KR101635511B1 - 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법 - Google Patents
멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101635511B1 KR101635511B1 KR1020090067149A KR20090067149A KR101635511B1 KR 101635511 B1 KR101635511 B1 KR 101635511B1 KR 1020090067149 A KR1020090067149 A KR 1020090067149A KR 20090067149 A KR20090067149 A KR 20090067149A KR 101635511 B1 KR101635511 B1 KR 101635511B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water
- performance
- membrane
- composition
- tds
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000012085 test solution Substances 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 22
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 24
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 22
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 13
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 4
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004520 agglutination Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002384 drinking water standard Substances 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000008821 health effect Effects 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/10—Testing of membranes or membrane apparatus; Detecting or repairing leaks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/10—Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N2015/086—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials of films, membranes or pellicules
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
본 발명은 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실제 필드에서의 원수 조건과 유사하여 정수기 성능의 예측에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 정수기의 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법에 관한 것으로, 상기 조제수 조성물을 이용하여 TDS 감소율을 측정하여 멤브레인의 성능 평가뿐만 아니라 실제 필드에서의 조기 막힘 현상, 실제 정수기의 수명을 예측할 수 있다.
멤브레인, 성능 평가
Description
본 발명은 실제 필드에서의 원수 조건과 유사하여 정수기 성능의 예측에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 정수기의 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법에 관한 것이다.
사람은 매일 2∼3L의 물을 평생 마시고 있어 먹는 물에 유해물질이 미량으로 함유되어 있더라도 건강에 미치는 영향은 매우 크다.
대부분의 국가에서는 하천수, 호수 등의 표류수를 정수처리한 수돗물을 먹는 물로 공급하고 있다. 그러나 표류수에는 많은 유해물질에 오염될 수 있으며 WHO 보고서에 의하면 물에는 약 2,000여 종의 물질이 오염될 수 있고 약 750여 종은 실제로 검출되었다고 한다.
그래서 각국은 먹는 물 중에 오염될 가능성이 큰 유해물질에 대하여 일생동안 섭취하여도 유해하지 않은 농도인 최대허용량을 먹는 물 수질기준으로 정하고 먹는 물은 이 기준에 적합하도록 정수처리한 물을 공급하고 있다.
수질 규격은 국가마다 사회적, 경제적, 지리적 여건이 다르기 때문에 독성이 높고 검출될 가능성이 큰 물질을 선정하여 국가별로 먹는 물의 수질기준을 정하고 있다.
현재 이용되고 정제방법으로는 수돗물의 정제시 이용되는 여과법과 화학적 방법(오존, 염소, 할로겐 화합물을 이용한 소독법과 Al2(SO4)₃등을 이용한 응집법)이 있다.
상기 여과법은 제거되는 입자의 크기에 따라 역삼투(RO; Reverse Osmosis)법, 나노여과막 또는 저압역삼투(NF; Nanofiltration)법, 한외여과(UF; Ultrafiltration)법, 정밀여과(MF; Microfiltration)법, 전기투석(ED, Electrodialysis)법으로 분류되며, 대부분의 정수기는 이러한 여과법을 통해 수돗물을 정제하고 있다.
수돗물의 여과 공정에 이용되는 멤브레인은 역삼투막(RO; Reverse Osmosis Membrane), 나노여과막 또는 저압 역삼투막(NF; Nanofiltration Membrane), 한외여과막(UF; Ultrafiltration Membrane), 정밀여과막(MF; Microfiltration Membrane)이 있으며, 대부분 역삼투막이나 나노여과막을 채택하고 있다.
정수기를 통한 수돗물의 정제는 먹는 물 관리법을 통하여 정수기 성능검사 및 품질검사를 엄격하게 적용하고 있다.
정수기에 채용되는 멤브레인은 그 처리량이 많아야 하고, 높은 TDS 감소율(또는 염 제거율)을 가져야 하며, 넓은 pH에서 안정하고 높은 강도를 가져 그 수명 이 가급적이면 길고, 항균성 등 여러 가지 기준 성능을 만족시켜야 한다.
