KR101294599B1 - 분산분석 공정을 이용한 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법 및 이를 수행하는 분석장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수담수화용 역삼투막의 성능을 측정하고, 측정된 결과를 분석하는 공정과 연계하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법에 관한 것으로, 역삼투막의 성능을 측정한 결과 데이터를 저장, 관리 및 분석할 수 있는 분산분석 공정에 적용함으로써 안정화된 결과 데이터를 얻는 시간을 단축하고, 담수화 공정에서 얻은 데이터를 통해 성능시험 결과의 분석을 용이하게 할 수 있는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.

Description

분산분석 공정을 이용한 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법 및 이를 수행하는 분석장치{Performance Analysis Method of Reverse Osmosis Membrane for freshwater using dispersion analysis process and Analysis Equipment using the same}
본 발명은 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수담수화용 역삼투막의 성능을 측정하고, 측정된 결과를 분석하는 공정과 연계하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법에 관한 것으로, 역삼투막의 성능을 측정한 결과 데이터를 저장, 관리 및 분석할 수 있는 분산분석 공정에 적용함으로써 안정화된 결과 데이터를 얻는 시간을 단축하고, 담수화 공정에서 얻은 데이터를 통해 성능시험 결과의 분석을 용이하게 할 수 있는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.
해수담수화 기술은 최근 대두되기 시작한 물 부족 문제를 해결할 수 있는 기술로서, 계절이나 기상조건에 상관없이 다량의 수자원의 확보가 가능한 해수를 담수화하는 기술을 말한다. 해수담수화 기술은 댐 건설에 비해 공사기간이 짧고 초기 투자비가 작으므로 지속적인 수자원 확보를 위한 대체 기술로 자리 잡고 있으며 저에너지, 대형화, 안정성, 친환경 등을 추구하는 기술이다.
해수담수화 플랜트란 바닷물을 증발시키거나 막을 통과하여 염분뿐만 아니라 다수의 무기 염류를 제거하여 공업용수, 식수 등 인류가 사용할 수 있는 담수를 생산하는 공정과 설비를 총칭한다.
담수화 방식은 크게 열에너지와 물의 증발현상을 이용한 증류/증발법과 막의 차별성과 선택적 투과 능력을 이용한 역삼투(Reverse Osmosis; RO)법으로 나눌 수 있다. 해수담수화 플랜트의 주요 공법 중 역삼투(RO) 방식, 즉, 해수 역삼투(Seawater Reverse Osmosis; SWRO) 방식은 기존의 다단 플래쉬 증류법(Multi-Stage Flash Distillation; MSF)이나 다중효용 증발법(Multiple-Effect Evaporation; ME)보다 에너지 효율이 높아 최근 상업 실적이 증가하고 있다. 역삼투법은 압력을 이용하여 물은 통과시키고 용질은 투과시키지 않는 역삼투막에 해수를 가입하여 담수를 분리하는 공법이다.
대한민국 특허공개공보 제2010-0097245호에는 예측 모델을 이용한 해수담수화 방법 및 이를 수행하는 장치에 관하여 기재되어 있는데, 이는 해수담수화 플랜트에서 축적된 데이터를 기반으로 인공 신경망이나 유전 프로그래밍에 의하여 구축된 예측 모델을 이용하여 에너지 효율을 극대화하는 해수담수화 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이고, 대한민국 특허공개공보 제2010-0076484호에는 분리막 여과수의 유량 연속측정장에 관한 것으로, 분리막으로부터 배출되는 여과수의 유량을 연속 측정함과 함께 그 정확성을 기할 수 있는 분리막 여과수의 유량 연속장치가 기재되어 있고, 대한민국 특허공개공보 제2007-0034875호에는 막분리를 이용한 고도정수처리장치의 막요염지수 연속 모니터링에 의한 응집 전처리 공정 제어장치 및 그 방법에 기재되어 있다.
