KR101744400B1 - 역삼투막 필터의 세정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 역삼투막 필터의 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원수(해수 등)의 수처리에 사용되는 역삼투막 필터를 효과적으로 제자리(in place) 세정할 수 있는 장치에 관한 것이다.
본 발명에서 제공하는 세정 장치는 역삼투막 필터의 위치와 관계없이 그 내부에 누적된 스케일 및 바이오파울링 등의 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 원수의 수처리에 사용되는 역삼투막 필터의 수명을 연장시켜 경제적인 효과 또한 얻을 수 있다.

Description

역삼투막 필터의 세정 장치{Apparatus for cleaning reverse osmosis membrane filter}
본 발명은 역삼투막 필터의 세정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원수(해수 등)의 수처리에 사용되는 역삼투막 필터를 효과적으로 제자리(in place) 세정할 수 있는 장치에 관한 것이다.
지구상의 물의 약 97%는 해수로서 물의 양에 있어서는 절대 다수를 차지하고 있으나 생활 용수나 산업 용수로 이용하기에는 염도가 너무 높아서 사용하기에는 어려움이 있다. 부족한 지표수를 보충하고 물 부족이 심화되고 있는 상황에서 해수의 담수화가 많은 주목을 받고 있다.
담수화란 염분이 있는 해수 등을 음용수나 기타 용도로 사용할 수 있도록 하기 위하여 염분을 적합하도록 제거하는 일련의 공정이다. 염분 농도는 물에 용해되어 있는 정도에 따라 담수(Fresh water), 기수(Brackish water), 해수(Sea water)로 구분한다.
해수는 많은 종류의 염분을 포함하고 있어, 음용수로 사용하기 위해서는 염분을 제거해야만 하며, 해수를 담수화하는 방법으로는 역삼투막을 이용하는 방법이 널리 사용되고 있다.
그런데 원수에 석회질과 같은 스케일이 많을 경우에는 역삼투막 필터의 분리막에 스케일이 누적되어 필터가 제기능을 할 수 없게 되고 수명도 짧아진다. 또한, 역삼투막 필터는 구조상 막 표면에 미생물들이 달라붙는 바이오파울링(biofouling)이 발생하기 쉽다. 따라서 이러한 스케일 및 바이오파울링을 제거하기 위하여 주기적으로 역삼투막 필터를 화학적 세정 또는 교체를 하여야 한다.
도 1은 일반적인 역삼투 모듈의 세정 장치의 일례를 보여준다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 세정 장치의 모듈은 전처리 필터(20)와, 상기 전처리 필터와 배관에 의해 연결된 역삼투막 필터(10)와, 상기 전처리 필터와 상기 역삼투막 필터 사이의 배관에 구비된 세정액 장치(40)와, 상기 전처리 필터와 상기 세정액 장치 사이의 배관에 구비된 인버트펌프(30)과, 상기 역삼투막 필터에서 분지된 드레인관(61) 및 상기 드레인관에 구비된 압력조절밸브(50)를 포함하여 구성된다.
하지만, 종래의 세정 장치에 의하는 경우, 역삼투막 필터의 전단 부분에 누적된 스케일 및 바이오파울링 등은 역삼투막 필터의 후단에 존재하는 분리막까지 모두 통과하여야만 제거되고, 미처 제거되지 못하고 중간 부분의 분리막에 누적될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 역삼투막 필터의 위치와 관계없이 그 내부에 누적된 스케일 및 바이오파울링 등의 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 제자리 세정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면, 원수로부터 염분이 감소된 담수를 배출하는 역삼투막 필터;
상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 연결되어 세정액을 공급하는 세정액 공급부; 및
상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 연결되어 필터 내부로 공급된 세정액을 배출하는 세정액 배출부를 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치를 제공한다.
상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 연결되어 세정액을 공급하는 제2 세정액 공급부; 및
상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 연결되어 필터 내부로 공급된 세정액을 배출하는 제2 세정액 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 역삼투막 필터 내로 공급되는 세정액 내에 미세버블을 발생시키는 미세버블 발생 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 미세버블 발생 장치는 세정액 내에 오존가스를 공급하여 미세버블을 발생시키는 오존가스 제네레이터를 포함할 수 있다.
상기 미세버블 발생 장치는 세정액 내에 초음파를 가하여 미세버블을 발생시키는 초음파 발생장치를 포함할 수 있다.
상기 세정액 공급부는,
세정액을 저장하는 세정액 저장 탱크;
상기 세정액 저장 탱크로부터 역삼투막 필터에 세정액을 공급하는 세정액 공급 펌프; 및
상기 세정액 저장 탱크와 역삼투막 필터의 후단부를 연결하는 세정액 공급 파이프를 포함할 수 있다.
상기 세정액 배출부는 상기 세정액 저장 탱크에 연결되어 역삼투막 필터로부터 배출되는 세정액을 세정액 저장 탱크에 재공급할 수 있다.
상기 세정액 배출부는,
상기 역삼투막 필터로부터 세정액을 배출하는 세정액 배출 펌프; 및
상기 역삼투막 필터와 세정액 저장 탱크를 연결하는 세정액 배출 파이프를 포함할 수 있다.
