KR100987221B1 - Maintenance chemical cleaning method of high pressure filtration and device using the same - Google Patents

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김형수
김지훈
홍성호
정우원
박준영
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

PURPOSE: The lifetime of the high pressure film is extended. The cumulative processing quantity is maximized. The maintenance management cost can be reduced according to save the chemicals usage etc. Provided is the oil-and-fat chemistry cleaning solution and the high pressure membrane filtration equipment using method of the high pressure process of membrane filtration. CONSTITUTION: The oil-and-fat chemistry cleaning solution of the high pressure process of membrane filtration. In the high pressure film consisting of the polyamide system chemical, the oil-and-fat chemistry cleaning solution of the high pressure process of membrane filtration where the treated water is filtered to the pressure of 10 ~ 85bar.

Description

고압 막여과공정의 유지화학세정 방법 및 이를 이용하는 고압 막여과장치{Maintenance chemical cleaning method of high pressure filtration and device using the same}Maintenance chemical cleaning method of high pressure filtration and device using the same}

본 발명은 수처리의 일종인 막여과공정, 특히 고압 막여과공정에 사용되는 유지화학세정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 폴리아마이드(PA)계 화학물로 이루어진 고압막에서 여과되며, 그리고 10 내지 85bar에서 여과되는 고압 막여과공정의 유지화학세정 방법에 있어서 가역적 막오염 상태에서 주 1회 이상의 주기로 상기 고압막을 유지화학세정하는 단계를 포함하는 고압 막여과공정의 유지화학세정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a maintenance chemical cleaning method used in a membrane filtration process, particularly a high pressure membrane filtration process, which is a kind of water treatment. More specifically, the present invention is filtered at a high pressure membrane made of polyamide (PA) -based chemicals, and in a maintenance chemical cleaning method of a high pressure membrane filtration process filtered at 10 to 85 bar, at least once a week in a reversible membrane contamination state. It relates to a maintenance chemical cleaning method of a high pressure membrane filtration process comprising the step of maintaining the chemical cleaning of the high pressure membrane.

수처리의 일종인 막여과공정은, MF(정밀여과, microfiltration), UF(한외여과, ultrafiltration)와 같이 저압(low pressure)으로 운전되는 저압 막여과공정과 NF(나노여과, nanofiltration), RO(역삼투, reverse osmosis)와 같이 고압(high pressure)으로 운전되는 고압 막여과공정으로 구분될 수 있다. 이러한 막여과공정에 사용되는 분리막에는 기공이 형성되어 이를 통해 오염물질이 여과된다.Membrane filtration process, which is a kind of water treatment, is a low pressure membrane filtration process operated at low pressure such as MF (microfiltration), UF (ultrafiltration, ultrafiltration), NF (nanofiltration, nanofiltration), RO (reverse osmosis). It can be divided into high pressure membrane filtration process operated at high pressure such as reverse osmosis. Pores are formed in the separator used in the membrane filtration process, and contaminants are filtered out.

막여과공정에 사용되는 분리막은 그 사용에 따라 유기파울링(organic fouling), 무기파울링(inorganic fouling), 입자파울링(particular fouling), 바이오파울링(bio-fouling) 등의 현상이 발생하여 그 성능은 지속적으로 감소한다. 따라서, 사용에 따라 감소된 분리막의 투과성능을 회복시키기 위해서 화학약품을 통한 화학세정(CIP, cleaning in place)이 이루어진다.Separation membranes used in membrane filtration process may cause organic fouling, inorganic fouling, particle fouling, bio-fouling, etc. Its performance continues to decrease. Therefore, cleaning in place (CIP) is performed through chemicals to restore the permeation performance of the membrane reduced with use.

화학세정의 주기는 처리수 생산 가동 후 1 ~ 2년에 1회 정도이나, 실제 사용되는 경우 통상적으로 1년에 1 ~ 2회 정도가 수행하는 것이 적정하다고 보고되고 있다. 그러나, 대상원수의 유입부하 변동, 전처리공정의 최적화되지 못한 공정 구성, 주공정으로서 막여과공정의 최적화되지 못한 운전조건 적용, 화학세정의 최적화되지 못한 세정조건 적용 등의 원인으로 1년에 수회, 심지어 1개월에 수회 적용하는 경우도 많이 보고되고 있다. It is reported that the cycle of chemical cleaning is about 1 to 2 years after treatment water production operation, but when it is actually used, it is generally appropriate to perform about 1 to 2 times a year. However, several times a year, due to fluctuations in inflow load of target water, unoptimized process configuration of pretreatment process, unoptimized operating condition of membrane filtration process as main process, and unoptimized cleaning condition of chemical cleaning, etc. Even many applications have been reported several times a month.

또한, 통상적인 화학세정 시간은 1종의 단일 화학세정약품을 사용할 경우 최소 8시간 이상에서 24시간 정도이고, 복수의 화학세정약품을 사용할 경우는 화학세정 중간단계인 린싱(rinsing)과 플러싱(flushing) 시간을 포함하면 24시간 이상에서 48시간 정도가 소요된다. 상기 시간 동안 처리수가 생산되지 않고 정지됨은 물론이다. In addition, the typical chemical cleaning time is at least 8 hours to 24 hours when using a single chemical cleaning agent, and rinsing and flushing, which are intermediate stages of chemical cleaning, when a plurality of chemical cleaning agents are used. Including time, it takes from 24 hours to 48 hours. It goes without saying that the treated water is not produced and stopped during this time.

화학세정은 분리막의 투과성능을 회복시키는 기능을 하나, 위와 같이 화학세정을 자주 수행하는 경우 화학세정 처리에 의한 처리수 생산 정지에 따른 막여과공정의 생산성능 악화, 소요되는 화학약품들의 사용 비용의 문제와 세정폐액의 처리 문제 등의 경제적 손실, 및 유지관리 성능악화, 사용된 분리막의 배제(rejection)성능 악화 및 분리막의 변형 및 노화 등으로 인해 궁극적으로 막의 수명 감소 등의 문제점이 발생한다.The chemical cleaning function is to restore the permeation performance of the membrane, but if the chemical cleaning is frequently performed as above, the productivity of the membrane filtration process may be deteriorated due to the stop of production of the treated water by the chemical cleaning treatment, and the cost of using the chemicals may be increased. Problems such as problems such as economic loss such as problems of treatment and cleaning waste, poor maintenance performance, deterioration of the rejection performance of the used separator, and deformation and aging of the separator ultimately reduce the life of the membrane.

특히, 화학세정은 역세척, 에어스크라빙, 수세정과 같은 물리세정으로 회복시킬 수 있는 "가역적 막오염"이 아닌, 이보다 더 오염이 진행된 "비가역적 막오염"이 진행된 상태에서 적용되는 것이 일반적인데, 가역적 막오염에서 화학세정(CIP)을 진행하는 경우 막여과 수처리공정의 가동 중 예기치 못한 유입부하의 변동이나 공정상 필요한 시점에서 공정의 안정성을 확보하는 측면에서 화학세정의 수행은 시간과 화학약품이 과다하게 소모되는 문제점이 있다. In particular, chemical cleaning is generally applied in the presence of more irreversible "reversible membrane contamination" rather than "reversible membrane contamination" that can be recovered by physical cleaning such as backwashing, air scribing, and water washing. In the case of chemical cleaning (CIP) in reversible membrane fouling, the chemical cleaning is performed in a time and chemical manner in order to ensure the stability of the process at the point of need or unexpected change in inflow load during operation of the membrane filtration water treatment process. There is a problem that the drug is excessively consumed.

