KR101513249B1 - The Cleaning Method of Pressurized Membrane Module by using Dual-Backwash Process - Google Patents

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KR101513249B1 KR1020130022304A KR20130022304A KR101513249B1 KR 101513249 B1 KR101513249 B1 KR 101513249B1 KR 1020130022304 A KR1020130022304 A KR 1020130022304A KR 20130022304 A KR20130022304 A KR 20130022304A KR 101513249 B1 KR101513249 B1 KR 101513249B1
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Abstract

본 발명은 막여과 시스템을 이용하는 가운데 발생하는 막오염을 제거하는 세정방법에 관한 것으로 기존에 이루어지던 일반 역세공정을 2단계로 나누어 진행하여 각 역세공정 내에 이루어지는 세정효과를 강화하는 방법에 대한 것으로, 기존의 가압식 분리막 여과 시스템에서 분리막의 세정 공정을 역세시간을 기준으로 단계를 나누어서 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하여 분리막의 세정효과를 극대화시키는 것을 특징으로 하고, 1단계와 2단계의 두 단계로 나누어 운영되는 2단 역세공정을 사용하여 역세 시 소요되는 운전비용을 절감하고, 가압식 분리막 모듈의 막 오염 저감 효과를 극대화하여 막여과 시스템의 장기 운전을 가능하도록 하여 운영비용 및 에너지 절감의 효과가 있으며 유입원수탁도에 따라 역세수량 및 공기량을 선택하여 고탁도에도 효과적으로 역세척이 가능하다.The present invention relates to a cleaning method for removing membrane fouling that occurs while using a membrane filtration system, and a method for enhancing the cleaning effect in each backwashing process by dividing the conventional backwashing process into two stages, In the conventional pressurized membrane filtration system, the washing process of the membrane is divided into steps based on the backwash time, and the backwash water amount and the backwash air amount are made different from each other, thereby maximizing the cleaning effect of the membrane. In the first and second steps By using the two-stage backwash process, it is possible to reduce the operation cost of backwashing and to maximize the membrane fouling effect of the pressurized membrane module, thereby enabling the membrane filtration system to be operated for a long time. Select backwash water quantity and air quantity according to the inlet source Fig also it is possible to effectively backwash.

Description

2단 역세공정을 이용한 가압식 분리막 모듈의 세정방법{The Cleaning Method of Pressurized Membrane Module by using Dual-Backwash Process}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cleaning method of a pressurized membrane module using a two-stage backwash process,

본 발명은 가압식 분리막 모듈의 세정방법에 관한 것으로 세정공정을 역세시간을 기준으로 단계를 나누어서 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하는 2단 역세공정을 통하여 막오염 저감효과 및 막 유지관리비용의 절감을 극대화 할 수 있는 것이 특징으로 기존 가압식 분리막 모듈뿐만 아니라 다양한 가압식 모듈에도 적용이 가능한 향상된 가압식 분리막 모듈의 세정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning method of a pressurized membrane module, wherein a washing step is divided into steps based on backwashing time, and a two-stage backwash process in which backwash water amount and backwash air amount are made different from each other, The present invention relates to a cleaning method of an improved pressurized membrane module which can be applied not only to a conventional pressurized membrane module but also to various pressurized modules.

기존의 가압형 분리막 모듈은 운전에 의해 발생한 막오염 물질을 역세공정에 의해 제거하게 되는데 역세공정은 일반적으로 여과수를 여과 반대방향으로 흘리는 역세유입 공정(Backwash Process)과 여과수의 흐름방향으로 공기를 흐르게 하여 공기를 이용하여 막 표면을 털어내는 공기세정 공정(Air Scouring Process)을 결합하여 진행한다. 도 1과 같이 여과수를 여과 반대방향으로 흘리는 역세유입 공정을 통하여 공극 내부에 붙은 막오염 물질을 막 표면으로 이동시키며, 여과수의 흐름방향으로 공기를 흐르게 하여 막표면을 털어내는 공기세정 공정에서 막 표면으로 이동한 오염물질을 탈리시킨다. 하지만 기존의 역세공정은 막표면의 오염물질을 완전하게 제어하지 못하며, 효과적인 세정을 위해 사용되는 공기 세정 공정은 가압형 분리막 모듈의 배출관이 모듈의 측면에 위치한 구조적인 문제로 인해 역세수의 흐름에 사영역(Dead Zone)이 발생하여 막오염의 제거가 균일하게 되지 않을 뿐만 아니라 막 내부에 공기의 체류공간이 발생하여 세정을 방해하는 결과를 가져온다. 특히, 고탁도 물질의 유입시 막이 오염되는 현상이 강하게 발생하여 세정효과가 낮게 나타나게 되고 완전히 제거되지 않는 막오염의 물질 때문에 추가적으로 주기적인 화학적 세정(Chemical Enhanced Backwash,CEB)을 필요로 하게 되므로 추가된 화학적 세정은 막여과 시스템의 유지 운전비용을 상승하게 하는 단점을 갖게 된다.In the existing pressurized membrane module, the membrane contaminants generated by the operation are removed by the backwash process. In general, the backwash process is a backwash process in which the filtration water flows in the opposite direction to the filtration and air flows in the flow direction of the filtration water (Air Scouring Process) to remove the surface of the membrane using air. As shown in FIG. 1, the membrane contaminants attached to the inside of the cavity are moved to the membrane surface through a backwash inflow process in which filtration water flows in a direction opposite to the filtration. In the air cleaning process in which air is flown in the flow direction of the filtration water, The pollutants that have migrated to the desorbed material are desorbed. However, the conventional backwash process does not completely control the contaminants on the membrane surface, and the air cleaning process used for effective cleaning is not suitable for the cleaning process because the discharge pipe of the pressurized membrane module is structurally located on the side of the module, The dead zone is generated, so that the removal of the membrane fouling is not uniform, and the retention space of the air is generated in the membrane, thereby interfering with the cleaning. Particularly, when a high turbidity material is introduced, the membrane is strongly contaminated, resulting in a low cleaning effect. Further, due to the membrane contamination material which is not completely removed, a chemical enhanced backwash (CEB) The chemical cleaning has the disadvantage of increasing the maintenance operation cost of the membrane filtration system.

특히 기존의 가압식 분리막 모듈 세정기술은 역세공정 만의 한계성을 보완하기 위하여 약품을 추가하는 세정방법을 채택하고 있고, 약품을 사용하는 조건으로 일정농도나 세정액의 pH를 기준으로 하여 세정을 진행한다. 하지만 이런 세정방법은 결국 유지 비용의 증가를 가져오게 되는데 대표적인 분리막의 화학세정에 관한 종래기술은 다음과 같다.In particular, the existing pressurized membrane module cleaning technology adopts a cleaning method for adding chemicals in order to compensate the limitation of the backwashing process, and the cleaning is performed based on the constant concentration or the pH of the cleaning liquid under the condition of using the chemicals. However, this method of cleaning eventually leads to an increase in the maintenance cost. Conventional technologies related to chemical cleaning of representative membranes are as follows.

