이 손상된 경우, 막모듈(110) 내부에 일정 압력으로 주입된 기체 또는 액체의 압력이 감소됨(도 4b 참조)에 따라, 막모듈(110)의 기계적 진동 역시 정상 상태의 기계적 진동과는 상이한 형태를 나타내고, 그에 상응하는 공진주파수 역시 기준 공진주파수와 다르게 나타난다. The measured resonant frequency of each of the
도 5a는 손상되지 않은 막모듈의 기준 공진주파수와 검진 공진주파수를 비교한 것이고, 도 5b는 손상된 막모듈의 기준 공진주파수와 검진 공진주파수를 비교한 것인데, 도 5a의 경우 기준 공진주파수 그래프(파란색)와 검진 공진주파수 그래프(녹색)가 거의 일치함을 알 수 있으며 이를 통해 해당 검진 공진주파수를 발생시킨 막모듈은 여과막이 손상되지 않음을 판단할 수 있다. 이에 반해, 도 5b의 경우 검진 공진주파수 그래프의 양태가 기준 공진주파수 그래프와 매우 크게 차이남을 알 수 있으며 이는 해당 검진 공진주파수에 상응하는 막모듈에 손상이 있음을 반증한다.
FIG. 5A is a comparison of the reference resonance frequency and the diagnosis resonance frequency of the undamaged membrane module. FIG. 5B is a comparison of the reference resonance frequency and the diagnosis resonance frequency of the damaged membrane module. ) And the resonance frequency graph (green) are almost identical, and through this, it can be determined that the membrane module generating the relevant resonance frequency is not damaged. On the contrary, in the case of FIG. 5B, it can be seen that the aspect of the diagnosis resonance frequency graph is significantly different from the reference resonance frequency graph, which indicates that there is damage to the membrane module corresponding to the diagnosis resonance frequency.
101 : 원수조 102 : 원수공급배관
103 : 처리수조 104 : 처리수배출배관
110 : 막모듈 111 : 하우징
112 : 여과막 113 : 1차측
114 : 2차측 120 : 압전체
130 : 공진주파수 측정수단 140 : 제어수단
150 : 기체주입수단 151 : 제 1 기체공급배관
152 : 제 2 기체공급배관 160 : 액체주입수단101: raw water tank 102: raw water supply piping
103: treatment tank 104: treatment water discharge pipe
110: membrane module 111: housing
112: filtration membrane 113: primary side
114: secondary side 120: piezoelectric body
130: resonant frequency measuring means 140: control means
150: gas injection means 151: first gas supply piping
152: second gas supply pipe 160: liquid injection means
Claims (6)
상기 정상 상태의 막모듈의 기준 공진주파수를 측정하는 단계;
상기 막모듈을 이용하여 막여과 공정을 진행하는 단계;
막여과 공정이 완료된 후, 막모듈 내부의 원수 및 처리수를 배출하는 단계;
상기 막모듈의 검진 공진주파수를 측정하는 단계; 및
상기 기준 공진주파수와 검진 공진주파수를 비교하고, 일치 여부를 확인하여 검진 공진주파수를 발생시킨 막모듈의 손상 여부를 판단하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법.
Preparing a membrane module in a normal state with an empty inside;
Measuring a reference resonance frequency of the membrane module in the steady state;
Performing a membrane filtration process using the membrane module;
After the membrane filtration process is completed, discharging raw water and treated water in the membrane module;
Measuring a diagnosis resonance frequency of the membrane module; And
And comparing the reference resonance frequency with a diagnosis resonance frequency, and checking whether there is a match, thereby determining whether the membrane module causing the diagnosis resonance frequency is damaged or not.
막모듈 내부에 일정 압력의 기체 또는 액체를 주입하는 과정과,
상기 기체 또는 액체 주입에 따른 막모듈의 기계적 진동이 상기 막모듈의 일측에 부착된 압전체에 의해 전기적 신호로 변환되는 과정과,
상기 압전체의 전기적 신호로부터 기준 공진주파수 또는 검진 공진주파수를 측정하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법.
The method of claim 1, wherein the measuring of the reference resonance frequency and the measuring resonance frequency comprise:
Injecting a gas or liquid at a predetermined pressure into the membrane module;
Mechanical vibration of the membrane module due to the gas or liquid injection is converted into an electrical signal by a piezoelectric body attached to one side of the membrane module;
And detecting a reference resonance frequency or a diagnosis resonance frequency from the electrical signal of the piezoelectric body.
상기 기체 또는 액체는 막모듈의 1차측 또는 2차측에 주입되는 것을 특징으로 하는 압전체를 이용한 여과막 손상 감지방법.
The membrane module of claim 2, wherein the membrane module includes a housing and a plurality of filtration membranes provided in the housing, and the space in the membrane module is divided into a primary side outside the filtration membrane and a secondary side inside the filtration membrane based on the surface of the filtration membrane. ,
The gas or liquid is a filter membrane damage detection method using a piezoelectric, characterized in that injected into the primary side or secondary side of the membrane module.