그러나, 상기와 같이 종래기술에는 해수담수화 처리를 하여 그 성능을 측정하고 제어하는 기술은 있으나, 해수담수화 처리를 하여 그 성능을 측정하고, 측정된 데이터를 보관 및 분석하는 방법이나 장치 등은 현재까지 보고된 바가 없어 해수담수화 처리 후의 성능을 비교분석하는 기술의 개발이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름(cross flow)으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 인자를 이용하여 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수담수화용 역삼투막의 성능측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
상기 측정된 인자를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 물투과율 또는 염제거율의 값으로 분산분석하여 역삼투막의 성능을 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 세번째 과제는
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
상기 측정된 인자를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계;
상기 측정된 인자 데이터를 ROM-C(역삼투막 측정셀; Reverse Osmosis Membrane-cell)과 ROM-DF(역삼투막 데이터폴더; Reverse Osmosis Membrane-Data cell)에 저장하는 단계;
상기 측정된 인자 데이터로부터 산출된 물투과율과 염제거율 데이터를 ROM-F(역삼투막 파일; Reverse Osmosis Membrane-File)에 작성하는 단계;
상기 ROM-F에 작성된 물투과율과 염제거율을 변수 값으로 설정하는 단계;
분산분석 기법을 통하여 상기 설정된 인자의 특성분석 단계;
이상치, 결측치를 선별하고 분산분석 기법을 통하여 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 자료의 빈도분석, 히스토그램, 그래프와 분석 모형을 도출하는 단계;에 따라 분산분석 기법을 통한 해수담수화용 역삼투막의 성능을 분석하는 것을 특징으로 하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능측정 방법은 하기의 단계를 포함할 수 있다.
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 인자를 이용하여 물투과율 및 염제거율이 산출되는 단계.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법은 하기의 단계를 포함할 수 있다.
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
상기 측정된 인자를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 물투과율 또는 염제거율의 값으로 분산분석하여 역삼투막의 성능을 분석하는 단계.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능분석장치는 하기의 단계에 따라 해수담수화용 역삼투막의 성능을 분석할 수 있다.
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
상기 측정된 인자를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계;
상기 측정된 인자 데이터를 ROM-C와 ROM-DF에 저장하는 단계;
상기 측정된 인자 데이터로부터 산출된 물투과율과 염제거율 데이터를 ROM-F에 작성하는 단계;
상기 ROM-F에 작성된 물투과율과 염제거율을 변수 값으로 설정하는 단계;
분산분석 기법을 통하여 상기 설정된 인자의 특성분석 단계;
이상치, 결측치를 선별하고 분산분석 기법을 통하여 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 자료의 빈도분석, 히스토그램, 그래프와 분석 모형을 도출하는 단계.
본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법 및 이를 수행하는 장치에 의하면, 해수담수화용 역삼투막의 성능이 측정되고, 그 측정된 값이 역삼투막의 성능시험에 대한 결과를 분석하는 공정에서 역삼투막의 성능의 측정결과가 저장, 관리 및 분석됨으로써 안정화된 결과 데이터를 얻는 시간이 단축되고, 상기 데이터를 이용하여 성능시험 결과의 분석을 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 선정 및 분석과정을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법을 나타낸 공정도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 해수담수용 역삼투막의 염배제율의 측정결과가 분석 공정에서 분석된 그래프이다.
도 4는 종래의 해수담수화 과정을 나타낸 공정도이다.
도 5는 해수를 역삼투막에 투과하기 전에 처리하는 전처리 공정을 나타낸 공정도이다.
본 발명에서는 해수담수화용 역삼투막의 성능을 측정하고, 그 측정한 결과값으로 성능을 분석하는 기능이 내장된 성능분석 장치에서, 담수화 공정에서 얻어진 역삼투막의 성능 측정결과 데이터를 통해 역삼투막의 성능측정 결과가 저장되고 분석될 수 있음을 확인하였다.
본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능측정 방법은
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 인자를 이용하여 물투과율 및 염제거율이 산출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능측정 방법에 있어서, 상기 전처리는 해수를 역삼투막에 통과시키기 전에 막여과장치에서 전처리를 하는 것으로서, 도 5를 참고로 하면, 원수조(110)로부터 해수를 공급받아 해수 내에 포함되어 있는 탁도물질, 즉 콜로이드, 유기물, 무기물, 미생물 등을 1차적으로 제거한 상태를 말한다. 상기 막여과장치(120)는 역삼투막 장치(130)에 의한 본격적인 해수 담수화 처리 이전에 적용되는 전처리 장치로서, 일 실시예로, 가압식 중공사 형태의 정밀여과막, 한외여과막 등을 사용하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능측정 방법에 있어서, 테스트셀에 공급하는 단계에서, 해수가 펌프로 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 것이 바람직한데, 이는 하기 삼투압식을 이용하여 해수조건(35000ppm NaCl, 25℃)에 적용하면 212.38 psi, 14.64bar의 삼투압이 얻어진다. 따라서 역삼투는 삼투압보다 높은 압력이 필요하므로 15 bar 미만이면 삼투압보다 낮기 때문에 역삼투 공정에 바람직하지 않고, 해수담수화 공정 조건이 55 bar에서 이루어지기 때문에 최대 압력을 대략 60 bar로 설정한 것이다.