(특허문헌 1) KR2009-0043842 A(Patent Document 1) KR2009-0043842 A

특허문헌 1은 1년 1~2회 이하로 실시하는 정식화학세정 주기 사이에 세정약품의 농도를 2,000 mg/L이하로 낮추고 세정시간을 60분 이하로 줄인 약식 화학세정을 주 1회 이상 실시함으로써 분리막의 투과 유속을 높이고 분리막에 오염물질이 강하게 결합, 축적되는 것을 방지하여 분리막의 수명을 연장하는 고효율 분리막 세정방법에 관한 것이다.Patent Literature 1 discloses a method of reducing the concentration of the cleaning agent to 2,000 mg / L or less during a full chemical cleaning cycle conducted one to two times a year or less, and performing a chemical cleaning with a cleaning time of less than 60 minutes at least once a week And more particularly, to a highly efficient separation membrane cleaning method which increases the permeation flux of the separation membrane and prevents strong contaminants from binding and accumulating in the separation membrane, thereby prolonging the life of the separation membrane.

(특허문헌 2) KR1010858 B1(Patent Document 2) KR1010858 B1

특허문헌 2는 일정 시간의 여과공정 및 다수 회의 물리적 세정단계를 거친 후, 하우징 내부로 세정액을 주입하여 일정 시간 동안 중공사막을 세정액 속에 담가서 그 표면과 세공에 부착된 오염물질을 화학적으로 분해하는 화학적 세정단계와; 일정 시간 동안의 화학 세정을 거친 후, 하우징 하단으로 일정 압력으로 가압한 공기를 주입하여 오염물질을 물리적으로 제거하는 물리적 세정 및 세정액을 이용하는 화학적 세정이 동시에 반복적으로 일어나도록 하는 물리화학적 세정단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 분리막 세정장치 및 이를 활용한 분리막 모듈 세정방법에 관한 것이다.Patent Document 2 discloses a method for cleaning a surface of a hollow fiber membrane by chemically decomposing contaminants attached to the surface and pores by injecting a cleaning solution into the housing after a certain period of filtration step and a plurality of physical cleaning steps, A cleaning step; A physicochemical cleaning step for repeatedly performing physical cleaning for physically removing contaminants and chemical cleaning using a cleaning liquid by injecting pressurized air at a constant pressure to the bottom of the housing after chemical cleaning for a predetermined period of time; And a separation membrane module cleaning method using the same.

(특허문헌 3) KR2009-0044286 A(Patent Document 3) KR2009-0044286 A

특허문헌 3은 무기물 세정시 발생하는 멤브레인의 손상을 개선하기 위한 것으로 예비탱크에 물과 세정액을 주입하고 상기 물과 세정액을 순환시켜 세정수를 형성하되 세정수는 예비탱크 내부에서 pH가 2.1 내지 2.5가 되도록 조절된 후 멤브레인에 공급하는 것을 특징으로 하는 예비탱크를 이용한 정수장치의 멤브레인 세정방법 및 그 장치에 관한 것이다.Patent Document 3 is to improve the damage of the membrane caused by the cleaning of the inorganic material. The water and the rinse solution are injected into the preliminary tank, and the water and the rinse solution are circulated to form rinse water. The rinse water has a pH of 2.1 to 2.5 And then supplied to the membrane. The present invention relates to a method for cleaning a membrane of a water purification apparatus using a preliminary tank and an apparatus therefor.

(특허문헌 4) KR1050418 B1(Patent Document 4) KR1050418 B1

특허문헌 4는 원수 수질을 실시간으로 측정하여 총조류 개체수를 검출하고, 총조류 개체수에 따라 약품을 변경하여 분리막을 세정함으로써 분리막의 효율적인 운영이 가능하도록 하는 지능형 고효율 분리막 유지 세정장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 2개의 약품탱크의 약품을 분리막으로 공급하여 일정시간 동안 화학 세정하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.Patent Document 4 proposes an intelligent high-efficiency membrane holding and cleaning apparatus and method that enable efficient operation of a separation membrane by measuring raw water quality in real time to detect total bird population and cleaning the membrane by changing chemicals according to total bird population And a controller for supplying chemicals of the two chemical tanks to the separation membrane for chemical cleaning for a predetermined period of time.

본 발명에서는 이러한 종래의 가압식 분리막 모듈의 세척방법의 단점을 보완하고자 기본으로 진행되는 분리막의 세정공정을 역세시간을 기준으로 단계를 나누어서 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하여 가압식 분리막 모듈의 세정효과를 극대화하는 새로운 방법을 적용하여 막 여과 시스템의 유지관리성을 높이고 전체적인 에너지 사용량을 감소시켜 분리막의 운영비용을 줄이고자 하였다.In the present invention, in order to compensate for the disadvantage of the conventional method of cleaning the pressurized membrane module, the cleaning process of the separation membrane, which is basically performed, is divided into stages based on the backwash time, and the backwash water amount and the backwash air amount are made different from each other. The new method maximizes the maintenance of the membrane filtration system and reduces the overall energy consumption to reduce the operating cost of the membrane.

본 발명은 기존의 가압식 분리막 여과 시스템에서 분리막의 세정 공정을 역세시간을 기준으로 단계을 나누어서 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하여 분리막의 세정효과를 극대화시키는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the washing process of the separation membrane is divided into steps based on the backwashing time in the existing pressurized membrane filtration system to maximize the washing effect of the separation membrane by making the backwash water amount and the backwashing air amount different from each other.

도 1 및 도 2와 같이 일반적인 기존 분리막의 세정 공정은 여과수를 여과 반대방향으로 흘리는 역세유입 공정(Backwash Process)과 여과수의 흐름방향으로 공기를 흐르게 하여 공기를 이용하여 막표면을 털어내는 공기세정 공정(Air Scouring Process)의 2개 공정으로 나눌 수 있고, 일반적인 기존의 분리막 세정 공정은 각각의 공정을 동시에 운영을 하고 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, a conventional cleaning process of a conventional separation membrane includes a backwash process in which filtered water flows in a direction opposite to filtration, an air cleaning process in which air is flown in the flow direction of filtration water, (Air Scouring Process). In the conventional membrane separation process, each process is operated simultaneously.

