KR101519566B1 - Low energy and low fouling reverse osmosis apparatus and method for operating the same - Google Patents

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KR101519566B1 KR1020130165703A KR20130165703A KR101519566B1 KR 101519566 B1 KR101519566 B1 KR 101519566B1 KR 1020130165703 A KR1020130165703 A KR 1020130165703A KR 20130165703 A KR20130165703 A KR 20130165703A KR 101519566 B1 KR101519566 B1 KR 101519566B1
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Abstract

The present invention relates to a low energy and low fouling reverse osmosis apparatus and an operating method thereof. More specifically, a circulation pump is disposed at the front end of a membrane module, the circulation pump is operated first during the operation to circulate raw water, a high pressure pump is selectively operated or stopped in accordance with the concentration of concentrated water to circulate the concentrated water, and the concentrated water is circulated by residual pressure thereof while an initial flow velocity is ensured to reduce a driving flow amount of the high pressure pump, thereby reducing energy required for a reverse osmosis process. In addition, a produced water storing cylinder is arranged at the rear end of the membrane module, the concentrated water is not circulated but discharged when the concentration thereof reaches the maximum concentration at the same time, the produced water stored in the storing cylinder generates osmotic backwashing by osmotic pressure difference from the concentrated water in the membrane module, and a reverse osmosis membrane is regularly and efficiently cleaned by the osmotic backwashing, thereby reducing a fouling phenomenon. Moreover, the low energy and low fouling reverse osmosis apparatus has excellent filtration efficiency, even if only one to three membrane modules are used, due to the structure and the operating method, and the water quality of the produced water is improved by controlling the number of rotations of the high pressure pump in accordance with the overall concentration of the concentrated water, regardless of each concentration ratio, when using two or more membrane modules to maintain the same membrane filtration flux.

Description

저에너지 및 저파울링 역삼투 장치 및 이의 운전방법{LOW ENERGY AND LOW FOULING REVERSE OSMOSIS APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a low-energy and low-fouling reverse osmosis device and a method of operating the same,

본 발명은 농축수를 순환시켜 역삼투 공정을 수행함으로서 역삼투공정에 사용되는 에너지를 절감할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 삼투 역세를 적용하여 주기적으로 역삼투막을 세정함으로서 파울링 현상을 감소시킬 수 있도록 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치 및 이의 운전방법에 관한 것이다.
The present invention can reduce the energy used in the reverse osmosis process by circulating the concentrated water through the reverse osmosis process and also reduce the fouling phenomenon by periodically cleaning the reverse osmosis membrane by applying osmotic backwash Low-fouling reverse osmosis unit and its operation method.

물과 에너지는 인류의 생존을 좌우하는 중요한 자원으로서, 2011년도에 발행된 유엔미래보고서에 따르면 2025년에는 78억 인구의 38%, 2050년에는 94억 인구의 42%가 물부족으로 고통을 겪을 것으로 전망하고 있다.Water and energy are important resources for mankind's survival. According to the United Nations Future Report published in 2011, 38% of the 7.8 billion people in 2025 and 42% of the 9.4 billion people in 2050 suffer from water shortages .

따라서, 물부족 문제를 해결하기 위한 수단으로 해수를 담수화하는 방법이 다양하게 연구 및 개발되고 있으며, 현재 담수 생산방법은 열원을 이용해 해수를 가열하고 발생한 증기를 응축시켜 담수를 얻는 다단증발법, 해수에 높은 압력을 가해 역삼투막(Reverse Osmosis Membrane)을 통과시켜 담수를 생산하는 역삼투법(Reverse Osmosis), 다단증발법과 비슷하지만 중간 규모의 설비에 적합한 다단효용증발법 등으로 크게 분류된다. Therefore, a method of desalinating seawater as a means for solving the water shortage problem has been variously studied and developed. Currently, fresh water production method is a multi-stage evaporation method in which seawater is heated using a heat source, Reverse osmosis (reverse osmosis), which produces high-pressure water through a reverse osmosis membrane (reverse osmosis membrane) to produce fresh water, and multistage evaporation method, which is similar to multi-stage evaporation but suitable for medium-sized plants.

그 중에서도 역삼투법은 현재 해수담수화 방식 중에서 50%를 차지하고 있으며, 2015년에는 전체의 61%를 차지할 것으로 예상되고 있다. Among them, the reverse osmosis method currently accounts for 50% of the seawater desalination methods and is expected to account for 61% of the total in 2015.

그러나, 역삼투법은 담수화 설비를 운전하기 위한 에너지 소모 및 그에 따른 운전비용이 높아, 생산된 물의 비용이 1,000리터 당 1달러 이상으로, 일반 수처리 설비에서의 비용보다 2배에 달하고 있는 실정이다.However, the reverse osmosis method has high energy consumption and operation cost to operate the desalination plant, and the cost of produced water is more than 1 dollar per 1,000 liters, which is twice as much as that of general water treatment plant.

또한, 상기와 같은 역삼투법에 사용되는 역삼투막은 원수로부터 생산수를 얻는 동안 파울링(Fouling)이라 불리는 막오염 현상(염분과 같은 입자성 물질의 잔류 및 부착 또는 조류의 증식 등으로 인해 역삼투막이 오염되는 현상)이 불가피하게 발생하게 되며, 이러한 막 표면의 오염은 여과시 작용하는 압력를 상승시키고 생산수량을 점차 감소시킬 뿐만 아니라 수질을 악화시키는 원인이 된다.
In addition, the reverse osmosis membrane used in the reverse osmosis method as described above may be contaminated by a membrane fouling phenomenon called fouling during the production of raw water from the raw water (such as residuals and adherence of particulate matter such as salinity, And the contamination of such a membrane surface increases the pressure acting upon filtration and causes the water quality to deteriorate as well as to gradually decrease the production quantity.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 특허문헌 1에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 원수의 취수, 상기 취수된 원수의 전처리, 상기 전처리된 원수를 역삼투막을 이용하여 막여과를 행하고 및 막여과된 생산수를 후처리하는 공정을 포함하는 역삼투막을 이용한 수처리 시스템에 있어서, 상기 역삼투막(400)의 역세척을 위하여 상기 역삼투막(400)의 후단에 별도의 역세척 수조(450)를 설치하고, 상기 역삼투막(400)에 역세수를 공급하기 위하여 역삼투막(400)과 상기 역세척 수조(460) 사이에 펌프가 구비된, 역세척이 가능한 역삼투 수처리 시스템을 제안하였다.In order to solve the above problems, as shown in FIG. 1, Patent Document 1 discloses a method of removing water from a raw water, pretreatment of the raw water taken out, membrane filtration using a reverse osmosis membrane, The reverse osmosis membrane module of the present invention may further comprise a backwash water tank 450 disposed downstream of the reverse osmosis membrane 400 for backwashing the reverse osmosis membrane 400, A reverse osmosis water treatment system having a pump between the reverse osmosis membrane (400) and the backwash water tank (460) for supplying reverse osmosis water to the reverse osmosis membrane (400) is proposed.

