KR101573569B1

KR101573569B1 - 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법

Info

Publication number: KR101573569B1
Application number: KR1020120155611A
Authority: KR
Inventors: 박병규; 윤태광; 박창민; 황병국; 조재석; 홍성호; 민규홍; 박종상
Original assignee: 롯데케미칼 주식회사
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2015-12-01
Also published as: CN103894072A; KR20140085255A; CN103894072B; US20140183132A1

Abstract

본 발명의 분리막 세정시스템은 막여과조; 상기 막여과조로부터 생산된 처리수 일부를 저장하여 역세 또는 약품 세정시 처리수를 배출하는 처리수조; 및 상기 막여과조의 약품 세정시 약품을 공급하는 약품 저장조; 를 포함하고, 상기 막여과조로부터 생산된 처리수는 제1 배관을 통해 처리수조로 유입되고, 상기 제1배관상에는 역세 또는 약품 세정시 막여과조로 반송하는 제4배관이 형성되고; 상기 처리수조는 제2 배관을 통해 처리수를 배출하여 역세 또는 약품 세정에 적용되고, 상기 약품 저장조는 제3 배관을 통해 약품을 배출하고, 상기 제3 배관은 상기 제4 배관에 합류하여 상기 막여과조로 약품이 투입되며, 상기 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법은 약품세정액을 멤브레인을 통하여 여과 방향과 동일한 방향으로 순환시켜 약품의 막세공 접촉을 증가시킬 수 있고, 약품세정 중에 순환유량과 압력으로부터 약품세정 정도를 확인하여 즉각적인 제어가 가능하며, 약품 세정 시간, 약품 사용량, 분리막의 수명, 세정 중에 필요한 에너지 등을 최적화할 수 있다.

Description

분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법{CLEANING SYSTEM OF SEPARATION MEMBRANE AND METHOD USING THE SAME}

본 발명은 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 침지식 분리막 수처리 공정에서 약품세정액을 여과방향과 동일한 방향으로 순환시켜 약품의 막세공(membrane pore) 접촉을 증대시켜 약품세정효율을 높일 수 있는 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법에 관한 것이다.

수처리용 막여과 공정 운영시 수중 오염물에 의해 발생하는 막오염(membrane fouling)은 여과 효율을 떨어뜨려 생산량을 줄이거나 동일한 생산을 위해 더 많은 에너지를 소모하도록 한다. 그리하여, 역세척, 폭기 등 물리적 세정방법과 화학약품에 의한 화학적 세정방법을 활용하여 막오염을 지연, 완화, 제거한다. 화학 약품에 의한 세정(청정)은 고온의 화학용액을 사용하여 행해지기도 한다. 여과 모듈이 여과될 유출액(원수)에 직접 침지되는 침지형이 아니라 하우징에 맞추어지고 여과루프(filteration loop)를 장착하고 있는 가압형 막모듈을 가진 설비에서, 막의 약품 세정은 설비에서 막을 꺼내지 않고 수행될 수 있다. 이러한 유형의 약품 세정은, 소위 인-플레이스 청정(in-place cleaning)이라고 부르며, 재순환루프안에서 약품용액을 순환하도록 간단히 구성될 수 있다. 그러나, 침지형 막을 가진 유형의 여과 설비는 하우징 또는 재순환루프 어느 것과도 결합될 수 없다.

침지형 막을 갖는 이러한 여과설비를 약품 세정하는 방법 중 하나로는 소위 엑스-시투(ex-situ) 약품 세정을 들 수 있다. 상기 엑스-시투(ex-situ) 약품 세정은 약품 세정 탱크 내에서 여과모듈을 차례로 꺼내고, 특별히 준비된 설비에서 약품 세정하는 방식으로 간단히 구성될 수 있으나 자동화가 어렵다는 단점이 있다. 다른 예로서 처리조 탱크에 존재하는 유출액을 약품 용액으로 대체하고, 막의 구멍을 통해 청정용액을 통과시켜 침치형 막을 갖는 여과설비를 약품 세정하는 기술이 존재하나, 이 방법은 사실상 많은 양의 약품이 요구된다는 점에서 경제성이 낮다는 문제가 있다.