따라서, 화학세정의 최적화는 막여과공정의 안정성 및 경제성과 직결되는 중요한 공정이라 할 수 있으며, 이로 인해 전세계적으로 1990년대 후반부터 특히 MF나 UF와 같은 저압 막여과공정에서 역세척 등의 물리세정 및 화학세정의 최적화를 위한 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이며, 그러한 양태 중 하나로서 유지관리 화학세정이라는 개념이 대두되고 있다. Therefore, the optimization of chemical cleaning is an important process directly related to the stability and economics of the membrane filtration process. Therefore, from the late 1990s, the physico-cleaning process such as back washing in low pressure membrane filtration processes such as MF and UF has been applied worldwide. And researches for optimizing chemical cleaning are being actively conducted, and the concept of maintenance chemical cleaning is emerging as one of such aspects.

화학세정 최적화와 관련하여 일본 출원번호 제2004-171256호, 한국 출원번호 제10-2007-0054770호(막오염속도를 이용한 화학세정 자동 제어 시스템 및 그 방법), 한국 출원번호 제10-1997-0706463호(여과 감시 및 제어 시스템), 한국 출원번호 제10-2008-0046564호(침지식 분리막과 막여과조의 세정 방법), 한국 출원번호 제10-2007-0109624호(고효율 분리막 세정 방법) 등이 공개되어 있다. Regarding optimization of chemical cleaning, Japanese Patent Application No. 2004-171256, Korean Application No. 10-2007-0054770 (Automatic chemical cleaning control system and method using membrane fouling rate), Korean Application No. 10-1997-0706463 (Filtration monitoring and control system), Korean Application No. 10-2008-0046564 (Method for Cleaning Immersion Membrane and Membrane Filter), and Korean Application No. 10-2007-0109624 (Method for High Efficiency Membrane Cleaning) It is.

특히, 한국 출원번호 제10-2007-0109624호(고효율 분리막 세정 방법)과 한국 출원번호 제10-2007-0054770호(막오염속도를 이용한 화학세정 자동 제어 시스템 및 그 방법)에서는 저압 막여과공정에서 화학세정 공정을 보완 및 개선하기 위해 주로 NaOCl, NaOH, H2SO4 등의 화학약품을 사용하여 아사히카세히사의 EFM(enhanced flux maintenance) 기법, 제논사의 MMC(membrane maintenance cleaning) 기법 또는 CEB(chemical enhanced backwashing) 기법인 유지화학세정을 각각의 공정의 특성에 따라 최적화하여 적용하고 있다. In particular, Korean Application No. 10-2007-0109624 (high efficiency membrane cleaning method) and Korean Application No. 10-2007-0054770 (automatic chemical cleaning control system and method using membrane fouling rate) in the low pressure membrane filtration process In order to complement and improve the chemical cleaning process, Asahi Kasei's enhanced flux maintenance (EMF) technique, Xenon's membrane maintenance cleaning (MMC) technique or CEB (chemical) are mainly used with chemicals such as NaOCl, NaOH and H 2 SO 4 . Maintenance chemical cleaning, an enhanced backwashing technique, is optimized and applied according to the characteristics of each process.

그러나, 이러한 연구 경향은 저압 막여과공정에 국한되어 있으며, NF나 RO와 같은 고압 막여과공정은 상대적으로 연구가 활발하게 진행되지 않고 있는 실정이다.However, these research trends are limited to low pressure membrane filtration processes, and high pressure membrane filtration processes such as NF and RO have not been actively studied.

특히, 국내의 경우 고압막 제조회사가 거의 없는데, 그 만큼 고압막과 고압 막여과공정의 단위공정 기술이 초기 단계라고 말할 수 있다.In particular, there are few high-pressure membrane manufacturers in Korea, and the unit process technology of the high-pressure membrane and the high-pressure membrane filtration process can be said to be an initial stage.

또한, 화학세정 기술 역시 저압 막여과공정의 경우 막오염원에 대한 유기 및 무기 등 화학세정제가 표준화되어 일반적인 가이드라인이 정립되어 있지만, 고압 막여과공정의 경우는 아래의 표 1에 도시된 바와 같이 국외 선진 분리막 제조사들 조차도 막오염원에 대하여 각각 상이한 화학세정제를 제시하고 있고, 조성 및 비율 등이 베일에 가려진 단일 화학세정제를 복합하여 제조한 상용 화학세정제가 유통되고 있으며, 국내는 그나마 이에 대한 가이드라인을 제시하지 못하고 있는 실정이다.
In addition, chemical cleaning technology has also been established in general for low pressure membrane filtration processes such as organic and inorganic chemical cleaners for membrane pollutants, but general guidelines for high pressure membrane filtration processes are shown in Table 1 below. Even advanced membrane manufacturers offer different chemical cleaners for membrane pollutants, and commercial chemical cleaners manufactured by combining single chemical cleaners whose composition and ratio are covered by veils are distributed. The situation is not presented.

저압 막여과공정의 화학세정 공정과는 달리 고압 막여과공정의 화학세정공정에는 전세계적으로 보편화된 세정 가이드라인을 제시하지 못하는바, 저압 막여과공정에서 적용되기 시작한 유지화학세정기법 패러다임을 전환/확장을 통해서 고염분(high salt)이 함유된 기수(brackish water), 해수(seawater), 하/폐수에 대한 10 내지 85bar의 고압 막여과공정에 적용하여 진일보된 막여과공정의 운전성능개선 및 공정의 안정성을 확보할 수 있는 경쟁력 있는 화학세정공정의 요소 단위공정 기술을 개발하고자 한다.Unlike the chemical cleaning process of the low pressure membrane filtration process, the chemical cleaning process of the high pressure membrane filtration process does not provide general cleaning guidelines. Therefore, the paradigm of maintenance chemical cleaning technique, which has been applied in the low pressure membrane filtration process, Through the expansion, it is applied to high pressure membrane filtration process of 10 to 85 bar for brackish water, seawater and sewage / wastewater containing high salt, and improved operation performance of process The company intends to develop the element process technology of competitive chemical cleaning process to secure stability.

또한, "비가역적 막오염"이 덜 진행된 상태인 "가역적 막오염" 상태에서 유지화학세정 방법을 수행함으로써 고압막의 수명을 연장하고, 누적생산수량을 극대화하며, 화학약품사용 등을 절약함에 따른 유지관리비용을 절감하고자 한다.
In addition, by performing the maintenance chemical cleaning method in the "reversible membrane contamination" state, which is less advanced "reversible membrane pollution", it is possible to extend the life of the high-pressure membrane, maximize the cumulative production volume, save the use of chemicals, etc. To reduce management costs.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 일 실시예에서, 본 발명은 폴리아마이드(PA)계 화학물로 이루어진 고압막에서 여과되며, 그리고 10 내지 85bar에서 여과되는 고압 막여과공정의 유지화학세정 방법에 있어서 가역적 막오염 상태에서 주 1회 이상의 주기로 상기 고압막을 유지화학세정하는 단계를 포함하는 고압 막여과공정의 유지화학세정 방법을 제공한다. In one embodiment for solving the above problems, the present invention is filtered in a high pressure membrane made of a polyamide (PA) -based chemical, and in the maintenance chemical cleaning method of the high pressure membrane filtration process is filtered at 10 to 85 bar In the reversible membrane fouling state provides a maintenance chemical cleaning method of the high pressure membrane filtration process comprising the step of maintaining the chemical cleaning of the high pressure membrane at least once a week.