하지만, 상기 특허문헌 1뿐만 아니라 일반적인 역삼투 장치의 경우, 벳셀(vessel) 내에 역삼투막 설치된 막모듈 6 ~ 8개가 직렬로 연결되어 구성되며, 상기와 같이 직렬로 연결된 막모듈의 전단부에서 고압펌프를 이용하여 원수를 공급할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 전단부는 과도한 압력과 낮은 삼투압이 발생하며 후단부로 갈수록 부족한 압력과 높은 삼투압이 발생하게 된다.However, in the case of a general reverse osmosis device as well as the Patent Document 1, six to eight membrane modules provided with reverse osmosis membranes are connected in series in a vessel, and a high-pressure pump is provided at the front end of the membrane module, As shown in FIG. 2, when the raw water is supplied, an excessive pressure and a low osmotic pressure are generated in the front end portion, and a pressure and a high osmotic pressure which are insufficient toward the rear end portion are generated.

즉, 전단부와 후단부의 삼투압이 각각 달라 막모듈 위치에 따른 세정효과가 달라지게 되는데, 특히, 파울링이 심한 전단부에서 압력이 높고 삼투압이 가장 낮음에 따라 역세로 인한 세정효과가 극히 미비하게 되는 문제점이 있었다.In other words, the osmotic pressure of the front end and the rear end are different, and the cleaning effect varies depending on the position of the membrane module. Especially, since the pressure is high and the osmotic pressure is low at the front end where the fouling is severe, .

아울러, 상기와 같은 직렬연결 구조는 전단부의 농축수가 후단부의 원수가 됨에 따라 후단부에서는 원수의 이온 농도가 증가하게 되는데, 상술한 바와 같이 후단부에서 오히려 원수의 공급 압력이 낮아짐에 따라 생산수의 이온 농도가 높아져 생산수의 수질을 악화시키는 문제점이 있었다.
In addition, as the concentration of water in the front end portion becomes the raw water at the rear end portion, the ion concentration of the raw water increases at the rear end portion. As described above, as the supply pressure of the raw water is lowered at the rear end portion, There is a problem that the ion concentration is increased and the water quality of the produced water is deteriorated.

이를 해결하기 위하여, 비특허문헌 1에서는 고압펌프(HP, high pressure pump)를 이용하여 원수를 역삼투막으로 공급한 후, 역삼투막을 거친 농축수를 순환펌프(CP, circulation pump)를 이용하여 재순환시키면서 역삼투 공정을 수행함으로서, 상기 순환펌프로 인해 고압펌프로부터 발생한 에너지를 회수하여 재사용함에 따라 에너지 소모를 감소시킬 뿐만 아니라 막모듈의 전단부와 후단부의 압력차 및 삼투압차를 해소할 수 있도록 하는 기술을 제안하였다.In order to solve this problem, in Non-Patent Document 1, raw water is supplied to a reverse osmosis membrane using a high pressure pump (HP), and then concentrated water circulated through a reverse osmosis membrane is recirculated using a circulation pump (CP) It is possible to reduce the energy consumption by recovering and reuse energy generated from the high-pressure pump due to the circulation pump, and to solve the pressure difference and the osmotic pressure difference between the front end and the rear end of the membrane module The

하지만, 상기 비특허문헌 1의 경우, 순환펌프가 막모듈의 후단부 아래 농축수 배관에 설치됨에 따라 운전 시 필수적으로 저유량을 이송하기에 적합한 고압펌프를 먼저 가동해야하며, 이로 인해 초기 직교류 속도(crossflow velocity)가 낮은 상태 즉, 유속이 확보되지 않은 상태로 운전됨에 따라 농도분극(concentration polarization)이 심화되는 등의 불안 요소가 존재하게 되는 문제점이 있었다.However, in the case of the above non-patent document 1, since the circulation pump is installed in the concentrated water pipe under the rear end of the membrane module, the high-pressure pump suitable for conveying the low flow rate at the time of operation must be operated first, There has been a problem that an unstable element such as concentration polarization is increased as the crossflow velocity is low, that is, when the flow rate is not secured.

또한, 상기와 같이 유속이 확보되지 않음에 따라 목표한 농축수 순환율을 달성하기 위해 순환펌프와 고압펌프의 회전수를 동시에 조절해야 하는 운전의 복잡성이 존재하게 된다.In addition, since the flow rate is not secured as described above, there is a complex operation in which the number of revolutions of the circulation pump and the high-pressure pump must be simultaneously adjusted to achieve the desired concentrated water circulation rate.

게다가, 고압펌프를 끄지 않고 지속적으로 가동시킨 상태에서 미리 가압된 원수 챔버를 이용해 원수와 농축수를 교환함에 따라 막의 세정효과를 전혀 기대할 수 없어 파울링 정도가 심해지는 문제점이 있었다.
In addition, since the raw water and the concentrated water are exchanged using the pre-pressurized raw water chamber in a state in which the high-pressure pump is continuously operated without turning off the pump, the cleaning effect of the membrane can not be expected at all.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0054243호 "역세척이 가능한 역삼투 수처리 시스템"Patent Document 1: Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0054243 entitled "Reverse Osmosis Reverse Osmosis Water Treatment System"

비특허문헌 1 : Industrial and Brackish Water Treatment with Closed Circuit Reverse Osmosis [Richard L. Stover, Ph.D., Desalination and Water Treatment v51 (2013) 1124-1130][Patent Document 1] Industrial and Brackish Water Treatment with Closed Circuit Reverse Osmosis [Richard L. Stover, Ph.D., Desalination and Water Treatment v51 (2013) 1124-1130]

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 순환펌프를 막모듈의 전단부에 배치하고, 운전 시 순환펌프를 먼저 가동하여 원수를 순환시킨 이후, 고압펌프를 농축수의 농도에 따라 선택적으로 가동 또는 정지시켜 농축수를 순환시킴으로서, 초기 유속이 확보된 상태에서 농축수의 잔여 압력에 의해 농축수가 순환되어 고압펌프의 가동 유량을 기존 운전방법 대비 감소시킬 수 있음에 따라 역삼투공정에 사용되는 에너지를 절감할 수 있도록 함을 과제로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a membrane module in which a circulation pump is disposed at the front end of a membrane module, Or circulating the concentrated water to circulate the concentrated water, the concentrated water is circulated by the residual pressure of the concentrated water in the state that the initial flow rate is secured, so that the operation flow rate of the high-pressure pump can be reduced compared to the conventional operation method. In order to reduce the cost of the system.