종래에는 침치형막을 갖는 여과설비의 약품세정시, 약품세정액에 분리막을 침지해 두거나 침지하면서 폭기를 하여 약품을 교반하는 등의 방법이 사용되었다. 하지만 이러한 방법은 막세공과 약품의 접촉이 효과적이지 않다. 또한, 보통 약품 세정 시간을 정해두고 약품세정을 종료하고 난 뒤 수투과도를 측정하는 등의 방법으로 세정효율 확인하지만, 정해진 세정 시간 전에 이미 원하는 수준으로 막오염이 다 제거되어 더 세정을 진행할 필요가 없음에도 불필요하게 세정이 진행되는 경우가 있으며, 약품 세정 중에 지속적으로 혹은 간헐적으로 폭기를 실시하는 경우에는 세정이 진행되는 동안 불필요하게 에너지가 소비되는 문제점이 존재한다.

본 발명의 목적은 약품세정액을 멤브레인을 통하여 여과 방향과 동일한 방향으로 순환시켜 약품의 막세공 접촉을 증가시킬 수 있는 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 다른 목적은 약품세정 중에 순환유량과 압력으로부터 약품세정 정도를 확인하여 즉각적인 제어가 가능한 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 또 다른 목적은 약품 세정 시간, 약품 사용량, 분리막의 수명, 세정 중에 필요한 에너지 등을 최적화할 수 있는 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 하나의 관점은 분리막 세정 시스템에 관한 것으로, 상기 분리막 세정 시스템은 막여과조; 상기 막여과조로부터 생산된 처리수의 일부를 저장하여 역세 또는 약품 세정시 처리수를 배출하는 처리수조; 및 상기 막여과조의 약품 세정시 약품을 공급하는 약품 저장조;를 포함하고, 상기 막여과조로부터 생산된 처리수는 제1 배관을 통해 처리수조로 유입되고, 상기 제1배관상에는 역세 또는 약품 세정시 막여과조로 반송하는 제4배관이 형성되고; 상기 처리수조는 제2 배관을 통해 처리수를 배출하여 역세 또는 약품 세정에 적용되고, 상기 약품 저장조는 제3 배관을 통해 약품을 배출하고, 상기 제3 배관은 상기 제4 배관에 합류하여 상기 처리수와 상기 약품이 혼입된 약품세정액이 상기 막여과조로 투입된다.

상기 제2 배관은 제1 배관에 연결되어 합류될 수 있다.

상기 제1 배관상에는 생산수 펌프가 구비될 수 있다.

상기 분리막 세정 시스템은 제어수단이 더 구비되어 막여과조의 처리수 생산, 약품 저장조의 약품의 공급 및 처리수조의 처리수 배출을 제어할 수 있다.

상기 제1 배관에서 분기하여 제4 배관에 합류하는 제5 배관 및 상기 제5 배관상에 위치한 순환펌프를 더 구비할 수 있다.

상기 제1 내지 제5 배관 중 하나 이상의 배관에는 개폐밸브가 구비되어 제어수단에 의해 개폐가 제어될 수 있다.

상기 제1 배관에는 압력계가 더 구비되며, 상기 압력계의 정보는 제어수단에 전송될 수 있다.

상기 제4 배관에는 유량계가 더 구비되며, 상기 유량계의 정보는 제어수단에 전송될 수 있다.

상기 분리막 세정 시스템은 여과시 막여과조로부터 생산된 처리수를 배출하거나 제1 배관에 의해 처리수조로 이송하고, 역세척시 제2 배관 및 제4 배관을 통해 처리수를 막여과조로 이송하고, 약품세정시 제2 배관 및 제4 배관을 통해 처리수를 막여과조로 이송하면서 제3배관을 통해 제4배관으로 약품을 주입할 수 있다.

상기 분리막 세정 시스템은 제1배관 및 제4배관을 통해 약품세정액을 순환하며 순환 유량과 압력을 측정하여 막수투과도와 약품세정효율을 계산할 수 있다.