이러한 조건을 갖는 멤브레인의 성능은 여과성능, 염화나트륨 제거성능, 미생물 제거성능, 용출성, 내압성의 규정에 적합하고, 구조적으로도 파손, 막 파단, 변형 등이 쉽게 발생하지 않고, 멤브레인 여과수가 공급수에 의해 오염되지 않아야 하며, 세척 살균을 용이하게 할 수 있어야 한다.
특히, 멤브레인 성능의 척도가 되는 것은 처리수 내 칼슘, 마그네슘, 철분 등 미네랄과 같은 고형물질의 잔류량을 확인할 수 있는 TDS(Total dissolved solid) 제거율이다.
TDS 감소율은 멤브레인 모듈에 조제수로 500∼2000 mg/L의 NaCl 시험액을 0.5∼3.0 MPa의 조작압력 범위에서 주입하여 분리막 공정 처리한 후, 처리수 내 NaCl의 농도와의 관계식을 통해 얻어진다.
대한민국 수돗물의 TDS 수치는 평균 70∼120 mg/L 정도이고, 유럽연합이나, 캐나다, 미국 등의 수돗물의 TDS 수치는 500∼1500mg/L으로 미네랄 성분이 대한민국의 수돗물보다 많이 포함되어 있다.
대한민국 상하수도협회표준[수도용 역삼투막모듈 및 나노여과막모듈, 제정 2009.06.23]에 따르면, 역삼투 멤브레인을 거친 수돗물의 TDS 감소율은 93% 이상이 되어야 한다고 제시하고 있다. 이에 비해 미국이나 유럽의 경우 75% 이상의 TDS 감소율을 만족시켜야 한다.
미국이나 유럽의 수돗물이 대한민국 수돗물보다 석회질이 풍부하기 때문에, 상기 수치만 보더라도 대한민국과 미국이나 유럽의 먹는 물 기준은 차이가 있음을 알 수 있다. 그 결과 대한민국에서 사용하는 정수기를 그대로 사용하는 경우 조기 막힘 등 다양한 문제가 발생한다.
현재 TDS 감소율을 측정하기 위해 사용되고 있는 조제수는 상기 언급된 바와 같이, NaCl 수용액을 사용하고 있으며, 이러한 조제수는 KSM ISO 6353-2 R32 염화나트륨(시약)에 규정하는 NaCl과, NaCl 수용액의 조제를 위해 전기전도도가 10 μS/cm 이하의 순수를 이용하여 제조된다.
상기 NaCl 수용액과 달리 실제 필드에서의 원수는 Mg, K, Ca 등 다양한 이온들이 존재하기 때문에, NaCl 수용액을 이용하여 예측된 멤브레인의 성능과 실제 수돗물을 적용한 멤브레인의 성능에 차이가 발생한다.