또한, 상기 유지화학세정 단계에 화학약품이 사용되며, 상기 화학약품은 NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH(+)EDTA-4Na, HCl(+)EDTA-2Na, 및 HCl(+)구연산로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.In addition, a chemical is used in the maintenance chemical cleaning step, and the chemical is NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH (+) EDTA-4Na, HCl (+) EDTA-2Na, and HCl (+ It is preferably any one selected from the group consisting of citric acid.

또한, 상기 화학약품이 투입된 농도는 0.01%(w) 내지 0.5%(w)인 것이 바람직하다.In addition, the concentration of the chemical is preferably 0.01% (w) to 0.5% (w).

또한, 상기 유지화학세정 단계의 세정 시간은 30분 내지 4시간인 것이 바람직하다.
In addition, the cleaning time of the maintenance chemical cleaning step is preferably 30 minutes to 4 hours.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에서, 본 발명은 전처리부, 주처리부, 후처리부; 및 상기 주처리부와 연통되는 화학세정부를 포함하는 고압 막여과장치에 있어서, 상기 주처리부는 고압 가압식 막여과부를 포함하며, 상기 고압 가압식 막여과부는 폴리아마이드(PA)계 화학물로 이루어진 고압막을 포함하고, 10 내지 85bar에서 운전되며, 상기 화학세정부는 화학세정(CIP) 공정 및 유지화학세정 공정을 수행할 수 있으며, 상기 유지화학세정 공정은 가역적 막오염 상태에서 주 1회 이상의 주기로 상기 고압막을 세정하는 것을 특징으로 하는, 고압 막여과장치를 제공한다. In another embodiment for solving the above problems, the present invention is a pre-processing unit, a main processing unit, a post-processing unit; And a chemical washing unit communicating with the main processing unit, wherein the main processing unit includes a high pressure pressurized membrane filter unit, and the high pressure pressurized membrane filter unit comprises a high pressure film made of polyamide (PA) -based chemicals. Including, and operating at 10 to 85bar, the chemical cleaning unit may perform a chemical cleaning (CIP) process and maintenance chemical cleaning process, the maintenance chemical cleaning process is the high pressure at least once a week in a reversible membrane contamination state Provided is a high pressure membrane filter, characterized in that the membrane is cleaned.

또한, 상기 화학세정부는 화학세정 탱크부를 포함하며, 상기 화학세정 탱크부에는 화학세정(CIP)용 화학약품 및 유지화학세정용 화학약품이 투입될 수 있으며, 그리고 상기 유지화학세정용 화학약품은 NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH(+)EDTA-4Na, HCl(+)EDTA-2Na, 및 HCl(+)구연산로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
In addition, the chemical cleaning unit includes a chemical cleaning tank unit, the chemical cleaning tank chemicals (CIP) and maintenance chemical cleaning chemicals may be input, and the maintenance chemical cleaning chemicals Preferred is any one selected from the group consisting of NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH (+) EDTA-4Na, HCl (+) EDTA-2Na, and HCl (+) citric acid.

본 발명에 따른 고압 막여과공정용 유지화학세정 방법을 적용함에 따라 "비가역적 막오염"이 진행된 시점에서 화학세정공정을 수행하는 것을 최대한 지연시킬 수 있다. 다시 말해, "비가역적 막오염"이 덜 진행된 상태 즉, "가역적 막오염" 상태에서 주기적으로 주 1회 이상 수행하여 궁극적으로 고압막의 분리막 수명을 연장하고, 누적생산수량을 극대화하며, 화학약품사용 등을 절약함에 따른 유지관리비용을 절감할 수 있다. By applying the maintenance chemical cleaning method for the high pressure membrane filtration process according to the present invention it is possible to delay the performance of the chemical cleaning process at the time when the "non-reversible membrane fouling" is advanced. In other words, the process is performed at least once a week in a state of less "reversible membrane contamination", that is, "reversible membrane contamination," thereby ultimately extending the membrane life of the high pressure membrane, maximizing the cumulative production volume, and using chemicals. The maintenance cost can be reduced by saving the back.

또한, 사용되는 화학약품은 고압 막여과공정의 화학세정공정에서 사용하는 화학세정제가 아닌 화학세정공정보다 적은 종류인 NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH(+)EDTA-4Na, HCl(+)EDTA-2Na, 및 HCl(+)구연산로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나만을 단일 화학약품으로서 사용함으로써, 화학약품의 농도는 화학세정공정 대비 50% 이하에서 적용하는 것뿐만 아니라 세정시간 또한 화학세정공정 대비 20% 이하로 감소시킬 수 있다.In addition, the chemicals used are NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH (+) EDTA-4Na, HCl, which are less types of chemical cleaning processes than non-chemical cleaning agents used in high pressure membrane filtration. By using only one selected from the group consisting of (+) EDTA-2Na and HCl (+) citric acid as a single chemical, the concentration of the chemical is not only applied at 50% or less compared to the chemical cleaning process, but also the cleaning time. It can be reduced to less than 20% compared to chemical cleaning process.

또한, 본 발명에 따른 고압 막여과공정에서의 유지화학세정 방법을 사용하기 위하여 별도의 장치 추가가 필요없으며, 이에 따라 설비 추가의 부담 없이도 단지 공정을 달리함으로써 본 발명에 따른 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.
In addition, in order to use the maintenance chemical cleaning method in the high pressure membrane filtration process according to the present invention, it is not necessary to add a separate device, and thus, the same effect as described above may be obtained by only changing the process without the burden of additional equipment. Can be.

도 1a 및 도 1b는 고압 막여과장치의 개념도를 도시하며, 특히 본 발명에 따른 고압 막여과공정의 단계가 굵은 화살표로 도시된다.
도 2a 및 도 2b는 종래 기술에 의한 고압 막여과공정과 본 발명에 따른 고압 막여과공정의 효과를 비교하는 그래프이다.
1a and 1b show a conceptual diagram of a high pressure membrane filtration apparatus, in particular the steps of the high pressure membrane filtration process according to the invention are shown in bold arrows.
2A and 2B are graphs comparing the effects of the high pressure membrane filtration process according to the prior art and the high pressure membrane filtration process according to the present invention.

용어의 정의Definition of Terms

본 명세서에서 기술되는 "저압 막여과공정"은 MF(정밀여과, microfiltration), UF(한외여과, ultrafiltration)와 같이 저압(low pressure)으로 이루어지는 막여과공정을 의미한다. 이에 사용되는 막을 "저압막"으로 지칭한다.As used herein, the term "low pressure membrane filtration process" means a membrane filtration process made of low pressure, such as MF (microfiltration), UF (ultrafiltration, ultrafiltration). The membrane used therein is referred to as a "low pressure membrane".

본 명세서에서 기술되는 "고압 막여과공정"은 NF(나노여과, nanofiltration), RO(역삼투, reverse osmosis)와 같이 고압(high pressure)으로 이루어지는 막여과공정을 의미한다. 고압 막여과공정의 운전 압력은 일반적으로 약 10 내지 85bar이다. 또한 이에 사용되는 막을 "고압막"으로 지칭한다.As used herein, "high pressure membrane filtration process" means a membrane filtration process made of high pressure, such as NF (nanofiltration), RO (reverse osmosis). The operating pressure of the high pressure membrane filtration process is generally about 10 to 85 bar. The membrane used therein is also referred to as "high pressure membrane".