상기 분리막 세정 시스템은 제1배관, 제5배관 및 제4배관을 통해 약품세정액을 순환하며 순환 유량과 압력을 측정하여 막수투과도와 약품세정효율을 계산할 수 있다.

본 발명의 다른 관점은 분리막 세정 방법에 관한 것으로, 상기 분리막 세정방법은 막여과조의 처리수 일부를 처리수조에 저장하고 나머지를 외부로 배출하는 단계; 처리수조에 저장된 처리수는 제2 배관을 통해 배출되고, 약품 저장조에 저장된 약품은 제3 배관을 통해 배출되며, 상기 제2 배관 및 상기 제3 배관은 상기 제4 배관에 합류하여 상기 처리수와 상기 약품이 혼입되는 단계; 상기 혼입된 약품세정액이 상기 막여과조로 투입되는 단계; 상기 투입된 약품세정액이 막여과조 내 멤브레인에 의하여 여과되는 단계; 및 상기 여과된 약품세정액이 순환되는 단계;를 포함한다.

상기 여과된 약품세정액은 생산수 펌프에 의하여 순환될 수 있다.

상기 생산수 펌프는 제1 배관상에 구비될 수 있다.

상기 여과된 약품세정액은 순환펌프에 의하여 순환될 수 있다.

상기 순환펌프는 제1 배관에서 분기하여 제4 배관에 합류하는 제5 배관상에 구비될 수 있다.

상기 분리막 세정 방법은 순환 유량과 압력을 측정하여 약품세정효율을 모니터링하여 약품세정을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 분리막 세정 시스템 및 이를 이용한 분리막 세정 방법은 약품세정액을 멤브레인을 통하여 여과 방향과 동일한 방향으로 순환시켜 약품의 막세공 접촉을 증가시킬 수 있고, 약품 세정 중에 순환유량과 압력으로부터 약품 세정 정도를 확인하여 즉각적인 제어가 가능하며, 약품 세정 시간, 약품 사용량, 분리막의 수명, 세정 중에 필요한 에너지 등을 최적화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리막 세정 시스템을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 약품세정액 순환단계 전까지의 공정흐름을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 약품세정액 순환단계의 공정흐름을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 약품세정액 순환단계의 공정흐름을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 분리막 세정 시스템의 역세척 공정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 6은 시간에 따른 약품세정효율을 나타낸 그래프를 예시한 것이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 분리막 세정 시스템은 막여과조; 상기 막여과조로부터 생산된 처리수의 일부를 저장하여 역세 또는 약품 세정시 처리수를 배출하는 처리수조; 및 상기 막여과조의 약품 세정시 약품을 공급하는 약품 저장조;를 포함하고, 상기 막여과조로부터 생산된 처리수는 제1 배관을 통해 처리수조로 유입되고, 상기 제1배관상에는 역세 또는 약품 세정시 막여과조로 반송하는 제4배관이 형성되고; 상기 처리수조는 제2 배관을 통해 처리수를 배출하여 역세 또는 약품 세정에 적용되고, 상기 약품 저장조는 제3 배관을 통해 약품을 배출하고, 상기 제3 배관은 상기 제4 배관에 합류하여 상기 막여과조로 약품이 투입된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리막 세정 시스템의 개념도를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명은 막여과조(100), 약품저장조(200), 및 처리수조(300)를 포함한다. 상기 막여과조 내부에는 멤브레인(110)이 구비되어 있으며, 상기 멤브레인(110)은 멤브레인 모듈이 침지되어 장착된 침지형일 수 있다. 상기 막여과조 내의 멤브레인에서 여과된 생산수는 생산수 펌프(4)의 흡입압에 의하여 멤브레인 모듈의 집수부와 연결된 제1 배관(L1)을 통하여 처리수조(300)로 이송된다. 상기 제1 배관(L1)상에는 생산수 펌프(4)를 전후하여 밸브(1) 및 밸브(2)가 구비되어 있다.