또한, 막모듈의 후단부에 생산수 저장실린더를 배치시킨 후, 농축수의 농도가 최대 농도에 도달하면 농축수를 순환시키지 않고 배출하는 동시에, 상기 저장실린더에 저장된 생산수가 막모듈 내 농축수와의 삼투압차에 의해 삼투 역세(osmosis backwash)가 발생되도록 함으로서, 상기 삼투 역세에 의해 역삼투막이 주기적이고 효율적으로 세정되어 파울링 현상을 감소시킬 수 있도록 함을 다른 과제로 한다.
When the concentration of the concentrated water reaches the maximum concentration after the production water storage cylinder is disposed at the rear end of the membrane module, the concentrated water is discharged without circulation, and the produced water stored in the storage cylinder is concentrated in the membrane module The osmosis backwash is caused by the osmotic pressure difference between the osmotic pressure and the osmotic pressure of the reverse osmosis membrane, so that the reverse osmosis membrane is periodically and efficiently cleaned by the osmotic backwash so that the fouling phenomenon can be reduced.

아울러, 상기와 같은 구조 및 운전방법으로 인해 막모듈을 1 ~ 3개만 사용하더라도 여과효율이 우수할 뿐만 아니라, 2개 이상의 막모듈 사용 시, 각각의 농축비율에 상관없이 전체적인 농축수의 농도에 따라 고압펌프의 회전수를 조정하여 동일한 막여과 플럭스(flux)를 유지할 수 있음에 따라 생산수의 수질을 개선할 수 있도록 함을 또 다른 과제로 한다.
In addition, due to the above-described structure and operation method, the filtration efficiency is excellent even when only one to three membrane modules are used. In addition, when two or more membrane modules are used, regardless of their concentration ratios, It is another object of the present invention to improve the water quality of the produced water as the same membrane filtration flux can be maintained by adjusting the rotation number of the high-pressure pump.

본 발명은 막모듈(10), 순환펌프(20) 및 고압펌프(30)를 포함하여 구성되는 역삼투 장치에 있어서,The present invention relates to a reverse osmosis device comprising a membrane module (10), a circulation pump (20) and a high-pressure pump (30)

상기 순환펌프(20)가 막모듈(10)의 전단에 배치되며, The circulation pump 20 is disposed at the front end of the membrane module 10,

상기 막모듈(10)의 후단부에 생산수 저장실린더(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치를 과제의 해결 수단으로 한다.
And a production water storage cylinder (50) is provided at the rear end of the membrane module (10).

구체적으로 상기 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치는,Specifically, the low-energy and low-

벳셀(11) 내에 역삼투막(12)이 구비된 막모듈(10);A membrane module (10) having a reverse osmosis membrane (12) in a vessel (11);

원수 공급배관(P1)을 매개로 상기 막모듈(10) 전단부에 배치되어 막모듈(10) 측으로 원수를 공급하는 순환펌프(20) 및 고압펌프(30);A circulation pump 20 and a high-pressure pump 30 disposed at a front end of the membrane module 10 via a raw water supply pipe P1 to supply raw water to the membrane module 10 side;

제 1 농축수 순환배관(P2)을 매개로 상기 막모듈(10)과 연통하여 상기 막모듈부(10) 측에서 생성된 농축수를 일시 저장하되, 상기 저장된 농축수를 제 2 농축수 순환배관(P3)을 통해 상기 원수 공급배관(P1) 측으로 순환되도록 하거나 또는 농축수 배출배관(P4)을 통해 배출되도록 하기 위해 농축수를 일시 저장하는 농축수 저장용기(40); 및The concentrated water generated at the membrane module part 10 side is temporarily stored in communication with the membrane module 10 via the first concentrated water circulation pipe P2 and the stored concentrated water is stored in the second concentrated water circulation pipe A concentrated water storage container 40 for temporarily storing the concentrated water so as to be circulated to the raw water supply pipe P1 side through the concentrated water discharge pipe P3 or to be discharged through the concentrated water discharge pipe P4; And

상기 막모듈(10)의 후단부에 배치되는 것으로, 생산수가 삼투 역세를 위해 상기 막모듈(10) 측에 역으로 공급될 수 있도록 생산수를 저장하는 생산수 저장실린더(50);를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
And a production water storage cylinder (50) disposed at the rear end of the membrane module (10) for storing production water so that the production water can be supplied to the membrane module (10) .

이를 위해, 상기 농축수 배출배관(P4)의 일단에는 제 1 밸브(V1)가 구비되며, 상기 제 2 농축수 순환배관(P3)의 일단에는 제 2 밸브(V2)가 구비된다.
To this end, a first valve (V1) is provided at one end of the concentrated water discharge pipe (P4), and a second valve (V2) is provided at one end of the second concentrated water circulation pipe (P3).

한편, 본 발명은 상기와 같이 구성되는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 운전방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a low energy and low fouling reverse osmosis device,

역삼투 장치에 원수를 공급하여 충진 및 순환시키는 단계(S100);(S100) supplying raw water to the reverse osmosis unit to fill and circulate the raw water;

상기 S100 단계를 거쳐 원수의 순환이 확인되면, 원수를 추가로 공급하고 역삼투막을 이용하여 농축수 및 생산수로 분리한 후 분리된 농축수는 순환시키고, 생산수는 별도로 저장하는 단계(S200); 및If the circulation of the raw water is confirmed through the step S100, the raw water is further supplied, the separated water is separated into the concentrated water and the produced water by using the reverse osmosis membrane, the separated concentrated water is circulated, and the produced water is separately stored (S200); And

상기 S200 단계를 거친 후 농축수의 농도가 기설정된 농도에 도달하면, 농축수를 배출시키고, 상기 저장된 생산수를 이용하여 삼투 역세를 수행하는 단계(S300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 운전방법을 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
(S300) of discharging the concentrated water when the concentration of the concentrated water reaches the predetermined concentration after the step S200, and performing the osmotic backwash using the stored production water (S300). Another solution to the problem is to operate the low energy and low fouling reverse osmosis unit.

구체적으로 상기 S100 단계는,Specifically, in operation S100,

농축수 배출배관(P4)의 제 1 밸브(V1)를 폐쇄시키는 단계(S101); Closing the first valve (V1) of the concentrated water discharge pipe (P4) (S101);

제 2 농축수 순환배관(P3)의 제 2 밸브(V2)를 개방시키는 단계(S102); 및Opening (S102) the second valve (V2) of the second concentrated water circulation pipe (P3); And

순환펌프(20)를 가동시켜 원수를 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 공급하는 단계(S103);를 거쳐,(S103) of operating the circulation pump 20 to supply the raw water to the membrane module 10 side through the raw water supply pipe P1,

상기 원수가 원수 공급배관(P1), 막모듈(10), 제 1 농축수 순환배관(P2), 농축수 저장용기(40), 제 2 농축수 순환배관(P3)을 거쳐 다시 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 충진 및 순환되도록 하는 것이 바람직하다.
The raw water passes through the raw water supply pipe P1, the membrane module 10, the first concentrated water circulation pipe P2, the concentrated water storage container 40, the second concentrated water circulation pipe P3, P1 to fill and circulate to the membrane module 10 side.