According to claim 3, wherein the gas or liquid injected to the primary side or the secondary side maintains a critical pressure, the threshold pressure is at the time or when the gas or liquid injected into the primary side diffuses to the secondary side A filter membrane damage detection method using a piezoelectric body, characterized in that the pressure at the time when the injected gas or liquid is diffused to the primary side.
The method of claim 2, wherein the piezoelectric material comprises a piezoelectric polymer material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100037368A KR100965135B1 (en) | 2010-04-22 | 2010-04-22 | Method for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100037368A KR100965135B1 (en) | 2010-04-22 | 2010-04-22 | Method for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100965135B1 true KR100965135B1 (en) | 2010-06-23 |
Family
ID=42370296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100037368A KR100965135B1 (en) | 2010-04-22 | 2010-04-22 | Method for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100965135B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101753453B1 (en) * | 2014-05-30 | 2017-07-04 | 롯데케미칼 주식회사 | Hollow fiber membrane and method of detecting damage of membrane thereof |
KR102259093B1 (en) * | 2020-10-15 | 2021-06-01 | 한양대학교 산학협력단 | Filter membrane damage determination method and mobile filtration membrane damage determination device using the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000342938A (en) | 1999-06-04 | 2000-12-12 | Toyobo Co Ltd | Method for detecting air bubble in hollow fiber membrane module |
JP2007330843A (en) | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Hitachi Ltd | Management system of water treatment facility |
KR100950218B1 (en) | 2009-09-09 | 2010-03-29 | 주식회사 한미엔텍 | Breakage sensing apparatus of hollow-fiber membrane module |
-
2010
- 2010-04-22 KR KR1020100037368A patent/KR100965135B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000342938A (en) | 1999-06-04 | 2000-12-12 | Toyobo Co Ltd | Method for detecting air bubble in hollow fiber membrane module |
JP2007330843A (en) | 2006-06-12 | 2007-12-27 | Hitachi Ltd | Management system of water treatment facility |
KR100950218B1 (en) | 2009-09-09 | 2010-03-29 | 주식회사 한미엔텍 | Breakage sensing apparatus of hollow-fiber membrane module |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101753453B1 (en) * | 2014-05-30 | 2017-07-04 | 롯데케미칼 주식회사 | Hollow fiber membrane and method of detecting damage of membrane thereof |
KR102259093B1 (en) * | 2020-10-15 | 2021-06-01 | 한양대학교 산학협력단 | Filter membrane damage determination method and mobile filtration membrane damage determination device using the same |
WO2022080565A1 (en) * | 2020-10-15 | 2022-04-21 | 한양대학교 산학협력단 | Filtration membrane damage determination method and portable filtration membrane damage determination device using same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2001190938A (en) | Method of detecting breakage of water treating membrane | |
JP2000510766A (en) | Methods and equipment for in situ testing of membrane integrity. | |
KR101023792B1 (en) | Apparatus for detecting damage of filtration membrane using piezoelectric effect | |
EP1971846A1 (en) | Method and device for testing the integrity of filtration membranes | |
KR101706452B1 (en) | Realtime sensing method for membrane abnormal state | |
WO2007129994A1 (en) | Detection apparatus and method utilizing membranes and ratio of transmembrane pressures | |
KR100965135B1 (en) | Method for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material | |
KR101753453B1 (en) | Hollow fiber membrane and method of detecting damage of membrane thereof | |
JP4591703B2 (en) | Liquid processing method and apparatus | |
JP7306826B2 (en) | Physical cleaning process trouble determination program for fresh water generation system, physical cleaning process trouble determination device, and recording medium | |
JP2002505438A (en) | How to monitor the integrity of hollow fiber filtration modules. | |
KR101023791B1 (en) | Apparatus for detecting damage of filtration membrane with piezoelectric material | |
KR102259093B1 (en) | Filter membrane damage determination method and mobile filtration membrane damage determination device using the same | |
KR102041670B1 (en) | Membrane filtration system being capable of diagnosing fouling of membrane separation module | |
JP2012148218A (en) | Leakage inspection method for hollow fiber membrane module | |
JP2004237281A (en) | Membrane separation apparatus, and state detecction method for the apparatus | |
JP2007007539A (en) | Leak detection method of membrane separator | |
JP4591661B2 (en) | Membrane treatment apparatus and membrane breakage detection method | |
JP2011020047A (en) | Method and apparatus for detecting membrane defect, and membrane module | |
JP7042532B1 (en) | Filter membrane impedance measurement method and equipment | |
JP2005351707A (en) | Method and device for detecting membrane filtration performance, and membrane filtration method and device | |
JP4728684B2 (en) | Membrane filter diagnosis method and apparatus for membrane filtration | |
KR20120044079A (en) | Apparatus and method for detecting damage of filtration membrane using trans membrane pressure | |
KR101178923B1 (en) | Apparatus and method for detecting damage of filtration membrane using optical fiber sensor | |
JP2004219253A (en) | Leak inspection method for water purifying cartridge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130612 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140613 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150616 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160615 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180614 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190403 Year of fee payment: 10 |