KR101045263B1 - 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치 및 방법 - Google Patents

막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 원수에 포함된 오염물질을 제거하는 복수의 분리막을 구비하는 막여과 정수처리시스템에 있어서, 상기 복수의 분리막중 어느 하나 계열의 분리막으로 원수를 공급하도록 원수 배관 상에 설치되는 원수 전자밸브와; 상기 어느 하나 계열의 분리막에서 배출되는 여과수의 대부분을 배출하고, 역세수를 공급하도록 여과수 배관 상에 설치되는 여과수 전자밸브와; 상기 어느 하나 계열의 분리막의 여과수를 일부 배출하도록 농축수 배관 상에 설치되는 농축수 전자밸브와; 상기 어느 하나 계열의 분리막으로 압축 공기를 공급하도록 원수 배관과 연결된 공기 투입 배관 상에 설치되는 공기 투입 전자밸브와; 상기 각각의 전자밸브의 개폐를 제어하는 PID 제어기와; 상기 원수 배관 상에 설치되어 이의 내부 압력을 측정하는 압력 센서와; 상기 어느 하나 계열의 분리막을 통해 배출되는 여과수에 포함된 입자수를 실시간으로 측정하도록 상기 여과수 배관 상에 설치되는 온라인 입자계수기; 및 기설정된 시간에 따라 PDT(Pressure Decay Test)를 자동으로 수행하거나 또는 상기 온라인 입자계수기로부터 측정된 입자수가 일정 크기로 일정 시간동안 연속으로 측정되면 상기 PDT를 자동으로 수행하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 기설정된 시간에 자동 PDT를 수행하거나 또는 고감도 입자계수기를 통해 일정 크기 이상의 입자가 일정 시간 이상 측정되는 경우 에도 자동 PDT를 수행하여 PDR을 측정한 후 PDR값에 따라 막파단의 여부를 감시하도록 함으로써 유지 관리의 효율성을 증대시킴과 동시에 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
분리막, PDT, PDR, 막파단, 감시, 자동

Description

막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치 및 방법{CONTROLLING APPARATUS FOR IMPROVING STABILITY ON MAINTENANCE FOR WATER PURIFICATION SYSTEMS BY MEMBRANE FILTERS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 막여과 정수처리시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 기설정된 시간에 자동 PDT를 수행하거나 또는 고감도 입자계수기를 통해 일정 크기 이상의 입자가 일정 시간 이상 측정되는 경우에도 자동 PDT를 수행하여 PDR을 측정한 후 PDR값에 따라 막파단의 여부를 감시하도록 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 분리막은 머리카락 굵기보다 작은 미세기공(수㎛ 이하)이 형성되어 있다. 이러한 분리막은 미세 공극을 통해 용액과 용질을 분리한다. 예를 들어, 분리막을 이용하면 수중에 포함된 유기 오염물질, 무기 오염물질, 기생충, 박테리아를 분리할 수 있다.
이러한 분리막은 안전한 물을 생산하기 위한 상수 처리시설에 널리 사용되고 있다. 특히, 분리막 여과공정은 종래의 모래여과 공정에 비해 응집제 등 세정약품을 사용량이 적기 때문에 친환경적인 처리가 가능하고, 소요되는 부지면적을 줄일 수 있는 장점이 있다.
분리막은 미세기공의 크기에 따라 정밀여과막(MF), 한외여과막(UF), 나노여과막(NF), 역삼투여과막(RO) 등으로 구분된다. 정밀여과막과 한외여과막은 상수처리에 의한 먹는 물을 생산하거나 생활하수나 공장폐수를 처리하는데 적합하다. 나노여과막과 역삼투 여과막은 상대적으로 공극이 작기 때문에 불순물이 거의 포함되지 않은 순수한 물을 생산하는데 적합하다.
상수처리에서 분리막 여과공정을 적용하는 가장 큰 이유는 일정한 수질을 얻을 수 있다는 것이다. 특히, 우리나라와 같이 봄, 가을의 조류발생, 여름의 고탁도, 겨울의 수온저하 등 4계절마다 원수의 수질 편차가 큰 경우에는 종래의 모래여과로는 일정한 수질을 얻기가 어려웠다. 또한, 분리막 여과공정을 이용하면, 자동화가 가능하고 모래여과에 비해서 소요 부지면적이 작다. 이러한 장점은 전문 관리 인력과 시설부지가 부족한 우리나라의 현실에서 매우 유용하다.