상기 처리수조(300)는 상기 막여과조(100)로부터 생산된 처리수의 일부를 저장하여 역세 또는 약품 세정시 처리수를 배출할 수 있다. 상기 처리수조(300)에 저장된 처리수가 약품세정에 이용되는 경우, 처리수를 이송하는 제2 배관(L2)이 구비할 수 있다. 상기 제2 배관(L2)은 상기 제1 배관(L1)으로 연결되며, 제2 배관을 통하여 이송된 처리수는 생산수 펌프(4)에 의하여 제4 배관(L4)으로 이송된다. 제4 배관(L4)은 제1 배관(L1)에서 연장된 배관으로 약품저장조(200)와 연결된 제3 배관(L3)과 합류되며, 제1 배관(L1)에서 이송된 처리수와 제3 배관(L3)으로부터 이송된 약품이 혼입되어 약품세정액을 이루고, 상기 약품세정액은 제4 배관(L4)을 경유하여 막여과조(100)로 인라인 투입된다. 본 발명에서 상기 생산수 펌프(4)는 생산수를 처리수조(300)로 이송할 수 있고, 약품세정을 위한 처리수를 이송할 수 있으며, 약품세정액을 순환시킬 수 있다. 상기 제3 배관(L3)상에는 약품의 배출을 위한 약품세정 펌프(9) 및 밸브(8)가 구비될 수 있으며, 상기 제4 배관(L4)상에는 밸브(7)가 구비될 수 있다.

도 4 내지 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분리막 세정 시스템의 구성도를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 4를 참고하면, 상기 제1 실시예에 따른 분리막 세정 시스템에 별도의 순환펌프(14)가 더 구비되어 있는 것을 알 수 있다. 상기 순환펌프(14)는 약품 순환 세정시 생산수 펌프(4)로 생산시와 동일한 혹은 유사한 유량으로 순환하는 경우 압력이 높아 막 부담이 현저히 증가할 수 있으므로, 약품세정액을 낮은 유량으로 순환시키기 위하여 별도 설치된 것이다. 상기 순환펌프(14)의 순환 유량은 생산수 펌프(4)의 유량의 1/5 내지 1배로 가동되는 것이 바람직하다. 상기 순환펌프(14)가 별도 구비된 경우 상기 순환펌프(14)는 제1 배관(L1)에서 분기된 제5 배관(L5)상에 위치할 수 있다. 상기 제5 배관(L5)은 약품세정순환을 위하여 다시 제1 배관(L1)과 연결되거나 제3 배관(L3) 또는 제4 배관(L4)에 연결되어 합류할 수 있다. 상기 제5 배관(L5)상에는 순환펌프(14)를 전후하여 밸브(12) 및 밸브(13)이 구비될 수 있다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 분리막 세정 시스템은 역세척을 위하여 제6 배관(L6)이 더 구비될 수 있다. 상기 제6 배관(L6)은 제1 배관(L1)에서 분기된 배관으로 생산수 펌프(4)에 의하여 처리수조(300)로부터 유입된 처리수를 멤브레인 모듈 집수부로 이송시킬 수 있다.

본 발명의 분리막 세정 시스템은 순환 유량과 압력을 측정하여 약품세정효율을 모니터링하기 위하여 막여과조(100) 내 멤브레인(110)과 연결된 제1 배관(L1)에 설치되어 막간 차압을 측정하기 위한 압력계(11), 순환유량을 측정하기 위한 유량계(10), 및 제어수단(도시되지 않음)이 더 포함될 수 있다.

