KR101494867B1

KR101494867B1 - 막 세정 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101494867B1
Application number: KR20140009711A
Authority: KR
Inventors: 장재영; 김문철; 서다래
Original assignee: 주식회사 퓨어엔비텍
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-02-23

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 막 세정 시스템은 막 세정 장치를 내부에 구비하고 세정액을 담은 세정조; 상기 막 세정 장치에 공기 공급관을 매개로 하여 연결된 공기 펌프; 상기 세정조의 일측에 구비된 흡입관을 통해 상기 세정액을 흡입하고, 열교환기와 배출관을 거쳐 상기 세정조로 상기 세정액을 순환시키는 강제순환펌프; 제 1 세정액을 저장한 제 1 세정 탱크에 연결된 제 1 밸브와 제 2 세정액을 저장한 제 2 세정 탱크에 연결된 제 2 밸브에 동시에 연결되고, 상기 제 1 세정액 또는 제 2 세정액을 상기 세정조로 투입하는 세정액 투입관; 및 상기 공기 펌프, 상기 강제순환펌프, 상기 열교환기, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브에 연결된 제어부를 포함한다.

Description

막 세정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CLEANING MEMBRANES}

본 발명은 막 세정 시스템 및 방법에 관한 것이다.

급속한 산업의 발전, 인구증가 및 도시의 인구집중으로 인하여 각종 용수량의 증가와 함께 오폐수에 함유된 무기 및 유기 성분이 차지하는 비율이 점차로 증가하고 있는 실정이다. 이러한 오폐수는 COD(Chemical Oxygen Demand), BOD(Biochemical Oxygen Demand), SS(suspended solid), 질소, 인 등 고농도의 유기물을 다량 함유하고 있어서 하천, 호수 및 강 등에 그대로 흘러들어가 부영양화에 따른 수자원의 오염 및 독성으로 인한 생태계의 파괴 등과 같은 악영향을 끼친다.

따라서, 오폐수는 일정한 기준을 정해놓고 기준치 이하로 정화되고 배출되어야 한다.

한편, 수질환경오염 제어기술로서 막을 이용한 수처리 기술은 다양한 유독성 오염물질의 출현과 이를 제거하기 위한 고도처리기술 및 종래 처리시설의 제거효율을 높이기 위해 그 활용성이 매우 커지고 있다.

특히, 이러한 막을 이용한 수처리 기술은 1) 화학적, 생물학적 처리 및 막을 병용한 기술, 2) 화학적 처리와 막을 병용한 기술, 3) 물리적 처리와 막을 병용한 기술 등의 복합적인 방법으로 수처리 시스템에 적용되고 있다.

그러나 선행기술문헌에 기재된 바와 같이 막을 이용한 수처리 기술분야에서 정수처리, 난분해성의 산업폐수처리, 축산폐수처리, 매립지 침출수의 2차 처리 및 오염된 지하수의 처리를 위하여 막 공정을 활용하는 것이 확대되고 있음에도 불구하고, 막의 막힘 현상(fouling)이 쉽게 일어나 그 활용성에 큰 단점으로 지적되고 있다.

또한, 막의 성능 지표인 투과속도(투과율)가 저하되면 다양한 세정과정을 거쳐 막을 재이용하지만, 세정약품이나 압축공기 및 세정수 등을 활용하는 기존의 세정방법에 의해서는 막의 성능이 100% 회복되지 못할 뿐만 아니라, 세정과정에서 이용된 약품 등에 의해 2차 오염이 발생한다.

이러한 종래의 세정방법은 막의 운전시 흐름을 일시적으로 단절시킨 역세척 방법을 대부분 채택하고 있어 주기적으로 공정의 흐름을 멈추게 한다.

즉, 종래의 막을 이용한 수처리 기술은 오폐수의 처리과정에서 오폐수의 이물질이 분리막에 달라붙어 미세공을 차단하기 때문에 장기간 사용시 처리수량을 원활하고 안정적으로 확보하기 어려운 실정이다.