반면에 본 발명에서는 도 3에서와 같이 각 공정의 효과를 강화하기 위하여,역세시간을 기준으로 1단계(1st)과 2단계(2nd)로 두 개의 단계로 나누어서 각 단계별로 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하는 두 단계로 세정공정을 운영한다. 기존의 세정공정은 약 60초 동안 여과 수량(Q)의 1.5배인 1.5Q의 수량으로 역세척 하면서 300 L/min(LPM)의 공기세정 공정을 동시에 진행하였다면, 본 발명의 2단 역세공정은 일반적인 기존의 세정공정과 동일한 역세시간을 1단계와 2단계의 두 개의 단계로 나누어 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하여 역세효과를 증대시키고 있고, 각각 단계의 역세시간 또한 동일하게 예를 들면 30초씩의 시간을 사용하거나 유입원수의 탁도에 따라 효율적인 역세를 위하여 1단계와 2단계의 역세시간을 서로 다르게 설정할 수도 있다.As shown in FIG. 3, in order to enhance the effect of each process, the present invention divides the backwash time into two stages, ie, 1st stage (1st stage) and 2nd stage (2nd stage) The cleaning process is run in two different steps. If the conventional washing process is carried out simultaneously with the air cleaning process at 300 L / min (LPM) while backwashing with 1.5 Q of the water quantity Q, which is 1.5 times the filtration quantity Q for about 60 seconds, The same backwash time as that of the conventional washing process is divided into two steps of the first and second stages, and the backwash water amount and the backwash air amount are made different from each other to increase the backwash effect. The backwash times for the first and second stages may be set differently for effective backwashing, depending on the time of use or the turbidity of the incoming source.

여과수를 여과 반대방향으로 흘리는 역세유입 공정과 공기를 이용하여 막표면을 털어내는 공기세정 공정으로 구성되는 가압식 분리막 모듈의 세정방법에 있어서, 역세시간을 기준으로 1단계와 2단계로 두 개의 단계로 나누어서 단계별로 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하여 분리막의 세정효과를 높일 수 있다.The method of cleaning a pressurized membrane module comprising a backwash inflow step of flowing filtrate water in the opposite direction of filtration and an air cleaning step of purging the surface of the membrane using air, comprising the steps of: The backwash water amount and the backwash air amount can be made different from each other step by step, thereby improving the cleaning effect of the membrane.

즉, 1단계의 역세수량과 2단계의 역세수량을 서로 다르게 하고, 동시에 1단계의 역세공기량과 2단계의 역세공기량을 서로 다르게 한다. 보다 구체적으로는 1단계의 역세수량이 2단계의 역세수량보다 크게 하고, 1단계의 역세공기량보다 2단계의 역세공기량이 크게 함으로써, 1단계에서 강한 수량으로 모듈 공극 내부에 붙은 오염 물질을 막 표면 쪽으로 쉽게 이동시키고, 2단계에서 증가한 공기량을 이용한 공기 세정공정을 통해 표면으로 이동한 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.That is, the backwash water quantity of the first stage and the backwash water quantity of the second stage are different from each other, and the backwash air quantity of the first stage and the backwash air quantity of the second stage are different from each other. More specifically, the amount of backwash in the first step is larger than the amount of backwash in the second step, and the amount of backwash air in the second step is larger than the amount of backwash air in the first step. Thus, And the pollutant moved to the surface can be effectively removed through the air cleaning process using the increased air amount in the second stage.

특히, 상기 1단계에서는 역세수량은 여과 수량(Q)의 1.5 내지 2.5배(1.5Q ~ 2.5Q), 역세공기량은 기존 역세공기량(300 L/min, LPM)의 1/3 내지 2.5/3 배인 100 ~ 250 L/min(LPM)로 운영한 후, 상기 2단계에서는 역세수량은 여과 수량의 0.5 내지 1.5 배(0.5Q ~ 1.5Q), 역세공기량은 기존 역세공기량(300 L/min, LPM)의 1 내지 1.5 배인 300 ~ 450 L/min(LPM)으로 운영하는 것이 바람직하다.Particularly, in the first step, the backwash water is 1.5 to 2.5 times (1.5Q to 2.5Q) of the filtrate quantity Q and the backwash air volume is 1/3 to 2.5 / 3 times the conventional backwash air volume (300 L / min, LPM) The backwash water flow rate is 0.5 to 1.5 times (0.5Q to 1.5Q), the backwash air flow rate is 300 L / min (LPM), the backwash water flow rate is 100 to 250 L / min (LPM) (LPM), which is 1 to 1.5 times as high as that of the high-pressure gas.

전체 역세공정의 운영시간인 역세시간은 유입원수의 탁도에 따라 1단계와 2단계를 합하여 30 내지 90초의 범위로 운영하는 것이 바람직하고, 1단계와 2단계의 시간은 동일하게 운영하거나 서로 다르게 운영하여 역세공정의 효율성을 높일 수 있는데, 특히 일반적인 역세공정인 60초의 역세시간의 경우에는 1단계와 2단계의 시간은 동일하게 30초씩 하는 것이 바람직하다.The backwash time, which is the operating time of the entire backwash process, is preferably operated in the range of 30 to 90 seconds, combining the first stage and the second stage depending on the turbidity of the influent source. In the first and second stages, In particular, in the case of the backwashing time of 60 seconds, which is a normal backwashing process, it is preferable that the times of the first and second stages are set to 30 seconds in the same manner.

또한, 유입원수의 탁도를 측정하여 역세모드를 자동으로 선택하여 진행할 수 있어 단계별로 적용되는 역세수량과 역세공기량을 변경하여 고탁도의 유입수도 효과적으로 세정할 수 있게 하며, 일반 원수의 유입시에는 기존 세정에 비해 수량과 공기량의 저감이 가능해 진다.In addition, it is possible to automatically select the backwash mode by measuring the turbidity of the influent water, so that it is possible to effectively clean the inflow water of high turbidity by changing the backwash water amount and the backwash air amount applied at each step, It is possible to reduce the quantity of water and the amount of air compared with the cleaning.

가압식 분리막 여과 시스템에서 역세 공정을 1단계와 2단계로 두 개의 단계로 나누어 운영함으로써 오염된 분리막의 세정효과를 극대화시킬 수 있으며, 특히 1단계에서 기존 역세유입 공정보다 강한 수량으로 모듈 공극 내부에 붙은 오염 물질을 막 표면 쪽으로 쉽게 이동시킬 수 있고, 2단계에서는 증가한 공기량을 이용한 공기 세정공정을 통해 표면으로 이동한 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.In the pressurized membrane filtration system, it is possible to maximize the cleaning effect of contaminated membranes by dividing the backwash process into two stages, ie, the first stage and the second stage. In particular, in the first stage, The contaminants can be easily moved to the surface of the membrane, and in the second stage, an air cleaning process using an increased amount of air can effectively remove contaminants that have migrated to the surface.

또한, 1단계와 2단계의 두 단계로 나누어 운영되는 2단 역세공정은 기존 공정에 비하여 막간차압(Trans-Membrane Pressure, TMP)상승률을 효과적으로 낮출 수 있으며, 결론적으로 약품세정에 도달하는 운전시간을 증가시켜 약품세정의 횟수를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 사용되는 공기의 양을 줄여 에너지 절약의 효과도 얻을 수 있다.In addition, the two-stage backwash process, which is divided into two stages, stage 1 and stage 2, can effectively lower the rate of trans-membrane pressure (TMP) increase compared to the conventional process. As a result, Thereby reducing the number of cleaning operations and reducing the amount of air to be used.