따라서 앞으로 정수처리시설에서 분리막을 이용한 여과공정시스템이 활성화하거나 확산하기 위해서는 무엇보다도 유지관리 안정성이 확보되어야 할 것이다.
도 1은 막 모듈안 섬유(Fiber)의 미세 공극에 의해 오염물질이 제거되는 모습을 나타낸 도면이다. 이러한 섬유가 막 모듈 안에 수천가닥이 밀집ㅇ구성되어 있으며, 이중 한 가닥만 손상되어도 병원성 미생물(크기 : 약 3~7㎛)이 빠져나와 정수처리공정에 심각한 문제가 발생될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 PDT(Pressure Decay Test)를 통해 PDR(Pressure Decay Ratio)을 측정하여 막파단을 감시하는 방법이 사용되었다.
그러나, 이러한 종래의 PDT의 수행방식은 운영자가 직접 수동 방식으로 막파단을 감시하기 때문에 절차가 번거롭고, 이로 인해 유지 관리의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기설정된 시간에 자동 PDT를 수행하거나 또는 고감도 입자계수기를 통해 일정 크기 이상의 입자가 일정 시간 이상 측정되는 경우에도 자동 PDT를 수행하여 PDR을 측정한 후 PDR값에 따라 막파단의 여부를 감시하도록 함으로써 유지 관리의 효율성을 증대시킴과 동시에 안전성을 더욱 향상시키도록 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
원수에 포함된 오염물질을 제거하는 복수의 분리막을 구비하는 막여과 정수처리시스템에 있어서, 상기 복수의 분리막중 어느 하나 계열의 분리막으로 원수를 공급하도록 원수 배관 상에 설치되는 원수 전자밸브와; 상기 어느 하나 계열의 분리막에서 배출되는 여과수의 대부분을 배출하고, 역세수를 공급하도록 여과수 배관 상에 설치되는 여과수 전자밸브와; 상기 어느 하나 계열의 분리막의 여과수를 일부 배출하도록 농축수 배관 상에 설치되는 농축수 전자밸브와; 상기 어느 하나 계열의 분리막으로 압축 공기를 공급하도록 원수 배관과 연결된 공기 투입 배관 상에 설치 되는 공기 투입 전자밸브와; 상기 각각의 전자밸브의 개폐를 제어하는 PID 제어기와; 상기 원수 배관 상에 설치되어 이의 내부 압력을 측정하는 압력 센서와; 상기 어느 하나 계열의 분리막을 통해 배출되는 여과수에 포함된 입자수를 실시간으로 측정하도록 상기 여과수 배관 상에 설치되는 온라인 입자계수기; 및 기설정된 시간에 따라 PDT(Pressure Decay Test)를 자동으로 수행하거나 또는 상기 온라인 입자계수기로부터 측정된 입자수가 일정 크기로 일정 시간동안 연속으로 측정되면 상기 PDT를 자동으로 수행하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 컨트롤러는 시간을 카운팅하여 기설정된 시간에 도달되면, 상기 PID 제어기를 제어하여 상기 PID 제어기에서 상기 원수 전자밸브와 여과수 전자밸브 및 농축수 전자밸브를 폐쇄시켜 여과 공정을 중지되도록 한 다음, 상기 PID 제어기를 제어하여 상기 PID 제어기에서 상기 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브 및 공기 투입 전자밸브를 개방시켜 역세 과정이 진행되도록 하고, 다시 상기 PID 제어기를 제어하여 상기 PID 제어기에서 상기 원수 전자밸브와, 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브와, 공기 투입 전자밸브를 모두 폐쇄시켜 운전이 일시 정지되도록 한 상태에서 상기 PDT를 수행한다.
여기에서 또한, 상기 컨트롤러는 상기 PDT를 수행시 상기 여과수 전자밸브를 완전 개방시킨 다음, 상기 공기 투입 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 어느 하나 계열의 분리막 내부로 압축 공기를 유입시켜 설계 압력까지 상승되도록 한 후, 상기 압력 센서를 통해 측정결과 설계 압력까지 상승되면 상기 공기 투입 전자밸브를 폐쇄시켜 일정 시간동안 유지시킨 다음, 상기 압력 센서를 통해 입력되는 압력을 이용하여 PDR을 측정한다.