본 명세서에서 기술되는 "화학세정(CIP, cleaning in place)은" 화학약품을 사용하여 화학작용에 의해 막을 세정하는 기술을 지칭하며, "물리세정"은 역세척, 에어스크라빙, 수세정과 같이 물리적 작용에 의해 막을 세정하는 기술을 지칭한다.As used herein, "CIP (cleaning in place)" refers to a technique for cleaning a membrane by chemical action using chemicals, and "physical cleaning" refers to backwashing, air scribing, and water washing. It refers to the technique of cleaning the membrane by physical action.

본 명세서에서 기술되는 "비가역적 막오염"은 막 표면 상에 장기간 오염물질이 누적됨으로써 단단하게 고정되어 세정공정에 의해 세정되지 않는 막오염을 지칭하며, "가역적 막오염"은 비가역적 막오염과 반대로 물리세정 또는 유지화학세정 공정에 의해 세정되어 본연의 막 기능을 회복할 수 있는 막오염을 지칭한다. 일반적으로 가역적 막오염은 장기간 지속되면 비가역적 막오염으로 발전하곤 한다.As described herein, "non-reversible membrane fouling" refers to membrane fouling that is firmly fixed by long-term accumulation of contaminants on the membrane surface and is not cleaned by the cleaning process, and "reversible membrane fouling" refers to irreversible membrane fouling. On the contrary, it refers to membrane contamination which can be cleaned by physical cleaning or maintenance chemical cleaning process to restore its membrane function. In general, reversible membrane fouling develops into irreversible membrane fouling over a long period of time.

본 명세서에서 기술되는 "유지세정(maintenance cleaning)"은 6개월 내지 1년 이상과 같은 장기적인 주기로 오염 물질을 한번에 세정하는 개념인 즉 "화학세정"과 반대되는 개념으로써, 월 1회 내지 주 1회 또는 이보다 짧은 주기로서 막 본연의 기능을 지속적으로 유지하기 위한 세정을 뜻한다. 유지세정 역시 화학세정과 물리세정이 가능하며, 특히 유지세정으로서 화학세정을 이용하는 경우 "유지화학세정"으로 지칭한다. 또한, 이에 사용되도록 화학약품이 추가된 세정액을 "유지화학세정액"으로 지칭한다.
As described herein, "maintenance cleaning" is a concept of cleaning the contaminants at once in a long-term cycle such as 6 months to 1 year or more, that is, a concept opposite to "chemical cleaning", once a month to once a week Or shorter cycles mean cleaning to maintain the membrane's original function. Maintenance cleaning is also possible for chemical cleaning and physical cleaning, especially when using chemical cleaning as maintenance cleaning is referred to as "maintenance chemical cleaning". In addition, a cleaning liquid to which chemicals are added for use therein is referred to as a "maintenance chemical cleaning liquid".

저압 막여과공정과 고압 막여과공정의 비교Comparison of low pressure membrane filtration and high pressure membrane filtration

저압 막여과공정용 분리막인 저압막은 공경(pore size)을 갖기에 역세척 등이 가능하지만, 고압 막여과공정용 분리막인 고압막은 공경을 갖고 있지 않기에 여과 메커니즘이 상이하다. 이에 본 발명자에 의해 파악된 저압 막여과공정과 고압 막여과공정의 차이점은 다음과 같다. The low pressure membrane, which is a membrane for low pressure membrane filtration process, has a pore size and can be backwashed, but the high pressure membrane, which is a separator for high pressure membrane filtration process, does not have a pore size, and thus the filtration mechanism is different. The difference between the low pressure membrane filtration process and the high pressure membrane filtration process grasped by the present inventors is as follows.

먼저, 저압막과 달리 고압막의 형태는 일반적으로 중공사형(hollow-fiber type)과 나권형(spiral type)으로 한정되어 있으며, 그 재질은 폴리아마이드(PA, polyamide)계 화학물이 주를 이룬다. 폴리아마이드(PA)계 화학물의 고압막은 염소(Cl)에 매우 취약하기 때문에 전술한 인용 특허들과 같은 종래 기술에 적용되는 저압 막여과공정 유지관리세정의 기본 화학약품인 염소계열의 NaOCl을 사용할 수 없다. 또한, 공경을 갖고 있는 저압막과 달리, NF 및 RO막으로 운전되는 고압 막여과공정에서는 화학세정약품을 통한 물리세정 또는 유지화학세정으로서의 역세정(backwashing)을 적용할 수 없다. First, unlike the low pressure film, the shape of the high pressure film is generally limited to a hollow-fiber type and a spiral type, and the material is mainly made of polyamide (PA, polyamide) -based chemicals. The high pressure membranes of polyamide (PA) chemicals are very susceptible to chlorine (Cl), so they can use chlorine-based NaOCl, the basic chemical for low pressure membrane filtration process cleaning, which is applied to the prior art, such as the cited patents mentioned above. none. In addition, unlike low pressure membranes having pore diameters, backwashing as physical cleaning or maintenance chemical cleaning through chemical cleaning chemicals cannot be applied in high pressure membrane filtration processes operated with NF and RO membranes.

뿐만 아니라, 통상 고압 막여과공정의 주목적은 용존 유기물질 및 용존 무기물질의 제거이기 때문에 유지화학세정을 수행할 경우 막오염의 형태가 저압 막여과공정과 달라서 NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH(+)EDTA-4Na, HCl(+)EDTA-2Na, 및 HCl(+)구연산로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나만을 화학약품으로서 사용하는 것이 효과적이다.In addition, the main purpose of the high pressure membrane filtration process is to remove the dissolved organic and dissolved inorganic substances. Therefore, when performing maintenance chemical cleaning, the membrane fouling is different from that of the low pressure membrane filtration process, and thus NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA- It is effective to use only one selected from the group consisting of 2Na, NaOH (+) EDTA-4Na, HCl (+) EDTA-2Na, and HCl (+) citric acid as chemicals.

고압 막여과공정에 이용되는 화학세정공정 최적조건, 보다 상세하게 화학세정약품은 오염 형식(foulant type)에 따라 각각 상이하며 이에 대한 일례로서 각 제조사가 제공하는 화학세정약품을 정리하면 아래의 표 1과 같다.
The optimum conditions for the chemical cleaning process used in the high pressure membrane filtration process, and more specifically, chemical cleaning chemicals are different depending on the fouling type. For example, the chemical cleaning chemicals provided by each manufacturer are shown in Table 1 below. Is the same as