또한, 상기 S200 단계는,Also, in operation S200,

고압펌프(30)를 가동시켜 원수를 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 추가로 공급하는 단계(S201)를 거쳐,The high pressure pump 30 is operated to further supply the raw water to the membrane module 10 side through the raw water supply pipe P1 (S201)

상기 공급된 원수가 막모듈(10)을 통해 농축수와 생산수로 분리되되,The supplied raw water is separated into concentrated water and produced water through the membrane module 10,

상기 분리된 농축수는 제 1 농축수 순환배관(P2), 농축수 저장용기(40), 제 2 농축수 순환배관(P3)을 거쳐 다시 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 순환되고, The separated concentrated water passes through the first concentrated water circulation pipe P2, the concentrated water storage container 40 and the second concentrated water circulation pipe P3 to the membrane module 10 through the raw water supply pipe P1 Circulated,

상기 분리된 생산수는 생산수 저장실린더(50) 측으로 공급되어 저장 및 배출되도록 하는 것이 바람직하다.
The separated production water is supplied to the production water storage cylinder (50) side for storage and discharge.

아울러, 상기 S300 단계는,In addition, in operation S300,

농축수 배출배관(P4)의 제 1 밸브(V1)를 개방시키는 단계(S301); (S301) of opening the first valve (V1) of the concentrated water discharge pipe (P4);

제 2 농축수 순환배관(P3)의 제 2 밸브(V2)를 폐쇄시키는 단계(S302); 및Closing the second valve (V2) of the second concentrated water circulation pipe (P3) (S302); And

고압펌프(30)를 끄거나 그 회전수를 조절하여 상기 생산수 저장실린더(50)에 저장된 생산수가 막모듈(10) 측에 역방향으로 공급되도록 하는 단계(S303);를 거쳐,(S303) of turning off the high-pressure pump 30 or adjusting the number of revolutions thereof so that the production water stored in the production water storage cylinder 50 is supplied to the membrane module 10 in the reverse direction,

상기 농축수는 농축수 배출배관(P4)을 통해 배출되며,The concentrated water is discharged through a concentrated water discharge pipe (P4)

상기 막모듈(10) 측에 역으로 공급된 생산수는 막모듈(10) 내의 농축수와의 농도차이로 인해 삼투 역세가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
It is preferable that the produced water supplied to the membrane module 10 side is backwashed due to the difference in concentration with the concentrated water in the membrane module 10.

본 발명은 순환펌프를 막모듈의 전단부에 배치하고, 운전 시 순환펌프를 먼저 가동하여 원수를 순환시킨 이후, 고압펌프를 농축수의 농도에 따라 선택적으로 가동 또는 정지시켜 농축수를 순환시킴으로서, 초기 유속이 확보된 상태에서 농축수의 잔여 압력에 의해 농축수가 순환되어 고압펌프의 가동 유량을 기존 운전방법 대비 감소시킬 수 있음에 따라 역삼투공정에 사용되는 에너지를 절감할 수 있도록 하며, 또한 생산수 저장실린더에 저장된 생산수가 막모듈 내 농축수와의 삼투압차에 의해 삼투 역세가 발생되도록 함으로서, 상기 삼투 역세에 의해 역삼투막이 주기적이고 효율적으로 세정되어 파울링 현상을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기와 같은 구조 및 운전방법으로 인해 막모듈을 1 ~ 3개만 사용하더라도 여과효율이 우수하며, 2개 이상의 막모듈 사용 시, 각각의 농축비율에 상관없이 전체적인 농축수의 농도에 따라 고압펌프의 회전수를 조정하여 동일한 막여과 플럭스를 유지할 수 있음에 따라 생산수의 수질을 개선할 수 있는 효과가 있다.
The circulation pump is disposed at the front end of the membrane module and the circulation pump is first operated to circulate the raw water and then the high pressure pump is selectively activated or stopped according to the concentration of the concentrated water to circulate the concentrated water, Since the concentrated water is circulated by the residual pressure of the concentrated water in the state where the initial flow rate is secured, the operation flow rate of the high-pressure pump can be reduced compared to the conventional operation method, thereby reducing energy used in the reverse osmosis process. The water produced in the water storage cylinder is subjected to osmotic backwash by the osmotic pressure difference with the concentrated water in the membrane module, so that the osmosis membrane is periodically and efficiently cleaned by the osmotic backwashing to reduce the fouling phenomenon, , The filtration efficiency is excellent even when only one to three membrane modules are used, and more than two When the membrane module used, according to the concentration of the total concentrate, regardless of the respective concentration ratio of an effect capable of improving the quality of water can be produced in accordance with that to maintain the same membrane filtration flux by adjusting the number of revolutions of the high-pressure pump.

도 1은 특허문헌 1에 따른 역삼투 장치를 나타낸 도면
도 2는 특허문헌 1에 따른 막모듈의 압력차 및 삼투압차를 나타낸 개략도
도 3은 비특허문헌 1에 따른 역삼투 장치를 나타낸 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투 장치를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투 장치의 운전방법을 나타낸 흐름도
도 6 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투 장치의 운전방법을 나타낸 개략도
도 9는 본 발명에 따른 S200 단계 및 S300 단계의 반복에 따른 압력변화를 나타낸 그래프1 is a view showing a reverse osmosis device according to Patent Document 1
2 is a schematic view showing a pressure difference and an osmotic pressure difference of a membrane module according to Patent Document 1
3 is a conceptual diagram illustrating a reverse osmosis device according to Non-Patent Document 1
4 is a schematic diagram illustrating a reverse osmosis device according to one embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of operating a reverse osmosis device according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 are schematic views illustrating a method of operating a reverse osmosis device according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the pressure change according to the repetition of steps S200 and S300 according to the present invention

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치 및 이의 운전방법에 관한 것으로, 각 도면 및 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용과 그리고 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 간략히 하거나 생략하였다.
The present invention relates to a low-energy and low-fouling reverse osmosis device and a method of operating the same, and in the drawings and the detailed description thereof, Detailed descriptions and illustrations of specific technical configurations and operations of elements not directly related to the technical features are omitted or simplified.