여기에서 또, 상기 컨트롤러는 상기 어느 하나 계열의 분리막의 PDR의 측정이 완료되면 상기 농축수 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 분리막 내부 압력을 감소시킨다.
여기에서 또, 상기 컨트롤러는 PDR값이 기준값 이상이면 상기 어느 하나 계열의 분리막의 막파단으로 판단하여 상기 어느 하나 계열의 분리막의 운전을 중지시키고, 다른 계열의 분리막의 운영 플럭스(flux)의 상승을 요청하여 총 생산량이 동일하게 유지되도록 한다.
여기에서 또, 상기 컨트롤러는 PDR값이 기준값 미만이면 상기 PID 제어기를 통해 원수 전자밸브와 여과수 전자밸브만을 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막을 이용하여 원수를 여과한다.
여기에서 또, 상기 컨트롤러는 상기 온라인 입자계수기로부터 3㎛ 이상의 크기의 입자가 5분 이상 연속 측정이 되는 경우 상기 PDT를 수행한다.
여기에서 또, 상기 기설정된 시간은 1일 1회 이상이다.
본 발명의 다른 특징은,
상기의 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치를 이용한 제어방법에 있어서; PID 제어기를 통해 원수 전자밸브와, 여과수 전자밸브 및 농축수 전자밸브만을 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막을 이용하여 원수를 여과하는 여과 운전 단계와; 상기 온라인 입자계수기를 통해 여과수의 입자수를 측정하는 입자수 측정 단계와; 측정 결과 여과수의 입자수가 일정 크기 이상으로 일정 시간동안 연속 측정되었는지 여부를 판단하는 입자수 모니터링 단계와; 판단 결과 일정 크기 이상으로 일정 시간동안 연속으로 미측정되면, 시간을 카운팅하여 기설정된 시간에 도달되었는지의 여부를 판단하는 시간 카운팅 단계와; 판단 결과 기설정된 시간에 도달되었으면 상기 PID 제어기를 통해 상기 원수 전자밸브와, 여과수 전자밸브 및 농축수 전자밸브를 폐쇄시켜 여과를 중지하는 여과 운전 중지 단계와; 여과가 중지되면 상기 PID 제어기를 통해 상기 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브 및 공기 투입 전자밸브를 개방시켜 상기 어느 하나 계열의 분리막의 역세를 수행하는 역세 단계; 및 역세가 완료되면, PDT를 자동으로 수행하는 PDT 수행 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법은 상기 입자수 모니터링 단계에서 여과수의 입자수가 일정 크기 이상으로 일정 시간동안 연속으로 측정되는 경우 상기 여과 운전 중지 단계와, 역세 단계 및 PDT 수행 단계를 순차적으로 수행한다.
여기에서 또, 상기 입자수 모니터링 단계는 상기 온라인 입자계수기로부터 3㎛ 이상의 크기의 입자가 5분 이상 연속 측정되는지의 여부를 판단한다.
여기에서 또, 상기 시간 카운팅 단계에서 기설정된 시간은 1일 1회 이상이다.
여기에서 또, 상기 PDT 수행 단계는 상기 PID 제어기를 통해 상기 원수 전자밸브와 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브 및 공기 투입 전자밸브를 모두 폐쇄시켜 운전이 일시 정지시키는 제 1단계와; 상기 여과수 전자밸브를 완전 개방시킨 다 음, 상기 공기 투입 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 어느 하나 계열의 분리막 내부로 압축 공기를 유입시켜 설계 압력까지 상승시키는 제 2단계와; 압력 센서를 통해 측정결과 설계 압력까지 상승되면 상기 공기 투입 전자밸브를 폐쇄시켜 일정 시간동안 유지시키는 제 3단계와; 일정 시간이 종료되면 상기 농축수 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 분리막 내부 압력을 감소시키는 제 4단계와; 상기 압력 센서를 통해 일정 시간동안 입력된 상기 어느 하나 계열의 분리막의 압력을 이용하여 PDR의 측정하는 제 5단계와; 측정된 PDR값을 기준값과 비교하는 제 6단계와; 비교 결과 PDR값이 기준값 이상이면 상기 어느 하나 계열의 분리막의 막파단으로 판단하여 상기 어느 하나 계열의 분리막의 운전을 중지시키는 제 7단계; 및 상기 어느 하나 계열의 분리막의 운전이 중지되면 다른 계열의 분리막의 운영 플럭스(flux)의 상승을 요청하여 총 생산량이 동일하게 유지시키는 제 8단계로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 PDT 수행 단계는 측정된 PDR값을 기준값과 비교하여 기준값 미만이면 상기 여과 운전 단계로 진입한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치 및 방법에 따르면, 기설정된 시간에 자동 PDT를 수행하거나 또는 고감도 입자계수기를 통해 일정 크기 이상의 입자가 일정 시간 이상 측정되는 경우에도 자동 PDT를 수행하여 PDR을 측정한 후 PDR값에 따라 막파단의 여부를 감시하도록 함으로써 유지 관리의 효율성을 증대시켜 유지 관리 비용을 감소시키고, 안전성을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치(100)는 원수 전자밸브(110)와, 여과수 전자밸브(120)와, 농축수 전자밸브(130)와, 공기 투입 전자밸브(140)와, PID 제어기(150)와, 압력 센서(160)와, 온라인 입자계수기(170) 및 컨트롤러(180)로 구성된다.