또한, 분리막의 세정시 오폐수처리 과정을 전면 중단시킨 상태에서 관리자가 각 분리막 모듈을 직접 분리하고 세척해야 하기 때문에 오폐수 처리가 지연될 뿐만 아니라 작업이 불편하고, 분리막 모듈을 분리하고 세척하는 과정에서 분리막이 손상되거나 화학적 약품세정으로 인한 2차 오염물질을 초래할 수 있으므로 그에 따른 관리 비용이 증가하는 문제도 있다.

특허문헌 1: 등록특허공보 제 10-0402289호 특허문헌 2: 등록실용신안공보 제 20-0229226호

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 분리막의 세정을 최적의 효율로 용이하게 자동 수행할 수 있는 막 세정 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 분리막의 세정을 최적의 효율로 용이하게 자동 수행할 수 있는 막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템은 막 세정 장치를 내부에 구비하고 세정액을 담은 세정조; 상기 막 세정 장치에 공기 공급관을 매개로 하여 연결된 공기 펌프; 상기 세정조의 일측에 구비된 흡입관을 통해 상기 세정액을 흡입하고, 열교환기와 배출관을 거쳐 상기 세정조로 상기 세정액을 순환시키는 강제순환펌프; 제 1 세정액을 저장한 제 1 세정 탱크에 연결된 제 1 밸브와 제 2 세정액을 저장한 제 2 세정 탱크에 연결된 제 2 밸브에 동시에 연결되고, 상기 제 1 세정액 또는 제 2 세정액을 상기 세정조로 투입하는 세정액 투입관; 및 상기 공기 펌프, 상기 강제순환펌프, 상기 열교환기, 상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브에 연결된 제어부;를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템에서 상기 막 세정 장치는 네 개의 지지대; 상기 지지대 사이에 세로방향으로 서로 대응하여 다수 구비되고, 사이에 끼움홈을 형성하여 분리막을 각각 장착하기 위한 다수의 격벽 돌기; 및 상기 다수의 격벽 돌기로부터 이격되고 상기 공기 공급관에 연결되어 폭기 세정을 수행하기 위한 적어도 두 개의 공기배출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템에서 상기 막 세정 장치는 분리막 모듈을 장착하기 위한 네 개의 지지대; 및 상기 지지대로부터 이격되고 상기 공기 공급관에 연결되어 폭기 세정을 수행하기 위한 적어도 두 개의 공기배출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템에서 상기 제 1 세정액은 H₂O₂를 포함하고, 상기 제 2 세정액은 HCl을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템에서 상기 열교환기는 히터(heater)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 방법은 (A) 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 세정조에 구비된 막 세정 장치에 장착하는 단계; (B) 제어부가 상기 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 장착한 막 세정 장치를 이용하여 1차 세정 공정을 수행하는 단계; (C) 상기 제어부가 상기 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 장착한 막 세정 장치를 이용한 2차 세정 공정을 수행하는 단계; (D) 상기 제어부가 상기 세정조의 세정액을 배출하고 3차 세정 공정을 수행하는 단계; (E) 상기 제어부는 상기 1차 세정 공정 내지 상기 3차 세정 공정을 반복 수행하는지 여부를 판단하는 단계; 및 (F) 상기 반복 수행 여부에 관한 판단 결과에 따라, 상기 제어부는 상기 세정조의 세정액을 보충하고, 상기 1차 세정 공정 내지 상기 3차 세정 공정을 반복 수행하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 방법에서 상기 (B) 단계는 (B-1) H₂O₂ 1중량% 및 HCl 0.1 몰을 함유한 세정액을 상기 세정조에 마련하는 단계; (B-2) 상기 세정액에 상기 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 장착한 막 세정 장치를 침지시키는 단계; 및 (B-3) 강제순환펌프를 이용하여 상기 세정액을 강제순환시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 방법에서 상기 (C) 단계는 (C-1) 상기 막 세정 장치의 공기배출관을 통해 폭기 세정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 방법에서 상기 (D) 단계는 (D-1) H₂O₂ 1중량%를 함유한 세정액을 상기 세정조에 새로 채우는 단계; 및 (D-2) 상기 막 세정 장치의 공기배출관을 통해 폭기 세정을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 방법에서 상기 (F) 단계는 상기 세정액에 H₂O₂ 0.5중량% 및 HCl 0.1 몰을 추가 보충하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 막 세정 시스템은 분리막 또는 분리막 모듈에 대한 세정을 최적의 효율로 용이하게 자동으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법은 분리막 또는 분리막 모듈의 분리막에 대한 세정을 자동으로 최적의 효율로 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템의 구성도.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 장치의 사시도.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법을 설명하기 위한 순서도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템의 구성도이고, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 장치의 사시도이며, 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 장치의 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템(100)은 다수의 분리막이 장착되는 막 세정 장치(111)을 내부에 구비하고 분리막을 세정하기 위한 세정액을 담은 세정조(101), 공기 공급관(121)을 매개로 하여 막 세정 장치(111)에 연결된 공기 펌프(120), 흡입관(131)을 통해 세정조(101)의 세정액을 흡입하고 열교환기(134)를 거쳐 세정조(101)의 하부로 세정액을 다시 순환시키는 강제순환펌프(132), 제 1 세정 탱크(140)에 연결된 제 1 밸브(141)와 제 2 세정 탱크(150)에 연결된 제 2 밸브(151)에 동시에 연결되어 제 1 세정액과 제 2 세정액의 혼합 세정액을 세정조(101)로 투입하는 세정액 투입관(160), 및 공기 펌프(120), 강제순환펌프(132), 열교환기(134), 제 1 밸브(141)와 제 2 밸브(151)에 연결된 제어부(도시하지 않음)를 포함한다.