이에 본 발명자들은 중국, 유럽이나 미국 등에 적용 가능할 뿐만 아니라 실제 필드에서의 원수 조성과 유사한 새로운 조제수의 조성을 개발하고, 상기 새로운 조성에 적용되는 운전 조건의 설정하여 본 발명을 완성하였다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 실제 필드에서의 원수 조건과 유사하여 정수기 성능의 예측에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 정수기의 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 조제수 조성물을 이용하여 정수기의 멤브레인 성능을 평가하기 위한 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
CaCl2 221.05∼244.31 mg/L; Mg(NO3)2 7.25∼8.01 mg/L; Sr(NO3)2 0.60∼0.66 mg/L; SiO2 15.22∼16.82 mg/L; NaHCO3 434.19∼479.90 mg/L; KHCO3 4.85∼5.36 mg/L; 및 MgSO4 73.94∼81.71 mg/L를 포함하여 2000ppm 이하의 농도를 갖는 수용액인 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 멤브레인 성능을 평가하기 위해, 상기 조제수 조성물을 pH 6.0∼8.4 및 20∼25℃의 온도에서 멤브레인에 통과시켜 TDS 감소율을 측정하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 조제수 조성물은 멤브레인의 성능 평가뿐만 아니라 실제 필드에서의 조기 막힘 현상, 실제 정수기의 수명을 예측할 수 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
정수기에 사용되는 멤브레인의 성능 평가를 위한 조제수는 대부분 NaCl 수용액을 사용하고 있는데, 상기 NaCl 수용액과 실제 필드에서의 원수와 차이가 있어 NaCl 수용액으로 측정된 정수기의 성능에 대한 신뢰도가 저하된다. 본 발명에서는 멤브레인의 성능 평가시 실제 필드에서의 원수와 유사한 조성을 갖도록 조제수 조성물을 제조하여 성능 평가로부터 예측된 정수기의 성능과 실제 정수기 성능 간의 차이를 낮춰 테스트 결과의 신뢰성을 높인다.
본 발명에 따른 멤브레인 평가용 조제수 조성물은 CaCl2 221.05∼244.31 mg/L; Mg(NO3)2 7.25∼8.01 mg/L; Sr(NO3)2 0.60∼0.66 mg/L; SiO2 15.22∼16.82 mg/L; NaHCO3 434.19∼479.90 mg/L; KHCO3 4.85∼5.36 mg/L; 및 MgSO4 73.94∼81.71 mg/L를 포함한다.
바람직하기로, 상기 조제수 조성물은 CaCl2 232.68 mg/L; Mg(NO3)2 7.63 mg/L; Sr(NO3)2 0.63 mg/L; SiO2 16.02 mg/L; NaHCO3 457.04 mg/L; KHCO3 5.10 mg/L; 및 MgSO4 77.83 mg/L를 포함한다.
이러한 조제수 조성물의 각 조성의 함량은 ±5 중량% 범위 내에서 사용할 수 있으며, 이러한 함량 변경에 의해 TDS 및 LSI 수치의 조절이 가능하다.
또한, 조제수 조성물을 이용하여 멤브레인의 성능을 평가하기 위해 2000ppm 이하의 농도를 갖는 수용액으로 사용하며, 바람직하기로 400∼1800ppm의 농도로 사용할 수 있다. 이때 수용액 제조를 위한 물은 전기전도도가 10 μS/cm 이하의 순수를 사용한다.
상기 조제수 조성물(600ppm)은 20℃, pH 8.4에서 측정 결과, TDS가 647 mg/L, 알칼리도(HCO3-)가 335 mg/L, Ca2+의 농도가 84 mg/L이고, LSI(Langelier Stability Index)는 1.16으로 계산되며, 전기전도도가 660 μS/cm를 갖는다. 또한, 상기 조제수 조성물은 Na+ 28.80 mg/L, K+ 2.00 mg/L, Ca2 + 84.00 mg/L, Mg2 + 17.20 mg/L, Sr2 + 87.60 mg/L, Cl- 39.00 mg/L, HCO3 - 335.01 mg/L, SO4 2 - 13.00 mg/L, 및 NO3 2- 8.00mg/L의 이온과 SiO2 16.02 mg/L이 존재한다.
이러한 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물의 제조는 특별히 한정하지 않으며, 각각의 조성을 준비하여 균일하게 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 조제수 조성물을 이용한 멤브레인 성능 평가 또한 통상적으로 사용되는 NaCl 수용액을 이용한 방법이 사용될 수 있다. 다만, NaCl 수용액과 본 발명에서 제시하는 조제수 조성물의 조성 차이로 인해, NaCl 수용액을 이용한 성능 평가에 사용하는 기기의 운전 조건과는 다른 조건이 설정되어야 한다.
바람직하기로, 본 발명에 따른 조제수 조성물은 하기와 같은 조건에서 멤브레인 성능 평가를 수행한다.