FoulantFoule Type of membranesType of membranes typeDuPonttypeDuPont Film Tec
(DOW chemicals)
Film tec
(DOW chemicals)
Fluid SystemFluid System Nitto Denko (Hydranautics)Nitto Denko (Hydranautics) ToyoboToyobo TorayToray
CaCO3 CaCO 3 -HCl at pH4
-citric acid(2%w), pH4(NH4OH)
-Nutek-NT600(5%w)
-citricacid(2%w) +Na2EDTA(2%w)
-pH4(NH4OH)
-HCl at pH4
citric acid (2% w), pH 4 (NH 4 OH)
-Nutek-NT600 (5% w)
citricacid (2% w) + Na 2 EDTA (2% w)
-pH 4 (NH 4 OH)
-HCl(0.2%w) H3PO4(0.5%w)
-citric acid(2%w) pH4
-Na2S2O4(0.2%w)
-HCl (0.2% w) H 3 PO 4 (0.5% w)
citric acid (2% w) pH4
-Na 2 S 2 O 4 (0.2% w)
-citric acid(1%w) pH2.5-citric acid (1% w) pH2.5 -citric acid(2%w) pH4(NaOH)citric acid (2% w) pH4 (NaOH) -citric acid(1-2%w)
pH2.5-4
(NaOHor NH4)
-ultrasil70(0.5%) pH2-2.5
-peracetic acid 100-200ppm
citric acid (1-2% w)
pH2.5-4
(NaOHor NH 4 )
-ultrasil70 (0.5%) pH2-2.5
-peracetic acid 100-200ppm
CaSO4
/BaSO4
/SrSO4
/CaF2
CaSO 4
/ BaSO 4
/ SrSO 4
/ CaF 2
-citric acid(2%w) +pH8(NH4OH)
-EDTA(1.5%w)
-pH7-8(NaOH/HCl)
-Na2S2O4(1%w)
-citric acid (2% w) + pH8 (NH 4 OH)
EDTA (1.5% w)
-pH7-8 (NaOH / HCl)
-Na 2 S 2 O 4 (1% w)
-HCl(0.2%w)
-H3PO4(0.5%w)
-citric acid(2%w) pH4
-Na2S2O4(0.2%w)
-HCl (0.2% w)
-H 3 PO 4 (0.5% w)
citric acid (2% w) pH4
-Na 2 S 2 O 4 (0.2% w)
-STP(2%w)+Na4EDTA(0.85%w) pH10(H2SO4)-STP (2% w) + Na 4 EDTA (0.85% w) pH 10 (H 2 SO 4 )
SiO2 SiO 2 -NaOH pH11
-Biz (0.5%w)
-pH11(NaOH)
NaOH pH11
-Biz (0.5% w)
-pH11 (NaOH)
-NaOH(0.1%W) +Na2 EDTA(0.1%w) pH12 max 30℃-NaOH (0.1% W) + Na 2 EDTA (0.1% w) pH12 max 30 ℃ -citric acid(2%w)
pH4(NaOH)
citric acid (2% w)
pH4 (NaOH)
Metal oxidesMetal oxides -citric acid (2%w)
-pH4(NH4OH)
-Na2S2O4(1%w)
-citricacid(2%w)+Na2EDTA(2%w)
-pH4(NH4OH)
citric acid (2% w)
-pH 4 (NH 4 OH)
-Na 2 S 2 O 4 (1% w)
citricacid (2% w) + Na 2 EDTA (2% w)
-pH 4 (NH 4 OH)
-H3PO4 (0.5%w)
-Na2S2O4(1%w)
-NH2SO3H(0.2%w)
-H 3 PO 4 (0.5% w)
-Na 2 S 2 O 4 (1% w)
NH 2 SO 3 H (0.2% w)
-citric acid(1%w) pH2.5-citric acid (1% w) pH2.5 -citric acid(2%w) pH4(NaOH)citric acid (2% w) pH4 (NaOH) -citric acid(2%w) pH4(NaOH)citric acid (2% w) pH4 (NaOH)
Inorganic
colloids
Inorganic
colloids
-NaOH pH11
-Biz (0.5%w)
-pH11(NaOH)
-SHMP(1%w)
NaOH pH11
-Biz (0.5% w)
-pH11 (NaOH)
-SHMP (1% w)
-NaOH(0.1%W)+sodiumdodecylsulfate
[Na-DSS](0.05%w), pH12 max 30℃
-NaOH (0.1% W) + sodium dodecylsulfate
[Na-DSS] (0.05% w), pH12 max 30 ° C
-STP(2%w)+Na4EDTA(0.85%w)
-pH10(H2SO4)
-STP (2% w) + Na 4 EDTA (0.85% w)
-pH10 (H 2 SO 4 )
-citric acid(2%w) pH4(NaOH)citric acid (2% w) pH4 (NaOH)
Biological
matter
Biological
matter
-Formalin(0.25~2%w) followed by Biz(0.25%w)-Formal (0.25 ~ 2% w) followed by Biz (0.25% w) -NaOH(0.1%W)
+Na2EDTA(0.1%w), pH12 max 30℃
-NaOH(0.1%W)
+sodiumdodecylsulfate [Na-DSS](0.05%w), pH12max 30℃
-STP(1%w)+TSP(1%w)+EDTA(1%w)
NaOH (0.1% W)
+ Na 2 EDTA (0.1% w), pH12 max 30 ° C
NaOH (0.1% W)
+ sodiumdodecylsulfate [Na-DSS] (0.05% w), pH12max 30 ° C
-STP (1% w) + TSP (1% w) + EDTA (1% w)
-STP(1%w)+TSP(1%w)+EDTA(1%w), pH10-11(HCl)-STP (1% w) + TSP (1% w) + EDTA (1% w), pH 10-11 (HCl) -STP(2%w)+Na4EDTA(0.85%w)
-pH10 (H2SO4)
-STP(2%w)+sodium dodecyl benzene sulfonate (0.25%)
-pH10(H2SO4)
-STP (2% w) + Na 4 EDTA (0.85% w)
-pH10 (H 2 SO 4 )
-STP (2% w) + sodium dodecyl benzene sulfonate (0.25%)
-pH10 (H 2 SO 4 )
-1-5ppm chlorine pH6.5-7.5
-Formalin(0.5-2%)
-1-5ppm chlorine pH6.5-7.5
-Formalin (0.5-2%)
-Sodium lauryl sulfate 0.2% pH10-11 (by NaOH)
-ultrasil10 0.7% pH10-11
-Sodium lauryl sulfate 0.2% pH 10-11 (by NaOH)
-ultrasil10 0.7% pH10-11
OrganicOrganic -NaOH pH11
-Biz(0.5%w)
-pH11(NaOH)
-SHMP(1%w)
NaOH pH11
-Biz (0.5% w)
-pH11 (NaOH)
-SHMP (1% w)
-NaOH(0.1%W)
+Na2EDTA(0.1%w), pH12 max 30℃
-NaOH(0.1%W)
+sodiumdodecylsulfate [Na-DSS](0.05%w), pH12 max30℃
-STP(1%w)+TSP(1%w)+EDTA(1%w)
NaOH (0.1% W)
+ Na 2 EDTA (0.1% w), pH12 max 30 ° C
NaOH (0.1% W)
+ sodiumdodecylsulfate [Na-DSS] (0.05% w), pH12 max30 ℃
-STP (1% w) + TSP (1% w) + EDTA (1% w)
-STP(1%w)+TSP(1%w)+EDTA(1%w), pH10-11(HCl)-STP (1% w) + TSP (1% w) + EDTA (1% w), pH 10-11 (HCl) -STP(2%w)+Na4EDTA(0.85%w)
-pH10(H2SO4)
-STP(2%w)+sodium dodecyl benzene sulfonate (0.25%)
-pH10(H2SO4)
-STP (2% w) + Na 4 EDTA (0.85% w)
-pH10 (H 2 SO 4 )
-STP (2% w) + sodium dodecyl benzene sulfonate (0.25%)
-pH10 (H 2 SO 4 )
-1-5ppm
chlorinepH6.5-7.5
-Formalin(0.5-2%)
-1-5ppm
chlorine p H6.5-7.5
-Formalin (0.5-2%)

본 발명의 일 실시예의 구체적 설명Detailed Description of One Embodiment of the Present Invention

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유지화학세정 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a maintenance chemical cleaning method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 고압 막여과공정의 유지화학세정 방법은 기존의 고압 막여과공정의 장치에 별다른 설비 추가 없이도 공정의 변화로서 실행 가능하다.As described above, the maintenance chemical cleaning method of the high pressure membrane filtration process according to the present invention can be implemented as a process change without additional equipment to the apparatus of the existing high pressure membrane filtration process.