도 1은 역세공정에 의해 막오염이 제거되는 원리를 표시한 개념도이다. (a) 막 공극에 오염물질이 붙어있는 모습, (b)역세유입 공정에 의해 오염물질이 막 표면으로 이동하는 모습, (c) 공기세정 공정에 의해 막 표면의 오염물질이 탈리되는 모습.
도 2는 종래 기술에 따른 역세공정이 사용되는 가압식 분리막 모듈 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 의한 1단계와 2단계의 두 단계로 나누어 운영되는 2단 역세공정이 사용되는 가압식 분리막 모듈 장치의 역세방법에 대한 개념도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 역세방법에 있어서 역세시간에 따른 역세수량 및 역세공기량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 역세공정에 따른 역세방법에 있어서 역세시간에 따른 역세수량 및 역세공기량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 역세공정에 따른 역세방법에 있어서 역세시간에 따른 역세수량 및 역세공기량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 종래기술에 따른 막간차압과 본 발명의 2단 역세공정 적용에 따른 막간차압의 변화률을 비교한 그래프이다.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a principle of removing membrane fouling by a backwash process. FIG. (a) a state in which contaminants are attached to the membrane pore, (b) a state in which contaminants are moved to the membrane surface by a backwash inflow process, and (c) a state in which contaminants on the membrane surface are removed by an air cleaning process.
2 is a conceptual diagram of a conventional pressurized membrane module apparatus in which a backwash process according to the prior art is used.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a backwashing method of a pressurized membrane module apparatus in which a two-stage backwash process operated in two stages of a first stage and a second stage according to the present invention is used.
FIG. 4 is a graph showing the amount of backwash water and the backwash air amount according to the backwash time in the backwashing method according to the prior art.
5 is a graph showing the backwash water amount and the backwashing air amount according to the backwash time in the backwashing method according to the two-stage backwashing process according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing backwash water amount and backwash air amount according to backwash time in the backwashing method according to the two-stage backwashing process according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph comparing the rate of change of the inter-membrane pressure difference according to the application of the two-stage backwash process of the present invention to the inter-membrane pressure difference according to the prior art.

본 발명은 기존의 가압식 분리막 여과 시스템에서 분리막의 세정 공정을 역세시간을 기준으로 단계를 나누어서 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하여 분리막의 세정효과를 극대화시키는 것을 특징으로 하고, 1단계와 2단계의 두 단계로 나누어 운영되는 2단 역세공정을 사용하여 역세 시 소요되는 운전비용을 절감하고, 가압식 분리막 모듈의 막 오염 저감 효과를 극대화하여 막여과 시스템의 장기 운전을 가능하도록 하여 운영비용 및 에너지 절감의 효과가 있다.The present invention is characterized by maximizing the cleaning effect of the separation membrane by differentiating the backwash water amount and the backwashing air amount by dividing the washing process of the separation membrane in the conventional pressurized membrane filtration system based on backwashing time, By using the two-stage backwash process operated in two stages, it is possible to reduce the operating cost of backwashing and to maximize the membrane fouling effect of the pressurized membrane module to enable long-term operation of the membrane filtration system. It is effective.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 가압식 분리막 모듈의 역세공정으로서 본 발명에 따른 1단계와 2단계의 두 단계로 나누어 운영되는 2단 역세공정을 실시한 효과를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the effect of performing the two-stage backwash process operated in two stages of the first stage and the second stage according to the present invention as the backwash process of the pressurized membrane module will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG.

도 2는 종래 기술에 따른 역세공정이 사용되는 가압식 분리막 모듈 장치의 개념도이며, 도 3은 본 발명에 의한 1단계와 2단계의 두 단계로 나누어 운영되는 2단 역세공정이 사용되는 가압식 분리막 모듈 장치의 역세방법에 대한 개념도이다. FIG. 2 is a conceptual diagram of a pressurized separation membrane module apparatus in which a backwashing process according to the prior art is used. FIG. 3 is a schematic view of a pressurized separation membrane module apparatus in which a two-stage backwash process operated in two stages, Of the backwashing method.

도 2를 참조하여 종래 기술에 따른 가압식 분리막 모듈 장치의 역세공정 및 이를 이용하는 장치를 설명하면, 종래 기술에 따른 가압식 분리막 모듈의 역세공정을 실시하기 위해서는 역세수라인(210), 역세공기라인(220) 및 배출수라인(230)이 필요하다. 가압식 분리막 모듈의 일반적인 역세공정을 살펴보면, 역세공정은 일반적으로 여과수를 여과 반대방향으로 흘리는 역세유입 공정과 공기를 이용하여 막 표면을 털어내는 공기세정 공정을 결합하여 진행하는데, 역세수는 역세공정의 실시를 위해 가압식 분리막 모듈 내로 역세수라인(210)을 통하여 유입되어 분리막 공극 내부에 붙은 막오염 물질을 막 표면으로 이동시킨 뒤, 역세공기라인(220)으로 유입되는 공기에 의한 막표면을 털어내는 공기세정 공정에서 막 표면으로 이동한 오염물질이 탈리되고 이러한 역세 공정을 통해 모인 역세척 배출수는 배출수라인(230)을 통하여 가압식 분리막 외부로 배출되게 된다.2, in order to perform the backwashing process of the conventional pressurized membrane module according to the prior art, the reverse osmosis line 210, the backwash air line 220 And a drainage line 230 are required. The typical backwash process of the pressurized membrane module is that the backwash process generally combines the backwash inflow process which flows the filtration water in the opposite direction of the filtration and the air cleaning process which uses the air to remove the membrane surface. The membrane contaminant introduced into the separation membrane pore through the reverse osmosis line 210 into the pressurized separation membrane module is moved to the membrane surface and then the surface of the membrane by the air introduced into the backwash air line 220 is shaken off The contaminants moving to the membrane surface in the air cleaning process are desorbed and the backwash water collected through the backwashing process is discharged to the outside of the pressurized membrane through the water discharge line 230.

이러한 종래기술에 따른 가압식 분리막 모듈 역세공정의 다음과 같은 단점을 가지고 있다.The conventional backwashing membrane module has the following disadvantages.

첫째, 분리막 표면의 오염물질을 완전하게 제거하지 못한다. 특히, 기존의 가압식 분리막 모듈의 경우에는 배출수라인이 모듈의 측면에 위치하는 구조적인 문제로 인해 역세수의 흐름에 사영역(Dead Zone)이 발생하여 막오염이 균일하게 제거되지 않은 단점이 있다.First, it does not completely remove contaminants from the membrane surface. Particularly, in the case of the conventional pressurized membrane module, there is a disadvantage that the membrane contamination is not uniformly removed due to a dead zone due to the structural problem that the drain water line is located at the side of the module.

