KR101551450B1 - Vacuum membrane distillation system for monitoring and controlling membrane wetting index, and method for the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a vacuum membrane distillation system for monitoring and controlling membrane a wetting index and a method thereof. The vacuum membrane distillation system can restore performance of the system by continuously measuring a membrane wetting index, recognizing the level of membrane wetting of a hydrophobic membrane depending on the state of the membrane wetting index, and preventing the membrane wetting on the surface of the membrane at room temperature by dry air or maintaining the vacuum in an inflow side of a hydrophobic membrane module depending on the membrane wetting index. In addition, the present invention is capable of self-diagnosis and self-healing with respect to the membrane wetting by monitoring the membrane wetting index combined with the liquid entry pressure (LEP) of the hydrophobic membrane, quantity of processed water, and variation coefficients of the water quality in a nondestructive state where the hydrophobic membrane module is not dismantled, and by controlling the membrane wetting of the hydrophobic membrane based on a maximum drivable filtering time calculated by the membrane wetting index.

Description

막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템 및 그 방법 {VACUUM MEMBRANE DISTILLATION SYSTEM FOR MONITORING AND CONTROLLING MEMBRANE WETTING INDEX, AND METHOD FOR THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling a film wettability index,

본 발명은 진공 막증류 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 해수담수화 공정 등에 사용되는 진공 막증류 시스템에서 소수성 분리막 모듈의 막 젖음지수(Membrane Wetting Index)를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum film distillation system, and more particularly, to a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling a membrane wetting index of a hydrophobic membrane module in a vacuum membrane distillation system used in a seawater desalination process, It is about the method.

통상적으로, 해수담수화 공정으로서, 막증류(증발) 방식, 전기투석 방식, 역삼투(Reverse osmosis: RO) 방식 등이 주로 사용되고 있다. 여기서, 주로 사용되고 있는 역삼투 방식은 전처리 후 고압펌프를 이용하여 유입수에 삼투압 이상의 압력을 가하여 담수를 얻어 내는 공정으로서, 소비동력이 크고 친수성막을 사용해야 하기 때문에 부유입자 및 유기물에 의해 쉽게 막이 오염된다는 단점이 있다.As a seawater desalination process, a membrane distillation (evaporation) method, an electrodialysis method, and a reverse osmosis (RO) method are generally used. Here, the reverse osmosis method, which is mainly used, is a process of obtaining fresh water by applying a pressure higher than osmotic pressure to the influent water by using a high-pressure pump after pre-treatment. Since the consumption power is large and a hydrophilic membrane is used, the membrane is easily contaminated by floating particles and organic substances .

막증류(Membrane Distillation: MD) 공정은 열을 이용하는 해수담수화 기술과 분리막을 이용한 해수담수화 기술을 결합함으로써 각각의 단점을 보완한 기술이다. 이러한 막증류 공정은 열에 의한 상변화와 분리막 기술을 결합한 기술로서, 소수성 분리막을 중심으로 온도차에 의한 증기압을 구동력으로 사용하는 공정이다.The Membrane Distillation (MD) process is a technology that compensates for each disadvantage by combining seawater desalination technology using heat and seawater desalination technology using membrane. This membrane distillation process is a technology that combines thermal phase change and membrane technology, and is a process that uses vapor pressure due to temperature difference as a driving force mainly in a hydrophobic separation membrane.

이러한 막증류 공정은 60∼80℃ 사이의 뜨거운 해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 소수성 분리막을 증기가 투과하여 담수를 얻어내는 공정으로서, 이때, 해수를 끓는점 이상으로 열을 가해야 하지만, 전처리를 필요로 하지 않고 운전할 수 있기 때문에 부지면적을 줄일 수 있고, 기존의 다른 해수담수화 공정들에 비해 낮은 에너지로 운전된다. 또한, 소수성 분리막을 이용하기 때문에 유기물질과 부유입자에 의한 막오염 현상이 적게 발생한다는 장점이 있다.This membrane distillation process is a process for obtaining fresh water by passing steam through a hydrophobic separation membrane using a difference in vapor pressure generated between hot seawater having a temperature of 60 to 80 ° C and room temperature as a driving force. At this time, However, since it is possible to operate without pretreatment, it is possible to reduce the site area and operate with lower energy than other conventional seawater desalination processes. In addition, since the hydrophobic separation membrane is used, there is an advantage that the membrane contamination phenomenon due to organic substances and suspended particles is less.

특히, 이러한 막증류 공정은 폐열, 태양열과 같은 대체에너지가 사용가능한 경우, 기존의 가압식 분리막 공정에 비하여 운전에 사용되는 에너지가 적고, 거의 100%에 가까운 염 제거율을 가진다. 이때, 고농도의 유입수가 막증류 공정에 들어가더라도 투과플럭스의 감소 및 염제거 효율의 변화가 거의 없다. 또한, 이러한 막증류 공정은 기존의 다단 증류법보다 열에너지가 적게 소비되고, 분리막과 공정수간의 화학반응이 적다는 장점이 있다.In particular, such a membrane distillation process has less energy used in operation and a salt removal rate close to 100% when alternative energy such as waste heat and solar heat is available, compared with the conventional pressurized separation membrane process. At this time, even if the high-concentration influent water enters the membrane distillation process, there is little change in the permeation flux and the salt removal efficiency. In addition, the membrane distillation process consumes less heat energy than the conventional multi-stage distillation process, and has a merit that the chemical reaction between the separation membrane and the process water is less.

이러한 막증류 공정으로서, 가열된 유입 용액이 항상 분리막과 접촉하고 있지만, 투과측에 흐르는 유체 흐름의 형태는 투과측의 구성에 따라 다음과 같이 분류될 수 있다.In this film distillation step, although the heated inflow solution always comes in contact with the separation membrane, the shape of the fluid flow on the permeation side can be classified as follows according to the configuration on the permeation side.

구체적으로, 냉각수가 분리막에 직접 접촉하여 흐르는 방식인 직접 접촉 막증류법(Direct Contact Membrane Distillation: DCMD), 분리막과 냉각판(Cold-plate) 사이에 공기층(air gap)이 존재하는 방식인 공기 간극 막증류법(Air Gap Membrane Distillation: AGMD), 투과측에 진공압력을 인가하여 처리수를 얻는 방식인 진공 막증류법(Vacuum Membrane Distillation: VMD), 분리막과 냉각판(Cold-plate) 사이에 동반 기체(Sweep Gas)가 흐르는 방식인 동반 기체식 막증류법(Sweep Gas Membrane Distillation: SGMD)이 사용되고 있다.Specifically, a direct contact membrane distillation (DCMD) method in which cooling water flows directly in contact with the separator, an air gap film in which an air gap exists between the separator and the cold plate, Vacuum Membrane Distillation (VMD), which is a method of obtaining treated water by applying a vacuum pressure to the permeate side, and a sweep (sweep) process between a separator and a cold plate (Sweep gas membrane distillation (SGMD)), which is a method in which a gas flows through the membrane, is used.

구체적으로, 직접 접촉 막증류법(DCMD)은 가열된 유입 용액(Feed Solution)이 유입수 측을 통과하면서 발생한 증기가 소수성 분리막을 통과하여 투과측으로 이동하게 되는데, 이때, 투과측에서 투과 용액(Permeate Solution)이 분리막과 접촉하여 흐르는 공정을 말한다. 이러한 직접 접촉 막증류법(DCMD)은 유입 용액과 투과 용액의 온도구배에 의하여 발생하는 증기압 차이가 구동력으로 작용하게 된다.In the direct contact membrane distillation method (DCMD), steam generated as the heated feed solution passes through the inflow side passes through the hydrophobic separation membrane and moves to the permeation side. At this time, the permeate solution (Permeate Solution) Refers to a process that flows in contact with the separation membrane. In this direct contact membrane distillation method (DCMD), the vapor pressure difference caused by the temperature gradient of the influent solution and the permeate solution acts as the driving force.

다음으로, 공기 간극 막증류법(AGMD)은 투과측이 공기 간극과 냉각판으로 구성된 공정을 말하며, 가열된 유입 용액으로부터 발생한 증기가 투과측의 공기 간극을 통과하여 냉각판에 부딪히면서 증기들이 응축된다. 이때, 공기 간극이 존재함으로써 분리막을 통한 열전도에 의하여 발생하는 열손실을 줄여줄 수 있다.Next, the air gap film distillation method (AGMD) is a process in which the permeation side is composed of an air gap and a cooling plate, and the steam generated from the heated inflow solution passes through the air gap on the permeation side and collides with the cooling plate to condense the vapor. At this time, the existence of the air gap can reduce the heat loss caused by the heat conduction through the separation membrane.

다음으로, 동반 기체 막증류법(SGMD)은 차가운 비활성가스가 투과측을 흐르고 있는 형태의 공정으로서, 상기 비활성 기체는 낮은 온도를 가지며, 동반 기체 역할을 한다. 이때, 가열된 유입 용액으로부터 발생한 증기는 투과측에서 동반 기체와 함께 모듈을 빠져나가며, 증기는 별도의 응축기에서 응축된다. 이때, 응축되는 증기의 양이 그리 많지 않고, 이에 필요한 동반 기체의 양이 상당하기 때문에 상대적으로 규모가 큰 응축기가 필요하다.Next, the accompanying gas film distillation method (SGMD) is a process in which a cold inert gas flows through the permeate side, and the inert gas has a low temperature and serves as a gas accompanied by it. At this time, the steam generated from the heated inflow solution exits the module together with the accompanying gas at the permeate side, and the steam is condensed in a separate condenser. At this time, since the amount of condensed steam is not so large and the amount of the accompanying gas required is considerable, a relatively large condenser is required.

다음으로, 진공 막증류법(VMD)은 진공펌프를 이용하여 투과측에 진공에 가까운 압력을 만들어주는 형태의 공정을 말하며, 이때, 유입 용액에서 증기화된 분자들을 분리해내기 위해서는 진공압력을 포화증기압보다 낮게 적용해야 한다. 이에 따라 진공 막증류법(VMD)은 진공에 가까운 압력을 적용함으로써 분리막 기공에서의 부분 압력을 없애줄 수 있고, 분자 확산저항을 제거해 주는 것과 같은 효과를 볼 수 있다.Next, the vacuum film distillation (VMD) process is a process in which a vacuum pump is used to create a pressure near the vacuum on the permeation side. In order to separate the vaporized molecules from the influent solution, Should be applied lower. Accordingly, the vacuum film distillation (VMD) can remove the partial pressure in the membrane pores by applying a pressure close to vacuum, and the effect of removing the molecular diffusion resistance can be obtained.

이러한 막증류 공정에서는 해수 등 처리해야 하는 대상원수와 담수가 직접적으로 접촉하고 있는 상태에서 선택적으로 증기만 투과해야 초순수를 얻어낼 수 있지만, 소수성 분리막에 액체투과압력(Liquid Entry Pressure: LEP) 이상의 압력이 가해지면 분리막의 공극 내부로, 예를 들면, 염분을 포함한 해수가 투과하게 되어 처리수질의 심각한 악화를 초래하게 된다. 이에 따라, 액체투과압력(LEP) 이상의 압력으로 인해 막 젖음 현상이 발생한 분리막은 공극 내부에 물이 차게 되고, 이를 완전히 건조시키기 위해서는 상온에서 24시간 이상 건조시켜야 분리막의 성능을 회복하게 되는 단점이 있다. 여기서, 액체투과압력(LEP)은 막의 접촉각, 표면장력, 공극 크기 등에 의해 결정되고, 이는 많은 연구들을 통해 증명되었다.In this membrane distillation process, ultrapure water can only be obtained by selectively passing steam only in the state where the raw water to be treated such as seawater is in direct contact with the fresh water. However, if the pressure exceeding the Liquid Entry Pressure (LEP) The seawater containing, for example, saline is permeated into the pores of the separation membrane, resulting in serious deterioration of the treated water quality. Accordingly, in the separation membrane in which the membrane wetting phenomenon occurs due to the pressure exceeding the liquid permeation pressure (LEP), water is caught in the gap and the separation membrane is required to be dried for 24 hours or more at room temperature . Here, the liquid permeation pressure (LEP) is determined by the contact angle of the film, the surface tension, the pore size and the like, and this has been confirmed through a number of studies.

특히, 진공 막증류법(VMD)과 같이 투과 플럭스를 증대시키기 위해 투과측에 진공압력을 인가할 경우, 전술한 직접 접촉 막증류(DCMD) 기술에 비하여 높은 투과 플럭스를 얻을 수 있으나 빠른 막 젖음 현상이 발생할 수 있다. 즉, 진공 막증류법(VMD)은 온도차에 의한 증기압을 구동압으로 사용하고, 소수성 분리막 및 진공펌프를 적용하기 때문에 소수성 분리막을 장기간 운전하거나 각종 오염물질에 노출될 경우 막증류 기술의 성능제한 인자인 막 젖음 현상이 발생하여 더 이상 투과가 진행되지 않게 된다.In particular, when a vacuum pressure is applied to the permeation side to increase the permeation flux as in the vacuum film distillation (VMD) method, a high permeation flux can be obtained compared to the DCMD technique described above, Lt; / RTI > That is, the vacuum film distillation method (VMD) uses the vapor pressure due to the temperature difference as the driving pressure and applies the hydrophobic separation membrane and the vacuum pump. Therefore, when the hydrophobic separation membrane is operated for a long time or exposed to various pollutants, Membrane wetting phenomenon occurs and the permeation does not progress any more.