이하, 각 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 구성을 먼저 설명한 후, 이의 운전방법을 설명한다.
Hereinafter, the configuration of the low-energy and low-fouling reverse osmosis device according to the present invention will be described with reference to the drawings, and a method of operation thereof will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투 장치를 나타낸 개략도로서, 본 발명은 막모듈(10), 순환펌프(20) 및 인버터에 의한 회전수 조절이 가능한 고압펌프(30)를 포함하여 구성되는 역삼투 장치에 있어서, 상기 순환펌프(20)가 막모듈(10)의 전단에 배치되며, 상기 막모듈(10)의 후단부에 생산수 저장실린더(50)가 구비되는 것을 특징으로 하며, 좀 더 구체적으로는 막모듈(10), 순환펌프(20) 및 고압펌프(30), 농축수 저장용기(40) 및 생산수 저장실린더(50)를 포함하여 구성된다.
4 is a schematic view showing a reverse osmosis device according to an embodiment of the present invention. The present invention includes a membrane module 10, a circulation pump 20, and a high-pressure pump 30 capable of controlling the rotation speed by an inverter Wherein the circulating pump 20 is disposed at the front end of the membrane module 10 and the production water storage cylinder 50 is provided at the rear end of the membrane module 10 More specifically a membrane module 10, a circulation pump 20 and a high pressure pump 30, a concentrated water storage vessel 40 and a production water storage cylinder 50.

상기 막모듈(10)은, 공급되는 원수(예를 들면, 해수)를 역삼투법으로 처리하여 농축수와 생산수(예를 들면, 담수)로 분리하는 수단으로서, 벳셀(11) 내에 역삼투막(12)이 구비된다.The membrane module 10 is a means for separating the supplied raw water (for example, seawater) into a concentrated water and a produced water (for example, fresh water) Respectively.

여기서 상기 벳셀(11) 및 역삼투막(12)은 이미 공지된 구성요소로서 그 상세한 설명은 생략하며, 이미 공지된 다양한 종류의 벳셀 및 역삼투막을 적용할 수 있다. 또한, 원하는 생산수량을 맞추기 위해서 벳셀(11)의 개수를 늘려 병렬로 배열할 수 있다.
Here, the vessel vessel 11 and the reverse osmosis membrane 12 are well-known constituents, and a detailed description thereof will be omitted. Various well-known vessels and reverse osmosis membranes can be applied. Further, the number of the veccels 11 may be increased and aligned in parallel in order to match the desired production quantity.

상기 순환펌프(20) 및 고압펌프(30)는, 원수 또는 농축수를 막모듈(10) 측으로 공급하는 동력원으로서, 순환펌프(20)는 농축수를 순환시키는 용도 및 농축수가 순환되면서 발생한 수두 손실을 회복(즉, 손실된 압력을 다시 승압)시키는 데 사용되고, 고압펌프는 일정한 유량을 순환펌프의 유입부에 보내는 데 사용된다.The circulation pump 20 and the high pressure pump 30 are power sources for supplying raw water or concentrated water to the membrane module 10 side. The circulation pump 20 is used for circulating the concentrated water, (I. E., Boosting the lost pressure), and the high pressure pump is used to deliver a constant flow rate to the inlet of the circulation pump.

또한, 상기 고압펌프(30)의 유량은 목표 생산수량과 동일해야 하고, 압력은 인버터를 이용한 회전수 조작을 통해 목표 생산수량을 맞추기 위해 조절 가능해야 한다.In addition, the flow rate of the high-pressure pump 30 should be equal to the target production quantity, and the pressure should be adjustable in order to adjust the target production quantity through the operation of the rotation number of the inverter.

이때, 상기 각 펌프의 유량 및 압력이 상기 범위를 벗어날 경우, 본 발명에 따른 초기 유속이 확보 및 농축수의 순환기능이 제대로 구현되지 않을 우려가 있지만, 상기 유량 및 압력 범위는 펌프의 종류, 사양 및 역삼투 장치의 적용대상, 크기 등에 따라 가변적일 수 있으므로 상기 범위로 한정하지는 않는다.At this time, when the flow rate and the pressure of each pump are out of the above range, there is a possibility that the initial flow velocity according to the present invention is secured and the circulation function of the concentrated water is not properly realized. However, And the scope of application of the reverse osmosis device, the size, and the like, and thus is not limited to the above range.

이때, 상기 순환펌프(20) 및 고압펌프(30)는 원수 공급배관(P1)을 매개로 막모듈(10) 전단부에 배치되며, 원수의 공급방향을 기준으로 고압펌프(30), 순환펌프(20) 및 막모듈(10) 순으로 배치된다.The circulation pump 20 and the high pressure pump 30 are disposed at the front end of the membrane module 10 via the raw water supply pipe P1 and are connected to the high pressure pump 30, (20) and the membrane module (10).

즉, 본 발명은 순환펌프(20)가 막모듈(10)의 전단에 배치되는 구성에 특징이 있으며, 이의 운전방법 및 그에 따른 효과는 후술하기로 한다.
That is, the present invention is characterized in that the circulation pump 20 is disposed at the front end of the membrane module 10, and its operation method and its effect will be described later.

상기 농축수 저장용기(40)는, 제 1 농축수 순환배관(P2)을 매개로 상기 막모듈(10)과 연통하여 상기 막모듈(10) 측에서 생성된 농축수를 일시 저장하며, 통상의 압력용기를 적용한다.The concentrated water storage container 40 temporarily stores the concentrated water generated at the membrane module 10 side in communication with the membrane module 10 via the first concentrated water circulation pipe P2, Apply pressure vessel.

즉, 상기 농축수 저장용기(40)는 농축수 배출배관(P4)에 구비된 제 1 밸브(V1) 또는 제 2 농축수 순환배관(P3)에 구비된 제 2 밸브(V2)의 선택적인 동작에 따라, 농축수를 제 2 농축수 순환배관(P3)을 통해 상기 원수 공급배관(P1) 측으로 순환되도록 하거나 또는 농축수 배출배관(P4)을 통해 배출되도록 하기 위해 상기 농축수를 일시 저장한다.
That is, the concentrated water storage container 40 is provided with a selective operation of the second valve V2 provided in the first valve V1 provided in the concentrated water discharge pipe P4 or the second concentrated water circulation pipe P3 provided in the concentrated water discharge pipe P4, , The concentrated water is temporarily stored in order to circulate the concentrated water through the second concentrated water circulation pipe P3 toward the raw water supply pipe P1 or to discharge it through the concentrated water discharge pipe P4.

상기 생산수 저장실린더(50)는 상기 막모듈(10)의 후단부에 배치되어 생산수가 삼투 역세를 위해 상기 막모듈(10) 측에 역으로 공급될 수 있도록 생산수를 저장하는 수단이다.The production water storage cylinder 50 is disposed at the rear end of the membrane module 10 and is a means for storing production water so that the production water can be supplied to the membrane module 10 side for reverse osmosis.