막 세정 장치(111)는 세정조(101)의 내부에 장착되고, 도 2a에 도시된 바와 같이 네 개의 지지대(111-1) 사이에서 세로방향으로 서로 대응하는 격벽 돌기(111-2)를 다수 구비하며, 격벽 돌기(111-2) 사이에 끼움홈을 형성하여 끼움홈에 분리막(200)을 각각 끼워 설치한다.

또한, 막 세정 장치(111)는 하부에 격벽 돌기(111-2)로부터 이격된 적어도 두 개의 공기배출관(112)을 구비하고, 공기배출관(112)은 공기유입관(112-1)과 공기유입관(112-1)에 연결된 공기 공급관(121)을 통해 공기 펌프(120)로부터 공기를 공급받는다. 이러한 공기배출관(112)을 통해 공기가 배출되면서 분리막(200)을 세정하기 위한 폭기 세정이 이루어진다.

흡입관(131)은 세정조(101)의 상부에 구비되어 강제순환펌프(132)에 의해 세정액을 흡입하고, 흡입된 세정액은 열교환기(134)에서 가열 또는 냉각되어 분리막(200)의 세정에 적합한 온도를 갖게 되어 배출관(135)을 통해 세정조(101)의 하부로 주입된다. 이러한 흡입관(131)과 배출관(135)을 통해, 세정액은 분리막(200)의 세정에 적합한 온도를 갖고 세정조(101)에서 강제순환되고, 이에 따라 분리막(200)의 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 열교환기(134)는 히터(heater)를 포함할 수 있다.

제 1 세정 탱크(140)는 예컨대 H₂O₂ 등과 같은 제 1 세정액을 저장하고, 제 1 밸브(141)를 통해 제 1 세정액을 세정액 투입관(160)으로 투입할 수 있다. 제 2 세정 탱크(150)는 예컨대 HCl 등과 같은 제 2 세정액을 저장하고, 제 2 밸브(151)를 통해 제 2 세정액을 세정액 투입관(160)으로 투입할 수 있다.