이렇게 액체투과압력(LEP) 이상의 압력으로 인해 막 젖음(Membrane Wetting) 현상이 발생한 소수성 분리막은 공극 내부에 물이 차게 되고, 이를 완전히 건조시켜야만 분리막의 성능을 회복할 수 있다. 이때, 상기 소수성 분리막에서 막 젖음 현상의 지표로 사용할 수 있는 액체투과압력(LEP)은 용액이 분리막 기공 속으로 들어갈 수 있는 최소압력을 의미한다.The hydrophobic separation membrane, which has membrane wetting phenomenon due to the pressure exceeding the liquid permeation pressure (LEP), is filled with water and the membrane can be recovered in its performance. At this time, the liquid permeation pressure (LEP) which can be used as an index of the wetting phenomenon in the hydrophobic separation membrane means a minimum pressure at which the solution can enter into the membrane pore.

따라서 상기 액체투과압력(LEP)을 넘어서는 정수압을 적용할 경우, 분리막 젖음 현상이 발생할 수 있으며, 이것은 처리수의 수질을 감소시키는 원인으로 작용할 수 있다. 또한, 실제로 막 젖음 현상이 발생하는 시점에서는 소수성 분리막의 특성이 친수화되어 투과플럭스가 급격하게 상승하게 되고, 또한, 처리수의 용존 고형물의 농도인 TDS(Total Dissolved Solid)의 농도가 증가하게 된다.Therefore, when hydrostatic pressure exceeding the liquid permeation pressure (LEP) is applied, separation membrane wetting phenomenon may occur, which may act as a cause of reducing the quality of the treated water. In addition, at the time when the membrane wetting phenomenon actually occurs, the hydrophobic separation membrane is hydrophilized, the permeation flux rapidly increases, and the concentration of TDS (Total Dissolved Solid), which is the concentration of dissolved solids in the treated water, is increased .

이러한 막 젖음 현상은 처리대상 원수의 오염물질의 종류에 따라 가속화될 수 있는데, 특히, 지하수, 해수, 기수 등을 처리하기 위하여 막증류 기술을 적용하는 경우, 예를 들면, 해수에 존재하는 유기물의 특성 및 농도, 칼슘이온(

Figure 112014098659769-pat00001
), 황산이온(
Figure 112014098659769-pat00002
), 탄산이온(
Figure 112014098659769-pat00003
) 등에 의해 생성되는 스케일 물질 등의 무기염 결합 상태 및 농도 등 막 오염 유발물질의 영향을 받아서 막 젖음 현상이 가속화될 수 있다.This membrane wetting phenomenon can be accelerated depending on the kind of contaminants in the raw water to be treated. In particular, when a membrane distillation technique is applied to treat groundwater, seawater, nose water and the like, for example, Characteristic and concentration, calcium ion (
Figure 112014098659769-pat00001
), Sulfate ion (
Figure 112014098659769-pat00002
), Carbonate ions (
Figure 112014098659769-pat00003
) Due to the influence of the film-contamination-inducing substance such as the inorganic salt-binding state and the concentration of the scale substance, etc.

또한, 해수담수화를 위한 역삼투막의 농축수를 처리하기 위하여 막증류 공정을 적용함에 있어서, 해수 농축수 내에 칼슘이온, 황산이온 및 중탄산이온이 황산칼슘과 탄산칼슘의 용해도 이상의 농도로 존재하기 때문에 고온에서 운전하는 막증류 시스템의 소수성 분리막에 황산칼슘과 탄산칼슘의 결정들이 분리막 공극을 방해함으로써 막오염의 주요 원인이 된다.In addition, in applying the membrane distillation process to treat the concentrated water of the reverse osmosis membrane for desalination of seawater, calcium ions, sulfate ions and bicarbonate ions exist in the concentration of the calcium sulfate and calcium carbonate in the seawater concentrated water, Calcium sulphate and calcium carbonate crystals interfere with the pore gap in the hydrophobic membrane of the membrane distillation system, which is the main cause of membrane contamination.

따라서 막증류 기술을 적용하는 수처리 시스템에서는 소수성 분리막의 액체투과압력(LEP), 처리수 수량 및 수질을 조합한 막 젖음지수(Membrane Wetting Index)를 통한 조기 막 젖음정도를 모니터링하고, 막 젖음지수에 따라 유입측에 진공을 유지하거나 또는 건조공기에 의하여 실온에서 분리막 표면의 막 젖음을 신속하게 방지하는 제어 기술이 필요하다.Therefore, in the water treatment system using the membrane distillation technology, the membrane wetting index through the membrane permeation index (LEP) of the hydrophobic membrane, the treated water quantity and the water quality is monitored and the membrane wettability index Accordingly, there is a need for a control technique for maintaining a vacuum on the inlet side or for quickly preventing film wetting on the surface of the separation membrane at room temperature by dry air.

특히, 막증류 기술에 적용되는 소수성 분리막의 경우, 평판막이거나 중공사막이고, 실제로 막 젖음 현상이 시작하면 유입수가 투과측에 급속하게 전달되어 투과측의 수질이 변하고, 소수성 분리막이 친수화 성질로 변해서 이를 회복하는데 오랜 시간이 걸리게 된다. 이에 따라 막증류 시스템의 회수율이 낮아지는 문제가 발생하고, 막 젖음을 제어하기 위하여 고온의 증기를 사용할 경우, 재질 변성이 생기기 때문에 실제 소수성 분리막 모듈 규모에서 막 젖음지수를 모니터링하고, 이에 따른 낮은 온도에서 신속한 막 젖음 방지 및 제어기술이 필요한 실정이다.Particularly, in the case of the hydrophobic separation membrane applied to the membrane distillation technique, the membrane is a flat membrane or a hollow fiber membrane, and when the membrane wetting phenomenon actually starts, the influent water is rapidly transferred to the permeation side to change the water quality on the permeation side, It takes a long time to recover. This leads to a problem that the recovery rate of the membrane distillation system is lowered, and when the high temperature steam is used to control the membrane wetting, material denaturation occurs. Therefore, the membrane wettability index is actually monitored on the scale of the hydrophobic membrane module, A rapid membrane wetting prevention and control technology is required.

대한민국 등록특허번호 제10-956765호(출원일: 2008년 1월 18일), 발명의 명칭: "막증류용 분리막 모듈 장치 및 그를 이용한 고효율의 막증류 분리공정"Korean Patent No. 10-956765 filed on January 18, 2008, entitled "Membrane Module for Membrane Distillation and High-Efficiency Membrane Distillation Separation Process Using the Same" 대한민국 등록특허번호 제10-1020316호(출원일: 2010년 4월 28일), 발명의 명칭: "막증류 방식을 이용한 정삼투 담수화 장치"Korean Patent No. 10-1020316 filed on Apr. 28, 2010, entitled " Ozone Desalination System Using Membrane Distillation Method " 대한민국 등록특허번호 제10-1298724호(출원일: 2011년 8월 12일), 발명의 명칭: "유도용액의 일부가 정삼투 분리기로 직접 재공급되는 막증류 방식의 정삼투 담수화 장치"Korean Patent No. 10-1298724 filed on Aug. 12, 2011, entitled "A membrane-distillation type osmosis desalination apparatus in which a part of the induction solution is directly re-supplied to the osmosis separator" 대한민국 등록특허번호 제10-1426000호(출원일: 2012년 12월 6일), 발명의 명칭: "PTFE 중공형 막증류 분리막 및 그 제조방법"Korean Patent No. 10-1426000 filed on Dec. 6, 2012, entitled "PTFE Hollow Membrane Distillation Membrane and Method of Manufacturing the Same"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 진공 막증류 시스템에서 막 젖음지수(Membrane Wetting Index)를 연속적으로 측정하고, 막 젖음지수의 상태에 따라 소수성 분리막의 막 젖음정도를 파악하며, 막 젖음지수에 따라 소수성 분리막 모듈의 유입측에서 진공을 유지하거나 또는 건조공기에 의하여 실온에서 분리막 표면의 막 젖음을 신속하게 방지함으로써 진공 막증류 시스템의 성능을 회복시킬 수 있는, 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.In order to solve the problems described above, the present invention provides a method for continuously measuring the membrane wetting index in a vacuum membrane distillation system and determining the degree of membrane wetting of the hydrophobic separator according to the state of the membrane wettability index Which can restore the performance of the vacuum membrane distillation system by keeping the vacuum at the inlet side of the hydrophobic membrane module according to the membrane wettability index or by quickly preventing membrane wetting at the membrane surface at room temperature by dry air, And to provide a vacuum film distillation system and method therefor.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 실제 소수성 분리막 모듈의 분리막에 대하여 소수성 분리막 모듈을 해체하지 않은 비파괴 상태에서 소수성 분리막의 액체투과압력(LEP)과 처리수 수량 및 수질의 변동계수를 조합한 막 젖음지수를 모니터링하고, 막 젖음지수로 산출한 최대 운전가능한 여과시간을 기준으로 소수성 분리막의 막 젖음을 제어함으로써 막 젖음에 대한 자가 진단 및 자가 치유가 가능한, 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a membrane that combines the liquid permeation pressure (LEP) of the hydrophobic membrane with the coefficient of variation of the water quality and the water quality in the non-destructive state where the hydrophobic membrane module is not disassembled with respect to the membrane of the actual hydrophobic membrane module. It is possible to monitor and control the membrane wetting index, which can self-diagnose and self-heal the membrane wetting by controlling the wetting of the hydrophobic membrane based on the maximum operable filtration time calculated by the membrane wettability index A vacuum film distillation system and a method thereof.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템은, 수처리 장치에 적용되는 진공 막증류 시스템의 소수성 분리막이 장기간 사용되거나 또는 막 오염 유발물질의 노출에 의하여 발생하는 막 젖음 현상을 제어하는 진공 막증류 시스템에 있어서, 소수성 분리막 모듈, 유입수 저장조, 증기 발생부, TDS 측정기, 유량계, 건조공기 공급부 및 처리수 저장조를 포함하며, 해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 증기가 투과하여 담수를 생성하기 위해 설치되는 진공 막증류 시스템; 및 상기 소수성 분리막 모듈의 막 젖음지수(Membrane Wetting Index)를 측정하여 막 젖음지수를 모니터링하고, 처리수의 수질변화 및 투과유속을 측정하며, 상기 측정된 막 젖음지수 또는 상기 측정된 투과유속 및 수질변화에 따라 상기 소수성 분리막의 막 젖음정도를 판단하고, 상기 소수성 분리막 모듈에게 진공압력 및 건조공기가 공급되도록 제어하는 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛을 포함하되, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛은 상기 막 젖음지수에 따라 상기 소수성 분리막 모듈의 유입측에서 진공을 유지하거나 또는 건조공기가 공급되도록 제어하여 상기 소수성 분리막 표면의 막 젖음을 방지하는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above technical object, a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to the present invention is characterized in that a hydrophobic separation membrane of a vacuum film distillation system applied to a water treatment apparatus is used for a long time, A vacuum film distillation system for controlling film wettability caused by exposure of a trigger material, comprising: a hydrophobic separation membrane module, an influent storage tank, a steam generator, a TDS measuring device, a flow meter, a drying air supply unit, A vacuum film distillation system installed to generate steam by passing steam through a difference in vapor pressure generated between inflow water at normal temperature as a driving force; And a membrane wetting index of the hydrophobic separation membrane module to monitor the membrane wettability index, measure the water quality change and the permeation flux of the treated water, and measure the measured membrane wettability or the measured permeate flux and water quality And a membrane wetting index monitoring and control unit for controlling the hydrophobic membrane module to control the supply of vacuum pressure and dry air to the hydrophobic membrane module, The membrane is wetted on the surface of the hydrophobic separation membrane by controlling the vacuum to be maintained on the inlet side of the hydrophobic separation membrane module according to the membrane wettability index or to be supplied with dry air.

여기서, 상기 진공 막증류 시스템은, 해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 증기가 투과하여 담수를 생성하기 위해 설치되는 소수성 분리막 모듈; 유입펌프에 의해 유입수를 공급하는 유입수 저장조; 상기 유입수에 증기를 공급하도록 상기 소수성 분리막 모듈의 유입측에 설치되는 증기 발생부; 상기 소수성 분리막 모듈의 투과측에 설치되어 총용존 고형물을 측정하는 TDS 측정기; 상기 소수성 분리막 모듈의 투과측에 설치되어 처리수의 유량을 측정하는 유량계; 상기 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부의 제어 하에 상기 소수성 분리막의 표면 또는 내부에 건조공기를 공급하는 건조공기 공급부; 및 상기 소수성 분리막 모듈을 통과한 처리수를 저장하여 방류하는 처리수 저장조를 포함할 수 있다.The vacuum membrane distillation system includes a hydrophobic separation membrane module installed to generate steam by passing steam through a difference in vapor pressure generated between seawater and an influent of normal temperature, An inflow water reservoir for supplying inflow water by an inflow pump; A steam generator installed on an inflow side of the hydrophobic separation membrane module to supply steam to the inflow water; A TDS measuring device installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module for measuring total dissolved solids; A flow meter installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module and measuring the flow rate of the treated water; A dry air supply unit for supplying dry air to the surface or inside of the hydrophobic separation membrane under the control of the vacuum pump and the dry air valve control unit; And a treated water storage tank for storing and discharging the treated water that has passed through the hydrophobic separation membrane module.