Figure 112011065996764-pat00001
= 1.19(T + 273)*(mi)
Figure 112011065996764-pat00002
= 삼투압(psi), (mi) = 염의 총 몰랄 농도, T = 온도(℃)
상기 테스트셀에 공급하는 단계에서, 상기 십자 흐름은 막 여과장치의 운전조작 방법의 하나로 막 공급수를 막 면을 따라 흘려, 막을 투과하는 물이 공급수와는 직각 방향으로 흐르도록 하는 여과방식으로서, 십자류 여과방식이라 칭하기도 한다. 막 공급수를 막면과 평행하게 흐르게 함으로써, 막 공급수 중의 현탁물질이나 콜로이드 등이 막면에 퇴적, 부착하는 것을 제어하는 것을 목적으로 하고 있는 것이다. 상기 십자 흐름(이하, 십자류 여과 방식이라 칭하기도 함.)에는 농축수를 순환시키는 순환방식과 계외로 배출하는 일과방식이 있지만, 일과방식은 회수율이 떨어지는 단점이 있어, 순환방식이 바람직하다. 정밀여과 법에서는 십자류 여과방식과 dead end 여과방식의 어느 것이나 채용할 수 있지만, 한외여과법이나 역삼투 법에서는 cross flow 여과방식으로 운전되는 것이 많다.
상기 담수로 추출 및 분리되는 단계에서, 상기 역삼투막(130)은 상기 막여과장치(120)를 통해 처리된 처리수로부터 염분을 제거하고 담수를 추출, 분리하는 역할을 한다.
상기 인자를 측정하는 단계에서, 상기 인자는 담수 인자(염도, pH, 보론 농도, 염소 농도 및 온도) 및 해수 인자(염도, pH, 보론 농도, 염소 농도 및 온도), 및 역삼투막의 단위 면적당과 단위 시간당 통과한 담수의 질량이며, 상기 해수 인자는 해수가 역삼투막을 투과하기 전의 해수의 인자(염도, pH, 보론 농도, 염소 농도 및 온도)를 말한다.
상기 해수의 역삼투막에 의한 분리 공정은 해수조건 30,000-40,000 mg/l NaCl 용액, 압력 15-60 bar, 온도 실온에서 수행된다. 염투과성을 포함한 이온 농도 변화와 pH는 공급 용액과 투과 용액의 이온 농도를 전도도 측정기(conductivity meter)를 이용하여 측정하고 하기식을 통해 계산하여 산출한다.
[수학식 1]
Figure 112011065996764-pat00003
상기 식은 염투과성에 관해 수율 계산식을 적용한 것으로서, Cf는 역삼투막을 통과하기 전에 공급 용액의 염농도, Cp는 역삼투막을 투과한 용액의 염농도, R은 역삼투막의 염제거율(%)을 의미한다. 따라서 상기 식은 공급용액에 대해서 공급용액과 투과용액의 차이에 관한 비율을 계산함으로써 역삼투막의 염 제거 능력을 측정하는 것이다.
상기 물투과율을 산출하는 단계에서, 상기 물투과율은 시간당 역삼투막의 단위 면적당 투과하는 물의 양을 측정할 수 있으며, 단위는 ℓ/m2h이다.
본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법은
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름(cross flow)으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
상기 측정된 인자를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 물투과율 또는 염제거율의 값으로 분산분석하여 역삼투막의 성능을 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석하는 단계에서, 상기 분석은 데이터 입력과 관리, 집계, 분산 분석 등의 작업이 수행되는 것으로, 분석 결과를 일목요연한 표와 그래프로 나타내는 공정으로서, 교차분석, 상관분석, 회귀분석, 분산분석, 판별분석, 요인분석 등 복잡한 다변량 분석이 가능하다. 상기 분산분석 공정은 그 종류에 특별히 한정이 없고, SPSS(Statistical Package for the Social Sciences) 분산분석 공정 및 SAS 분산분석 공정 등이 있다. 상기 SAS 공정은 직접 명령어를 입력하는 방식이고, SPSS 공정은 일반적인 공정의 인터페이스를 채용하는 것으로 사용하기가 용이하여 SPSS 공정을 사용하는 것이 더 바람직하다.