둘째, 효과적인 세정을 위해 사용되는 공기 세정 공정은 분리막 모듈 내부에 공기 체류공간이 발생하여 세정을 방해하는 결과를 가져온다.Second, the air cleaning process used for effective cleaning results in an air retention space inside the membrane module, which may interfere with cleaning.

셋째, 고탁도 물질의 유입 시 분리막 표면이 오염되는 현상이 강하게 발생하여 세정효과가 낮게 나타나고, 낮은 세정효과는 가압식 막 모듈의 추가적인 화학세정을 필요로 하며 유지 운전비용이 상승하는 결과를 가져온다.Third, contamination of the membrane surface during the introduction of high turbidity material is strongly occurred, resulting in low cleaning effect, and low cleaning effect requires additional chemical cleaning of the pressurized membrane module, resulting in increased maintenance operation cost.

도 3은 본 발명에 따른 1단계(1st)과 2단계(2nd)의 두 단계로 나누어 운영되는 2단 역세공정이 사용되는 가압식 분리막 모듈 장치의 개념도이다. 본 발명에 따른 2단 역세공정은 기존의 가압형 분리막 모듈의 역세공정을 1단계(1st)과 2단계(2nd)의 두 단계로 나누어 세정효과를 극대화하였으며, 장기간의 실험을 통하여 본 발명에 따른 2단 역세공정을 실시하는 것이 가압식 분리막 모듈의 장기 운전에서 충분한 효과를 거둘 수 있음을 확인하였다.FIG. 3 is a conceptual diagram of a pressurized membrane module apparatus using a two-stage backwash process operated in two stages of a first stage (1st) and a second stage (2nd) according to the present invention. The two-stage backwash process according to the present invention maximizes the washing effect by dividing the backwashing process of the existing pressurized membrane module into two stages, ie, a first stage (1st) and a second stage (2nd) It is confirmed that the two stage backwash process can achieve a sufficient effect in the long - term operation of the pressurized membrane module.

본 발명에 따른 가압식 분리막 모듈의 2단 역세공정을 실시하기 위해서는 기존의 역세공정과 동일하게 역세수라인(310), 역세공기라인(320) 및 배출수라인(330)이 필요하다.In order to carry out the two-stage backwash process of the pressurized membrane module according to the present invention, the backwash water line 310, the backwash air line 320 and the water drain line 330 are required in the same manner as the conventional backwash process.

2단 역세공정은 역세공정의 역할과 효과를 강화시키기 위하여 1단계(1st)와 2단계(2nd)의 두 단계로 나눌 수 있으며 총 역세시간을 동일한 비율로 나누어 50:50 비율의 시간 동안 역세수량 및 역세공기량을 서로 다르게 하여 역세 효과를 증대시킨다.In order to strengthen the role and effect of the backwash process, the two stage backwash process can be divided into two stages, 1st stage (1st) and 2nd stage (2nd). The total backwash time is divided by the same ratio, And the backwashing air amount are made different from each other, thereby increasing the backwash effect.

1단계에서는 1.5Q ~ 2Q의 역세수량을 사용하여 역세를 진행하고 역세공기량을 100 ~ 200 L/min(LPM)으로 진행하며, 2단계에서는 역세수량을 0.5Q ~ 1Q로 낮추고 역세공기량을 200 ~ 400 L/min(LPM)으로 증가시켜 공기세정을 실시한다. 즉, 1단계의 역세수량과 2단계의 역세수량을 서로 다르게 하고, 동시에 1단계의 역세공기량과 2단계의 역세공기량을 서로 다르게 한다. 보다 구체적으로는 1단계의 역세수량이 2단계의 역세수량보다 크게 하고, 1단계의 역세공기량보다 2단계의 역세공기량이 크게 함으로써, 1단계에서 강한 수량으로 모듈 공극 내부에 붙은 오염 물질을 막 표면 쪽으로 쉽게 이동시키고, 2단계에서 증가한 공기량을 이용한 공기 세정공정을 통해 표면으로 이동한 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.In the first stage, backwashing is carried out using 1.5 ~ 2Q backwash water and the backwash air volume is 100 ~ 200 L / min (LPM). In the second stage, backwash water is reduced to 0.5 ~ Increase to 400 L / min (LPM) to clean the air. That is, the backwash water quantity of the first stage and the backwash water quantity of the second stage are different from each other, and the backwash air quantity of the first stage and the backwash air quantity of the second stage are different from each other. More specifically, the amount of backwash in the first step is larger than the amount of backwash in the second step, and the amount of backwash air in the second step is larger than the amount of backwash air in the first step. Thus, And the pollutant moved to the surface can be effectively removed through the air cleaning process using the increased air amount in the second stage.

구체적인 실시예를 살펴보면, 상기 2단 역세공정은 기존의 가압식 분리막 모듈의 역세공정과 동일한 역세수량을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 동일한 역세수량을 사용하더라도 상기 2단 역세공정에 의해 물리적인 힘을 극대화하였기 때문에 역세 효과가 증가할 수 있는 것이다.The two-stage backwash process may use the same amount of backwash water as the backwash process of the conventional pressurized membrane module. In the present invention, even if the same backwash water quantity is used, the two-stage backwash process maximizes the physical force The backwash effect can be increased.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 효과를 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the effects of the present invention will be described in detail through preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

원통형의 가압식 모듈 1개와 역세수라인, 역세공기라인, 배출수라인을 연결하여 도 3과 같이 가압식 분리막 모듈 장치를 구성하였다. 상기 가압식 분리막 모듈을 통해 유입되는 역세수량 및 역세공기량은 전동밸브와 펌프를 통하여 조절하였다. A pressurized membrane module device was constructed as shown in FIG. 3 by connecting one cylindrical pressurized module, a reverse water line, a backwash air line, and a drain water line. The backwash water flow rate and backwash air flow rate through the pressurized membrane module were controlled through a motorized valve and a pump.

1. 역세시간에 따른 측정방법1. Measurement method according to backwash time

1) 가압식 분리막 모듈 장치를 구성한다.1) Construct a pressurized membrane module device.

2) 원수 특성에 따른 총 역세시간을 결정하고 동일한 비율(50:50)로 역세시간을 구분한다. 총 역세공정 시간은 30 ~ 90초 가운데 공정 회수율을 고려하여 결정할 수 있다.2) Determine the total backwash time according to the characteristics of the raw water and classify the backwash time by the same ratio (50:50). The total backwash process time can be determined by considering the process recovery rate among 30 to 90 seconds.

3) 총 역세시간 중 1단계의 시간 동안 가압식 분리막 모듈 생산 수량의 2배인 2Q의 수량과 기존 역세공기량의 2/3배인 200 L/min(LPM)으로 역세를 진행한다.3) During the 1 st stage of the total backwashing time, backwash the quantity of 2Q which is twice the quantity of the pressure membrane module produced and 200 L / min (LPM) which is 2/3 times the amount of backwash air.