여기서, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛은, 상기 소수성 분리막 모듈의 유입측에 설치되어 상기 소수성 분리막의 막 젖음지수를 모니터링하기 위해서 상기 막 젖음지수를 측정하는 막 젖음지수 측정부; 상기 유량계에서 측정된 처리수의 유량에 따라 수질변화를 측정하고, 상기 TDS 측정기에 의해 측정된 TDS에 따라 투과유속을 측정하는 투과유속 및 수질변화 측정부; 상기 막 젖음지수 측정부에서 측정된 막 젖음지수 및/또는 상기 투과유속 및 수질변화 측정부에서 측정된 투과유속 및 수질변화에 따라 상기 소수성 분리막의 막 젖음정도를 판단하는 막 젖음정도 판단부; 및 진공펌프를 가동시켜 상기 소수성 분리막 모듈에게 진공압력을 인가하도록 제어하고, 또한, 상기 건조공기 공급부를 가동시켜 상기 소수성 분리막 모듈에게 건조공기를 분사 공급하도록 제어하는 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부를 포함할 수 있다.Here, the membrane wettling index monitoring and control unit may include a membrane wettability measuring unit installed on the inlet side of the hydrophobic membrane module to measure the membrane wettability index to monitor the membrane wettability index of the hydrophobic membrane; A permeate flow rate and water quality change measuring unit for measuring a change in water quality according to a flow rate of the treated water measured by the flow meter and measuring a permeate flow rate according to the TDS measured by the TDS meter; A film wettability determining unit for determining a film wettability of the hydrophobic separation membrane in accordance with the membrane wettability measured by the membrane wettability measurement unit and / or the permeation flux and the water quality measured by the permeation flux and water quality measurement unit; And a vacuum pump and a dry air valve controller for controlling the vacuum pump to operate so as to apply a vacuum pressure to the hydrophobic separation membrane module and for controlling the drying air supply unit to spray dry air to the hydrophobic separation membrane module can do.

여기서, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛은 상기 소수성 분리막 모듈의 운전 초기의 소수성 분리막의 막 젖음이 가속화되는 압력 시점을 선정하여 모니터링하고, 상기 측정된 막 젖음이 발생하는 압력을 막 젖음지수로 하며, 상기 막 젖음지수는 다음의 수학식과 같이 액체투과압력(

Figure 112014098659769-pat00004
)으로 주어지고,
Figure 112014098659769-pat00005
, 여기서,
Figure 112014098659769-pat00006
는 분리막의 형상계수를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00007
는 액체의 표면장력을 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00008
는 분리막과 액체 사이의 접촉각을 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00009
는 최대 공극의 크기를 나타내는 것을 특징으로 한다.Herein, the membrane wettling index monitoring and control unit selects and monitors the pressure point at which the membrane wetting of the hydrophobic separation membrane is accelerated at the beginning of the operation of the hydrophobic separation membrane module, and determines the pressure at which the measured membrane wetting is generated as the membrane wettability index , The film wettability index is expressed by the liquid permeation pressure (
Figure 112014098659769-pat00004
), ≪ / RTI >
Figure 112014098659769-pat00005
, here,
Figure 112014098659769-pat00006
Represents the shape coefficient of the separation membrane,
Figure 112014098659769-pat00007
Represents the surface tension of the liquid,
Figure 112014098659769-pat00008
Represents the contact angle between the separation membrane and the liquid,
Figure 112014098659769-pat00009
Is characterized by indicating the size of the maximum air gap.

여기서, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛은, 대상 유입수(원수)에 대한 소수성 분리막의 온도분극과 농도분극을 산출하여 실제 분리막 표면에서의 온도와 농도를 고려한 투과플럭스를 예측하고, 초기 플럭스 대비 15% 이상 감소하는 시점을 기준으로 소정 시간 이후 상기 막 젖음지수를 산출하는 것을 특징으로 한다.The membrane wettance monitoring and control unit calculates the temperature polarization and concentration polarization of the hydrophobic separation membrane relative to the target influent water (raw water), predicts the permeation flux considering the temperature and concentration on the surface of the separation membrane, % After the predetermined time has elapsed.

여기서, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛은, 상기 소수성 분리막 모듈 내부에서 외부로 압력을 단계별로 증가시켜 가압된 압력에서 압력변화가 가장 큰 압력 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 한다.Herein, the membrane wetting index monitoring and control unit is characterized in that the pressure is gradually increased from the inside to the outside of the hydrophobic separation membrane module, and the pressure time point at which the pressure change is greatest at the pressurized pressure is selected as the point at which the membrane wetting is accelerated do.

여기서, 상기 소수성 분리막 모듈의 투과측 배관의 일측을 투명관으로 설치하여 단계별로 압력을 증가시켜 소수성 분리막의 막 젖음 현상으로 인한 불완전한 기공에서 공기 유속이 급속하게 빨라지는 시점인 버블이 발생하는 시점을 선정하고, 이러한 버블 발생 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 한다.In this case, one side of the permeate side pipe of the hydrophobic separation membrane module is installed as a transparent tube, and the pressure is increased step by step so that the bubble, which is a time point at which the air velocity rapidly accelerates from incomplete pores due to membrane wetting phenomenon of the hydrophobic separation membrane, And the time point at which the bubbles are generated is selected as the point at which the film wetting is accelerated.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법은, 수처리 장치에 적용되는 진공 막증류 시스템의 소수성 분리막이 장기간 사용되거나 또는 막 오염 유발물질의 노출에 의하여 발생하는 막 젖음 현상을 제어하는 진공 막증류 방법에 있어서, a) 막 젖음지수 측정부가 소수성 분리막 모듈의 분리막 표면에서 막 젖음지수를 측정하는 단계; b) 상기 소수성 분리막 모듈의 유입측 배관에 젖음지수 인디케이터를 채우는 단계; c) 상기 소수성 분리막 모듈의 유입측 배관 상에 설치된 제1 온/오프 전동밸브를 오프시키고, 유입수를 유입측 배관에 공급하기 위한 유입 펌프를 점진적으로 가압하는 단계; d) 상기 소수성 분리막 모듈의 투과측 배관에 설치된 투명관을 관찰하여 기포가 발생하는 시점의 상기 유입 펌프의 압력을 모니터링하는 단계; e) 막 젖음정도 판단부가 상기 소수성 분리막 모듈의 분리막의 막 젖음정도를 판단하는 단계; f) 상기 소수성 분리막 모듈의 분리막에서 막 젖음 현상이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 소수성 분리막 모듈 전후의 제1 및 제2 온/오프 전동밸브를 오프시키고, 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부의 제어 하에 진공펌프를 가동하여 상기 소수성 분리막 모듈의 유입측을 진공으로 유지하는 단계; g) 상기 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부의 제어 하에 건조공기 공급부를 가동하여 상기 소수성 분리막 모듈의 유입측에 건조공기를 주입함으로써, 상기 소수성 분리막의 표면 및 내부를 제습하는 단계; 및 h) 상기 막 젖음지수 측정부에서 막 젖음지수를 재측정하고, 상기 막 젖음정도 판단부가 막 젖음지수가 회복되었는지 확인하는 단계를 포함하여 이루어진다.As another means for achieving the above technical object, a vacuum film distillation method capable of monitoring and controlling the film wettability index according to the present invention is characterized in that a hydrophobic separation membrane of a vacuum film distillation system applied to a water treatment apparatus is used for a long time Or membrane fouling caused by the exposure of a membrane fouling material, the method comprising the steps of: a) measuring the membrane wettability index at the membrane surface of the hydrophobic membrane module with the membrane wettability index measurement; b) filling the inlet side piping of the hydrophobic separation membrane module with a wetting index indicator; c) gradually turning off the first on / off motor-operated valve installed on the inflow side pipe of the hydrophobic separation membrane module and gradually pushing the inflow pump for supplying inflow water to the inflow side pipe; d) monitoring a pressure of the inflow pump at a time when bubbles are generated by observing a transparent tube installed in the permeate side pipe of the hydrophobic separation membrane module; e) judging whether the film wettability is judged by judging the film wettability of the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module; f) If it is determined that the membrane wetting phenomenon has occurred in the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module, the first and second on / off electric valves before and after the hydrophobic separation membrane module are turned off and the vacuum pump and the dry air valve control unit Operating the pump to keep the inlet side of the hydrophobic membrane module in vacuum; g) operating the dry air supply unit under the control of the vacuum pump and the dry air valve control unit to dehumidify the surface and inside of the hydrophobic separation membrane by injecting dry air into the inlet side of the hydrophobic separation membrane module; And h) re-measuring the film wettability index in the membrane wettability measuring unit and checking whether the membrane wettability is judged by restoring the number of membrane wettability.

여기서, 상기 a) 단계에서 대상 유입수(원수)에 대한 소수성 분리막의 온도분극과 농도분극을 산출하여 실제 분리막 표면에서의 온도와 농도를 고려한 투과플럭스를 예측하고, 초기 플럭스 대비 15% 이상 감소하는 시점을 기준으로 소정 시간 이후 상기 막 젖음지수를 산출하는 것을 특징으로 한다.In the step (a), the temperature polarization and the concentration polarization of the hydrophobic separator for the target influent water (raw water) are calculated to predict the permeation flux considering the temperature and the concentration at the surface of the separator, The film wettability index is calculated after a predetermined time.

여기서, 상기 산출된 막 젖음지수를 데이터베이스에 저장하여 장기 운전동안 막 젖음지수의 경향을 모니터링하고, 상기 막 젖음지수의 경향에 따라 반복적으로 건조공기를 순환 공급하여 막 젖음을 사전에 방지할 수 있다.Here, the calculated film wettability index is stored in a database to monitor the trend of the film wettability index during the long-term operation, and the film wetting can be prevented in advance by circulating and supplying the dry air repeatedly according to the tendency of the film wettability index .

여기서, 상기 c) 단계에서 유입수 저장조에 저장된 유입수를 유입측 배관에 공급하기 위한 상기 유입 펌프의 최대압이 3bar 이내가 되도록 단계별로 점진적으로 가압하고, 가압된 압력에서 압력변화가 가장 큰 압력 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 한다.In step c), the inflow water stored in the inflow water reservoir is gradually pressurized in steps of 3 bar or less, and the pressure change at the pressurized pressure is the largest. The time point at which the film wetting is accelerated is selected.

여기서, 상기 d) 단계에서 상기 유입 펌프의 압력에 따라 소수성 분리막에 액체투과압력(LEP) 이상의 압력이 가해져서 막 젖음이 가속화되는 압력 조건을 확인하고, 초기의 소수성 분리막의 막 젖음이 가속화되는 시점의 압력 조건의 80%에 해당하는 압력으로 가압함으로써 막 젖음 유무를 조기 판단할 수 있다.Here, in step d), a pressure condition in which a pressure higher than the liquid permeation pressure (LEP) is applied to the hydrophobic separation membrane in accordance with the pressure of the inflow pump, thereby accelerating the wetting of the membrane, is confirmed, and when the membrane wetting of the initial hydrophobic separation membrane is accelerated The pressurization with a pressure corresponding to 80% of the pressure condition of the membrane can be judged early.

여기서, 상기 d) 단계에서 소수성 분리막 모듈의 투과측 배관의 일측을 투명관을 설치하여 단계별로 압력을 증가시켜 소수성 분리막의 막 젖음 현상으로 인한 불완전한 기공에서 공기 유속이 급속하게 빨라지는 시점인 버블이 발생하는 시점을 선정하여 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 한다.In the step d), a transparent tube is installed on one side of the permeate side pipe of the hydrophobic separation membrane module, and the pressure is increased step by step, so that the bubble, which is the time point at which the air flow rate rapidly accelerates from incomplete pores due to film wettability of the hydrophobic separation membrane And the time point at which the film wetting is accelerated is selected as the time point at which the film wetting is accelerated.

여기서, 상기 b) 단계에서 젖음지수 인디케이터로서 해수를 사용한 경우, 상기 d) 단계에서 투과측 염농도를 TDS 측정기로 측정하여 TDS 변화가 생기는 시점을 확인하거나, 또는, 상기 b) 단계에서 젖음지수 인디케이터로서 색도 유발물질을 사용한 경우, 상기 d) 단계에서 투과측 염농도를 UV 흡광도를 측정하여 흡광도 값의 변화가 생기는 시점을 확인하는 것을 특징으로 한다.In the case where seawater is used as the wetting index indicator in step b), it is necessary to determine the time point at which the TDS change occurs by measuring the permeate side salt concentration with the TDS measuring instrument in step d), or, When the chromogenic material is used, the UV absorbance of the permeation side salt concentration is measured in the step d), and the time point at which the absorbance value changes is confirmed.

여기서, 상기 e) 단계에서 막 젖음정도 판단부는 초기 젖음지수가 50% 변화하는지 여부를 판단하거나 또는 측정 젖음지수가 기설정 젖음지수보다 작은지 확인할 수 있다.In step e), the controller determines whether the initial wetness number is changed by 50% or whether the measured wetness number is smaller than the predetermined wetting index.

여기서, 상기 h) 단계에서 상기 막 젖음정도 판단부가 초기 젖음지수 대비 80% 이상으로 회복되는지 또는 설정값 이상으로 회복되는지 판단할 수 있다.Here, in step h), it is possible to determine whether the film wettability is restored to 80% or more of the initial wetness index or recovered to a set value or more.

본 발명에 따르면, 진공 막증류 시스템에서 막 젖음지수(Membrane Wetting Index)를 연속적으로 측정하고, 막 젖음지수의 상태에 따라 소수성 분리막의 막 젖음정도를 파악하며, 막 젖음지수에 따라 소수성 분리막 모듈의 유입측에서 진공을 유지하거나 또는 건조공기에 의하여 실온에서 분리막 표면의 막 젖음을 신속하게 방지함으로써 진공 막증류 시스템의 성능을 회복시킬 수 있다.According to the present invention, in the vacuum film distillation system, the membrane wetting index is continuously measured, the degree of film wettability of the hydrophobic separator is determined according to the state of the film wettability index, The performance of the vacuum film distillation system can be restored by keeping the vacuum on the inlet side or by quickly preventing the membrane wetting on the surface of the separator at room temperature by dry air.