즉, 본 발명은 순환펌프(20) 이외에 생산수 저장실린더(50)를 추가로 구성함으로서, 농축수의 순환 기능 이외에 상기 생산수 저장실린더(50)에 저장된 생산수가 막모듈(10) 측에 역으로 공급되어 막모듈(10) 내의 농축수와의 농도차이로 인해 삼투 역세가 이루어지도록 하는 구성에 또 다른 특징이 있다.
That is, according to the present invention, in addition to the circulation pump 20, the production water storage cylinder 50 is additionally provided, so that the production water stored in the production water storage cylinder 50, in addition to the circulation function of the concentrated water, So that osmotic backwash is caused due to the difference in concentration with the concentrated water in the membrane module 10.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투 장치의 운전방법을 나타낸 흐름도이고, 도 6 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투 장치의 운전방법을 나타낸 개략도이며, 도 9는 본 발명에 따른 S200 단계 및 S300 단계의 반복에 따른 압력변화를 나타낸 그래프로서, 본 발명은 크게 원수 순환단계(S100), 농축수 순환 및 생산수 저장단계(S200), 농축수 배출 및 삼투 역세 단계(S300)로 구성된다.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a reverse osmosis device according to an embodiment of the present invention. FIGS. 6 to 8 are schematic views illustrating a method of operating a reverse osmosis device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing pressure changes according to the repetition of steps S200 and S300 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the relationship between pressure changes in steps S200 and S300. S300).

상기 S100 단계는, 역삼투 장치에 원수를 공급하여 충진 및 순환시키는 단계로서, 도 6(미표시된 구성요소는 작동하지 않는 것을 의미함.)에 도시된 바와 같이, 농축수 배출배관(P4)의 제 1 밸브(V1)를 폐쇄시키고(S101), 제 2 농축수 순환배관(P3)의 제 2 밸브(V2)를 개방시킨 후(S102), 순환펌프(20)를 가동(이때, 고압펌프(30)는 꺼진 상태)시켜 원수를 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 공급하게 된다(S103).In the step S100, raw water is supplied to the reverse osmosis unit to fill and circulate the raw water. As shown in FIG. 6 (meaning that the components not shown are not operated), the concentrated water discharge pipe P4 The first valve V1 is closed (S101), the second valve V2 of the second concentrated water circulation pipe P3 is opened (S102), and the circulation pump 20 is operated 30) are turned off) to supply the raw water to the membrane module 10 side through the raw water supply pipe P1 (S103).

즉, 상기와 같은 운전방법에 의해 상기 원수가 원수 공급배관(P1), 막모듈(10), 제 1 농축수 순환배관(P2), 농축수 저장용기(40), 제 2 농축수 순환배관(P3)을 거쳐 다시 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 충진 및 순환되며, 상기 각 장치 및 배관에는 원수가 1차 적으로 충진되어 순환되는 상태가 된다.
That is, the raw water is supplied to the raw water supply pipe P1, the membrane module 10, the first concentrated water circulation pipe P2, the concentrated water storage container 40, the second concentrated water circulation pipe P3 to the membrane module 10 through the raw water supply pipe P1 and the raw water is firstly filled in the respective devices and the pipes and circulated.

상기 S200 단계는, 상기 S100 단계를 거쳐 원수의 순환이 확인되면, 원수를 추가로 공급하고 역삼투막을 이용하여 농축수 및 생산수로 분리한 후 분리된 농축수는 순환시키고, 생산수는 별도로 저장하는 단계로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 고압펌프(30)를 가동시켜 원수를 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 추가로 공급한다(S201). In step S200, if the circulation of the raw water is confirmed through the step S100, the raw water is further supplied, the concentrated water is separated into the concentrated water and the produced water by using the reverse osmosis membrane, the separated concentrated water is circulated, 7, the high-pressure pump 30 is operated to further supply the raw water to the membrane module 10 side through the raw water supply pipe P1 (S201).

즉, 상기와 같은 운전방법에 의해 상기 공급된 원수가 막모듈(10)를 통해 농축수와 생산수로 분리되되, 상기 분리된 농축수는 제 1 농축수 순환배관(P2), 농축수 저장용기(40), 제 2 농축수 순환배관(P3)을 거쳐 다시 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 순환되고, 상기 분리된 생산수는 생산수 저장실린더(50) 측으로 공급되어 저장 또는 배출된다.That is, according to the above-described operation method, the supplied raw water is separated into concentrated water and produced water through the membrane module 10, and the separated concentrated water is separated into the first concentrated water circulation pipe P2, The produced water is circulated through the raw water supply pipe P1 to the membrane module 10 side via the first concentrated water circulation pipe 40 and the second concentrated water circulation pipe P3, Or discharged.

한편, 상기 생산수의 배출 시 S100 단계에서 1차 충진된 원수 이외에 추가로 공급되는 원수만큼 생산수가 생성 및 배출되며, 농축수는 1차 충진된 원수만큼 계속 순환하게 된다.
During the discharge of the produced water, the produced water is generated and discharged in addition to the originally charged raw water in step S100, and the concentrated water is continuously circulated as the originally charged raw water.

상기 S300 단계는, 상기 S200 단계를 거친 후 농축수의 농도가 기설정된 농도에 도달하면, 농축수를 배출시키고, 상기 저장된 생산수를 이용하여 삼투 역세를 수행하는 단계로서, 도 8(미표시된 구성요소는 작동하지 않는 것을 의미함.)에 도시된 바와 같이, 농축수 배출배관(P4)의 제 1 밸브(V1)를 개방시키고(S301), 제 2 농축수 순환배관(P3)의 제 2 밸브(V2)를 폐쇄시킨 후(S302), 고압펌프(30)를 끄거나 그 회전수를 조절하여 상기 생산수 저장실린더(50)에 저장된 생산수가 막모듈(10) 측에 역방향으로 공급되도록 한다(S303).In step S300, when the concentration of the concentrated water reaches the predetermined concentration after the step S200, the step of discharging the concentrated water and performing osmotic backwashing using the stored production water, The first valve V1 of the concentrated water discharge pipe P4 is opened (S301) and the second valve (not shown) of the second concentrated water circulation pipe P3 is opened The production water stored in the produced water storage cylinder 50 is supplied in a reverse direction to the membrane module 10 side by turning off the high pressure pump 30 or adjusting the number of revolutions of the high pressure pump 30 (S302) S303).