상기 분석하는 단계에서, 상기 분산분석의 과정은 구체적으로 다음과 같다.
측정된 인자 데이터를 ROM-C와 ROM-DF에 저장하는 단계;
상기 측정된 인자 데이터로부터 산출된 물투과율과 염제거율 데이터를 ROM-F에 작성하는 단계;
상기 ROM-F에 작성된 물투과율과 염제거율을 변수 값으로 설정하는 단계;
분산분석 기법을 통하여 상기 설정된 인자의 특성분석 단계;
이상치, 결측치를 선별하고 분산분석 기법을 통하여 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 자료의 빈도분석, 히스토그램, 그래프와 분석 모형을 도출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 저장하는 단계에서, 상기 측정된 인자 데이터는 해수 및 담수의 인자, 즉 해수의 염도, pH, 보론 농도, 염소 농도 및 온도 및 담수의 염도, pH, 보론 농도, 염소 농도 및 온도와 역삼투막의 단위 면적당과 단위 시간당 통과한 담수의 질량일 수 있다.
도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능측정 방법에 따라 측정된 인자를 이용하여 산출된 염투과율의 데이터 값이 분산분석 공정에 적용되어 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 3을 참고로 하면, 시간에 따른 염제거율과 물투과성의 결과 데이터를 이용하여 선그래프와 영역도표를 도시하고 있고, 염제거율과 투과유량이 상승하고 있음을 확인할 수 있다.
상기 데이터 분석과정에서 도시할 수 있는 도표의 이용방법은 하기와 같다.
데이터 분석공정에서 그래프를 도시하기 위하여 그래프 메뉴를 선택한 후, 도시하고자 하는 도표의 종류(막대도표, 점도표, 선도표, 리본도표, 하락-선도표, 영역도표, 원도표, 상자도표, 오차 막대도표, 산점도 등)를 클릭하면 대화상자가 나타난다.
도 3a, 3b는 선도표이며, 선도표의 경우, 그래프 항목에서 선도표를 선택한 후 단순, 다중, 하락-선 중 원하는 도표 유형을 클릭하고 도표에 표시할 데이터인 케이스 집단들의 요약값, 개별 변수의 요약값, 각 케이스의 값 중 원하는 항목을 선택하고 알고자하는 데이터를 변수와 범주축에 입력 후 산출 도표를 확인한다.
도 3c는 영역도표 대화상자를 클릭 후 단순, 수직누적 형태 중 원하는 도표를 클릭으로 선택, 도표에 표시할 데이터를 선택 후 변수와 범주축, 영역 기준변수에 입력한다. 변수창에 결과를 보기 위한 항목을 개별 선택 후 각각의 결과 도표를 확인한다.
바람직한 일 실시예로서, 도 3은 하나의 역삼투막의 성능평가와 내염소성 실험 결과 데이터를 분산분석 공정단계에서 분석한 것으로, 시간당(30, 60, 90, 120, 160, 180 min) Flux(L/m2h)와 Rejection(%)에 관한 그래프이다. 실험결과 값을 입력하면, 총평균과 총평균에 대한 편차와 잔차가 산출되고 실험 결과 데이터의 유의성과 그래프를 확인할 수 있다. 실험값의 유의성과 총평균과 편차, 잔차 등의 연산이 산출된다.
본 발명에 따른 해수담수화용 역삼투막의 성능분석장치는
전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
상기 측정된 인자를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계;
상기 측정된 인자 데이터를 ROM-C와 ROM-DF에 저장하는 단계;
상기 측정된 인자 데이터로부터 산출된 물투과율과 염제거율 데이터를 ROM-F에 작성하는 단계;
상기 ROM-F에 작성된 물투과율과 염제거율을 변수 값으로 설정하는 단계;
분산분석 기법을 통하여 상기 설정된 인자의 특성분석 단계;
이상치, 결측치를 선별하고 분산분석 기법을 통하여 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 자료의 빈도분석, 히스토그램, 그래프와 분석 모형을 도출하는 단계;에 따라 역삼투막의 성능을 분석하는 것을 특징으로 한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. (A) 전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
    (B) 상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
    (C) 상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
    (D) 상기 측정된 인자를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계; 및
    (E) 상기 산출된 물투과율 또는 염제거율의 값으로 분산분석하여 역삼투막의 성능을 분석하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법으로서;
    (F) 상기 인자는 담수 인자 및 해수 인자, 및 역삼투막의 단위 면적당과 단위 시간당 통과한 담수의 질량이고;
    상기 분산분석의 과정은 하기의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법:
    (E-1) 상기 측정된 인자 데이터를 ROM-C(역삼투막 측정셀; Reverse Osmosis Membrane-cell)과 ROM-DF(역삼투막 데이터폴더; Reverse Osmosis Membrane-Data cell)에 저장하는 단계;
    (E-2) 상기 측정된 인자 데이터로부터 산출된 물투과율과 염제거율 데이터를 ROM-F(역삼투막 파일; Reverse Osmosis Membrane-File)에 작성하는 단계;
    (E-3) 상기 ROM-F에 작성된 물투과율과 염제거율을 변수 값으로 설정하는 단계;
    (E-4) 분산분석 기법을 통하여 상기 설정된 인자의 특성분석 단계;
    (E-5) 이상치, 결측치를 선별하고 분산분석 기법을 통하여 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차를 산출하는 단계; 및
    (E-6) 상기 산출된 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차 자료의 빈도분석, 히스토그램, 그래프와 분석 모형을 도출하는 단계.