본 발명에 따르면, 실제 소수성 분리막 모듈의 분리막에 대하여 소수성 분리막 모듈을 해체하지 않은 비파괴 상태에서 소수성 분리막의 액체투과압력(LEP)과 처리수 수량 및 수질의 변동계수를 조합한 막 젖음지수를 모니터링하고, 막 젖음지수로 산출한 최대 운전가능한 여과시간을 기준으로 소수성 분리막의 막 젖음을 제어함으로써 막 젖음에 대한 자가 진단 및 자가 치유가 가능하고, 이에 따라 진공 막증류 시스템의 운영기간 동안의 회수율을 향상시킬 수 있고, 운전 편의성을 제공할 수 있다.According to the present invention, the membrane wettability index obtained by combining the liquid permeation pressure (LEP) of the hydrophobic separator, the treated water quantity and the water quality coefficient is monitored in the non-destructive state where the hydrophobic membrane module is not disassembled with respect to the membrane of the actual hydrophobic membrane module , It is possible to self-diagnose and self-heal the membrane wetting by controlling the membrane wetting of the hydrophobic separation membrane based on the maximum operable filtration time calculated by the membrane wettability index, thereby improving the recovery rate during the operating period of the vacuum membrane distillation system And it is possible to provide driving convenience.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템의 구체적인 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템의 막 젖음지수를 모니터링 및 제어 방법의 동작흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템의 운전 결과를 예시하는 도면이다.
1 is a configuration diagram of a vacuum film distillation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view for explaining a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to an embodiment of the present invention.
3 is a specific configuration diagram of a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are operational flowcharts of a method of monitoring and controlling the film wettability index of a vacuum film distillation system according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating an operation result of a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling a film wettability index according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the term "part" or the like, as described in the specification, means a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

[막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템][Vacuum membrane distillation system capable of monitoring and controlling membrane wetting index]

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a vacuum film distillation system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템(100)은, 증기 발생부(111), 제1 온도계(112), 유입수 저장조(113), 유입 펌프(114), 제1 온/오프 전동밸브(115), 건조공기 공급부(116), 소수성 분리막 모듈(117), 유량계(118), 제2 온/오프 전동밸브(119), 열 교환기(120), 냉각수 저장조(121), 제2 온도계(122), TDS 측정기(123), 압력계(124), 처리수 저장조(125), 제3 온/오프 전동밸브(126), 진공펌프(127), 제4 온/오프 전동밸브(128), 비젖음(De-wetting) 저장조(129), 제5 온/오프 전동밸브(130) 및 제6 온/오프 전동밸브(131)를 포함한다.1, a vacuum film distillation system 100 according to an embodiment of the present invention includes a steam generating unit 111, a first thermometer 112, an inflow water reservoir 113, an inflow pump 114, Off valve 115, a dry air supply section 116, a hydrophobic separation membrane module 117, a flow meter 118, a second on / off electromotive valve 119, a heat exchanger 120, a cooling water reservoir 121, A second thermometer 122, a TDS measuring device 123, a pressure gauge 124, a process water reservoir 125, a third on / off electric motor 126, a vacuum pump 127, a fourth on / Off valve 132, a de-wetting reservoir 129, a fifth on / off electromotive valve 130 and a sixth on / off electromotive valve 131.

증기 발생부(111)는 60∼80℃ 사이의 뜨거운 해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 소수성 분리막 모듈(117)을 증기가 투과하도록 증기를 발생시킨다. 이때, 제1 온도계(112)는 상기 증기 발생부(111)의 증기가 소정 온도, 예를 들면, 해수인 경우, 60∼80℃ 사이인지 확인하도록 상기 증기 발생부(111) 및 소수성 분리막 모듈(117) 사이의 유입 배관 상에 설치된다.The steam generating unit 111 generates steam so that the steam passes through the hydrophobic separator module 117 with a difference in vapor pressure generated between the hot seawater at 60 to 80 ° C and the inflow water at room temperature. The first thermometer 112 is connected to the steam generator 111 and the hydrophobic separator module 100 to check whether the steam of the steam generator 111 is at a predetermined temperature, 117 on the inlet piping.

유입 펌프(114)는 유입수 저장조(113)에 저장된 유입수를 상기 증기 발생부(111) 및 소수성 분리막 모듈(117) 사이의 유입 배관 상에 공급한다.The inflow pump 114 supplies the inflow water stored in the inflow water reservoir 113 onto the inflow pipe between the steam generation unit 111 and the hydrophobic separation membrane module 117.

제1 온/오프 전동밸브(115)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 전단인 유입측에 설치되고 유입수 흐름을 개폐하고, 제2 온/오프 전동밸브(119)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 후단인 투과측에 설치되어 처리수 흐름을 개폐한다.The first on / off electromotive valve 115 is installed on the upstream side of the hydrophobic separation membrane module 117 and opens and closes the inflow water flow. The second on / off electromotive valve 119 is connected to the hydrophobic separation membrane module 117, To open and close the process water flow.

건조공기 공급부(116)는 상기 제1 온/오프 전동밸브(115) 및 상기 소수성 분리막 모듈(117) 사이의 유입 배관 상에 설치되어, 막 젖음 현상 발생시 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면 및 내부에 건조공기를 분사 공급한다.The dry air supply unit 116 is installed on the inflow pipe between the first on-off electromotive valve 115 and the hydrophobic separation membrane module 117 so that the membrane surface of the hydrophobic separation membrane module 117 and / And the dry air is sprayed into the inside.

소수성 분리막 모듈(117)은 중공사막 또는 평판막 형태의 분리막을 포함하며, 해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 증기가 투과하여 담수를 생성하기 위해 설치되며, 이때, 유량계(118)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되어 처리수의 유량을 측정한다.The hydrophobic membrane module 117 includes a membrane in the form of a hollow fiber membrane or a flat plate membrane and is installed to generate fresh water through the steam with a difference in the vapor pressure generated between the seawater and the influent water at room temperature as a driving force. (118) is installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module (117) to measure the flow rate of the treated water.

열 교환기(120)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되고, 냉각수 저장조(121)로부터 공급되는 냉각수에 의해 처리수의 온도를 상온으로 낮춘다. 이때, 제2 온도계(122)는 상기 냉각수 저장조(121)로부터 공급되는 냉각수의 온도를 측정하기 위해 설치된다.The heat exchanger 120 is installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117, and the temperature of the treated water is lowered to room temperature by the cooling water supplied from the cooling water storage tank 121. At this time, the second thermometer 122 is installed to measure the temperature of the cooling water supplied from the cooling water storage tank 121.

TDS 측정기(123)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되고, 상기 열 교환기(120)를 통해 상온으로 감온된 처리수의 용존 고형물의 농도(TDS)를 측정하고, 압력계(124)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되어 압력을 측정한다.The TDS measuring device 123 measures the concentration (TDS) of the dissolved solids of the treated water which has been warmed to room temperature through the heat exchanger 120, and the pressure gauge 124 is disposed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117, Is installed on the permeation side of the hydrophobic separation membrane module 117 to measure the pressure.

처리수 저장조(125)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되어 처리수를 저장하며, 제3 온/오프 전동밸브(126)가 상기 처리수 저장조(125)의 후단에 설치되어 처리수 흐름을 개폐한다.The process water reservoir 125 is installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117 to store treated water and a third on / off electric motor valve 126 is installed at the rear end of the treated water reservoir 125, The water flow is opened and closed.

진공펌프(127)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)을 진공으로 유지하도록 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치된다.The vacuum pump 127 is installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117 to keep the hydrophobic separation membrane module 117 in a vacuum.

비젖음(De-wetting) 저장조(129)가 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되고, 상기 비젖음 저장조(129)의 전단 및 후단에 각각 제4 온/오프 전동밸브(128) 및 제5 온/오프 전동밸브(130)가 설치될 수 있고, 또한, 제6 온/오프 전동밸브(131)가 상기 비젖음 저장조(129) 및 상기 유입수 저장조(113) 사이에 설치된다. A de-wetting reservoir 129 is provided on the permeate side of the hydrophobic separator module 117 and a fourth on / off electromotive valve 128 and a second on / off valve 128 are provided on the front and rear ends of the non- A fifth on / off motor-operated valve 130 may be provided and a sixth on / off motor-operated valve 131 may be installed between the non-wetted water storage tank 129 and the influent water storage tank 113.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템의 구체적인 구성도이다.FIG. 2 is a schematic view for explaining a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film wettability index FIG. 2 is a specific configuration diagram of a vacuum film distillation system that can be used.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템은, 수처리 장치에 적용되는 진공 막증류 시스템의 소수성 분리막이 장기간 사용되거나 또는 막 오염 유발물질의 노출에 의하여 발생하는 막 젖음 현상을 제어하는 진공 막증류 시스템으로서, 크게 도 1에 도시된 진공 막증류 시스템(100) 및 도 3에 도시된 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)을 포함한다. 여기서, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은 막 젖음지수 측정부(210), 막 젖음정도 판단부(220), 투과유속 및 수질변화 측정부(230), 운전 지속 여부 판단부(240), 진공압력 및 건조공기 주입시간 결정부(250) 및 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)를 포함한다.1 to 3, a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to an embodiment of the present invention is a system in which a hydrophobic separation membrane of a vacuum film distillation system applied to a water treatment apparatus is used for a long period of time, A vacuum film distillation system for controlling the film wettability phenomenon caused by exposure of a pollution inducing substance, comprises a vacuum film distillation system 100 shown in FIG. 1 and a film wettance index monitoring and control unit 200 shown in FIG. 3, . The film wetting index monitoring and control unit 200 includes a film wetting index measuring unit 210, a film wettability determination unit 220, a permeation flow rate and water quality change measuring unit 230, 240, a vacuum pressure and dry air injection time determination unit 250, and a vacuum pump and dry air valve control unit 260.

진공 막증류 시스템(100)은 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 진공압력을 인가하여 처리수를 얻기 위한 것으로, 막 젖음지수에 따라 간헐적으로 건조 공기를 분사 주입하여 소수성 분리막의 막 젖음 현상을 자가 치유하는 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)이 내장될 수 있는데, 도 1을 참조하여 전술한 바와 같다.The vacuum film distillation system 100 is for obtaining treated water by applying a vacuum pressure to the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117. The film wetting phenomenon of the hydrophobic separation membrane is intermittently injected and injected according to the film wettability index A self-healing membrane wetting index monitoring and control unit 200 can be incorporated, as described above with reference to FIG.

막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 막 젖음지수(Membrane Wetting Index)를 측정하여 막 젖음지수를 모니터링하고, 처리수의 수질변화 및 투과유속을 측정하며, 상기 측정된 막 젖음지수 또는 상기 측정된 투과유속 및 수질변화에 따라 상기 소수성 분리막의 막 젖음정도를 판단하고, 상기 소수성 분리막 모듈(117)에게 진공압력 및 건조공기가 공급되도록 제어한다. 또한, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은 상기 막 젖음지수에 따라 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측에서 진공을 유지하거나 또는 건조공기가 공급되도록 제어하여 상기 소수성 분리막 표면의 막 젖음을 방지하게 된다.The membrane wetting rate monitoring and control unit 200 measures the membrane wetting index by measuring the membrane wetting index of the hydrophobic separation membrane module 117 and measures the water quality change and the permeation flux of the treated water, The membrane wetting degree of the hydrophobic separation membrane is determined according to the measured membrane wettability or the measured permeation flux and the water quality change, and the vacuum pressure and dry air are supplied to the hydrophobic separation membrane module 117. The membrane wettability monitoring and control unit 200 may control the membrane wetting factor on the surface of the hydrophobic separator membrane 117 so that the vacuum is maintained or the dry air is supplied on the inlet side of the hydrophobic separator module 117 according to the membrane wettability index, .

구체적으로, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 진공 막증류 시스템(100)의 소수성 분리막 모듈(117)은 중공사막 또는 평판막 형태의 분리막을 포함하며, 해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 증기가 투과하여 담수를 생성하기 위해 설치된다.1 to 3, the hydrophobic separation membrane module 117 of the vacuum membrane distillation system 100 includes a hollow fiber membrane or a separator in the form of a flat membrane. The hydrophobic separation membrane module 117 has a vapor pressure Is used as a driving force to transmit steam to generate fresh water.

상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)의 막 젖음지수 측정부(210)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소수성 분리막 모듈(117) 분리막의 막 젖음지수를 모니터링하기 위해 막 젖음지수를 측정한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the membrane wettability measuring unit 210 of the membrane wettling index monitoring and control unit 200 measures the film wettability index of the membrane of the hydrophobic separation membrane module 117, Measure the wetting index.

TDS 측정기(123)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되어 총용존 고형물(TDS)을 측정하고, 유량계(118)는 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되어 처리수의 유량을 측정한다.The TDS measuring device 123 is installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117 to measure the total dissolved solids TDS and the flow meter 118 is provided on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117, Measure the flow rate.

투과유속 및 수질변화 측정부(230)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유량계(118)에서 측정된 처리수의 유량에 따라 수질변화를 측정하고, 또한, 상기 TDS 측정기(123)에 의해 측정된 TDS에 따라 투과유속을 측정한다.As shown in FIG. 3, the permeation flow rate and water quality change measuring unit 230 measures the water quality change according to the flow rate of the treated water measured by the flow meter 118, and furthermore, by the TDS measuring device 123 The permeate flux is measured according to the measured TDS.