즉, 상기와 같은 운전방법에 의해 상기 농축수는 농축수 배출배관(P4)을 통해 배출되며, 상기 생산수 저장실린더(50)로부터 막모듈(10) 측에 역으로 공급된 생산수는 막모듈(10) 내의 농축수와의 농도차이로 인해 삼투 역세가 이루어진다.
That is, the concentrated water is discharged through the concentrated water discharge pipe P4 by the above-described operation method, and the produced water, which is supplied from the produced water storage cylinder 50 to the membrane module 10 side, The osmotic back pressure is made due to the difference in concentration with the concentrated water in the water tank 10.

아울러, 본 발명은 상기 S100 단계 이후 S200 단계 및 S300 단계를 반복하여 역삼투 공정을 수행하게 되는데, 구체적으로 살펴보면, 도 9에 도시된 바와 같이, S200 단계를 거치면서 농축수의 농도가 기설정된 농도에 도달하면 S300 단계를 거치는데, S300 단계에서 농축수를 배출하고 고압펌프(30)를 끄거나 그 회전수를 조절하여 막모듈(10)의 역삼투막(11)을 삼투역세하게 되며, 농출수가 배출됨에 따라 농축수의 농도가 원수와 동일해질 경우, 상기 S200 단계를 거치게 된다.In addition, the present invention repeats steps S100 through S200 and step S300 to perform a reverse osmosis process. Specifically, as shown in FIG. 9, the concentration of concentrated water is adjusted to a predetermined concentration The reverse osmosis membrane 11 of the membrane module 10 is osmoticized by discharging the concentrated water in the step S300 and turning off the high-pressure pump 30 or adjusting the number of revolutions thereof, When the concentration of the concentrated water becomes equal to that of the raw water according to the discharge, the step S200 is performed.

이때, 농축수의 기 설정된 농도는 목표 농축률에 의해 결정되고, 목표 농축률은 원수의 종류 및 장치의 적용대상, 크기 등에 따라 가변적일 수 있으므로 특별히 한정하지는 않는다.At this time, the predetermined concentration of the concentrated water is determined by the target concentration ratio, and the target concentration ratio is not particularly limited as it may vary depending on the kind of the raw water and the application object and the size of the apparatus.

아울러, 고압펌프(30)의 회전수를 조절한다는 것은 회전수의 최소화를 의미하며, 상기 최소화는 고압펌프(30)의 종류 및 장치의 적용대상, 크기 등에 따라 가변적일 수 있으므로 이 또한 특별히 한정하지는 않는다.
In addition, controlling the rotation speed of the high-pressure pump 30 means minimizing the number of revolutions. The minimization can be varied depending on the type of the high-pressure pump 30, the object to which the apparatus is applied, the size, and the like. Do not.

즉, 본 발명은 순환펌프(20)를 막모듈(10)의 전단부에 배치하고, 운전 시 순환펌프(20)를 먼저 가동하여 원수를 순환시킨 이후, 고압펌프(30)를 농축수의 농도에 따라 선택적으로 가동 또는 정지시켜 농축수를 순환시킴으로서, 초기 유속이 확보된 상태에서 농축수의 잔여 압력에 의해 농축수가 순환되어 고압펌프(30)의 가동 유량을 기존 기술 대비 감소시켜, 이로 인해 역삼투 공정에 사용되는 에너지를 절감할 수 있게 된다.
That is, the present invention is characterized in that the circulation pump 20 is disposed at the front end of the membrane module 10, and the circulation pump 20 is first activated during operation to circulate the raw water, The concentrated water is circulated by circulating the concentrated water in accordance with the residual pressure of the high-pressure pump 30, whereby the concentrated water is circulated by the residual pressure of the concentrated water in the state where the initial flow rate is ensured, It is possible to reduce the energy used in the two-step process.

또한, 막모듈(10)의 후단부에 생산수 저장실린더(50)를 배치시킨 후, 농축수의 농도가 최대 농도에 도달하면 농축수를 순환시키지 않고 배출하는 동시에, 상기 저장실린더(50)에 저장된 생산수가 농축수와의 삼투압차에 의해 삼투 역세가 발생되도록 함으로서, 상기 삼투 역세에 의해 역삼투막이 주기적이고 효율적으로 세정되어 파울링 현상을 감소시킬 수 있게 된다.
After the production water storage cylinder 50 is disposed at the rear end of the membrane module 10, when the concentration of the concentrated water reaches the maximum concentration, the concentrated water is discharged without being circulated, The osmotic pressure difference between the stored production water and the concentrated water causes the osmosis membrane to be periodically and effectively cleaned by the osmotic backwashing to reduce the fouling phenomenon.

아울러, 상기와 같은 구조 및 운전방법으로 인해 막모듈(10)을 1 ~ 3개만 사용하더라도 여과효율이 우수할 뿐만 아니라, 2개 이상의 막모듈(10) 사용 시, 각각의 농축비율에 상관없이 고압펌프(30)의 회전수를 조정하여 동일한 막여과 플럭스를 유지할 수 있음에 따라 생산수의 수질을 개선할 수 있게 된다.
In addition, since the structure and the operation method as described above are used, even if only one to three membrane modules 10 are used, the filtration efficiency is excellent. In addition, when two or more membrane modules 10 are used, Since the same membrane filtration flux can be maintained by adjusting the number of rotations of the pump 30, water quality of the produced water can be improved.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various changes, modifications and variations may be made without departing from the scope of the present invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

10 : 막모듈 11 : 벳셀
12 : 역삼투막 20 : 순환펌프
30 : 고압펌프 40 : 농축수 저장용기
50 : 생산수 저장실린더 P1 : 원수 공급배관
P2 : 제 1 농축수 순환배관 P3 : 제 2 농축수 순환배관
P4 : 농축수 배출배관 V1 : 제 1 밸브
V2 : 제 2 밸브10: membrane module 11: vessel cell
12: reverse osmosis membrane 20: circulation pump
30: High-pressure pump 40: Concentrated water storage container
50: production water storage cylinder P1: raw water supply pipe
P2: first concentrated water circulation pipe P3: second concentrated water circulation pipe
P4: Concentrated water discharge pipe V1: First valve
V2: second valve

Claims (7)