4) 총 역세 시간 중 2단계의 시간 동안 가압식 분리막 모듈 여과수량(Q)과 동일한 1Q의 수량과 기존 역세공기량(300 L/min, LPM)의 4/3배인 400 LPM으로 역세를 진행한다.4) During the second stage of the total backwashing time, the backwashing is carried out with the same quantity of 1Q as the filtration membrane Q (Q) and 400 LPM which is 4/3 times the conventional backwash air volume (300 L / min, LPM).

5) 역세공정을 통해 모인 역세척 배출수를 배출수라인을 통하여 가압식 분리막에서 배출한다.5) The backwash water collected through the backwash process is discharged from the pressurized membrane through the drain water line.

2단 역세공정에 대하여 하기의 방법으로 역세효율을 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The backwash efficiency was evaluated by the following method for the two-stage backwash process, and the results are shown in Table 1.

2단계 역세 공정의 조건 및 역세효과Conditions and backwash effect of the second stage backwash process

역세모드


Backwash mode

1단계 역세

Step 1 backwash

2단계 역세

Step 2 backwash


역세효과


Backwash effect
투입 Water
(역세수량)
Input Water
(Backwatershed quantity)
투입 Air
(역세공기량)
Input Air
(Backwash air volume)
투입 Water
(역세수량)
Input Water
(Backwatershed quantity)
투입 Air
(역세공기량)
Input Air
(Backwash air volume)

2단 역세
(30/30)초

2nd stage back tax
(30/30) second

2Q

2Q

200 L/min

200 L / min

1Q

1Q

400 L/min

400 L / min

역세모드 적용 후 가압식 분리막
모듈의 차압
안정적 상태 유지

Pressurized membrane after backwash mode application
Module differential pressure
Stay stable

2. 유입원수 탁도에 따른 역세 방법2. Backwashing method according to influent turbidity

1) 유입원수 탁도를 측정한다.1) Measure the turbidity of the incoming source.

2) 유입원수 탁도에 따라 표 2와 같이 2단 역세공정 모드를 결정한다.2) Determine the two-stage backwash process mode as shown in Table 2 according to the incoming turbidity.

3) 결정된 2단 역세공정 모드에 따라 역세를 실시한다.3) Perform backwashing according to the determined two-stage backwash process mode.

4) 역세공정을 통해 모인 역세척 배출수를 배출수라인을 통하여 가압식 분리막에서 배출한다.4) The backwash water collected through the backwash process is discharged from the pressurized membrane through the drain water line.

유입원수탁도에 따른 2단 역세공정에 대하여 하기의 방법으로 역세모드를 구성할 수 있으며 각각의 역세공정모드 및 역세조건은 표 2에 나타내었다.
The backwash mode can be constructed by the following method for the two-stage backwash process according to the incoming source contract, and the backwash process mode and the backwash conditions are shown in Table 2.

유입원수탁도에 따른 역세공정 모드 및 역세조건Backwash process mode and backwash conditions according to the incoming source
역세모드

Backwash mode

유입원수탁도

Entrusted source

1단계 역세

Step 1 backwash

2단계 역세

Step 2 backwash
투입 Water
(역세수량)
Input Water
(Backwatershed quantity)
투입 Air
(역세공기량)
Input Air
(Backwash air volume)
투입 Water
(역세수량)
Input Water
(Backwatershed quantity)
투입 Air
(역세공기량)
Input Air
(Backwash air volume)
AA 0 ~ 20 to 2 1.5Q1.5Q 100 L/min100 L / min 0.5Q0.5Q 300 L/min300 L / min BB 2 ~ 102 to 10 1.5Q1.5Q 150 L/min150 L / min 1Q1Q 350 L/min350 L / min CC 10 ~ 10010-100 2Q2Q 200 L/min200 L / min 1Q1Q 400 L/min400 L / min DD 100 ~ 300100 to 300 2Q2Q 200 L/min200 L / min 1Q1Q 400 L/min400 L / min EE 300 이상300 or more 2.5Q2.5Q 250 L/min250 L / min 1.5Q1.5Q 450 L/min450 L / min

3. 공정운영 비용의 측면에서 본 발명의 효과3. Effect of the present invention in terms of process operation cost

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 가압식 분리막 역세공정으로서 본 발명에 따른 2단 역세공정을 실시한 효과를 종래의 역세공정과 비교하여 구체적으로 설명한다.4 to 6, the effect of performing the two-stage backwash process according to the present invention as a backwash process of the pressurized membrane will be specifically described in comparison with the conventional backwash process.

먼저 종래기술에 따른 결과인 도 4를 설명한다.First, Fig. 4, which is a result of the prior art, will be described.

도 4는 종래기술인 역세방법의 역세시간에 따른 역세수량 및 역세공기량을 나타낸 것으로, 가로축은 역세시간(t)를 의미하고 세로축은 각각 가압식 분리막 모듈장치에서 투과되는 역세수량(Volume) 및 역세공기량(L/min)을 의미하는 것으로 역세시간 1 분을 기준으로 기존의 역세공정은 역세수량을 여과수량(Q)의 1.5 배인 1.5Q로 역세시간 동안 내내 동일하게 유지하면서 동시에 역세공기량은 300 L/min 으로 역세시간 동안 동일하게 유지하는 것이 특징이다.FIG. 4 shows the backwash water amount and the backwashing air amount according to the backwashing time of the conventional backwashing method, wherein the abscissa denotes the backwash time t and the vertical axis denotes the backwash water volume and backwash air volume L / min). Based on the backwashing time of 1 minute, the backwashing process of the existing backwashing process keeps the backwash water quantity equal to 1.5 times of the filtration water quantity Q (Q) throughout the backwashing time and at the same time the backwashing air volume is 300 L / min The same time during the backwash time.

본 발명의 일 실시예를 도 5를 참고하여 설명한다.An embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 역세방법의 역세시간에 따른 역세수량 및 역세공기량을 나타낸 것으로, 가로축은 역세시간(t)를 의미하고 세로축은 각각 가압식 분리막 모듈장치에서 투과되는 역세수량(Volume) 및 역세공기량(L/min)을 의미하는 것으로 역세시간 1 분을 기준으로 1단계와 2단계 각각을 30초씩으로 설정하고, 1단계에서는 역세수량(Q)을 여과수량(Q)의 2배인 2Q로 유지한 후 2단계에서는 여과수량(Q)와 동일하게 1Q로 유지하며, 동시에 1단계에서 역세공기량은 200 L/min로 2단계의 역세공기량은 400 L/min으로 유지하는 것이 특징이다. 즉, 1단계의 역세수량과 2단계의 역세수량이 서로 다르고, 1단계의 역세공기량과 2단계의 역세공기량이 서로 다르며, 보다 구체적으로는 1단계의 역세수량이 2단계의 역세수량보다 크고, 1단계의 역세공기량보다 2단계의 역세공기량이 큰 것이 특징이다.FIG. 5 shows the backwash water amount and the backwashing air amount according to the backwashing time of the backwashing method according to an embodiment of the present invention, wherein the abscissa denotes the backwash time t and the vertical axis denotes the backwash water amount (L / min) of the filtrate quantity (Q) is set to 30 seconds for each of the first and second stages based on the backwash time 1 minute. In the first stage, the backwash water quantity Q is set to 2 In the second stage, it maintains 1Q as same as the filtration rate (Q), and at the same time, the backwash air volume is 200 L / min in the first stage and the backwash air volume in the second stage is maintained at 400 L / min . That is, the backwash water quantity in the first stage is different from the backwash water quantity in the second stage, and the backwash air quantity in the first stage is different from the backwash air quantity in the second stage. More specifically, the backwash quantity in the first stage is larger than the backwash quantity in the second stage, It is characterized by the large amount of backwashing air in the second stage than the backwash air amount in the first stage.