막 젖음정도 판단부(220)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 막 젖음지수 측정부(210)에서 측정된 막 젖음지수 및/또는 상기 투과유속 및 수질변화 측정부(230)에서 측정된 투과유속 및 수질변화에 따라 상기 소수성 분리막의 막 젖음정도를 판단한다.3, the film wettability determination unit 220 determines the film wettability based on the film wettance measured by the film wettability measurement unit 210 and / or the film wettability measured by the permeation flux and water quality measurement unit 230 The membrane wetting degree of the hydrophobic separation membrane is determined according to the permeation flux and the water quality change.

운전 지속 여부 판단부(240)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 막 젖음정도 판단부(220)에서 판단된 막 젖음정도에 따라 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 운전 지속 여부를 판단한다. 예를 들면, 막 젖음정도가 막 젖음이 발생한 것으로 판단되면 운전을 정지하게 된다.3, the operation continuity determination unit 240 determines whether the operation of the hydrophobic separation membrane module 117 is continued according to the degree of film wettability determined by the film wettability determination unit 220 . For example, if the degree of membrane wetting is judged to be a membrane wetting, the operation is stopped.

진공압력 및 건조공기 주입시간 결정부(250)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 막 젖음정도 판단부(220)에서 판단된 막 젖음정도에 따라 막 젖음이 발생하여 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 운전을 정지한 경우, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면 및 내부를 건조시키기 위해 진공압력 및 건조공기의 주입시간을 결정한다.As shown in FIG. 3, the vacuum pressure and dry air injection time determination unit 250 determines that the film wettability is generated according to the film wettability determined by the film wettability determination unit 220, 117 are stopped, the vacuum pressure and the injection time of the dry air are determined so as to dry the surface and inside of the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module 117.

진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 진공압력 및 건조공기 주입시간 결정부(250)에서 결정된 주입시간동안 진공펌프(127)를 가동시켜 상기 소수성 분리막 모듈(117)에게 진공압력을 인가하도록 제어하고, 또한, 상기 건조공기 공급부(116)를 가동시켜 상기 소수성 분리막 모듈(117)에게 건조공기를 분사 공급하도록 제어한다.2 and 3, the vacuum pump and dry air valve control unit 260 operates the vacuum pump 127 during the injection time determined by the vacuum pressure and dry air injection time determination unit 250, Controls the hydrophobic separation membrane module 117 to apply vacuum pressure and controls the drying air supply section 116 to operate to spray and supply dry air to the hydrophobic separation membrane module 117.

건조공기 공급부(116)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)의 제어 하에 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측에 건조공기를 공급한다.The dry air supply unit 116 supplies dry air to the inflow side of the hydrophobic separation membrane module 117 under the control of the vacuum pump and the dry air valve control unit 260, as shown in FIG.

처리수 저장조(125)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 소수성 분리막 모듈(117)을 통과한 처리수를 저장하여 방류한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the treated water storage tank 125 stores and discharges the treated water that has passed through the hydrophobic separation membrane module 117.

구체적으로, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실제 소수성 분리막 모듈(117) 규모의 막 젖음지수를 모니터링 측정하기 위하여 소수성 분리막 모듈(117)의 구동을 일시 정지하고, 이때, 히팅 탱크 또는 폐열을 이용하여 증기 발생부(111)에서 가열된 유입수와 상기 소수성 분리막 모듈(117) 투과측의 냉각수는 상기 소수성 분리막 모듈(117)로 이송하지 않고 일시 정지시키도록 하기 위하여 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 전단 및 후단의 제1 온/오프 전동밸브(115) 및 제2 온/오프 전동밸브(119)를 닫는다. 또한, 상기 소수성 분리막 모듈(117) 내부에서 외부로 압력을 단계별로 증가시켜 가압된 압력에서 압력변화가 가장 큰 압력 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정한다.1 to 3, in order to monitor and measure the film wettability index on the scale of the actual hydrophobic separation membrane module 117 according to the present invention, the operation of the hydrophobic separation membrane module 117 is temporarily stopped. At this time, Or the waste water heated by the steam generating unit 111 and the cooling water on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117 are temporarily transferred to the hydrophobic separation membrane module 117 without being transferred to the hydrophobic separation membrane module 117, Off motor valve 115 and the second on / off motor-operated valve 119 are closed. In addition, the pressure is gradually increased from the inside to the outside of the hydrophobic separation membrane module 117, and the pressure time point at which the pressure change is greatest at the pressurized pressure is selected as the point at which the membrane wetting is accelerated.

또는, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 배관의 일측을 투명관으로 설치하여 단계별로 압력을 증가시켜 소수성 분리막의 막 젖음 현상으로 인한 불완전한 기공에서 공기 유속이 급속하게 빨라지는 시점인 버블이 발생하는 시점을 선정하고, 이러한 버블 발생 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정할 수도 있다.Alternatively, one side of the permeation side pipe of the hydrophobic separation membrane module 117 is installed as a transparent tube, and the pressure is increased step by step to generate a bubble which is a time point at which the air flow rate rapidly accelerates from incomplete pores due to membrane wetting phenomenon of the hydrophobic separation membrane And the time of occurrence of such a bubble may be selected as a point at which the wetting is accelerated.

전술한 바와 같이, 운전 초기의 소수성 분리막의 막 젖음이 가속화되는 압력 시점을 선정하고, 이를 모니터링한다. 이때, 상기 막 젖음이 가속화되는 압력조건의 80%에 해당하는 압력으로 가압함으로써 신속하게 막 젖음 발생 여부를 조기 판단할 수도 있다.As described above, the pressure time point at which the film wetting of the hydrophobic separation membrane at the initial stage of operation is accelerated is selected and monitored. At this time, it is possible to promptly determine whether or not the membrane wetting occurs by pressing the membrane at a pressure corresponding to 80% of the pressure condition in which the membrane wetting is accelerated.

이와 같이 측정된 막 젖음이 발생하는 압력을 막 젖음지수로 하며, 이러한 막 젖음지수는 다음의 수학식 1과 같이 액체투과압력(

Figure 112014098659769-pat00010
)으로 주어진다. 이러한 막 젖음 현상은 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면에서 액체투과압력(
Figure 112014098659769-pat00011
)의 감소로 나타나고, 액체투과압력(LEP)의 감소는 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 최대 기공 크기를 증가시키며, 또한, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막과 처리될 용액과의 접촉각의 감소에 의해 발생한다.The pressure at which the membrane wetting is measured is referred to as a membrane wettability index, and the membrane wettability index is expressed by the following equation (1)
Figure 112014098659769-pat00010
). This membrane wetting phenomenon is caused by the liquid permeation pressure (< RTI ID = 0.0 >
Figure 112014098659769-pat00011
And the reduction of the liquid permeation pressure LEP increases the maximum membrane pore size of the hydrophobic membrane module 117 and decreases the contact angle between the membrane of the hydrophobic membrane module 117 and the solution to be treated Lt; / RTI >

Figure 112014098659769-pat00012
Figure 112014098659769-pat00012

여기서,

Figure 112014098659769-pat00013
는 분리막의 형상계수를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00014
는 액체의 표면장력을 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00015
는 분리막과 액체 사이의 접촉각을 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00016
는 최대 공극의 크기를 나타낸다. 이때, 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막의 소수성도가 높을수록 LEP가 커지고 최대 공극크기가 클수록 LEP는 작아지는 것을 알 수 있다. 이러한 LEP 측정은 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 비건조(Dewettting) 여부를 쉽게 알 수 있고, 이를 통해서 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막의 거동을 대략적으로 예측할 수 있다.here,
Figure 112014098659769-pat00013
Represents the shape coefficient of the separation membrane,
Figure 112014098659769-pat00014
Represents the surface tension of the liquid,
Figure 112014098659769-pat00015
Represents the contact angle between the separation membrane and the liquid,
Figure 112014098659769-pat00016
Represents the maximum pore size. At this time, it can be seen that as the hydrophobicity of the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module 117 increases, the LEP increases, and as the maximum pore size increases, the LEP decreases. The LEP measurement can easily determine whether or not the hydrophobic membrane module 117 is dewettable, and the behavior of the membrane of the hydrophobic membrane module 117 can be roughly predicted.

한편, 도 1 및 도 도 3을 참조하면, 전술한 막 젖음지수 이외에 구동 중인 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 배관 일측에 각각 설치한 유량계(118) 및 TDS 측정기(123)를 연속적으로 모니터링하여, 최초 측정된 데이터가 20% 이상 변화가 생길 경우, 막 젖음 현상이 가속화되는 시점으로 진단할 수 있다.1 and 3, the flowmeter 118 and the TDS measuring device 123 provided on one side of the permeate side pipe of the hydrophobic membrane module 117 in operation are continuously monitored in addition to the membrane wettability index described above , And when the initially measured data changes by more than 20%, it can be diagnosed as the point at which the film wetting phenomenon accelerates.

따라서 상기 가압된 압력 측정 방법에 의한 막 젖음지수를 모니터링하는 방법과 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 처리수의 유량 및 수질의 변화를 모니터링하고, 두 가지 방법 중에서 어느 한 가지 방법이라도 부합되면 막 젖음이 발생하는 시점으로 판단한다.Therefore, a method of monitoring the membrane wetting index by the pressurized pressure measuring method and monitoring the change of the flow rate and the water quality of the permeate-side treated water of the hydrophobic membrane module 117 are performed, and if any one of the two methods is met It is judged to be the time when membrane wetting occurs.

본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템은, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 막 젖음을 해결하기 위하여 유입수와 냉각수를 순환 또는 정지시켜 상기 소수성 분리막 모듈(117) 내부, 즉, 분리막 조에 유체가 없는 조건하에서 상기 건조공기 공급부(116)가 상기 소수성 분리막 모듈(117) 내에 건조 공기를 예를 들면, 10분 이상 분사 공급하거나 또는 운전자가 설정한 건조공기 공급 작동시간동안 순환시킴으로써, 상기 소수성 분리막 모듈(117)을 건조시킴으로써 소수성 분리막의 막 젖음을 제어할 수 있다.The vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to the embodiment of the present invention is a vacuum film distillation system in which the hydrophobic membrane module (117) is circulated or stopped to prevent wetting of the hydrophobic membrane module (117) The drying air supply unit 116 injects the dry air into the hydrophobic separation membrane module 117 for 10 minutes or more under the condition that no fluid is contained in the separation membrane tank 117, By circulating the hydrophobic membrane module 117 for the operation time, the membrane wetting of the hydrophobic membrane membrane can be controlled by drying the hydrophobic membrane module 117.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템에서, 막 젖음지수 모니터링 시점과 이를 제어하는 주기는 대상 유입수(원수)에 대한 소수성 분리막의 온도분극과 농도분극을 하기 수학식 2 내지 수학식 6에 의하여 산출함으로써, 실제 소수성 분리막 표면에서의 온도와 농도를 고려한 투과플럭스를 예측하여 초기 플럭스 대비 15% 이상 감소하는 시점을 기준으로 막 젖음지수를 산출하고, 또한, 상기 산출된 막 젖음지수를 데이터베이스(도시되지 않음)에 저장하여 장기 운전동안 막 젖음지수의 경향을 모니터링하며, 이후, 반복적으로 건조 공기를 공급 또는 순환시킴으로써 막 젖음 사전에 방지할 수 있다.Meanwhile, in the vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to the embodiment of the present invention, the film wettance index monitoring point and the control period are controlled by a control signal for the target influent (raw water) By calculating the temperature polarization and concentration polarization of the hydrophobic separation membrane according to the following expressions (2) to (6), it is possible to estimate the permeation flux considering the temperature and concentration on the surface of the actual hydrophobic separation membrane, The film wettability index is calculated and the calculated film wettability index is stored in a database (not shown) to monitor the tendency of the film wettability index during a long-term operation. Thereafter, by supplying or circulating dry air repeatedly, It can be prevented in advance.

구체적으로, 투과 플럭스(

Figure 112014098659769-pat00017
)를 계산하기 위해서는 수학식 2에서와 같이 분리막 표면에서의 증기압력(
Figure 112014098659769-pat00018
)를 계산해야 하는데, 이러한 증기압력(
Figure 112014098659769-pat00019
)은 수학식 4를 이용하여 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면에서의 온도(
Figure 112014098659769-pat00020
)와 농도(
Figure 112014098659769-pat00021
)를 이용하여 계산한다. 이때, 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면에서의 온도(
Figure 112014098659769-pat00022
)와 농도(
Figure 112014098659769-pat00023
)는 직접적으로 측정하는 것이 불가능하기 때문에 내부 최적화 알고리즘을 수렴하는 수치해석 알고리즘을 포함된 모델에 의하여 수학식 5 및 수학식 6을 이용하여 산출한다.Specifically, the permeation flux (
Figure 112014098659769-pat00017
), The steam pressure at the surface of the membrane as shown in Equation (2)
Figure 112014098659769-pat00018
). This vapor pressure (
Figure 112014098659769-pat00019
) Is calculated from the temperature at the separation membrane surface of the hydrophobic separation membrane module 117 (
Figure 112014098659769-pat00020
) And concentration (
Figure 112014098659769-pat00021
). At this time, the temperature at the surface of the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module 117
Figure 112014098659769-pat00022
) And concentration (
Figure 112014098659769-pat00023
) Can not be measured directly. Therefore, a numerical analysis algorithm for converging the internal optimization algorithm is calculated by using a model including Equation 5 and Equation 6.