본 발명의 분리막 세정 시스템에 의한 정수 방법과 역세척 방법을 설명하면 다음과 같다. 이하, 별도 언급이 없는 한 개방된 밸브 이외의 밸브는 폐쇄된 것으로 간주한다. 도 1을 참고하면, 밸브(1) 및 밸브(3)을 개방한 후 막여과조(100)에 원수가 유입되면 침지식 멤브레인 모듈의 경우 생산수 펌프(4)의 흡입력에 의하여 상기 침지식 멤브레인 모듈의 집수부에 음압이 걸리게 되고 멤브레인 모듈에 포팅된 중공사막 외부에서 내부로 막세공을 통하여 여과가 이루어진다. 상기 여과된 처리수는 제1 배관(L1)을 통하여 처리수조(300)로 이송된다. 반면, 역세척 방법은 도 5를 참고하면, 밸브(5) 및 밸브(6)을 개방한 후 생산수 펌프(4)를 가동하여 처리수조 내에 일부 저장된 처리수가 제2 배관(L2), 제1배관(L1), 제6 배관(L6) 및 다시 제1 배관(L1) 순으로 경유하여 멤브레인(110)의 집수부로 유입되어 중공사막 내부에서 외부로 역세척이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리막 세정 방법을 나타낸 공정도이다. 본 발명의 분리막 세정 방법은 막여과조의 처리수 일부를 처리수조에 저장하고 나머지를 외부로 배출하는 단계; 처리수조에 일부 저장된 상기 처리수는 제2 배관을 통해 배출되고, 약품 저장조에 저장된 약품은 제3 배관을 통해 배출되며, 상기 제2 배관 및 상기 제3 배관은 상기 제4 배관에 합류하여 상기 처리수와 상기 약품이 혼입되는 단계; 상기 혼입된 약품세정액이 상기 막여과조로 투입되는 단계; 상기 투입된 약품세정액이 막여과조 내 멤브레인에 의하여 여과되는 단계; 및 상기 여과된 약품세정액이 순환되는 단계;를 포함한다.

도 2는 상기 제1 실시예의 약품세정액의 순환단계 전까지의 공정 흐름을 나타낸 개념도이다. 도 2를 참고하여 설명하면, 우선, 막여과조내의 농축수를 모두 외부로 배출한다. 침지막 분리막 여과조가 비워지면, 밸브(5), 밸브(7), 및 밸브(8)을 개방한 후 생산수 펌프(4)를 가동하여 처리수조에 포집된 처리수를 제2 배관(L2) 및 제1 배관(L1)을 경유하여 제4 배관(L4)으로 배출시킨다. 약품저장조(200)의 약품은 약품세정펌프(9) 가동에 의하여 제3 배관(L3)을 경유하여 제4 배관(L4)으로 유입된다. 상기 제4 배관(L4)으로 유입된 처리수 및 약품은 혼입되어 약품세정액으로 이루어지고 제4 배관(L4)을 경유하여 막여과조(100)로 인라인 투입된다.

약품세정액의 순환단계는 도 3을 참고하여 설명하면 다음과 같다. 밸브(1), 밸브(7), 밸브(8)을 개방한 후 약품세정액의 순환을 위하여 생산수 펌프(4)를 가동한다. 생산수 펌프(4)의 가동에 따라 침지식 멤브레인 모듈의 집수부에는 음압이 걸리게 되고 막여과조내의 약품세정액이 침지식 분리막 모듈로 내부로 유입된다. 상기 약품세정액은 중공사막의 외부에서 내부로 여과되며, 상기 여과된 약품세정액은 제1 배관(L1)을 경유하여 제4 배관(L4)으로 유입되어 순환이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 여과된 약품세정액은 약품저장조(200)로부터 배출된 약품과 추가적으로 혼입되어 순환될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 분리막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법을 설명하면 다음과 같다. 제2 실시예에 따른 분리막 세정 시스템은 약품세정액의 순환을 위하여 생산수 펌프 대신 별도의 순환펌프(14)가 구비된 것으로, 약품세정액의 순환단계를 제외한 막여과조내의 농축수를 외부로 배출하는 단계; 처리수조의 처리수와 약품저장조의 약품이 혼입되는 단계; 및 상기 혼입된 약품세정액은 막여과조로 투입되는 단계는 상기 제1 실시예의 분리막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법과 동일하다. 도 4를 참고하면, 제2 실시예에 따른 분리막 세정 시스템을 이용한 약품세정액의 순환단계는 우선 밸브(7), 밸브(8), 밸브(12), 및 밸브(13)을 개방한 후 약품세정액의 순환을 위하여 순환펌프(14)를 가동한다. 순환펌프의 가동에 따라 침지식 멤브레인(110) 모듈의 집수부에는 음압이 걸리게 되며 막여과조에 포집된 약품세정액이 멤브레인 모듈로 내로 유입된다. 상기 약품세정액은 중공사막의 외부에서 내부로 여과되며, 상기 여과된 약품세정액은 제1 배관(L1)과 제 5 배관을 경유하여 제4 배관(L4)으로 유입되어 순환이 이루어질 수 있다. 또한, 상기 여과된 약품세정액은 약품저장조(200)로부터 배출된 약품과 추가적으로 혼입되어 순환될 수 있다.