먼저, 원수 전자밸브(110)는 복수의 분리막중 어느 하나 계열의 분리막(101)으로 원수를 공급하도록 원수 배관(111) 상에 설치되고, 하기에서 설명할 PID 제어기(150)에 의해 개폐 및 개도가 조절된다.
그리고, 여과수 전자밸브(120)는 어느 하나 계열의 분리막(101)에서 배출되는 여과수를 배출하고, 어느 하나 계열의 분리막(101)으로 역세수를 공급하도록 여 과수 배관(121) 상에 설치되고, PID 제어기(150)에 의해 개폐 및 개도가 조절된다.
또한, 농축수 전자밸브(130)는 어느 하나 계열의 분리막(101)의 여과수를 일부 배출하도록 농축수 배관(131) 상에 설치되고, PID 제어기(150)에 의해 개폐 및 개도가 조절된다.
또, 공기 투입 전자밸브(140)는 어느 하나 계열의 분리막(101)으로 컴프레셔(미도시)의 압축 공기를 공급하도록 원수 배관(111)과 연결된 공기 투입 배관(141) 상에 설치되고, PID 제어기(150)에 의해 개폐 및 개도가 조절된다.
한편, PID 제어기(150)는 하기에서 설명할 컨트롤러(180)의 제어에 따라 원수 전자밸브(110)와, 여과수 전자밸브(120)와, 농축수 전자밸브(130)와, 공기 투입 전자밸브(140)의 개폐 및 개도를 조절한다.
또한, 압력 센서(160)는 원수 배관(111) 상에 설치되어 원수 배관(111)의 내부 압력 측정을 통해 어느 하나 계열의 분리막(101)의 내부 압력을 측정한다.
또, 온라인 입자계수기(170)는 어느 하나 계열의 분리막(101)을 통해 배출되는 여과수에 포함된 입자수를 실시간으로 측정하도록 여과수 배관(121) 상에 설치된다.
한편, 컨트롤러(180)는 기설정된 시간(예를 들면, 매일 오후 1시)에 따라 PDT(Pressure Decay Test)를 자동으로 수행하거나 또는 온라인 입자계수기(170)로부터 측정된 입자수가 3㎛ 이상 크기의 입자가 5분 이상 연속 측정이 되면 PDT를 자동으로 수행한다.
여기에서, 컨트롤러(180)는 내부 타이머(미도시)를 통해 시간을 카운팅하여 기설정된 시간에 도달되면, PID 제어기(150)를 제어하여 원수 전자밸브(110)와, 여과수 전자밸브(120) 및 농축수 전자밸브(130)를 폐쇄시켜 여과 공정을 중지시킨 다음, PID 제어기(150)를 제어하여 여과수 전자밸브(120)와, 농축수 전자밸브(130) 및 공기 투입 전자밸브(140)를 개방시켜 역세 과정이 진행되도록 한다.
여기에서 또한, 컨트롤러(180)는 역세 과정이 종료되면 PID 제어기(150)를 제어하여 원수 전자밸브(110)와 여과수 전자밸브(120)와, 농축수 전자밸브(130) 및 공기 투입 전자밸브(140)를 모두 폐쇄시켜 운전이 일시 정지되도록 한 상태에서 PDT를 수행한다.