도 1a는 기존의 고압 막여과장치의 개념도를 도시한다. 1A shows a conceptual diagram of a conventional high pressure membrane filter.

기존의 고압 막여과장치에서, 해수, 기수, 하/폐수와 같은 피처리수가 전처리부(100), 주처리부(200), 후처리부(300)를 거쳐 처리되어 최종적으로 처리수로서 배출된다. 주처리부(200)에서는 전술한 바와 같이 NF 또는 RO처리가 이루어질 수 있다. In the existing high pressure membrane filtration apparatus, treated water such as seawater, brackish water, sewage / wastewater is treated through the pretreatment unit 100, the main treatment unit 200, and the aftertreatment unit 300, and finally discharged as treated water. In the main processing unit 200, NF or RO processing may be performed as described above.

대부분의 기존의 고압 막여과장치는 화학세정부(400)를 더 포함한다. 전술한 바와 같이 종래의 고압 막여과공정에 따르면 화학세정부(400)를 통해 주처리부(200)의 고압막을 연 1 ~ 2회 화학세정한다.Most existing high pressure membrane filters further comprise a chemical cleaner (400). As described above, according to the conventional high pressure membrane filtration process, the high pressure membrane of the main processing unit 200 is chemically cleaned once or twice a year through the chemical washing unit 400.

도 1b는 도 1a의 "A"부분을 보다 상세하게 도시한다. FIG. 1B shows the “A” portion of FIG. 1A in more detail.

기존의 주처리부(200)의 막여과공정을 상세히 살펴본다. 전처리부(100)에서 전처리된 전처리수에 약품투입부(205)로부터 적합한 화학약품이 투입되고, 주처리 고압 펌프부(210)에 의해 고압 가압식 막여과부(220)에 화학약품이 투입된 전치리수가 여과되며, 이렇게 처리된 주처리수는 주처리수 탱크부(230)에 저류되어 후처리부(300)로 이어진다. It looks at the membrane filtration process of the existing main processing unit 200 in detail. Pre-treatment water in which a suitable chemical is introduced from the chemical input unit 205 into the pretreatment water pretreated in the pretreatment unit 100, and the chemical is introduced into the high pressure pressurized membrane filter unit 220 by the main treatment high pressure pump unit 210. Is filtered, and the main treatment water thus treated is stored in the main treatment water tank 230 and is led to the after treatment unit 300.

기존의 주처리부의 화학세정(CIP)을 상세히 살펴본다. 주처리공정의 처리수 생산 성능이 악화될 경우 화학세정 공정이 수행되는데, 이 경우 주처리부(200)에서 주처리된 주처리수가 사용된다(화살표 10). 주처리수는 화학세정 탱크부(410)에 이송되고 화학세정 펌프부(420)에 의해 고압 가압식 막여과부(220)에 인가된다. 화학세정 탱크부(410)에는 화학세정을 위해 적절한 화학약품이 투입되는데, 전술한 표 1과 같이 오염 형식, 막의 종류 등에 따라 다양한 화학약품이 투입될 수 있다.Examine the existing chemical treatment (CIP) of the main processing unit in detail. When the treatment water production performance of the main treatment process is deteriorated, the chemical cleaning process is performed, in which case the main treatment water treated in the main treatment unit 200 is used (arrow 10). The main treatment water is transferred to the chemical cleaning tank 410 and is applied to the high pressure pressurized membrane filter 220 by the chemical cleaning pump 420. The chemical cleaning tank unit 410 is injected with a suitable chemical for chemical cleaning, as shown in Table 1, various chemicals may be added according to the type of contamination, membrane type, and the like.

다음, 본 발명에 따른 고압 막여과공정의 유지화학세정 방법을 구체적으로 설명한다. 도 1b에서 상기 방법의 공정이 굵은 화살표로서 도시된다. Next, the maintenance chemical cleaning method of the high pressure membrane filtration process according to the present invention will be described in detail. In FIG. 1b the process of the method is shown as a thick arrow.

본 발명에 따른 고압 막여과공정의 유지화학세정은, 전술한 바와 같이 종래의 고압 막여과장치를 그대로 활용하여 이루어질 수 있다. 물론, 유지화학세정의 주기, 화학세정에 사용되는 화학약품의 종류, 유지화학세정액의 농도 및 처리 시간 등 구체적인 기준이 기존의 화학세정(CIP)와 상이함은 물론이다. Maintenance chemical cleaning of the high pressure membrane filtration process according to the present invention, as described above can be made by utilizing a conventional high pressure membrane filter as it is. Of course, the specific criteria such as the cycle of maintenance chemical cleaning, the type of chemicals used for chemical cleaning, the concentration and processing time of the maintenance chemical cleaning solution are different from the conventional chemical cleaning (CIP).

본 발명에 따른 고압 막여과공정은 가역적 막오염 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 가역적 막오염 상태가 장기간 방치되면 비가역적 막오염 상태에 이르러 종래 기술에서와 같이 고압막의 성능 및 수명을 악화시키기에 가역적 막오염 상태에서 이루어져야 한다. 본 발명자는 다수의 실험을 통하여 이에 가역적 막오염 상태에서 유지화학세정이 이루어지기 위한 최적의 주기는 주 1회 이상임을 확인하였다. The high pressure membrane filtration process according to the invention is preferably carried out in a reversible membrane fouling state. That is, if the reversible membrane fouling state is left for a long time to reach the irreversible membrane fouling state should be made in a reversible membrane fouling state to deteriorate the performance and life of the high pressure membrane as in the prior art. The inventors have found that the optimal cycle for maintenance chemical cleaning in reversible membrane contamination is at least once a week through a number of experiments.

또한, 전술한 표 1과 같은 복잡하고 상황에 따라 상이한 화학약품을 사용하는 것은 번거로울 뿐만 아니라 경제적으로도 큰 손실을 끼칠 수 있다. 본 발명에서와 같이 가역적 막오염 상태에서 유지화학세정이 이루어지는 경우 하나의 화학약품을 사용하는 것만으로도 충분한 효과를 갖는다. 본 발명자는 다수의 실험을 통하여 NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH(+)EDTA-4Na, HCl(+)EDTA-2Na, 및 HCl(+)구연산로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나만을 포함한 유지화학세정액을 사용하는 경우에도 가역적 막오염 상태의 고압막을 효과적으로 세정할 수 있음을 확인하였다. 특히, 염소가 사용되지 않음을 유의한다. In addition, it is not only cumbersome to use different chemicals depending on the complicated situation as described in Table 1, but also can cause a great economic loss. As in the present invention, when the maintenance chemical cleaning is performed in a reversible membrane contamination state, it is sufficient to use only one chemical agent. The inventors have made a number of experiments to select only one selected from the group consisting of NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH (+) EDTA-4Na, HCl (+) EDTA-2Na, and HCl (+) citric acid. In the case of using an oil-based chemical cleaning solution, it was confirmed that the high-pressure membrane in the reversible membrane fouling state could be effectively cleaned. In particular, note that chlorine is not used.