이러한 제 1 밸브(141)와 제 2 밸브(151)를 통해 투입된 H₂O₂ 등과 같은 제 1 세정액과 HCl 등과 같은 제 2 세정액은 세정액 투입관(160)을 거치면서 혼합되어 세정조(101)로 주입될 수 있다.

제어부는 막 세정 시스템(100)을 전반적으로 제어하도록, 공기 펌프(120), 강제순환펌프(132), 열교환기(134), 제 1 밸브(141) 및 제 2 밸브(151)에 연결되어 동작을 제어할 수 있다.

특히, 제어부는 공기 펌프(120)를 제어하여 막 세정 장치(111)의 공기배출관(112)을 통해 공기의 배출량을 조절하여, 막 세정 장치(111)에 장착된 다수의 분리막(200)에 대한 폭기 세정을 수행할 수 있다. 또한, 제어부는 제 1 밸브(141)와 제 2 밸브(151)에 연결되어, 제 1 밸브(141)와 제 2 밸브(151)를 통해 투입되는 제 1 세정액과 제 2 세정액의 혼합 비율을 조절할 수 있고, 이렇게 혼합된 제 1 세정액과 제 2 세정액의 혼합 세정액을 세정조(101)로 주입할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 시스템(100)은 막 세정 장치(111)에 분리막(200)을 각각 장착하여 분리막(200) 각각에 대한 세정을 수행하는데 특징이 있다.

반면에, 본 발명은 분리막(200)을 개별적으로 막 세정 장치(111)에 장착하지 않고, 도 2b에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 장치(111')에 분리막(300-7)을 다수 장착한 분리막 모듈(300) 전체를 장착하여 분리막 모듈(300)에 대한 세정을 효율적으로 수행할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 장치(111')는 분리막 모듈(300)을 통째로 장착하도록 네 개의 지지대(111'-1)를 포함한 프레임 구조로서, 하부에 지지대(111'-1)로부터 이격된 적어도 두 개의 공기배출관(112')을 구비하고, 공기배출관(112')은 공기유입관(112'-1)과, 공기유입관(112'-1)에 연결된 공기 공급관(121)을 통해 공기 펌프(120)로부터 공기를 공급받는다. 이러한 공기배출관(112')을 통해 공기가 배출되면서 분리막 모듈(300)을 세정하기 위한 폭기 세정이 이루어진다.

구체적으로, 분리막 모듈(300)은 도 2b에 도시된 바와 같이 측면 프레임(300-4), 상부 프레임(300-5) 및 지지판(300-6)으로 구성되는 프레임, 프레임 내에 끼워져 장착된 다수의 분리막(300-7), 다수의 분리막(300-7)의 상부에서 길이 방향과 수직하게 상부 프레임(300-5)과 결합 수단에 의해 연결 설치되는 누름판(300-9), 상부 프레임(300-5) 및 지지판(300-6)에 의해 형성된 'ㄷ'자형의 홈 안에 설치되는 흡입펌프 연결관(300-10), 흡입펌프 연결관(300-10)의 양단부와 분리막(300-7)의 집수구(300-8)에 각각 연결된 집수관(300-12), 및 상부 프레임(300-5)의 상단에 설치되고 집수관(300-12)의 상부에 위치하는 인양 체인(300-15)을 구비한다.

분리막(300-7)은 상부 중앙에 손잡이를 구비하고, 상부의 좌우측에 각각 집수구(300-8)를 구비할 수 있는데, 중앙의 손잡이는 선택적으로 구비하지 않을 수도 있다.

또한, 분리막(300-7)은 평판형으로 인접한 2장을 소정 간격으로 이격하여 설치하고 분리막(300-7) 사이에는 여판을 장착할 수 있으며, 이에 대한 일반적인 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이러한 분리막 모듈(300)은 공간 활용을 위해 분리막(300-7)을 2단으로 다수 적재할 수도 있다.