먼저, 투과 플럭스(

Figure 112014098659769-pat00024
)는 다음의 수학식 2와 같이 주어진다.First, the permeate flux (
Figure 112014098659769-pat00024
) Is given by the following equation (2).

Figure 112014098659769-pat00025
Figure 112014098659769-pat00025

여기서,

Figure 112014098659769-pat00026
은 투과 플럭스(단위:
Figure 112014098659769-pat00027
)를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00028
는 진공 막증류 계수(단위: s/m)를 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00029
는 분리막 표면에서의 증기압력(단위: Pa)을 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00030
는 적용된 진공 압력(단위: Pa)을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템에서 소수성 분리막 표면의 투과 플럭스(
Figure 112014098659769-pat00031
)가 15% 감소되는 시점에서 막 젖음지수를 측정한다.here,
Figure 112014098659769-pat00026
The permeation flux (unit:
Figure 112014098659769-pat00027
),
Figure 112014098659769-pat00028
Represents the vacuum film distillation coefficient (unit: s / m)
Figure 112014098659769-pat00029
Represents the vapor pressure (unit: Pa) at the separation membrane surface,
Figure 112014098659769-pat00030
Represents the applied vacuum pressure (unit: Pa). In the vacuum film distillation system according to the embodiment of the present invention, the permeation flux of the surface of the hydrophobic separation membrane (
Figure 112014098659769-pat00031
) Is decreased by 15%, the film wettability index is measured.

또한, 전술한 수학식 2에서 상기 진공 막증류 계수(

Figure 112014098659769-pat00032
)는 다음의 수학식 3과 같이 주어진다.Further, in the above-described formula (2), the vacuum film distillation coefficient
Figure 112014098659769-pat00032
) Is given by the following equation (3).

Figure 112014098659769-pat00033
Figure 112014098659769-pat00033

여기서,

Figure 112014098659769-pat00034
는 기공 크기(단위: ㎛)를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00035
는 공극률(단위: 무차원)을 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00036
는 분리막 두께(단위: ㎛)를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00037
는 분리막 굴곡비(단위: 무차원)를 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00038
은 물의 분자량(단위: g/mol)을 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00039
은 이상기체상수(단위: J/molㅇ K)를 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00040
은 분리막 표면에서의 유입 용액의 온도(단위: K)를 나타낸다.here,
Figure 112014098659769-pat00034
Represents the pore size (unit: 占 퐉)
Figure 112014098659769-pat00035
Represents the porosity (unit: dimensionless)
Figure 112014098659769-pat00036
Represents the separation membrane thickness (unit: 占 퐉)
Figure 112014098659769-pat00037
Represents the separation membrane bending ratio (unit: dimensionless)
Figure 112014098659769-pat00038
Represents the molecular weight (unit: g / mol) of water,
Figure 112014098659769-pat00039
Represents the ideal gas constant (unit: J / mol K)
Figure 112014098659769-pat00040
Represents the temperature (unit: K) of the incoming solution at the separation membrane surface.

또한, 전술한 수학식 2에서 상기 분리막 표면에서의 증기압력(

Figure 112014098659769-pat00041
)은 다음의 수학식 4와 같이 주어진다.Further, in the above-mentioned equation (2), the steam pressure at the surface of the separation membrane
Figure 112014098659769-pat00041
) Is given by the following equation (4).

Figure 112014098659769-pat00042
Figure 112014098659769-pat00042

여기서,

Figure 112014098659769-pat00043
는 증기압력(단위: atm)을 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00044
은 분리막 표면에서 유입 용액의 온도(단위: K)를 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00045
은 분리막 표면에서 유입 용액의 농도(단위: g/kg)를 나타낸다.here,
Figure 112014098659769-pat00043
Represents the steam pressure (unit: atm)
Figure 112014098659769-pat00044
Represents the temperature (unit: K) of the influent solution at the separation membrane surface,
Figure 112014098659769-pat00045
Represents the concentration (unit: g / kg) of the influent solution at the separation membrane surface.

또한, 전술한 수학식 4에서 상기 분리막 표면에서 유입 용액의 농도(

Figure 112014098659769-pat00046
)는 다음의 수학식 5와 같이 주어진다.Further, in the above-mentioned equation (4), the concentration of the influent solution at the surface of the separation membrane
Figure 112014098659769-pat00046
) Is given by the following equation (5).

Figure 112014098659769-pat00047
Figure 112014098659769-pat00047

여기서,

Figure 112014098659769-pat00048
은 유입 용액의 분리막 표면에서의 농도(단위: g/kg)를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00049
는 유입 용액의 농도(단위: g/kg)를 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00050
은 플럭스(단위: kg/㎡ㅇs)를 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00051
는 물질전달 계수(단위: m/s)를 나타낸다.here,
Figure 112014098659769-pat00048
Represents the concentration (unit: g / kg) of the incoming solution on the surface of the separation membrane,
Figure 112014098659769-pat00049
Represents the concentration (unit: g / kg) of the influent solution,
Figure 112014098659769-pat00050
Represents the flux (unit: kg / m < 2 > s)
Figure 112014098659769-pat00051
Represents the mass transfer coefficient (unit: m / s).

또한, 전술한 수학식 4에서 상기 유입 용액의 분리막 표면에서의 온도(

Figure 112014098659769-pat00052
)는 다음의 수학식 6과 같이 주어진다.Further, in the above-mentioned formula (4), the temperature at the surface of the separation membrane of the inflow solution
Figure 112014098659769-pat00052
) Is given by the following equation (6).

Figure 112014098659769-pat00053
Figure 112014098659769-pat00053

여기서,

Figure 112014098659769-pat00054
는 열전달 계수(단위:
Figure 112014098659769-pat00055
)를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00056
는 유입 용액의 농도(단위: K)를 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00057
은 유입 용액의 분리막 표면에서의 온도(단위: K)를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00058
은 플럭스(단위:
Figure 112014098659769-pat00059
)를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00060
는 증기의 잠열(단위: J/kg)을 나타낸다.here,
Figure 112014098659769-pat00054
Is the heat transfer coefficient (unit:
Figure 112014098659769-pat00055
),
Figure 112014098659769-pat00056
Represents the concentration (unit: K) of the influent solution,
Figure 112014098659769-pat00057
Represents the temperature (unit: K) at the separation membrane surface of the influent solution,
Figure 112014098659769-pat00058
Is the flux (unit:
Figure 112014098659769-pat00059
),
Figure 112014098659769-pat00060
Indicates the latent heat of steam (unit: J / kg).

따라서 본 발명의 실시예에 따르면, 실제 소수성 분리막 모듈의 분리막에 대하여 상기 소수성 분리막 모듈을 해체하지 않은 비파괴 상태에서 소수성 분리막의 액체투과압력(LEP)과 처리수 수량 및 수질의 변동계수를 조합한 막 젖음지수를 모니터링하고, 막 젖음지수로 산출한 최대 운전가능한 여과시간을 기준으로 소수성 분리막의 막 젖음을 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 소수성 분리막 모듈의 유입측에서 진공을 유지하면서 건조공기에 의하여 실온에서 소수성 분리막 모듈의 분리막 표면과 기공 사이의 친수성을 신속하게 제습하여 원래의 소수성 분리막의 액체투과압력(LEP)으로 회복하는 제어 알고리즘을 갖는 막 젖음에 대한 자가 진단 및 자가 치유가 가능하게 된다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, in the non-destructive state in which the hydrophobic separation membrane module is not disassembled, the liquid permeation pressure (LEP) of the hydrophobic separation membrane and the coefficient of variation of water quality The wetting index can be monitored and the membrane wetting of the hydrophobic membrane can be controlled based on the maximum operable filtration time calculated by the membrane wettability index. According to the embodiment of the present invention, the hydrophilicity between the separation membrane surface and the pores of the hydrophobic separation membrane module is rapidly dehumidified at room temperature by dry air while maintaining the vacuum at the inlet side of the hydrophobic separation membrane module, Self-diagnosis and self-healing of membrane wetting with control algorithm recovering to pressure (LEP) becomes possible.

[막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법][Vacuum membrane distillation method capable of monitoring and controlling membrane wetting index]

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템의 막 젖음지수를 모니터링 및 제어 방법의 동작흐름도이다.4A and 4B are operational flowcharts of a method of monitoring and controlling the film wettability index of a vacuum film distillation system according to an embodiment of the present invention.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템의 막 젖음지수를 모니터링 및 제어 방법은, 먼저, 도 3에 도시된 막 젖음지수 측정부(210)가 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면에서 투과 플럭스가 15% 감소되는 시점에서 막 젖음지수를 측정한다(S201). 예를 들면, 대상 유입수(원수)에 대한 소수성 분리막의 온도분극과 농도분극을 산출하여 실제 분리막 표면에서의 온도와 농도를 고려한 투과플럭스를 예측하고, 초기 플럭스 대비 15% 이상 감소하는 시점을 기준으로 소정 시간 이후 상기 막 젖음지수를 산출할 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 상기 산출된 막 젖음지수를 데이터베이스에 저장하여 장기 운전동안 막 젖음지수의 경향을 모니터링하고, 상기 막 젖음지수의 경향에 따라 반복적으로 건조공기를 순환 공급하여 막 젖음을 사전에 방지할 수 있다.4A and 4B, the method for monitoring and controlling the film wettability index of the vacuum film distillation system according to the embodiment of the present invention is characterized in that the film wettability measurement unit 210 shown in FIG. The membrane wettability index is measured at a point of time when the permeation flux is reduced by 15% at the separation membrane surface of the membrane 117 (S201). For example, by calculating the temperature polarization and concentration polarization of the hydrophobic separator for the target influent (raw water), the permeation flux considering the temperature and concentration at the surface of the separator is predicted, and based on the point at which the flux is reduced by 15% The film wettability index can be calculated after a predetermined time. As described later, the calculated film wettability index is stored in a database to monitor the tendency of the film wettability index during the long-term operation, and the dry air is repeatedly supplied in accordance with the trend of the film wettability, .

다음으로, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측 배관에 젖음지수 인디케이터를 채운다(S202). 이때, 상기 젖음지수 인디케이터로서, 해수, 색도 유발물질 또는 처리수가 사용될 수 있다.Next, the inlet side piping of the hydrophobic separation membrane module 117 is filled with a wetting index indicator (S202). At this time, as the wetting index indicator, seawater, chromogenic material or treated water may be used.

다음으로, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측 배관 상에 설치된 제1 온/오프 전동밸브(115)를 오프시킨다(S203).Next, the first on / off motor-operated valve 115 installed on the inflow pipe of the hydrophobic separation membrane module 117 is turned off (S203).

다음으로, 유입수 저장조(113)에 저장된 유입수를 유입측 배관에 공급하기 위한 유입 펌프(114)의 최대압이 3bar 이내가 되도록 단계별로 점진적으로 가압한다(S204). 즉, 상기 유입수 저장조(113)에 저장된 유입수를 유입측 배관에 공급하기 위한 상기 유입 펌프(114)의 최대압이 3bar 이내가 되도록 단계별로 점진적으로 가압하고, 가압된 압력에서 압력변화가 가장 큰 압력 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정한다. 구체적으로, 상기 유입 펌프(114)의 압력에 따라 소수성 분리막에 액체투과압력(Liquid Entry Pressure: LEP) 이상의 압력이 가해져서 막 젖음이 가속화되는 압력 조건을 확인하고, 초기의 소수성 분리막의 막 젖음이 가속화되는 시점의 압력 조건의 80%에 해당하는 압력으로 가압함으로써 막 젖음 유무를 조기 판단할 수 있다.Next, the pressure of the inflow pump 114 for supplying the inflow water stored in the inflow water reservoir 113 to the inflow pipe is gradually increased (step S204) so that the maximum pressure is within 3 bar. In other words, the inflow pump 114 gradually pressurizes the inflow pump 114 in stages so that the maximum pressure of the inflow pump 114 for supplying inflow water stored in the inflow water reservoir 113 to the inflow pipe is within 3 bar, Select the point of time when the wetting is accelerated. Specifically, a pressure condition in which a pressure higher than a liquid permeation pressure (LEP) is applied to the hydrophobic separation membrane according to the pressure of the inflow pump 114, thereby accelerating the wetting of the membrane, is checked, and the membrane wetting of the initial hydrophobic separation membrane It is possible to early determine whether or not the film is wetted by applying a pressure corresponding to 80% of the pressure condition at the time of acceleration.

다음으로, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 배관에 설치된 투명관(도시되지 않음)을 관찰하여 기포가 발생하는 시점의 상기 유입 펌프(114)의 압력을 모니터링한다(S205). 구체적으로, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 배관의 일측을 투명관을 설치하여 단계별로 압력을 증가시켜 소수성 분리막의 막 젖음 현상으로 인한 불완전한 기공에서 공기 유속이 급속하게 빨라지는 시점인 버블이 발생하는 시점을 선정하여 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정할 수 있다.Next, a transparent tube (not shown) installed in the permeate side pipe of the hydrophobic separation membrane module 117 is observed to monitor the pressure of the inflow pump 114 at the time when bubbles are generated (S205). Specifically, a transparent tube is provided on one side of the permeate side pipe of the hydrophobic separation membrane module 117 to increase the pressure in each step, so that the bubble, which is a time point at which the air velocity rapidly accelerates from incomplete pores due to film wettability of the hydrophobic separation membrane, The time point at which the film wetting is accelerated can be selected.