도 1은 통상의 멤브레인의 성능 평가를 위한 장치를 나타낸 모식도이다. 상기 장치를 이용한 성능 평가는 장치의 준비 및 조작 과정을 거쳐 측정 과정으로 이루어지며, 하기에 보다 자세하게 설명한다.
이때 도 1의 장치의 원수 탱크 내 순수(또는 세척액)를 넣고 순환펌프(BP)를 이용하여 세척을 수행한 다음, 성능 검사를 수행한다.
먼저, 원수 탱크 내 본 발명에 따른 조제수 조성물을 주입한다.
다음으로, 모듈에 연결한 배관에 설치한 밸브(V1)를 닫아서 순환펌프(BP)를 운전하여 원수탱크 안의 조제수 조성물을 순환 시킨다.
다음으로, 온도조절장치를 운전하여 수온이 일정하도록 원수온도가 20∼25℃가 되도록 조절한다.
다음으로, pH계를 사용하여 수용액의 pH를 측정한다. 이 경우 측정된 pH가 소정의 pH값으로부터 ±0.5를 초과할 경우에는 염산 혹은 수산화나트륨 수용액을 사용하여 pH값이 6∼8.5가 되도록 조정한다(수산화나트륨의 첨가량은 원수 중의 농도로서 2 mg/L을 초과하지 않도록 한다. 2 mg/L를 넘을 경우에는 원수를 재조정해야 한다).
다음으로, 전기전도도계를 사용하여 조제수 조성물의 용질농도를 측정한 후 소정의 농도가 되도록 조정한다.
다음으로, 순환펌프(BP)가 운전중인 상태에서 밸브(V1)를 열어서 원수탱크의 조제수 조성물을 멤브레인 모듈에 공급하여 모듈 및 농축수 라인 내부의 공기를 완전히 뺀다.
다음으로, 모듈에 급격한 압력이 걸리거나 유량이 흐르지 않도록 고압펌프(HP)를 작동하여 20∼50 psi으로 조절한다.
다음으로, 시험 조건을 설정 후 압력, 유량, 온도를 측정하고 공급수, 농축수, 여과수를 채취하여 TDS 측정기를 이용해서 각각의 TDS의 농도를 측정하고 기록한다.
본 발명에 따른 조제수 조성물은 멤브레인의 기본 성능 평가뿐만 아니라 실제 필드에서의 조기 막힘 현상과 정수기의 수명을 예측할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기한 예는 본 발명의 바람직한 일 예일 뿐 이러한 예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
혼합기에 CaCl2 232.68 mg/L; Mg(NO3)2 7.63 mg/L; Sr(NO3)2 0.63 mg/L; SiO2 16.02 mg/L; NaHCO3 457.04 mg/L; KHCO3 5.10 mg/L; MgSO4 77.83 mg/L, 및 순수를 첨가 후 상온에서 균일하게 혼합하여 600ppm 농도의 조제수 조성물을 제조하였다. TDS 측정기를 이용하여 측정한 결과, 상기 조제수 조성물은 TDS가 647ppm으로 측정되었다.
<비교예 1>
KSM ISO 6353-2 R32 염화나트륨(시약)에 규정하는 NaCl과, NaCl 수용액의 조제를 위해 전기전도도가 10 μS/cm 이하의 순수를 혼합하여 100ppm 농도의 NaCl 수용액을 제조하였다. TDS 측정기를 이용하여 측정한 결과, 상기 조제수 조성물은 TDS가 100ppm으로 측정되었다.
<실험예 1>
도 1에서 제시한 장치를 이용하여, 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 조성물을 이용하여 역삼투 멤브레인의 TDS 감소율을 측정하였다. 이때 측정 조건은 하기 표 1에 나타내었다.
| 피드 압력 | pH | 온도 | LSI | TDS | |
| 실시예 1 | 50psi | 8.4 | 20℃ | 0.86 | 647ppm |
| 비교예 1 | 50psi | 7.3 | 20℃ | <0 | 100ppm |
* M2, M3: 웅진 케미칼 20GPD 모듈
TDS 변화
도 2는 실시예 1의 조제수와 비교예 1의 NaCl 수용액을 이용하여 측정된 처리량에 따른 TDS 감소율을 보여주는 그래프이다.