분리막(300-7)의 집수구(300-8)는 집수관(300-12)의 돌출 연결부(300-16)와 호스(300-13)를 이용하여 상호 연결되며, 호스(300-13)는 고탄성 연질 호스로서 예컨대, 실리콘 호스로 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 흡입펌프 연결관(300-10), 흡입펌프 연결관(300-10)의 양단부, 및 평막(300-7)의 집수구(300-8)에 각각 연결된 집수관(300-12)은 상부 프레임(300-5) 및 지지판(300-6)에 의해 형성된 'ㄷ'자형의 홈 안에 설치된다. 이때, 집수관(300-12)이 외부의 충격으로 인해 'ㄷ'자형의 홈으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해, 상부 프레임(300-5)과 지지판(300-6) 사이에 이탈방지봉(미도시)을 설치할 수도 있다.

흡입펌프 연결관(300-10)은 그 일측에 상부로 연장되는 관과 연결되고, 상부로 연장되는 관과 흡입펌프는 도시하지는 않았으나, 공지의 캄락 카플링(camlack coupling)(300-11)과 플렉스블 호스(flexible hose)에 의해 용이하게 탈착될 수 있다.

이와 같이 구성된 분리막 모듈(300)은 인양 체인(300-15)을 이용하여 막 세정 장치(111')에 용이하게 삽입 장착되고, 막 세정 장치(111')를 포함한 세정 시스템(100)을 이용하여 분리막(300-7)에 대한 세정이 효율적으로 이루어질 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 실시예에 따른 막 세정 시스템(100)을 이용한 분리막 세정 방법은 도 2a에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 장치(111) 또는 도 2b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 장치(111')를 선택적으로 이용하여 다수의 분리막(200) 또는 분리막 모듈(300)을 세정할 수 있다.

본 발명의 막 세정 시스템(100)을 이용한 분리막 세정 방법은 선택적으로 도 2a에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 막 세정 장치(111)에 다수의 분리막(200)을 장착하거나 또는 도 2b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 막 세정 장치(111')에 분리막 모듈(300)을 장착한다(S310).

도 2a에 도시된 막 세정 장치(111) 또는 도 2b에 도시된 막 세정 장치(111')의 선택은 세정하고자 하는 대상이 다수의 분리막(200) 인지 또는 분리막 모듈(300) 인지에 따라 결정되고, 이에 따라 다수의 분리막(200) 또는 분리막 모듈(300)을 세정조(101)에 구비된 막 세정 장치(111, 111')에 장착한다.

다수의 분리막(200) 또는 분리막 모듈(300)을 세정조(101)에 구비된 막 세정 장치(111, 111')에 장착한 후, 다수의 분리막(200) 또는 분리막 모듈(300)에 대한 1차 세정 공정을 수행한다(S320).

구체적으로, 1차 세정 공정은 H₂O₂ 1중량%를 함유한 제 1 세정액 및 HCl 0.1 몰(mol)을 함유한 제 2 세정액을 혼합한 혼합 세정액을 세정조(101)에 마련하고, 이러한 세정조(101)의 혼합 세정액에 세정하고자하는 다수의 분리막(200) 또는 분리막 모듈(300)을 구비한 막 세정 장치(111, 111')를 침지시킨다.

이를 위해, 제어부는 제 1 밸브(141)와 제 2 밸브(151)를 통해 투입되는 제 1 세정액과 제 2 세정액의 혼합 비율을 조절할 수 있고, 이렇게 혼합된 제 1 세정액과 제 2 세정액의 혼합 세정액을 세정조(101)에 마련할 수 있다.