따라서, 전체 역세공정의 시간 동안 평균적으로 사용하는 역세수량은 1.5Q이고, 역세공기량은 300 L/min이므로 종래의 역세공정과 동일한 역세수량과 역세공기량인 동일한 에너지를 사용하면서도 1단계에서 많은 역세수량으로 오염물질을 막 표면 쪽으로 쉽게 이동시킨 후, 2단계에서는 많은 역세공기량으로 오염물질을 효과적으로 탈리시킬 수 있는 장점이 있게 된다. 물론, 종래의 역세공정에서 역세수량과 역세공기량을 증가시켜서 오염물질의 제거 효율을 높이는 것을 고려해 볼 수 있겠으나, 역세수량과 역세공기량을 증가시키는 것은 결과적으로 역세공정에 사용되는 총 에너지를 증가시키게 되는 것으로 전체 공정의 운영/유지비의 상승을 가져오게 되는 것으로 비용 대비 효율의 측면에서 바람직하지 않은 것이다. Therefore, the amount of backwash water used is an average of 1.5Q during the entire backwash process, and the backwash air volume is 300 L / min. Therefore, the same amount of backwash water as the conventional backwash process and the same energy as the backwash air amount are used, , The contaminants can be easily moved to the surface of the membrane, and in the second stage, there is an advantage in that the contaminants can be effectively desorbed with a large amount of backwash air. Of course, in the conventional backwash process, it may be considered to increase the backwashing water amount and the backwashing air amount so as to increase the removal efficiency of the pollutant. However, increasing the backwashing water amount and backwashing air amount increases the total energy used in the backwashing process Which leads to an increase in the operation / maintenance cost of the entire process, which is undesirable in terms of cost efficiency.

또한, 종래의 역세공정에 단순히 역세수량과 역세공기량을 증가시키는 것은 형태가 정해진 가압식 모듈에 있어서 모듈 내부에 동시에 공급되는 역세수량과 역세공기량이 증가되는 것이고 이는 정해진 배출수라인의 직경 또는 관경을 고려할 때 효과적인 오염물 배출에 있어서 불리할 뿐만 아니라 가압식 모듈 내부에 증가된 역세공기량과 역세수량이 서로 효과적인 세정을 방해하는 부정적인 결과를 가져오기 때문에 운영/유지비의 상승을 고려하지 않고 세정의 효율만을 고려할 때에도 바람직하지 않게 된다.In addition, in the conventional backwash process, simply increasing the backwash water amount and the backwashing air amount increases the amount of backwash water and backwash air simultaneously supplied to the interior of the module in the form of the pressure-type module, considering the diameter or the diameter of the predetermined drainwater line Not only is this disadvantageous in terms of effective pollutant discharge, but also an increase in backwashing air volume and backwash water inside the pressurized module leads to a negative result that interferes with efficient cleaning, so that it is also preferable to consider only the efficiency of cleaning without considering an increase in operation / maintenance cost .

이렇게 본 발명의 2단 역세공정의 1단계에서는 기존 물역세보다 강한 역세수량인 2Q로 모듈 공극 내부에 붙은 오염물질을 막 표면쪽으로 쉽게 이동시키고, 2단계에서 증가한 공기량(400 L/min)을 이용한 공기 세정 공정을 통해 표면으로 이동한 오염물질을 효과적으로 탈리시키게 되는데, 도 5의 세로축은 가압식 분리막 모듈장치에서 투과되는 역세수량(Volume) 및 역세공기량(L/min; LPM)이므로 이는 역세공정에 투입되는 에너지와 비례하는 관계이기 때문에 2단 역세공정에 의한 효율적인 분리막 오염물의 제거는 투입되는 역세수량과 역세공기량의 절감을 통해 전체 공정의 에너지 및 운전비용을 절감할 수 있게 된다.Thus, in the first stage of the two-stage backwash process of the present invention, contaminants adhered to the inside of the module pores are easily moved toward the surface of the membrane with a backwashing quantity 2Q that is stronger than that of the existing backwash, and the increased amount of air (400 L / min) The vertical axis of FIG. 5 is the volume of backwash water and the amount of backwash air (L / min; LPM) permeated by the pressurized membrane module device, Therefore, efficient removal of separation membrane contaminants by the two-stage backwash process can reduce the amount of backwash and the amount of backwash air, thus reducing the energy and operating costs of the entire process.

본 발명의 또 다른 일 실시예를 도 6을 참고하여 설명한다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 역세방법의 역세시간에 따른 역세수량 및 역세공기량을 나타낸 것으로, 가로축은 역세시간(t)를 의미하고 세로축은 각각 가압식 분리막 모듈장치에서 투과되는 역세수량(Volume) 및 역세공기량(L/min)을 의미하는 것으로 역세시간 1 분을 기준으로 1단계와 2단계 각각을 30초씩으로 설정하고, 1단계 시작에서부터 2단계의 종료시까지 역세수량(Q)을 여과수량(Q)의 2배인 2Q로부터 여과수량(Q)와 동일한 1Q까지 직선적으로 감소시키며, 동시에 1단계 시작에서 역세공기량은 200 L/min에서부터 2단계의 종료시까지 역세공기량은 400 L/min까지 직선적으로 증가시키는 것이 특징이다. 즉, 시간이 지남에 따라 역세수량은 직선적으로 감소하면서 역세공기량은 직선적으로 증가하도록 한다.FIG. 6 shows the backwash water amount and the backwashing air amount according to the backwashing time of the backwashing method according to another embodiment of the present invention, wherein the abscissa denotes the backwash time (t) and the vertical axis denotes the backwash It means volume and backwashing air volume (L / min). It means that the first and second stages are set to 30 seconds each, based on backwashing time 1 minute, and backwash water quantity Q from the beginning of stage 1 to the end of stage 2, Is linearly decreased from 2Q, which is twice the filtrate quantity Q, to 1Q, which is equal to the filtrate quantity Q, and at the same time, the backwash air quantity is 200 L / min at the start of the first stage and the backwash air quantity is 400 L / min And the like. That is, as the time passes, the backwash water quantity decreases linearly while the backwash air quantity increases linearly.