여기에서 또, 컨트롤러(180)는 PDT를 수행시 PID 제어기(150)를 제어하여 여과수 전자밸브(120)를 완전 개방시킨 다음, 공기 투입 전자밸브(140)를 서서히 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막(101) 내부로 압축 공기를 유입시켜 설계 압력까지 상승되도록 한 후, 압력 센서(160)를 통해 측정결과 설계 압력(예를 들면, 200kPa)까지 상승되면 공기 투입 전자밸브(140)를 폐쇄시켜 일정 시간(예를 들면, 5분)동안 유지시킨 다음, 압력 센서(160)를 통해 입력되는 압력을 이용하여 PDR을 측정한다.
여기에서 또, 컨트롤러(180)는 어느 하나 계열의 분리막(101)의 PDR의 측정이 완료되면 농축수 전자밸브(130)를 서서히 개방시켜 분리막 내부 압력을 감소시킨 다음, PDR값이 기준값 이상이면 어느 하나 계열의 분리막(101)의 막파단으로 판단하여 어느 하나 계열의 분리막(101)의 운전을 중지시키고, 다른 계열의 분리막(미도시)의 운영 플럭스(flux)의 상승을 요청하여 총 생산량이 동일하게 유지되도 록 한다.
여기에서 또, 컨트롤러(180)는 PDR값이 기준값 미만이면 PID 제어기(150)를 제어하여 원수 전자밸브(110)와 여과수 전자밸브(120) 및 농축수 전자밸브(130)만을 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막(101)을 이용하여 다시 원수를 여과한다.
이하, 본 발명에 따른 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법을 설명하기 위한 공정도이다.
먼저, 컨트롤러(180)는 PID 제어기(150)를 통해 원수 전자밸브(110)와, 여과수 전자밸브(120) 및 농축수 전자밸브(130)만을 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막(101)을 이용하여 원수를 여과하는 여과 운전을 수행한다(S100).
한편, 온라인 입자계수기(170)는 여과수의 입자수를 실시간으로 측정하여 컨트롤러(180)로 측정 결과를 전송한다(S110).
그리고, 컨트롤러(180)는 측정 결과 여과수의 입자수가 3㎛ 이상 크기의 입자가 5분 이상 연속으로 미측정되면(S120), 시간을 카운팅하여 기설정된 시간에 도달되었는지의 여부를 판단한다(S130). 이때, 컨트롤러(180)는 측정 결과 여과수의 입자수가 3㎛ 이상 크기의 입자가 5분 이상 연속으로 측정되면 단계 140(S140)으로 패스된다.
그리하여, 판단 결과 기설정된 시간에 도달되었으면 컨트롤러(180)는 PID 제어기(150)를 통해 원수 전자밸브(110)와, 여과수 전자밸브(120) 및 농축수 전자밸 브(130)를 폐쇄시켜 여과 운전을 중지한다(S140). 이때, 컨트롤러(180)는 기설정된 시간에 미도달되었으면 단계 100(S100)으로 리턴되어 여과 운전을 수행한다.
그런 다음, 컨트롤러(180)는 다시 PID 제어기(150)를 통해 원수 전자밸브(110)와, 농축수 전자밸브(130) 및 공기 투입 전자밸브(140)를 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막의 역세를 수행한다(S150). 이때, 역세와 헹굼(린스)이 이루어지고, 역세는 약 1분, 헹굼은 약 30초가 순차적으로 수행된다.
그리고, 역세가 완료되면 컨트롤러(180)는 PID 제어기(150)를 통해 원수 전자밸브(110)와, 여과수 전자밸브(120)와, 농축수 전자밸브(130) 및 공기 투입 전자밸브(140)를 모두 폐쇄시켜 운전이 일시 정지시킨다(S161).
그런 다음, 컨트롤러(180)는 PID 제어기(150)를 통해 여과수 전자밸브(120)는 완전 개방시키고, 공기 투입 전자밸브(140)를 서서히 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막 내부로 압축 공기를 유입시켜 설계 압력까지 상승시킨다(S162).
압력 센서(160)를 통해 측정결과 설계 압력까지 상승되면 컨트롤러(180)는 PID 제어기(150)를 통해 공기 투입 전자밸브(140)만을 폐쇄시켜 압력을 일정 시간동안 유지시킨다(S163).
그리고, 컨트롤러(180)는 일정 시간이 종료되면 PID 제어기(150)를 통해 농축수 전자밸브(130)를 서서히 개방시켜 분리막 내부 압력을 일정 압력(예를 들면, 10kPa) 이하로 감소시킨다(S164).