이후, 제어부는 강제순환펌프(132)를 제어하여, 세정조(101)의 상부에 구비된 흡입관(131)을 통해 혼합 세정액을 흡입하고, 흡입된 세정액을 분리막(200, 300-7)의 세정에 적합한 온도를 갖도록 열교환기(134)에서 가열 또는 냉각하며, 배출관(135)을 통해 세정조(101)의 하부로 배출한다.

이러한 흡입관(131)과 배출관(135)을 통한 혼합 세정액의 강제 순환에 의해, 분리막(200, 300-7) 내부에 축적된 무기 오염물과 유기 오염물을 제거한다. 이러한 혼합 세정액의 강제 순환은 분리막(200, 300-7)의 크기, 분리막(200, 300-7) 내부에 축적된 무기 오염물과 유기 오염물의 오염 정도 등에 따라 순환 시간이 설정될 수 있고, 예컨대 2시간 동안 수행될 수 있다.

1차 세정 공정을 수행한 후, 제어부는 막 세정 장치(111, 111')를 이용한 2차 세정 공정을 수행한다(S330).

구체적으로, 막 세정 장치(111, 111')를 이용한 2차 세정 공정은 제어부가 강제순환펌프(132)를 정지시키고, 막 세정 장치(111, 111')의 공기배출관(112, 112')을 통해 다량의 공기를 배출하는 폭기 세정을 수행한다.

이를 위해 제어부는 공기 펌프(120)를 가동하여 공기 공급관(121)과 공기유입관(112-1)을 통해 공기를 공급하는 폭기 세정을 4 ~ 8시간 동안 수행할 수 있다.

이러한 폭기 세정은 분리막(200, 300-7)에 부착된 이물질과 오염물을 물리적으로 탈착시켜 제거할 수 있다.

2차 세정 공정을 수행한 후, 제어부는 세정조(101)의 세정액을 모두 배출하고 3차 세정 공정을 수행한다(S340).

구체적으로, 제어부는 3차 세정 공정을 위해 세정조(101)의 세정액을 배출구를 통해 외부로 모두 배출하고, 제 1 밸브(141)를 통해 H₂O₂ 1중량%를 함유한 제 1 세정액을 세정조(101)에 새롭게 채운다.

이후, 제어부는 공기 펌프(120)를 가동하여 공기 공급관(121)과 공기유입관(112-1)을 거쳐 공기배출관(112, 112')을 통해 공기를 배출하는 폭기 세정을 4 ~ 8시간 동안 수행한다.

3차 세정 공정을 수행한 후, 제어부는 상술한 세정 과정을 다시 반복수행하는지 여부에 대해 판단한다(S350).

즉, 제어부는 세정과정의 반복수행에 대한 사용자의 명령을 입력받거나 또는 세정조(101)의 일측에 구비된 센서(도시하지 않음)로부터 세정액의 오염정보를 검출하여 세정과정의 반복수행 여부를 판단할 수 있다.

이러한 판단 단계(S350)에서 세정과정의 반복수행에 대한 사용자의 명령을 입력받거나 또는 세정액의 오염정보가 기준치를 넘은 경우로 검출되면, 제어부는 세정과정을 반복 수행하기 위해 세정조(101)에 세정액을 보충한다(S360).

즉, 제어부는 제 1 밸브(141)와 제 2 밸브(151)를 제어하여, 3차 세정 공정에서 사용한 세정조(101)의 세정 폐액에 대해 H₂O₂의 제 1 세정액 0.5 중량% 및 HCl의 제 2 세정액 0.1 몰을 추가하여 혼합한다.

이어서, 제어부는 1차 세정 공정을 수행하는 단계(S320)와 동일하게 다수의 분리막(200) 또는 분리막 모듈(300)에 대한 1차 세정 공정을 수행하고, 이후의 세정 과정은 동일하게 이루어진다.

상술한 본 발명의 막 세정 시스템(100)을 이용한 분리막 세정 방법은 후술할 비교검토를 통해 세정조(101) 내부의 막 세정 장치(111, 111')에 장착한 다수의 분리막(200) 또는 분리막 모듈(300)을 효과적으로 세정할 수 있다.