이와 같이 주 1회 이상의 짧은 주기에 따라 유지화학세정을 실시함으로써, 유지화학세정액의 농도와 유지화학세정 처리시간 역시, 연 1 ~ 2회 이루어지는 화학세정에서와 같이 고농도이고 24 내지 48시간의 장시간일 필요가 없다. 본 발명자는 다수의 실험을 통하여 0.01%(w) 내지 0.5%(w)의 세정농도 및 30분 내지 4시간의 세정시간에서도 가역적 막오염 상태의 고압막을 효과적으로 세정할 수 있음을 확인하였다. In this way, by carrying out the maintenance chemical cleaning in a short cycle at least once a week, the concentration of the maintenance chemical cleaning liquid and the processing time of the maintenance chemical cleaning are also high concentrations, as in the chemical cleaning which is performed once or twice a year, and a long time of 24 to 48 hours. no need. The inventors have confirmed that, through a number of experiments, high pressure membranes in a reversible membrane fouling state can be effectively cleaned even at a cleaning concentration of 0.01% (w) to 0.5% (w) and a cleaning time of 30 minutes to 4 hours.

이와 같이 화학약품을 최소로 하고, 그 농도를 낮추고, 동시에 처리시간을 짧게 함으로써 화학약품을 보다 적게 이용하면서도 상승된 효과를 거둘 수 있으며 화학세정에 의하여 막여과장치를 사용할 수 없는 시간을 단축시킴으로써 경제성 효과가 배가된다.
By minimizing chemicals, lowering their concentrations, and shortening the treatment time, the chemicals can be used more effectively while using less chemicals. The effect is doubled.

도 1b의 굵은 화살표를 통해 본 발명에 따른 고압 막여과공정의 유지화학세정 공정을 구체적으로 설명한다. The bold arrows of FIG. 1B will specifically describe the maintenance chemical cleaning process of the high pressure membrane filtration process according to the present invention.

미리 정해진 기준에 따라 주처리공정의 처리수 생산 성능이 악화될 경우 유지화학세정을 시작할 수 있다. Maintenance chemical cleaning can be started if the treatment water production performance of the main treatment process deteriorates according to predetermined criteria.

유지화학세정에 사용되는 처리수는 주처리공정에서 생산된 주처리수(화살표 10) 또는 주처리수 탱크부(230)에 저류된 주처리수(화살표 20) 또는 후처리수(화살표 30)으로부터 획득될 수 있다. The treated water used for the maintenance chemical cleaning is from the main treated water (arrow 10) produced in the main treatment process or the main treated water (arrow 20) or the post-treated water (arrow 30) stored in the main treated water tank 230. Can be obtained.

이러한 처리수들이 화학세정 탱크부(410)로 이송되어 최적 조건의 화학약품과 최적 조건의 농도로서 믹싱(mixing)되고, 화학세정 펌프부(420)를 통하여 고압 가압식 막여과부(220)로 이송되며, 이후 순환 및 정치 등의 방법으로 유지화학세정이 실시된다. 최적 조건의 화학약품, 농도 등은 전술한 바와 같다.
The treated water is transferred to the chemical cleaning tank unit 410 and mixed with the chemicals of the optimum conditions and the concentration of the optimum conditions, and transferred to the high pressure pressurized membrane filter unit 220 through the chemical cleaning pump unit 420. After that, maintenance and chemical cleaning are performed by circulation or stationary method. Optimum chemicals, concentrations, etc. are as described above.

본 발명의 효과의 구체적 설명Detailed description of the effects of the present invention

도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명에 따른 고압 막여과공정의 유지화학세정 효과를 구체적으로 설명한다. 도 2b는 도 2a의 "B" 부분을 상세히 도시한다.Referring to Figures 2a and 2b will be described in detail the maintenance chemical cleaning effect of the high pressure membrane filtration process according to the present invention. FIG. 2B shows the detail “B” of FIG. 2A in detail.

도 2a의 가로축은 고압 막여과장치의 가동시간(t)을 의미하며 세로축은 고압 막여과장치에서 처리되는 처리수(F)를 의미한다. 즉, 세로축은 처리수량으로서 처리 성능이라 할 수 있다. 그래프(1)는 본 발명에 따라 유지화학세정을 주기적으로 실시한 결과이며, 그래프(2)는 종래 기술에 따라 유지화학세정 없이 화학세정(CIP)을 실시한 결과이다. 2A means the operating time (t) of the high pressure membrane filter device, and the vertical axis means the treated water F to be treated in the high pressure membrane filter device. That is, the vertical axis can be referred to as processing performance as processing water quantity. Graph (1) is the result of periodically performing the maintenance chemical cleaning according to the present invention, graph (2) is the result of performing a chemical cleaning (CIP) without the maintenance chemical cleaning according to the prior art.

먼저, 종래 기술에 따른 결과인 그래프(2)를 설명한다. First, the graph 2 as a result according to the prior art will be described.

종래 기술에 따르면 적정한 화학세정은 초기처리수량(F0)이 화학세정시점으로 미리 결정된 화학세정시점 처리수량(Fc)으로 떨어지는 시점에 이루어진다. 미리 결정된 화학세정시점 처리수량(Fc)은 초기처리수량(F0) 대비 10 내지 15% 감소되는 경우로 설정되는 것이 일반적이며, 이에 따를 경우 전술한 바와 같이 통상 연 1 ~ 2회의 화학세정이 실시된다. 처리수량의 감소는 복합적인 막오염원에 따라 발생하기 때문에 화학세정은 통상 복합 화학약품으로 수행된다. (표 1 참조)According to the prior art, the proper chemical cleaning is performed at a time when the initial treatment amount F 0 falls to the chemical cleaning time treatment point F c which is predetermined as the chemical cleaning time point. The predetermined amount of chemical cleaning point F c is generally set to be reduced by 10 to 15% relative to the initial amount of water F 0. Accordingly, as described above, chemical cleaning is usually performed once or twice a year. Is carried out. Since the reduction in the amount of treatment occurs due to complex membrane sources, chemical cleaning is usually carried out with complex chemicals. (See Table 1)

고압 막여과장치 가동 후, 처리수량이 화학세정시점 처리수량(Fc)으로 감소된 시점(t1)에 화학세정이 실시된다. 화학세정이 실시된 고압 막여과장치의 처리수량은 초기처리수량(F0)에 이르는 것이 이상적이나, 실제로 장기간 막오염이 지속됨에 따라 가역적 막오염이 비가역적 막오염으로 진행되어 비가역적 막오염 만큼 처리수량이 회복되지 않는다. 이에 따라 화학세정의 1회 실시후 처리수량은 초기처리수량(F0)보다 낮은 처리수량(F1)에 이르게 되며, 이는 성능 및 수명 감소를 의미한다.The chemical cleaning is carried out after the high-pressure membrane filtration unit operations, the processing quantity is chemical cleaning process time quantity (F c) with the reduced time (t 1). Ideally, the treated water of the high pressure membrane filter subjected to chemical cleaning reaches the initial treatment water (F 0 ), but in fact, as membrane fouling continues for a long time, reversible membrane fouling proceeds to irreversible membrane fouling. Treated water is not recovered. Accordingly, after one time of chemical cleaning, the treated water amount reaches a lower treated water amount (F 1 ) than the initial treated water amount (F 0 ), which means a decrease in performance and lifespan.

이후 마찬가지로 가동에 따라 처리수량이 감소되어 화학세정시점 처리수량(Fc)으로 감소된 시점(t2)에 다시 화학세정이 실시된다. 역시 F0과 F1의 차이에 상응하는 비가역적 막오염이 진행되어 처리수량은 처리수량(F2)에 이르게 되어 감소된다.Thereafter, the amount of treatment is reduced according to the operation, and chemical cleaning is performed again at the time point t 2 when the amount of treatment at the chemical cleaning point F c is reduced. Also, irreversible membrane fouling, which corresponds to the difference between F 0 and F 1 , proceeds, and the amount of treated water reaches the amount of treated water (F 2 ).