다음으로, 상기 젖음지수 인디케이터로서 해수를 사용한 경우, 투과측 염농도를 TDS 측정기(123)로 측정하고, TDS 변화가 생기는 시점을 확인한다(S206). 또한, 상기 젖음지수 인디케이터로서 색도 유발물질을 사용한 경우, 투과측 염농도를 UV 흡광도(도시되지 않음)를 측정하고 흡광도 값의 변화가 생기는 시점을 확인한다(S207).Next, when seawater is used as the wetting index indicator, the permeate side salt concentration is measured by the TDS measuring device 123, and the time when the TDS change occurs is checked (S206). When a chromogenic material is used as the wetting index indicator, a UV absorbance (not shown) of the permeation side salt concentration is measured and a point of time when the absorbance value changes is confirmed (S207).

다음으로, 막 젖음정도 판단부(220)는 초기 젖음지수가 50% 변화하는지 여부를 판단하거나 또는 측정 젖음지수가 기설정 젖음지수보다 작은지 확인한다(S208).Next, the film wettability determination unit 220 determines whether the initial number of wet paper sheets is changed by 50% or whether the measured wet paper water number is smaller than the predetermined wettability index (S208).

다음으로, 상기 초기 젖음지수가 50% 변화하거나 또는 상기 측정 젖음지수가 기설정 젖음지수보다 작은 경우, 상기 소수성 분리막 모듈(117) 전후의 제1 및 제2 온/오프 전동밸브(115, 119)를 오프시킨다(S209). 이때, 상기 초기 젖음지수가 50% 변화하지 않거나 또는 상기 측정 젖음지수가 기설정 젖음지수보다 작지 않은 경우 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템의 소수성 분리막 모듈(117)을 계속 가동시킨다(S213).Next, the first and second on / off electric valves 115 and 119 before and after the hydrophobic separator module 117 are operated when the initial number of the wet paper is changed by 50% or the measured wet paper number is smaller than the predetermined wetting index. (S209). At this time, if the number of the initial wetted paper is not changed by 50% or the measured wetted paper number is not smaller than the preset wetting index, the hydrophobic separation membrane module 117 of the vacuum film distillation system according to the embodiment of the present invention is continuously operated (S213 ).

다음으로, 상기 소수성 분리막 모듈(117) 전후의 제1 및 제2 온/오프 전동밸브(115, 119)를 오프시킨 후, 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)의 제어 하에 진공펌프(127)를 가동하여 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측을 진공으로 유지한다(S210).Subsequently, the first and second on / off electromotive valves 115, 119 before and after the hydrophobic separation membrane module 117 are turned off, and the vacuum pump 127 is controlled under the control of the vacuum pump and the dry air valve control unit 260. Then, To keep the inflow side of the hydrophobic separation membrane module 117 at a vacuum (S210).

다음으로, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측을 진공으로 유지하면서, 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)의 제어 하에 건조공기 공급부(116)를 가동하여 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측에 건조공기를 주입함으로써, 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면 및 내부를 제습하고, 상기 막 젖음지수 측정부(210)에서 막 젖음지수를 재측정한다(S211).Next, the dry air supply unit 116 is operated under the control of the vacuum pump and the dry air valve control unit 260 while the inflow side of the hydrophobic separation membrane module 117 is kept vacuum, and the inflow of the hydrophobic separation membrane module 117 The membrane wetting index measuring unit 210 measures the film wettability index of the hydrophobic membrane module 117 by re-

다음으로, 상기 막 젖음정도 판단부(220)가 초기 젖음지수 대비 80% 이상으로 회복되는지 또는 설정값 이상으로 회복되는지 판단한다(S212).Next, the film wetting determination unit 220 determines whether the determination unit 220 is recovered to 80% or more of the initial wetting index or recovered to a set value or more (S212).

다음으로, 상기 초기 젖음지수 대비 80% 이상으로 회복되거나 또는 설정값 이상으로 회복된 경우, 본 발명의 실시예에 따른 진공 막증류 시스템의 소수성 분리막 모듈을 계속 가동한다(S213). 만일, 상기 초기 젖음지수 대비 80% 이상으로 회복되지 않거나 또는 설정값 이상으로 회복되지 않은 경우, 상기 초기 젖음지수 대비 80% 이상으로 회복되거나 또는 설정값 이상으로 회복될 때까지 전술한 S211 단계를 반복하여 수행한다.Next, in the case where the initial wetting index is recovered to 80% or more or recovered to a set value or more, the hydrophobic separation membrane module of the vacuum film distillation system according to the embodiment of the present invention is continuously operated (S213). If the initial wetting index is not recovered to 80% or more than the initial wetting index, or if the initial wetting index is not recovered to the predetermined value or more, the step S211 is repeated until the initial wetting index is recovered to 80% .

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템의 운전 결과를 예시하는 도면으로서, 진공 막증류 시스템을 운전 초기 450분 전후로 1차 막 젖음 현상이 발생하고, 이를 진공 상태의 건조공기를 10분간 접촉시킴으로써 초기 플럭스로 회복하여 재가동이 가능한 것을 나타낸 결과이다.Meanwhile, FIG. 5 is a diagram illustrating operation results of a vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index according to an embodiment of the present invention. In the vacuum film distillation system, And it was recovered to the initial flux and reactivated by bringing dry air in a vacuum state into contact for 10 minutes.

본 발명의 실시예에 따르면, 해수담수화를 포함한 다양한 수처리 기술로 적용되는 운전 알고리즘 및 제어기가 내재된 막증류 기술로 막 젖음 현상에 대한 자가 진단 및 치유 기능을 갖게 됨으로써, 막증류 시스템의 운영기간 동안의 회수율을 향상시킬 수 있고, 운전 편의성을 제공할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the operation algorithm and the controller applied to various water treatment techniques including seawater desalination have a self-diagnosis function and a healing function for the membrane wetting phenomenon with the built-in membrane distillation technology, It is possible to improve the recovery rate and provide the convenience of operation.

또한, 본 발명의 실시예로서, 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템 및 그 방법에 대해 설명하였지만, 진공 막증류 시스템이 아닌 다른 막증류 시스템에도 적용될 수 있다.Also, as an embodiment of the present invention, a vacuum film distillation system and method capable of monitoring and controlling the film wettability index and the method thereof have been described. However, the present invention can be applied to other membrane distillation systems other than the vacuum film distillation system.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 진공 막증류 시스템
200: 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛
111: 증기 발생부
112: 제1 온도계
113: 유입수 저장조
114: 유입 펌프
115: 제1 온/오프 전동밸브
116: 건조공기 공급부
117: 소수성 분리막 모듈
118: 유량계
119: 제2 온/오프 전동밸브
120: 열 교환기
121: 냉각수 저장조
122: 제2 온도계
123: TDS 측정기
124: 압력계
125: 처리수 저장조
126: 제3 온/오프 전동밸브
127: 진공펌프
128: 제4 온/오프 전동밸브
129: 비젖음(De-wetting) 저장조
130: 제5 온/오프 전동밸브
131: 제6 온/오프 전동밸브
210: 막 젖음지수 측정부
220: 막 젖음정도 판단부
230: 투과유속 및 수질변화 측정부
240: 운전 지속 여부 판단부
250: 진공압력 및 건조공기 주입시간 결정부
260: 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부
100: Vacuum membrane distillation system
200: Membrane wetting index monitoring and control unit
111: steam generator
112: first thermometer
113: Influent storage tank
114: inflow pump
115: first ON / OFF electric valve
116: Dry air supply
117: Hydrophobic separator module
118: Flowmeter
119: second ON / OFF electric valve
120: Heat exchanger
121: Cooling water storage tank
122: second thermometer
123: TDS meter
124: Pressure gauge
125: treated water storage tank
126: Third on / off electric valve
127: Vacuum pump
128: Fourth on / off electric valve
129: De-wetting storage tank
130: Fifth on / off electric valve
131: Sixth on / off electric valve
210: Membrane wettability index measuring section
220: Film wetting degree judging unit
230: Permeate flow rate and water quality change measuring part
240: Operation continuity determination unit
250: Vacuum pressure and dry air injection time determination unit
260: Vacuum pump and dry air valve control

Claims (16)

수처리 장치에 적용되는 진공 막증류 시스템의 소수성 분리막이 장기간 사용되거나 또는 막 오염 유발물질의 노출에 의하여 발생하는 막 젖음 현상을 제어하는 진공 막증류 시스템에 있어서,
소수성 분리막 모듈(117), 유입수 저장조(113), 증기 발생부(111), TDS 측정기(123), 유량계(118), 건조공기 공급부(116) 및 처리수 저장조(125)를 포함하며, 해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 증기가 투과하여 담수를 생성하기 위해 설치되는 진공 막증류 시스템(100); 및
상기 소수성 분리막 모듈(117)의 막 젖음지수(Membrane Wetting Index)를 측정하여 막 젖음지수를 모니터링하고, 처리수의 수질변화 및 투과유속을 측정하며, 상기 측정된 막 젖음지수 또는 상기 측정된 투과유속 및 수질변화에 따라 상기 소수성 분리막의 막 젖음정도를 판단하고, 상기 소수성 분리막 모듈(117)에게 진공압력 및 건조공기가 공급되도록 제어하는 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)을 포함하되,상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은 상기 막 젖음지수에 따라 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측에서 진공을 유지하거나 또는 건조공기가 공급되도록 제어하여 상기 소수성 분리막 표면의 막 젖음을 방지하며,
상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은, 대상 유입수(원수)에 대한 소수성 분리막의 온도분극과 농도분극을 산출하여 실제 분리막 표면에서의 온도와 농도를 고려한 투과플럭스를 예측하고, 초기 플럭스 대비 15% 이상 감소하는 시점을 기준으로 소정 시간 이후 상기 막 젖음지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템.
1. A vacuum film distillation system for controlling the phenomenon of film wettability caused by the use of a hydrophobic separation membrane of a vacuum film distillation system applied to a water treatment apparatus for a long period of time or by exposure to a film pollution inducing substance,
And includes a hydrophobic separation membrane module 117, an influent storage tank 113, a steam generating unit 111, a TDS measuring unit 123, a flow meter 118, a dry air supply unit 116 and a process water storage tank 125, A vacuum film distillation system (100) installed to generate steam by passing steam through a difference in vapor pressure generated between inflow water at room temperature as a driving force; And
The membrane wetting index of the hydrophobic separation membrane module 117 is measured to monitor the membrane wettability index, the water quality change and the permeation flux of the treated water are measured, and the measured membrane wettability index or the measured permeation flow rate And a film wettance index monitoring and control unit (200) for judging the degree of film wettability of the hydrophobic separation membrane according to a change in water quality and controlling the vacuum pressure and dry air to be supplied to the hydrophobic separation membrane module (117) The wetting index monitoring and control unit 200 controls the supply of dry air or the vacuum to the inflow side of the hydrophobic separation membrane module 117 according to the membrane wettability index to prevent wetting of the surface of the hydrophobic separation membrane,
The membrane wettability monitoring and control unit 200 calculates the temperature polarization and concentration polarization of the hydrophobic separation membrane relative to the target influent water (raw water), predicts the permeation flux considering the temperature and concentration on the surface of the separation membrane, Wherein the film wettability index is calculated after a predetermined time based on a time point at which the film wettability is reduced by 15% or more.
제1항에 있어서, 상기 진공 막증류 시스템(100)은,
해수와 상온의 유입수 사이에 발생하는 증기압의 차이를 구동력으로 하여 증기가 투과하여 담수를 생성하기 위해 설치되는 소수성 분리막 모듈(117);
유입펌프(114)에 의해 유입수를 공급하는 유입수 저장조(113);
상기 유입수에 증기를 공급하도록 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측에 설치되는 증기 발생부(111);
상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되어 총용존 고형물(TDS)을 측정하는 TDS 측정기(123);
상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측에 설치되어 처리수의 유량을 측정하는 유량계(118);
진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)의 제어 하에 상기 소수성 분리막의 표면 또는 내부에 건조공기를 공급하는 건조공기 공급부(116); 및
상기 소수성 분리막 모듈(117)을 통과한 처리수를 저장하여 방류하는 처리수 저장조(125)를 포함하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템.
The vacuum film distillation system (100) according to claim 1, wherein the vacuum film distillation system (100)
A hydrophobic separation membrane module (117) installed to generate steam by passing steam through a difference in vapor pressure generated between seawater and an influent of normal temperature as a driving force;
An inflow water reservoir 113 for supplying inflow water by the inflow pump 114;
A steam generator 111 installed on an inflow side of the hydrophobic separation membrane module 117 to supply steam to the inflow water;
A TDS meter 123 installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117 to measure total dissolved solids (TDS);
A flow meter 118 installed on the permeate side of the hydrophobic separation membrane module 117 for measuring the flow rate of the treated water;
A dry air supply unit (116) for supplying dry air to the surface or inside of the hydrophobic separation membrane under the control of a vacuum pump and a dry air valve control unit (260); And
And a process water reservoir (125) storing and discharging the process water that has passed through the hydrophobic separation membrane module (117).
제2항에 있어서, 상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은,
상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측에 설치되어 상기 소수성 분리막 모듈(117) 분리막의 막 젖음지수를 모니터링하기 위해서 상기 막 젖음지수를 측정하는 막 젖음지수 측정부(210);
상기 유량계(118)에서 측정된 처리수의 유량에 따라 수질변화를 측정하고, 상기 TDS 측정기(123)에 의해 측정된 TDS에 따라 투과유속을 측정하는 투과유속 및 수질변화 측정부(230);
상기 막 젖음지수 측정부(210)에서 측정된 막 젖음지수 및/또는 상기 투과유속 및 수질변화 측정부(230)에서 측정된 투과유속 및 수질변화에 따라 상기 소수성 분리막의 막 젖음정도를 판단하는 막 젖음정도 판단부(220); 및
진공펌프(127)를 가동시켜 상기 소수성 분리막 모듈(117)에게 진공압력을 인가하도록 제어하고, 또한, 상기 건조공기 공급부(116)를 가동시켜 상기 소수성 분리막 모듈(117)에게 건조공기를 분사 공급하도록 제어하는 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)
를 포함하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템.
3. The apparatus of claim 2, wherein the membrane wettling index monitoring and control unit (200)
A membrane wettability measurement unit 210 installed at an inlet side of the hydrophobic separation membrane module 117 to measure the membrane wettability index to monitor a membrane wettability index of the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module 117;
A permeate flow rate and water quality change measuring unit 230 for measuring the water quality change according to the flow rate of the treated water measured by the flow meter 118 and measuring the permeate flow rate according to the TDS measured by the TDS meter 123;
The membrane wetting index measured by the membrane wettability measuring unit 210 and / or the membrane wetting degree of the hydrophobic separating membrane according to the permeation flux and the water quality change measured by the permeation flux and water quality change measuring unit 230 A wetness determination unit 220; And
The vacuum pump 127 is operated to control the vacuum pressure to be applied to the hydrophobic separation membrane module 117 and the dry air supply section 116 is operated to spray the dry air to the hydrophobic separation membrane module 117 A vacuum pump and a dry air valve controller 260,
A vacuum film distillation system capable of monitoring and controlling the film wettability index.
제1항에 있어서,
상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 운전 초기의 소수성 분리막의 막 젖음이 가속화되는 압력 시점을 선정하여 모니터링하고, 상기 측정된 막 젖음이 발생하는 압력을 막 젖음지수로 하며, 상기 막 젖음지수는 다음의 수학식과 같이 액체투과압력(
Figure 112014098659769-pat00061
)으로 주어지고,
Figure 112014098659769-pat00062