실시예 1

실시예 1은 도 2b에 도시된 분리막 모듈(300)을 세정조(101)에 구비된 막 세정 장치(111')에 장착하고, 도 3에 따라 상술한 본 발명의 막 세정 시스템(100)을 이용한 분리막 세정 방법으로 분리막 모듈(300)에 대한 세정을 수행하였다.

다만, 2차 세정 공정 단계(S330) 및 3차 세정 공정 단계(S340)에서 폭기 세정은 각각 4시간으로 수행하였다.

실시예 2

실시예 2는 3차 세정 공정 단계(S340)에서 폭기 세정을 8 시간 수행하는 점, 및 세정액을 보충하는 단계(S360)에서 H₂O₂의 제 1 세정액 0.5 중량%를 추가하지 않는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 세정을 수행하였다.

비교예

비교예는

1차 세정 공정 단계(S320)에서 혼합 세정액이 아닌 H₂O₂ 1중량% 만을 함유한 단일 세정액을 사용하는 점, 및 2차 세정 공정 단계(S330)에서 폭기 세정을 8 시간 수행하는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 세정을 수행하였다.

이러한 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 실험결과에서, 실시예 1과 같은 본 발명의 막 세정 시스템(100)을 이용한 분리막 세정 방법이 96%의 효율로 분리막의 세정을 최적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.

또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 막 세정 시스템 101: 세정조
111: 막 세정 장치 111-2: 격벽 돌기
112: 공기배출관 120: 공기 펌프
121: 공기 공급관 131: 흡입관
132: 강제순환펌프 134: 열교환기
135: 배출관 140: 제 1 세정 탱크
141: 제 1 밸브 150: 제 2 세정 탱크
151: 제 2 밸브 160: 투입관
200, 300-7: 분리막

Claims

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(A) 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 세정조에 구비된 막 세정 장치에 장착하는 단계;
(B) 제어부가 상기 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 장착한 막 세정 장치를 이용하여 1차 세정 공정을 수행하는 단계;
(C) 상기 제어부가 상기 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 장착한 막 세정 장치를 이용한 2차 세정 공정을 수행하는 단계;
(D) 상기 제어부가 상기 세정조의 세정액을 배출하고 3차 세정 공정을 수행하는 단계;
(E) 상기 제어부는 상기 1차 세정 공정 내지 상기 3차 세정 공정을 반복 수행하는지 여부를 판단하는 단계; 및
(F) 상기 반복 수행 여부에 관한 판단 결과에 따라, 상기 제어부는 상기 세정조의 세정액을 보충하고, 상기 1차 세정 공정 내지 상기 3차 세정 공정을 반복 수행하는 단계; 를 포함하고,
상기 (C) 단계는
(C-1) 상기 막 세정 장치의 공기배출관을 통해 폭기 세정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 세정 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 (B) 단계는
(B-1) H₂O₂를 1중량%로 함유하고 HCl을 0.1 mol로 함유한 세정액을 상기 세정조에 마련하는 단계;
(B-2) 상기 세정액에 상기 다수의 분리막 또는 분리막 모듈을 장착한 막 세정 장치를 침지시키는 단계; 및
(B-3) 강제순환펌프를 이용하여 상기 세정액을 강제순환시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 세정 방법.
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제 6 항에 있어서,
상기 (D) 단계는
(D-1) H₂O₂를 1중량%로 함유한 세정액을 상기 세정조에 새로 채우는 단계; 및
(D-2) 상기 막 세정 장치의 공기배출관을 통해 폭기 세정을 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 세정 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 (F) 단계는 상기 세정액에 H₂O₂를 0.5중량%로 추가하고 HCl을 0.1 mol로 추가 보충하는 것을 특징으로 하는 막 세정 방법.