실시예 1에 따른 조제수 조성물을 사용한 도 2의(a)를 보면, M2, M3 모두 95% 이상의 TDS 감소율을 보였으며, 이는 처리량이 증가하더라도 어느 정도 유지됨을 알 수 있다. 이와 비교하여, 비교예 1의(b)를 보면, TDS 감소율이 초기에 97%를 보였으나 처리량이 증가함에 따라 점차 감소하는 결과를 나타냈다.
처리량 변화
도 3은 실시예 1의 조제수와 비교예 1의 NaCl 수용액을 이용하여 측정된 처리량에 따른 무차원 투과선속(J/J0)의 변화를 보여주는 그래프이다.
실시예 1에 따른 조제수 조성물을 사용한 도 3의(a)를 보면, 초기 처리시에는 변화가 없었으나 처리량이 60L 이후로 증가함에 따라 J/J0 값의 감소를 보였다. 이러한 결과는 처리량이 증가함에 따라 멤브레인의 오염이 서서히 진행됨을 의미하며, 이때 M2, M3 모두 동일한 거동을 나타냈다. 멤브레인의 오염 정도를 예측할 수 있는 도 3의 그래프를 통해 정수기에 사용하는 멤브레인의 수명을 예측할 수 있다. 이와 비교하여, 비교예 1의(b)를 보면, 처리량이 증가함에 따라 무차원 투과선속이 약간 감소하였으나 큰 변화는 보이지 않았다.
이러한 결과는 처리수로 사용하는 조제수 조성물과 NaCl 수용액과의 조성 차이에 의해 나타난다. 즉, 본 발명에 따른 조제수 조성물의 높은 TDS 함량을 갖고, 이는 실제 필드에서의 미네랄 성분이 다량 포함된 수돗물(원수) 조성과 유사하여 멤브레인의 처리량, 수명 등을 더욱 정확히 예측할 수 있다.
<실험예 2>
도 4는 본 발명에 따른 조제수 조성물을 사용하여 300L 처리 후 M2 멤브레인의 표면을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 조제수 조성물은 스케일이 유발됨을 알 수 있으며, 이러한 결과를 통해 처리 유량이 감소함을 예측할 수 있다.
본 발명에 따른 조제수 조성물은 정수기에 사용하는 멤브레인의 성능 평가에 사용될 수 있다.
도 1은 통상의 멤브레인의 성능 평가를 위한 장치를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1의 조제수 조성물(a)과 비교예 1의 조성물(b)을 이용하여 측정된 처리량에 따른 TDS 감소율을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 조제수 조성물(a)과 비교예 1의 조성물(b)을 이용하여 측정된 처리량에 따른 무차원 투과선속(J/J0)의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 조제수 조성물을 사용하여 300L 처리 후 M2 멤브레인의 표면을 보여주는 SEM 이미지이다.