압력이 감소되면, 컨트롤러(180)는 압력 센서(160)를 통해 일정 시간동안 입력된 어느 하나 계열의 분리막(101)의 압력을 이용하여 PDR의 측정한다(S165). PDR 의 측정은 통상의 측정 방법이 사용된다.
그리고, 컨트롤러(180)는 측정된 PDR값을 기준값과 비교하고, 비교 결과 PDR값이 기준값 이상이면(S166), 어느 하나 계열의 분리막의 막파단으로 판단하여 상기 어느 하나 계열의 분리막의 운전을 중지시킨다(S167). 이때, 컨트롤러(180)는 측정된 PDR값을 기준값과 비교하여 기준값 미만이면 단계 100(S100)으로 리턴되어 여과 운전을 수행한다.
그런 다음, 컨트롤러(180)는 어느 하나 계열의 분리막의 운전이 중지되면 다른 계열의 분리막의 운영 플럭스(flux)의 상승을 요청하여 총 생산량이 동일하게 유지시킨다(S168). 즉, 다른 계열의 분리막을 운영하는 컨트롤러 또는 상위 컨트롤러로 제어 신호를 출력하여 운영 플럭스(flux)의 상승을 요청한다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 막 모듈안 섬유의 미세 공극에 의해 오염물질이 제거되는 모습을 나 타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법을 설명하기 위한 공정도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
101 : 분리막 110 : 원수 전자밸브
120 : 여과수 전자밸브 130 : 농축수 전자밸브
140 : 공기 투입 전자밸브 150 : PID 제어기
160 : 압력 센서 170 : 온라인 입자계수기
180 : 컨트롤러

Claims (14)

  1. 원수에 포함된 오염물질을 제거하는 복수의 분리막을 구비하는 막여과 정수처리시스템에 있어서,
    상기 복수의 분리막중 어느 하나 계열의 분리막으로 원수를 공급하도록 원수 배관 상에 설치되는 원수 전자밸브와;
    상기 어느 하나 계열의 분리막에서 배출되는 여과수의 대부분을 배출하고, 역세수를 공급하도록 여과수 배관 상에 설치되는 여과수 전자밸브와;
    상기 어느 하나 계열의 분리막의 여과수를 일부 배출하도록 농축수 배관 상에 설치되는 농축수 전자밸브와;
    상기 어느 하나 계열의 분리막으로 압축 공기를 공급하도록 원수 배관과 연결된 공기 투입 배관 상에 설치되는 공기 투입 전자밸브와;
    상기 각각의 전자밸브의 개폐를 제어하는 PID 제어기와;
    상기 원수 배관 상에 설치되어 이의 내부 압력을 측정하는 압력 센서와;
    상기 어느 하나 계열의 분리막을 통해 배출되는 여과수에 포함된 입자수를 실시간으로 측정하도록 상기 여과수 배관 상에 설치되는 온라인 입자계수기; 및
    기설정된 시간에 따라 PDT(Pressure Decay Test)를 자동으로 수행하거나 또는 상기 온라인 입자계수기로부터 3㎛ 이상의 크기의 입자가 5분 이상 연속 측정이 되는 경우 상기 PDT를 자동으로 수행하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    시간을 카운팅하여 기설정된 시간에 도달되면, 상기 PID 제어기를 제어하여 상기 PID 제어기에서 상기 원수 전자밸브와 여과수 전자밸브 및 농축수 전자밸브를 폐쇄시켜 여과 공정을 중지되도록 한 다음, 상기 PID 제어기를 제어하여 상기 PID 제어기에서 상기 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브 및 공기 투입 전자밸브를 개방시켜 역세 과정이 진행되도록 하고, 다시 상기 PID 제어기를 제어하여 상기 PID 제어기에서 상기 원수 전자밸브와, 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브와, 공기 투입 전자밸브를 모두 폐쇄시켜 운전이 일시 정지되도록 한 상태에서 상기 PDT를 수행하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 PDT를 수행시 상기 여과수 전자밸브를 완전 개방시킨 다음, 상기 공기 투입 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 어느 하나 계열의 분리막 내부로 압축 공기를 유입시켜 설계 압력까지 상승되도록 한 후, 상기 압력 센서를 통해 측정결과 설계 압력까지 상승되면 상기 공기 투입 전자밸브를 폐쇄시켜 일정 시간동안 유지시킨 다음, 상기 압력 센서를 통해 입력되는 압력을 이용하여 PDR을 측정하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 어느 하나 계열의 분리막의 PDR의 측정이 완료되면 상기 농축수 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 분리막 내부 압력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    PDR값이 기준값 이상이면 상기 어느 하나 계열의 분리막의 막파단으로 판단하여 상기 어느 하나 계열의 분리막의 운전을 중지시키고, 다른 계열의 분리막의 운영 플럭스(flux)의 상승을 요청하여 총 생산량이 동일하게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    PDR값이 기준값 미만이면 상기 PID 제어기를 통해 원수 전자밸브와 여과수 전자밸브만을 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막을 이용하여 원수를 여과하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 시간은,
    1일 1회 이상인 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치.