이와 같이 종래 기술에 따를 경우, 복합적인 화학약품 사용으로 인한 경제성은 별론으로 하더라도 비가역적 막오염이 지속적으로 진행되어 고압막의 수명이 단축되고 생산성이 크게 감소된다.
Thus, according to the prior art, even if the economics due to the use of the complex chemicals, apart from irreversible membrane contamination proceeds continuously, the life of the high-pressure membrane is shortened and productivity is greatly reduced.

도 2b를 참조하여 본 발명에 따른 그래프(1)를 설명한다. The graph 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. 2B.

본 발명에 따르는 유지화학세정은 가역적 막오염이 비가역적 막오염으로 진행되기 전에, 즉 가역적 막오염 상태에서 실시된다. 즉, 동일 조건 하에서 가동시간에 따른 처리수량 감소 정도를 의미하는 기울기는 그래프(2)와 그래프(3)가 동일하나, 주 1회 이상의 주기적인 유지화학세정으로서 가역적 막오염이 주기적으로 감소되어 그래프(1)의 전체적인 기울기는 그래프(3)의 기울기에 비해 낮다. The maintenance chemical cleaning according to the invention is carried out before reversible membrane fouling proceeds to irreversible membrane fouling, i.e. in a reversible membrane fouling state. That is, the slope, which means the amount of treatment water decrease according to operating time under the same conditions, is the same as that of the graph (2) and the graph (3), but the reversible membrane contamination is periodically reduced as a periodic maintenance chemical cleaning at least once a week. The overall slope of (1) is lower than the slope of the graph (3).

특히, 가역적 막오염에 대한 유지화학세정으로 인하여 막오염물질이 주기적으로 세정되고 비가역적 막오염을 이루게 되는 오염물질의 결합체인 연결 및 압축결합 등이 크게 감소하며, 이에 따라 비가역적 막오염의 발생시간을 크게 감소시킬 수 있다. 이는 결국 고압막의 수명 증가 및 생산성의 향상을 의미한다.
In particular, due to the maintenance of chemical cleaning for reversible membrane fouling, membrane contaminants are periodically cleaned and condensation and compression bonding, which is a combination of contaminants that form irreversible membrane fouling, greatly reduces the occurrence of irreversible membrane fouling. The time can be greatly reduced. This, in turn, means an increase in the lifespan and productivity of the high pressure membrane.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments. That is, those skilled in the art to which the present invention pertains can make many changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are possible. Equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

100: 전처리부 200: 주처리부
205: 약품투입부 210: 주처리 고압펌프부
220: 고압 가압식 막여과부 230: 주처리수 탱크부
300: 후처리부 400: 화학세정부
410: 화학세정 탱크부 420: 화학세정 펌프부
100: preprocessing unit 200: main processing unit
205: chemical injection unit 210: main treatment high pressure pump
220: high pressure pressurized membrane filter 230: main treatment water tank
300: post-processing unit 400: chemical tax government
410: chemical cleaning tank unit 420: chemical cleaning pump unit

Claims (6)

폴리아마이드(PA)계 화학물로 이루어진 고압막에서, 그리고 10 내지 85bar의 압력으로 피처리수가 여과되는 고압 막여과공정의 유지화학세정 방법에 있어서,
가역적 막오염 상태에서 주 1회 이상의 주기로 상기 고압막을 유지화학세정하는 단계를 포함하는,
고압 막여과공정의 유지화학세정 방법.
In the maintenance chemical cleaning method of the high pressure membrane filtration process in which the water to be treated is filtered at a pressure of 10 to 85 bar in a high pressure membrane made of polyamide (PA) -based chemicals,
And maintaining and chemically cleaning the high pressure membrane at least once a week in a reversible membrane contamination state.
Maintenance chemical cleaning method of high pressure membrane filtration process.
제 1 항에 있어서,
상기 유지화학세정 단계는 화학약품을 포함하는 유지화학세정액이 사용되며,
상기 화학약품은 NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH(+)EDTA-4Na, HCl(+)EDTA-2Na, 및 HCl(+)구연산로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
고압 막여과공정의 유지화학세정 방법.
The method of claim 1,
The maintenance chemical cleaning step is used to maintain a chemical cleaning solution containing a chemical,
The chemical agent is any one selected from the group consisting of NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH (+) EDTA-4Na, HCl (+) EDTA-2Na, and HCl (+) citric acid doing,
Maintenance chemical cleaning method of high pressure membrane filtration process.
제 2 항에 있어서,
상기 유지화학세정액의 농도는 0.01%(w) 내지 0.5%(w)인 것을 특징으로 하는,
고압 막여과공정의 유지화학세정 방법.
The method of claim 2,
The concentration of the maintenance chemical cleaning solution is characterized in that 0.01% (w) to 0.5% (w),
Maintenance chemical cleaning method of high pressure membrane filtration process.
제 2 항에 있어서,
상기 유지화학세정 단계의 세정 시간은 30분 내지 4시간인 것을 특징으로 하는,
고압 막여과공정의 유지화학세정 방법.
The method of claim 2,
The cleaning time of the maintenance chemical cleaning step is characterized in that 30 minutes to 4 hours,
Maintenance chemical cleaning method of high pressure membrane filtration process.
전처리부, 주처리부, 후처리부; 및
상기 주처리부와 연통되는 화학세정부를 포함하는 고압 막여과장치에 있어서,
상기 주처리부는 고압 가압식 막여과부를 포함하며,
상기 고압 가압식 막여과부는 폴리아마이드(PA)계 화학물로 이루어진 고압막을 포함하고, 10 내지 85bar에서 운행되며,
상기 화학세정부는 화학세정(CIP) 공정 및 유지화학세정 공정을 수행할 수 있으며,
상기 유지화학세정 공정은 가역적 막오염 상태에서 주 1회 이상의 주기로 상기 고압막을 세정하는 것을 특징으로 하는,
고압 막여과장치.
Pre-processing unit, main processing unit, post-processing unit; And
In the high pressure membrane filter comprising a chemical washing unit in communication with the main processing unit,
The main processing unit includes a high pressure pressurized membrane filtration unit,
The high pressure pressurized membrane filtration unit includes a high pressure membrane made of polyamide (PA) -based chemicals, and operates at 10 to 85 bar,
The chemical tax administration may perform a chemical cleaning (CIP) process and maintenance chemical cleaning process,
The maintenance chemical cleaning process is characterized in that the cleaning of the high pressure membrane at least once a week in a reversible membrane fouling state,
High pressure membrane filtration device.
제 5 항에 있어서,
상기 화학세정부는 화학세정 탱크부를 포함하며,
상기 화학세정 탱크부에는 화학세정(CIP)용 화학약품 및 유지화학세정용 화학약품이 투입될 수 있으며,
상기 유지화학세정용 화학약품은 NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH(+)EDTA-4Na, HCl(+)EDTA-2Na, 및 HCl(+)구연산로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
고압 막여과장치.
The method of claim 5, wherein
The chemical cleaner includes a chemical cleaning tank unit,
The chemical cleaning tank unit may be injected with chemical cleaning (CIP) chemicals and maintenance chemical cleaning chemicals,
The chemical cleaning agent for oils and fats is any one selected from the group consisting of NaOH, HCl, EDTA-4Na, EDTA-2Na, NaOH (+) EDTA-4Na, HCl (+) EDTA-2Na, and HCl (+) citric acid It is characterized by
High pressure membrane filtration device.
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