  5. 제4항에 있어서, 상기 분산분석 공정은 SPSS(Statistical Package for the Social Sciences)인 것을 특징으로 하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석 방법.
  6. (A') 전처리된 해수를 15-60 bar의 압력으로 십자 흐름으로 테스트셀에 공급하는 단계;
    (B') 상기 셀에 공급된 해수는 역삼투막을 통과하여 염분이 제거되어 담수로 추출 및 분리되는 단계;
    (C') 상기 해수 및 담수의 인자를 측정하는 단계;
    (D') 상기 측정된 인자 데이터를 이용하여 역삼투막의 물투과율 및 염제거율을 산출하는 단계;
    (E') 상기 측정된 인자 데이터를 ROM-C와 ROM-DF에 저장하는 단계;
    (F') 상기 측정된 인자 데이터로부터 산출된 물투과율과 염제거율 데이터를 ROM-F에 작성하는 단계;
    (G') 상기 ROM-F에 작성된 물투과율과 염제거율을 변수 값으로 설정하는 단계;
    (H') 분산분석 기법을 통하여 상기 설정된 인자의 특성분석 단계;
    (I') 이상치, 결측치를 선별하고 분산분석 기법을 통하여 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차를 산출하는 단계; 및
    (J') 상기 산출된 평균, 중앙값, 산포도, 분산, 표준편차 자료의 빈도분석, 히스토그램, 그래프와 분석 모형을 도출하는 단계;에 따라 역삼투막의 성능을 분석하는 것을 특징으로 하는 해수담수화용 역삼투막의 성능분석장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101838172B1 (ko) 2016-09-12 2018-03-13 두산중공업 주식회사 화학 약품 투입량 결정 장치 및 방법
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CN113110065B (zh) * 2021-05-13 2023-08-01 曲阜师范大学 基于双rbf神经网络的反渗透膜组压力优化控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001062255A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Toray Ind Inc 逆浸透膜プラントおよびその製造、運転方法ならびにそのための記憶媒体
JP2010051966A (ja) * 2002-03-28 2010-03-11 Nalco Co 膜分離プロセスのモニタリングシステム
KR20110068817A (ko) * 2009-12-16 2011-06-22 한국건설기술연구원 수처리 시스템에서의 막오염 예측을 이용한 막오염 예측 및 완화 세정 방법 및 시스템
KR20110068732A (ko) * 2009-12-15 2011-06-22 한국건설기술연구원 해수담수화장치에서의 보론 농도 측정방법, 보론 농도 자동유지 방법 및 보론 농도 자동유지 기능의 해수담수화장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001062255A (ja) * 1999-08-27 2001-03-13 Toray Ind Inc 逆浸透膜プラントおよびその製造、運転方法ならびにそのための記憶媒体
JP2010051966A (ja) * 2002-03-28 2010-03-11 Nalco Co 膜分離プロセスのモニタリングシステム
KR20110068732A (ko) * 2009-12-15 2011-06-22 한국건설기술연구원 해수담수화장치에서의 보론 농도 측정방법, 보론 농도 자동유지 방법 및 보론 농도 자동유지 기능의 해수담수화장치
KR20110068817A (ko) * 2009-12-16 2011-06-22 한국건설기술연구원 수처리 시스템에서의 막오염 예측을 이용한 막오염 예측 및 완화 세정 방법 및 시스템

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