앞서 기술한대로, 본 발명의 분리막 세정 시스템은 순환 유량과 압력을 측정하여 약품세정효율을 모니터링하기 위하여 압력계(11), 순환유량을 측정하기 위한 유량계(10), 및 제어수단(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.

상기 제어수단은 수투과도를 측정하고 이에 의해 회복율을 계산한 다음, 산출된 회복율로부터 향후의 막오염의 회복 정도, 즉 약품세정효율을 예측하여 제어하는 것을 특징으로 한다. 먼저 막여과조로부터 여과된 약품세정액에 대해 순환시 투과유량과 압력 (막간차압)을 측정함으로써 수투과도를 측정한다. 상기 수투과도에 대한 정보로부터 회복율이 계산되면, 상기 회복율 경향으로부터 약품세정효율을 예측할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 6은 본 발명의 약품세정효율의 모니터링을 설명하기 위하여 나타낸 약품세정시간과 약품세정효율의 관계를 나타낸 그래프이다. 상기 도 6을 참고하면, 본 발명은, 정해진 약품세정시간(t1)에 도달하기 전에, 약품세정액 순환 중 투과유량과 압력을 측정하고 막수투과도 및 회복율을 계산하여 모니터링한 약품세정효율이 충분한 경우(CASE 1)에는 그 즉시(t2) 세정을 종료하여 약품세정 시간을 최소화하고 약품의 접촉에 따른 분리막 수명 단축을 최소화할 수 있으며, 약품 세정 중 간헐적 폭기, 약품 순환 등에 의하여 장치에 소요되는 에너지를 최소화할 수 있다. 다른 예로서, 정해진 약품세정시간(t1) 종료직전까지도 모니터링한 약품 세정 효율이 불충분한 경우(CASE 2)에는 약품세정 중지 없이 약품세정 순환을 연속적으로 진행하여 목적하는 약품 세정 효율에 도달 시 약품세정을 종료함으로써, 약품세정의 시행착오를 줄여 세정 시간 및 약품 사용량을 줄일 수 있다. 또 다른 예로서, 약품 세정 중 모니터링한 세정 효율의 추이를 보고 판단시 현재 사용 중인 약품으로는 시간 연장에 의하여 목적하는 세정 효율을 확보하는 것이 불가능한 경우(case 3)에는 즉시 다른 약품세정 방법, 예를 들면 다른 종류의 약품, 약품 온도 변화 등을 준비함으로써 세정 효과가 미미한 시간(a 구간)을 단축시킴으로서 약품 세정 시간과 에너지를 최소화할 수 있다.

본 발명의 분리막 세정 방법은 약품세정액을 여과방향과 동일한 방향으로 순환함으로써 막세공으로의 약품세정액 흐름을 강제적으로 형성하여, 단순히 약품세정액에 침지한 세정방법에 비하여 막세공과 약품의 접촉을 늘려 약품세정 효율을 증가시킬 수 있다. 또한 기존 약품 세정 방법은 약품세정 종료 후 막의 수투과도 등을 측정함으로써 약품 세정 효율을 판단하나, 본 발명은 약품세정액순환 중 약품 세정 효율을 모니터링함으로써 약품 세정 순환단계에서 약품 세정 효율을 확인할 수 있으므로, 이에 따른 약품세정의 즉각적인 제어가 가능하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