역삼투 장치에 있어서,
벳셀(11) 내에 역삼투막(12)이 구비된 막모듈(10);
원수 공급배관(P1)을 매개로 상기 막모듈(10) 전단부에 배치되어 막모듈(10) 측으로 원수를 공급하는 순환펌프(20) 및 고압펌프(30);
제 1 농축수 순환배관(P2)을 매개로 상기 막모듈(10)과 연통하여 상기 막모듈(10) 측에서 생성된 농축수를 일시 저장하되, 상기 저장된 농축수를 제 2 농축수 순환배관(P3)을 통해 상기 원수 공급배관(P1) 측으로 순환되도록 하거나 또는 농축수 배출배관(P4)을 통해 배출되도록 하기 위해 농축수를 일시 저장하는 농축수 저장용기(40); 및
상기 막모듈(10)의 후단부에 배치되는 것으로, 생산수가 삼투 역세를 위해 상기 막모듈(10) 측에 역으로 공급될 수 있도록 생산수를 저장하는 생산수 저장실린더(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치.
In a reverse osmosis system,
A membrane module (10) having a reverse osmosis membrane (12) in a vessel (11);
A circulation pump 20 and a high-pressure pump 30 disposed at a front end of the membrane module 10 via a raw water supply pipe P1 to supply raw water to the membrane module 10 side;
The concentrated water generated at the membrane module 10 side is temporarily stored in communication with the membrane module 10 through the first concentrated water circulation pipe P2 and the stored concentrated water is circulated through the second concentrated water circulation pipe A concentrated water storage container 40 for temporarily storing the concentrated water so as to be circulated to the raw water supply pipe P1 side through the concentrated water discharge pipe P3 or to be discharged through the concentrated water discharge pipe P4; And
And a production water storage cylinder (50) disposed at the rear end of the membrane module (10) for storing production water so that the production water can be supplied to the membrane module (10) And a low-fouling reverse osmosis unit.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 농축수 배출배관(P4)의 일단에는 제 1 밸브(V1)가 구비되며,
상기 제 2 농축수 순환배관(P3)의 일단에는 제 2 밸브(V2)가 구비되는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치.
The method according to claim 1,
A first valve (V1) is provided at one end of the concentrated water discharge pipe (P4)
And a second valve (V2) is provided at one end of the second concentrated water circulation pipe (P3).
제 1항 또는 제 3항에 따른 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 운전방법에 있어서,
역삼투 장치에 원수를 공급하여 충진 및 순환시키는 단계(S100);
상기 S100 단계를 거쳐 원수의 순환이 확인되면, 원수를 추가로 공급하고 역삼투막을 이용하여 농축수 및 생산수로 분리한 후 분리된 농축수는 순환시키고, 생산수는 별도로 저장하는 단계(S200); 및
상기 S200 단계를 거친 후 농축수의 농도가 기설정된 농도에 도달하면, 농축수를 배출시키고, 상기 저장된 생산수를 이용하여 삼투 역세를 수행하는 단계(S300);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 운전방법.
A method of operating a low energy and low fouling reverse osmosis device according to any one of claims 1 to 3,
(S100) supplying raw water to the reverse osmosis unit to fill and circulate the raw water;
If the circulation of the raw water is confirmed through the step S100, the raw water is further supplied, the separated water is separated into the concentrated water and the produced water by using the reverse osmosis membrane, the separated concentrated water is circulated, and the produced water is separately stored (S200); And
(S300) of discharging the concentrated water when the concentration of the concentrated water reaches the predetermined concentration after the step S200, and performing the osmotic backwash using the stored production water (S300). A method of operating a low energy and low fouling reverse osmosis unit.
제 4항에 있어서,
상기 S100 단계는,
농축수 배출배관(P4)의 제 1 밸브(V1)를 폐쇄시키는 단계(S101);
제 2 농축수 순환배관(P3)의 제 2 밸브(V2)를 개방시키는 단계(S102); 및
순환펌프(20)를 가동시켜 원수를 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 공급하는 단계(S103);를 거쳐,
상기 원수가 원수 공급배관(P1), 막모듈(10), 제 1 농축수 순환배관(P2), 농축수 저장용기(40), 제 2 농축수 순환배관(P3)을 거쳐 다시 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 충진 및 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 운전방법.
5. The method of claim 4,
In operation S100,
Closing the first valve (V1) of the concentrated water discharge pipe (P4) (S101);
Opening (S102) the second valve (V2) of the second concentrated water circulation pipe (P3); And
(S103) of operating the circulation pump 20 to supply the raw water to the membrane module 10 side through the raw water supply pipe P1,
The raw water passes through the raw water supply pipe P1, the membrane module 10, the first concentrated water circulation pipe P2, the concentrated water storage container 40, the second concentrated water circulation pipe P3, P1 to the membrane module (10) side to fill and circulate the membrane module (10) side.
제 4항에 있어서,
상기 S200 단계는,
고압펌프(30)를 가동시켜 원수를 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 추가로 공급하는 단계(S201)를 거쳐,
상기 공급된 원수가 막모듈(10)을 통해 농축수와 생산수로 분리되되,
상기 분리된 농축수는 제 1 농축수 순환배관(P2), 농축수 저장용기(40), 제 2 농축수 순환배관(P3)을 거쳐 다시 원수 공급배관(P1)을 통해 막모듈(10) 측으로 순환되고,
상기 분리된 생산수는 생산수 저장실린더(50) 측으로 공급되어 저장 및 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 운전방법.
5. The method of claim 4,
In operation S200,
The high pressure pump 30 is operated to further supply the raw water to the membrane module 10 side through the raw water supply pipe P1 (S201)
The supplied raw water is separated into concentrated water and produced water through the membrane module 10,
The separated concentrated water passes through the first concentrated water circulation pipe P2, the concentrated water storage container 40 and the second concentrated water circulation pipe P3 to the membrane module 10 through the raw water supply pipe P1 Circulated,
And the separated production water is supplied to the production water storage cylinder (50) side for storage and discharge, and the method for operating the low energy and low fouling reverse osmosis system.
제 4항에 있어서,
상기 S300 단계는,
농축수 배출배관(P4)의 제 1 밸브(V1)를 개방시키는 단계(S301);
제 2 농축수 순환배관(P3)의 제 2 밸브(V2)를 폐쇄시키는 단계(S302); 및
고압펌프(30)를 끄거나 그 회전수를 조절하여 상기 생산수 저장실린더(50)에 저장된 생산수가 막모듈(10) 측에 역방향으로 공급되도록 하는 단계(S303);를 거쳐,
상기 농축수는 농축수 배출배관(P4)을 통해 배출되며,
상기 막모듈(10) 측에 역으로 공급된 생산수는 막모듈(10) 내의 농축수와의 농도차이로 인해 삼투 역세가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 저에너지 및 저파울링 역삼투 장치의 운전방법.5. The method of claim 4,
In operation S300,
(S301) of opening the first valve (V1) of the concentrated water discharge pipe (P4);
Closing the second valve (V2) of the second concentrated water circulation pipe (P3) (S302); And
(S303) of turning off the high-pressure pump 30 or adjusting the number of revolutions thereof so that the production water stored in the production water storage cylinder 50 is supplied to the membrane module 10 in the reverse direction,
The concentrated water is discharged through a concentrated water discharge pipe (P4)
The operation of the low-energy and low-fouling reverse osmosis device is characterized in that osmosis backwashing is performed due to the difference in concentration with the concentrated water in the membrane module (10) .
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