Claims (2)
- 삭제
- 멤브레인 성능을 평가하기 위해,CaCl2 221.05∼244.31 mg/L; Mg(NO3)2 7.25∼8.01 mg/L; Sr(NO3)2 0.60∼0.66 mg/L; SiO2 15.22∼16.82 mg/L; NaHCO3 434.19∼479.90 mg/L; KHCO3 4.85∼5.36 mg/L; 및 MgSO4 73.94∼81.71 mg/L를 포함하여 2000ppm 이하의 농도를 갖는 수용액인 조제수 조성물을 준비하고,상기 조제수 조성물을 pH 6.0∼8.4 및 20∼25℃의 온도에서 멤브레인에 통과시켜 TDS 감소율을 측정하는 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090067149A KR101635511B1 (ko) | 2009-07-23 | 2009-07-23 | 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090067149A KR101635511B1 (ko) | 2009-07-23 | 2009-07-23 | 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110009777A KR20110009777A (ko) | 2011-01-31 |
| KR101635511B1 true KR101635511B1 (ko) | 2016-07-04 |
Family
ID=43615341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090067149A KR101635511B1 (ko) | 2009-07-23 | 2009-07-23 | 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101635511B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100796561B1 (ko) | 2006-08-16 | 2008-01-23 | 지은상 | 막분리를 이용한 발전소용 순수제조방법 |
| JP2008511437A (ja) * | 2004-08-31 | 2008-04-17 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレーテッド | 分離モジュールをテストする方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6821428B1 (en) * | 2002-03-28 | 2004-11-23 | Nalco Company | Method of monitoring membrane separation processes |
-
2009
- 2009-07-23 KR KR1020090067149A patent/KR101635511B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008511437A (ja) * | 2004-08-31 | 2008-04-17 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレーテッド | 分離モジュールをテストする方法 |
| KR100796561B1 (ko) | 2006-08-16 | 2008-01-23 | 지은상 | 막분리를 이용한 발전소용 순수제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110009777A (ko) | 2011-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guo et al. | A combined ultrafiltration–reverse osmosis process for external reuse of Weiyuan shale gas flowback and produced water | |
| Wei et al. | Effect of pre-ozonation on mitigation of ceramic UF membrane fouling caused by algal extracellular organic matters | |
| US9221702B2 (en) | Process for enhanced total organic carbon removal while maintaining optimum membrane filter performance | |
| Gabelich et al. | Effects of aluminum sulfate and ferric chloride coagulant residuals on polyamide membrane performance | |
| CN1135206C (zh) | 水处理方法 | |
| Konieczny et al. | A coagulation–MF system for water treatment using ceramic membranes | |
| EP2805924B1 (en) | Multiple batch system for the preparation of a solution of calcium hydrogen carbonate suitable for the remineralization of desalinated water and of naturally soft water | |
| US20100193436A1 (en) | Pre-treatment reverse osmosis water recovery method for brine retentate metals removal | |
| CN110064308A (zh) | 膜分离装置的生物粘泥抑制剂和抑制方法 | |
| TWI631081B (zh) | 用於製備包含至少一種鹼土金屬碳酸氫鹽之水溶液之裝置 | |
| TW201402197A (zh) | 滲透膜之洗淨劑及洗淨方法 | |
| JP2015020131A (ja) | ホウ素含有水の処理方法及び装置 | |
| Orecki et al. | Surface water treatment by the nanofiltration method | |
| Freger et al. | Boron removal using membranes | |
| Di Zio et al. | Disinfection of surface waters with UF membranes | |
| KR20240064748A (ko) | 살생물제 조성물 및 방법 | |
| Cakmakci et al. | Comparison of nanofiltration and adsorption techniques to remove arsenic from drinking water | |
| KR101635511B1 (ko) | 멤브레인 성능 평가용 조제수 조성물 및 이를 이용한 성능 평가 방법 | |
| JP5238778B2 (ja) | 淡水化システム | |
| Ruíz et al. | Operating conditions and membrane selection for the removal of conventional and emerging pollutants from spring water using nanofiltration technology: the Tula Valley case | |
| JP2007038052A (ja) | 地下水等の水処理装置 | |
| László et al. | Purification of thermal wastewater by membrane separation and ozonation | |
| Wiśniewski et al. | Elimination of selected anions and cations from water by means of the Donnan Dialysis | |
| Bodzek et al. | Comparison of ceramic and capillary membranes in the treatment of natural water by means of ultrafiltration and microfiltration | |
| Abdulrahima et al. | Reverse osmosis desalination system and algal blooms: part III: SWRO pretreatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190326 Year of fee payment: 4 |