막여과조;
상기 막여과조로부터 생산된 처리수의 일부를 저장하여 역세 또는 약품 세정시 처리수를 배출하는 처리수조; 및
상기 막여과조의 약품 세정시 약품을 공급하는 약품 저장조;
를 포함하고,
상기 막여과조로부터 생산된 처리수는 제1 배관을 통해 처리수조로 유입되고,
상기 제1배관상에는 역세 또는 약품 세정시 막여과조로 반송하는 제4배관이 형성되고;
상기 처리수조는 제2 배관을 통해 처리수를 배출하여 역세 또는 약품 세정에 적용되고,
상기 약품 저장조는 제3 배관을 통해 약품을 배출하고, 상기 제3 배관은 상기 제4 배관에 합류하여 상기 막여과조로 약품이 투입되고,
상기 약품 세정액은 막여과조 내의 멤브레인의 외부에서 내부로 여과되며,
상기 제1배관에서 이송된 처리수와 제3배관으로부터 이송된 약품이 혼입되어 약품세정액을 이루고, 상기 약품세정액은 제4배관을 경유하여 막여과조로 투입되어 순환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제2 배관은 제1 배관에 연결되어 합류하는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 배관상에는 생산수 펌프가 구비되는 분리막 세정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 분리막 세정 시스템은 제어수단이 더 구비되어 막여과조의 처리수 생산, 약품 저장조의 약품의 공급 및 처리수조의 처리수 배출을 제어하는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 배관에서 분기하여 제4 배관에 합류하는 제5 배관 및 상기 제5 배관상에 위치한 순환펌프를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 내지 제5 배관 중 하나 이상의 배관에는 개폐밸브가 구비되어 제어수단에 의해 개폐가 제어되는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1 배관에는 압력계가 더 구비되며, 상기 압력계의 정보는 제어수단에 전송되는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제7항에 있어서, 상기 제4 배관에는 유량계가 더 구비되며, 상기 유량계의 정보는 제어수단에 전송되는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 분리막 세정 시스템은 여과시 막여과조로부터 생산된 처리수를 배출하거나 제1 배관에 의해 처리수조로 이송하고,
약품세정시 제2 배관 및 제4 배관을 통해 처리수를 막여과조로 이송하면서 제3배관을 통해 제4배관으로 약품을 주입하는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 분리막 세정 시스템은 제1배관 및 제4배관을 통해 약품세정액을 순환하며 순환 유량과 압력을 측정하여 막수투과도와 약품세정효율을 계산하는 분리막 세정 시스템.
제5항에 있어서, 상기 분리막 세정 시스템은 제1배관, 제5배관 및 제4배관을 통해 약품을 순환하며 순환 유량과 압력을 측정하여 막수투과도와 약품세정효율을 계산하는 분리막 세정 시스템.
막여과조의 처리수 일부를 처리수조에 저장하고 나머지를 외부로 배출하는 단계;
처리수조에 저장된 처리수는 제2 배관을 통해 배출되고, 약품 저장조에 저장된 약품은 제3 배관을 통해 배출되며, 상기 제2 배관 및 상기 제3 배관은 상기 제4 배관에 합류하여 상기 처리수와 상기 약품이 혼입되는 단계;
상기 혼입된 약품세정액이 상기 막여과조로 투입되는 단계;
상기 투입된 약품세정액이 막여과조 내 멤브레인에 의하여 여과되는 단계; 및
상기 여과된 약품세정액이 순환되는 단계;를 포함하는 제1항의 분리막 세정 시스템을 이용한 분리막 세정 방법.
제12항에 있어서, 상기 여과된 약품세정액은 생산수 펌프에 의하여 순환되는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 방법.
제13항에 있어서, 상기 생산수 펌프는 제1 배관상에 구비되는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 방법.
제12항에 있어서, 상기 여과된 약품세정액은 순환펌프에 의하여 순환되는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 방법.
제15항에 있어서, 상기 순환펌프는 제1 배관에서 분기하여 제4 배관에 합류하는 제5 배관상에 구비되는 것을 특징으로 하는 분리막 세정 방법.
제12항에 있어서, 순환 유량과 압력을 측정하여 약품세정효율을 모니터링하여 약품세정을 제어하는 단계를 더 포함하는 분리막 세정 방법.