도 7은 종래기술에 따른 막간차압과 본 발명의 2단 역세공정 적용에 따른 막간차압(Trans-Membrane Pressure, TMP)의 변화률을 비교한 그래프이다. 종래기술의 경우에 막의 사용시간이 증가할수록 비록 역세척의 공정을 수행하더라도 잔류하는 오염물질의 증가로 사용시간이 지남에 따라 막간차압이 지속적으로 상승하여 결국에는 공정설계시 미리 정해진 지점에 도달하여 화학세정(Clean In Place, CIP)을 필수적으로 수행해야하는 시점에 일찍 도달하게 되는데 반하여 본 발명의 2단 역세공정을 적용하면 보다 효율적인 분리막의 오염물질 세척이 가능하므로 기존 공정에 비하여 막간차압(Trans-Membrane Pressure) 상승률을 효과적으로 낮출 수 있으며 동일 회수의 역세척을 수행하는 경우 막간차압은 공정설계시 미리 정해진 시점보다 낮은 상태가 되어 장기간 분리막의 사용이 가능하게 되어, 결론적으로 약품세정에 도달하는 운전시간을 증가시켜 약품세정의 횟수를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 사용되는 공기의 양을 줄여 에너지 절약 및 운전비용의 절감 효과도 얻을 수 있다.
7 is a graph comparing the rate of change of the trans-membrane pressure (TMP) according to the application of the two-stage backwash process of the present invention to the inter-membrane pressure difference according to the prior art. In case of the prior art, as the use time of the membrane increases, even when the backwashing process is performed, the inter-membrane pressure increases continuously over the use time due to the increase of the remaining contaminants, (CIP). In contrast, when the two-stage backwashing process of the present invention is applied, it is possible to clean contaminants more efficiently in the separation membrane, so that the trans- Membrane pressure can be effectively lowered. When the same number of times of backwashing is performed, the inter-membrane pressure difference becomes lower than a predetermined point in the process design, so that the membrane can be used for a long period of time. As a result, Can be increased to reduce the number of times of chemical cleaning, Reducing the amount of air also saves energy and reduces operating costs.

표 3은 기존의 일반 역세공정과 본 발명의 2단 역세공정에 의한 공기사용량을 비교한 것으로 공기사용량을 비교해 볼 때, 본 발명의 2단 역세공정의 경우 기본의 일반 역세공정에 비하여 최대 50%의 공기사용량의 감소효과가 있어 에너지 절약 및 운전비용의 절감 효과도 얻을 수 있다Table 3 compares the amount of air used by the conventional backwash process and the two-stage backwash process of the present invention. Compared to the basic backwash process of the present invention, It is possible to reduce the energy consumption and operation cost by reducing the air consumption of the compressor

기존 일반 역세공정과 2단 역세공정에 의한 공기사용량 비교Comparison of air consumption by conventional backwash process and two-stage backwash process
기존 일반 역세공정

Conventional backwash process

2단계 역세공정

2-stage backwash process

1단계

Stage 1

300 LPM x 1분
= 300 L

300 LPM x 1 minute
= 300 L
100 ~ 200 LPM x 30초
= 50 ~ 100 L
100 to 200 LPM x 30 seconds
= 50-100 L

2단계

Step 2
200 ~ 400 LPM x 30초
= 100 ~ 200 L
200 to 400 LPM x 30 seconds
= 100 to 200 L

합계

Sum

300 L

300 L

150 ~ 300 L

150 ~ 300 L

효과

effect

최대 50% Air 사용량 감소

Reduce air consumption by up to 50%

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 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 간주하여야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents of the present invention should be considered to be within the scope of the present invention.

WB : 물역세(Water backwash)
CIP : 화학적 세정(Cleaning In Place)
TMP : 막간차압(Trans-Membrane Pressure)
210, 310 : 역세수라인
220, 320 : 역세공기라인
230, 330 : 배출수라인
1st : 1단계
2nd : 2단계
WB: Water backwash
CIP: Cleaning In Place
TMP: Trans-Membrane Pressure
210, 310: reverse water line
220, 320: Backwash air line
230, 330: drain water line
1st: Step 1
2nd: Step 2

Claims (5)

여과수를 여과 반대방향으로 흘리는 역세유입 공정과 여과수의 흐름방향으로 공기를 흐르게 하여 공기를 이용하여 막표면을 털어내는 공기세정 공정으로 구성되는 가압식 분리막 모듈의 세정방법에 있어서,
역세시간을 기준으로 1단계와 2단계의 두 단계로 나눌때, 1단계의 역세수량이 2단계의 역세수량보다 크고, 1단계의 역세공기량 보다 2단계의 역세공기량이 큰 것을 특징으로 하는 가압식 분리막 모듈의 세정방법.
The method of cleaning a pressurized separation membrane module comprising a backwash inflow step of flowing filtered water in the opposite direction of filtration, and an air cleaning step of blowing air out of the membrane surface by flowing air in a flow direction of filtration water,
Wherein the backwash water quantity of the first stage is larger than the backwash water quantity of the second stage and the backwash air quantity of the second stage is larger than the backwash air quantity of the first stage when divided into two stages of the backwash time, Cleaning method of module.
청구항 1에 있어서,
상기 1단계의 역세수량은 분리막 모듈 여과수량(Q)의 1.5 내지 2.5배(1.5Q ~ 2.5Q)이고, 상기 2단계의 역세수량은 분리막 모듈 여과수량(Q)의 0.5 내지 1.5 배(0.5Q ~ 1.5Q)인 것을 특징으로 하는 가압식 분리막 모듈의 세정방법.
The method according to claim 1,
The amount of backwash water in the first step is 1.5 to 2.5 times (1.5Q to 2.5Q) of the filtration amount Q of the membrane module, and the amount of backwash water in the second step is 0.5 to 1.5 times (0.5Q To 1.5Q). ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
청구항 1에 있어서,
상기 1단계의 역세공기량은 100 내지 250 LPM(L/min)이고, 상기 2단계의 역세공기량은 300 내지 450 LPM(L/min)인 것을 특징으로 하는 가압식 분리막 모듈의 세정방법.
The method according to claim 1,
Wherein the amount of backwash air in the first stage is 100 to 250 LPM (L / min), and the amount of backwash air in the second stage is 300 to 450 LPM (L / min).
청구항 1에 있어서,
상기 역세시간은 1단계와 2단계를 합하여 30 내지 90초의 범위이고, 1단계와 2단계의 역세시간은 동일하거나 서로 다른 것을 특징으로 하는 가압식 분리막 모듈의 세정방법.
The method according to claim 1,
Wherein the backwashing time is in the range of 30 to 90 seconds by combining the first and second steps, and the backwash times of the first and second steps are the same or different.
삭제delete
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