  9. 제 1 항의 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어장치를 이용한 제어방법에 있어서;
    PID 제어기를 통해 원수 전자밸브와, 여과수 전자밸브 및 농축수 전자밸브만을 개방시켜 어느 하나 계열의 분리막을 이용하여 원수를 여과하는 여과 운전 단계와;
    상기 온라인 입자계수기를 통해 여과수의 입자수를 측정하는 입자수 측정 단계와;
    측정 결과 여과수의 입자수가 일정 크기 이상으로 일정 시간동안 연속 측정 되었는지 여부를 판단하는 입자수 모니터링 단계와;
    판단 결과 일정 크기 이상으로 일정 시간동안 연속으로 미측정되면, 시간을 카운팅하여 기설정된 시간에 도달되었는지의 여부를 판단하는 시간 카운팅 단계와;
    판단 결과 기설정된 시간에 도달되었으면 상기 PID 제어기를 통해 상기 원수 전자밸브와, 여과수 전자밸브 및 농축수 전자밸브를 폐쇄시켜 여과를 중지하는 여과 운전 중지 단계와;
    여과가 중지되면 상기 PID 제어기를 통해 상기 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브 및 공기 투입 전자밸브를 개방시켜 상기 어느 하나 계열의 분리막의 역세를 수행하는 역세 단계; 및
    역세가 완료되면, PDT를 자동으로 수행하는 PDT 수행 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법은,
    상기 입자수 모니터링 단계에서 여과수의 입자수가 일정 크기 이상으로 일정 시간동안 연속으로 측정되는 경우 상기 여과 운전 중지 단계와, 역세 단계 및 PDT 수행 단계를 순차적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 입자수 모니터링 단계는,
    상기 온라인 입자계수기로부터 3㎛ 이상의 크기의 입자가 5분 이상 연속 측정되는지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 시간 카운팅 단계에서 기설정된 시간은,
    1일 1회 이상인 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 PDT 수행 단계는,
    상기 PID 제어기를 통해 상기 원수 전자밸브와 여과수 전자밸브와, 농축수 전자밸브 및 공기 투입 전자밸브를 모두 폐쇄시켜 운전이 일시 정지시키는 제 1단계와;
    상기 여과수 전자밸브를 완전 개방시킨 다음, 상기 공기 투입 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 어느 하나 계열의 분리막 내부로 압축 공기를 유입시켜 설계 압력까지 상승시키는 제 2단계와;
    압력 센서를 통해 측정결과 설계 압력까지 상승되면 상기 공기 투입 전자밸 브를 폐쇄시켜 일정 시간동안 유지시키는 제 3단계와;
    일정 시간이 종료되면 상기 농축수 전자밸브를 서서히 개방시켜 상기 분리막 내부 압력을 감소시키는 제 4단계와;
    상기 압력 센서를 통해 일정 시간동안 입력된 상기 어느 하나 계열의 분리막의 압력을 이용하여 PDR의 측정하는 제 5단계와;
    측정된 PDR값을 기준값과 비교하는 제 6단계와;
    비교 결과 PDR값이 기준값 이상이면 상기 어느 하나 계열의 분리막의 막파단으로 판단하여 상기 어느 하나 계열의 분리막의 운전을 중지시키는 제 7단계; 및
    상기 어느 하나 계열의 분리막의 운전이 중지되면 다른 계열의 분리막의 운영 플럭스(flux)의 상승을 요청하여 총 생산량이 동일하게 유지시키는 제 8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 PDT 수행 단계는,
    측정된 PDR값을 기준값과 비교하여 기준값 미만이면 상기 여과 운전 단계로 진입하는 것을 특징으로 하는 막여과 정수처리시스템용 유지관리 안정성 향상을 위한 제어방법.
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