여기서,
Figure 112014098659769-pat00063
는 분리막의 형상계수를 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00064
는 액체의 표면장력을 나타내며,
Figure 112014098659769-pat00065
는 분리막과 액체 사이의 접촉각을 나타내고,
Figure 112014098659769-pat00066
는 최대 공극의 크기를 나타내는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템.
The method according to claim 1,
The membrane wettling index monitoring and control unit 200 monitors the pressure at which the wetting of the hydrophobic separation membrane at the initial stage of operation of the hydrophobic separation membrane module 117 is accelerated and monitors the pressure at which the membrane wetting is generated, And the film wettability index is expressed by the liquid permeation pressure (
Figure 112014098659769-pat00061
), ≪ / RTI >
Figure 112014098659769-pat00062

here,
Figure 112014098659769-pat00063
Represents the shape coefficient of the separation membrane,
Figure 112014098659769-pat00064
Represents the surface tension of the liquid,
Figure 112014098659769-pat00065
Represents the contact angle between the separation membrane and the liquid,
Figure 112014098659769-pat00066
Wherein the membrane wettability index indicates the maximum pore size.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 막 젖음지수 모니터링 및 제어 유닛(200)은, 상기 소수성 분리막 모듈(117) 내부에서 외부로 압력을 단계별로 증가시켜 가압된 압력에서 압력변화가 가장 큰 압력 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템.
The method according to claim 1,
The membrane wettling index monitoring and control unit 200 increases the pressure of the inside of the hydrophobic separation membrane module 117 step by step to select the time point at which the membrane wetting is accelerated, Wherein the film wettability index is measured and controlled.
제1항에 있어서,
상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 배관의 일측을 투명관으로 설치하여 단계별로 압력을 증가시켜 소수성 분리막의 막 젖음 현상으로 인한 불완전한 기공에서 공기 유속이 급속하게 빨라지는 시점인 버블이 발생하는 시점을 선정하고, 이러한 버블 발생 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 시스템.
The method according to claim 1,
One side of the permeation side pipe of the hydrophobic separation membrane module 117 is installed as a transparent tube and the pressure is increased step by step so that the bubble which is the time point at which the air flow rate rapidly accelerates from incomplete pores due to the membrane wetting phenomenon of the hydrophobic separation membrane And selecting a time point at which the bubble is generated as a point at which the film wetting is accelerated.
수처리 장치에 적용되는 진공 막증류 시스템의 소수성 분리막이 장기간 사용되거나 또는 막 오염 유발물질의 노출에 의하여 발생하는 막 젖음 현상을 제어하는 진공 막증류 방법에 있어서,
a) 막 젖음지수 측정부(210)가 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막 표면에서 막 젖음지수를 측정하는 단계;
b) 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측 배관에 젖음지수 인디케이터를 채우는 단계;
c) 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측 배관 상에 설치된 제1 온/오프 전동밸브(115)를 오프시키고, 유입수를 유입측 배관에 공급하기 위한 유입 펌프(114)를 점진적으로 가압하는 단계;
d) 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 배관에 설치된 투명관을 관찰하여 기포가 발생하는 시점의 상기 유입 펌프(114)의 압력을 모니터링하는 단계;
e) 막 젖음정도 판단부(220)가 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막의 막 젖음정도를 판단하는 단계;
f) 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 분리막에서 막 젖음 현상이 발생한 것으로 판단된 경우, 상기 소수성 분리막 모듈(117) 전후의 제1 및 제2 온/오프 전동밸브(115, 119)를 오프시키고, 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)의 제어 하에 진공펌프(127)를 가동하여 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측을 진공으로 유지하는 단계;
g) 상기 진공펌프 및 건조공기 밸브 제어부(260)의 제어 하에 건조공기 공급부(116)를 가동하여 상기 소수성 분리막 모듈(117)의 유입측에 건조공기를 주입함으로써, 상기 소수성 분리막의 표면 및 내부를 제습하는 단계; 및
h) 상기 막 젖음지수 측정부(210)에서 막 젖음지수를 재측정하고, 상기 막 젖음정도 판단부(220)가 막 젖음지수가 회복되었는지 확인하는 단계
를 포함하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
A vacuum film distillation method for controlling a film wettability phenomenon which is caused by a hydrophobic separation membrane of a vacuum film distillation system applied to a water treatment apparatus for a long period of time or caused by exposure of a film contamination inducing substance,
a) measuring the membrane wettability index at the membrane surface of the hydrophobic membrane module (117) by the membrane wettability measurement unit (210);
b) filling the inlet side piping of the hydrophobic separation membrane module (117) with a wetting index indicator;
c) gradually pressurizing the inflow pump 114 for turning off the first on / off motor-operated valve 115 provided on the inflow pipe of the hydrophobic separation membrane module 117 and supplying inflow water to the inflow pipe, ;
d) monitoring a pressure of the inflow pump (114) at a time point at which bubbles are generated by observing a transparent pipe installed in the permeate side pipe of the hydrophobic separation membrane module (117);
e) determining whether the membrane wettability determination unit (220) determines the membrane wettability of the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module (117);
f) If it is determined that the membrane wetting phenomenon occurs in the separation membrane of the hydrophobic separation membrane module 117, the first and second on / off transmission valves 115 and 119 before and after the hydrophobic separation membrane module 117 are turned off, Operating the vacuum pump 127 under the control of the vacuum pump and dry air valve control unit 260 to maintain the inflow side of the hydrophobic separation membrane module 117 in vacuum;
g) The dry air supply unit 116 is operated under the control of the vacuum pump and the dry air valve control unit 260 to inject dry air into the inflow side of the hydrophobic separation membrane module 117 so that the surface and inside of the hydrophobic separation membrane Dehumidifying; And
h) re-measuring the membrane wettability index in the membrane wettability measurement unit 210 and checking whether the membrane wettability determination unit 220 has recovered the membrane wettability
Wherein the film wettability index of the vacuum film separator is in the range of from about 1 to about 10.
제8항에 있어서,
상기 a) 단계에서 대상 유입수(원수)에 대한 소수성 분리막의 온도분극과 농도분극을 산출하여 실제 분리막 표면에서의 온도와 농도를 고려한 투과플럭스를 예측하고, 초기 플럭스 대비 15% 이상 감소하는 시점을 기준으로 소정 시간 이후 상기 막 젖음지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
9. The method of claim 8,
In the step a), the temperature polarization and the concentration polarization of the hydrophobic separator for the target influent water (raw water) are calculated to predict the permeation flux considering the temperature and the concentration at the surface of the separator, Wherein the film wettability index is calculated after a predetermined time.
제9항에 있어서,
상기 산출된 막 젖음지수를 데이터베이스에 저장하여 장기 운전동안 막 젖음지수의 경향을 모니터링하고, 상기 막 젖음지수의 경향에 따라 반복적으로 건조공기를 순환 공급하여 막 젖음을 사전에 방지하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
10. The method of claim 9,
The calculated film wettability index is stored in a database to monitor the tendency of the film wettability index during a long-term operation, and dry air is circulated repeatedly according to the tendency of the film wettability index to prevent film wetting in advance A vacuum film distillation method capable of monitoring and controlling film wettability index.
제8항에 있어서,
상기 c) 단계에서 유입수 저장조(113)에 저장된 유입수를 유입측 배관에 공급하기 위한 상기 유입 펌프(114)의 최대압이 3bar 이내가 되도록 단계별로 점진적으로 가압하고, 가압된 압력에서 압력변화가 가장 큰 압력 시점을 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
9. The method of claim 8,
In step c), the inflow pump 114 gradually pressurizes the inflow pump 114 in a stepwise manner so that the maximum pressure of the inflow pump 114 for supplying inflow water stored in the inflow water reservoir 113 to the inflow pipe is within 3 bar, And a large pressure point is selected as a time point at which the wetting is accelerated. A vacuum film distillation method capable of monitoring and controlling a film wettability index.
제11항에 있어서,
상기 d) 단계에서 상기 유입 펌프(114)의 압력에 따라 소수성 분리막에 액체투과압력(Liquid Entry Pressure: LEP) 이상의 압력이 가해져서 막 젖음이 가속화되는 압력 조건을 확인하고, 초기의 소수성 분리막의 막 젖음이 가속화되는 시점의 압력 조건의 80%에 해당하는 압력으로 가압함으로써 막 젖음 유무를 조기 판단하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
12. The method of claim 11,
In step d), a pressure condition in which a pressure higher than a liquid permeation pressure (LEP) is applied to the hydrophobic separation membrane according to the pressure of the inflow pump 114 to accelerate the membrane wetting is checked, and the pressure of the initial hydrophobic separation membrane Wherein the film wettability is determined early by applying a pressure corresponding to 80% of the pressure condition at the time when the wetting is accelerated, whereby the film wettability can be monitored and controlled.
제8항에 있어서,
상기 d) 단계에서 소수성 분리막 모듈(117)의 투과측 배관의 일측을 투명관을 설치하여 단계별로 압력을 증가시켜 소수성 분리막의 막 젖음 현상으로 인한 불완전한 기공에서 공기 유속이 급속하게 빨라지는 시점인 버블이 발생하는 시점을 선정하여 막 젖음이 가속화되는 시점으로 선정하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
9. The method of claim 8,
In step d), a transparent tube is installed on one side of the permeate side pipe of the hydrophobic separation membrane module 117 to increase the pressure in each step so that the bubble, which is a time point at which the air velocity rapidly accelerates from incomplete pores due to membrane wetting phenomenon of the hydrophobic separation membrane Is selected as a time point at which film wetting is accelerated. A vacuum film distillation method capable of monitoring and controlling a film wettability index.
제8항에 있어서,
상기 b) 단계에서 젖음지수 인디케이터로서 해수를 사용한 경우, 상기 d) 단계에서 투과측 염농도를 TDS 측정기(123)로 측정하여 TDS 변화가 생기는 시점을 확인하거나, 또는, 상기 b) 단계에서 젖음지수 인디케이터로서 색도 유발물질을 사용한 경우, 상기 d) 단계에서 투과측 염농도를 UV 흡광도를 측정하여 흡광도 값의 변화가 생기는 시점을 확인하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
9. The method of claim 8,
When the seawater is used as the wetting index indicator in the step b), the time of the TDS change is measured by measuring the permeate side salt concentration with the TDS measuring device 123 in the step d), or the time when the TDS is changed, Wherein a chromaticity-inducing substance is used, the UV absorbance of the permeate side salt concentration is measured in the step d), and a point of time when a change in the absorbance value is observed is confirmed, and a vacuum film distillation method capable of monitoring and controlling the film wettability index .
제8항에 있어서,
상기 e) 단계에서 막 젖음정도 판단부(220)는 초기 젖음지수가 50% 변화하는지 여부를 판단하거나 또는 측정 젖음지수가 기설정 젖음지수보다 작은지 확인하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
9. The method of claim 8,
In step e), the film wettability determination unit 220 determines whether the initial wetness number is changed by 50% or whether the measured wetness number is smaller than a predetermined wetting index. And a controllable vacuum film distillation method.
제8항에 있어서,
상기 h) 단계에서 상기 막 젖음정도 판단부(220)가 초기 젖음지수 대비 80% 이상으로 회복되는지 또는 설정값 이상으로 회복되는지 판단하는 것을 특징으로 하는 막 젖음지수를 모니터링 및 제어할 수 있는 진공 막증류 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein in step h), the controller determines whether the film wettability is restored to 80% or more than the initial wettability index or recovered to a preset value or more. Membrane distillation method.
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KR101913658B1 (en) 2017-02-10 2018-10-31 한국과학기술원 A water treatment apparatus having a separation membrane, system for monitoring the separation membrane, and method for monitoring the separation membrane using the same
US10357745B2 (en) 2016-06-14 2019-07-23 Korea Institute Of Science And Technology Membrane distillation system which is capable of real-time monitoring on membrane wetting

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