상기 세정액 저장 탱크는 순환하는 세정액의 농도 또는 상기 농도에 대응해 변동하는 물성값을 검출하는 검출 수단; 및
상기 검출 수단에 의해 검출된 검출값이 소정치를 넘었을 때 역삼투막 필터에 공급되는 세정액의 유량을 감소시키거나, 상기 세정액의 공급을 정지하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 검출 수단은 수소이온농도계(pH계)일 수 있다.
상기 세정액은 산, 알칼리, 킬레이트제 및 경계면 활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 역삼투막 필터는,
상기 원수가 공급되는 원수 공급구;
상기 원수가 역삼투막 필터 내 분리막을 통과하여 염분이 감소된 담수가 배출되는 담수 배출구; 및
상기 원수가 역삼투막 필터 내 분리막을 통과하지 못하고 염분이 농축된 농축수가 배출되는 농축수 배출구를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 공급된 원수로부터 염분이 감소된 담수를 배출하는 역삼투막 필터를 세정하는 방법으로서, 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 세정액을 공급하는 단계; 및
상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부로부터 필터의 내부에 공급된 세정액을 배출하는 단계를 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 방법을 제공한다.
상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 세정액을 공급하는 단계 및 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부로부터 세정액을 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 세정액을 역삼투막 필터의 후단부에 공급하기에 앞서 세정액 내에 미세버블을 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 역삼투막 필터의 전단부로부터 배출되는 세정액을 회수하여 역삼투막 필터의 후단부로 재공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
회수된 세정액을 역삼투막 필터의 후단부로 재공급하기에 앞서 세정액 내에 포함된 이물질을 여과하여 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
배출된 세정액의 농도 또는 상기 농도에 대응해 변동하는 물성값을 검출하여 검출값이 소정치를 넘었을 때, 역삼투막 필터에 공급되는 세정액의 유량을 감소시키거나, 상기 세정액의 공급을 정지하는 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 세정액은 산, 알칼리, 킬레이트제 및 경계면 활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명에서 제공하는 세정 장치는 역삼투막 필터의 위치와 관계없이 그 내부에 누적된 스케일 및 바이오파울링 등의 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 원수의 수처리에 사용되는 역삼투막 필터의 수명을 연장시켜 경제적인 효과 또한 얻을 수 있다.
도 1은 종래에 일반적으로 사용되는 수처리 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 역삼투막 필터에 세정액이 공급되는 방향을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막 필터에 세정액이 공급되는 방향을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른 역삼투막 필터의 세정 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
종래에 사용되었던 일반적인 역삼투막 필터의 세정 장치는 원수의 공급 방향을 기준으로 역삼투막 필터의 전단부에 세정액을 공급한 뒤, 후단부를 통하여 세정액을 배출하고 있다.
도 2는 종래의 역삼투막 필터에서 세정액 공급 방향을 나타낸 것으로, 역삼투막 필터의 전단부에 세정액이 공급되고, 후단부를 통해 배출되는 것을 볼 수 있다.
역삼투막 필터는 일반적으로 복수 개의 모듈이 직렬로 연결되어 있어 스케일이나 바이오파울링 등의 이물질은 필터의 전단부에 많이 축적된다. 그런데 상기와 같이 세정액을 원수 흐름 방향과 같은 방향으로 공급하게 되면, 역삼투막 필터의 전단부에 존재하는 이물질 등은 후단부까지 필터를 모두 통과하여야만 제거되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 원수의 공급 방향을 기준으로 역삼투막 필터의 후단부에 세정액을 공급하고, 전단부를 통해 배출함으로써 화학적 세정 효과뿐만 아니라 물리적인 세정 효과까지 확보할 수 있어서, 필터 내 이물질 제거 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막 필터의 세정액 공급 방향을 나타낸 것으로, 역삼투막 필터의 후단부에 세정액이 공급되고, 전단부를 통해 배출되는 것을 볼 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현 예에 따르면, 원수로부터 염분이 감소된 담수를 배출하는 역삼투막 필터; 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 연결되어 세정액을 공급하는 세정액 공급부; 및 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 연결되어 필터 내부로 공급된 세정액을 배출하는 세정액 배출부를 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치를 제공한다.
상기 역삼투막 필터는 역삼투압 방식을 이용하여 해수 등 수처리의 대상이 되는 원수를 분리막을 통과시킴으로써 납, 비소 등의 중금속을 비롯해 나트륨 및 미생물 등을 걸러내고 담수를 제조할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에서 상기 역삼투막 필터는 분리막을 포함하는 역삼투막 모듈을 1개 이상 포함할 수 있는데, 상기 분리막의 재질은 유기 고분자로서, 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose Acetate), 폴리술포네이트(Polysulfonate), 폴리아미드(Polyamide)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 역삼투막 모듈(Module)의 형상은 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들어 관형, 나권형, 중공사막형 또는 평막형 등인 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 역삼투막 필터는 기본적으로 원수가 공급되는 원수 공급구; 원수가 역삼투막 필터 내 분리막를 통과하여 염분이 감소된 담수가 배출되는 담수 배출구; 및 상기 원수가 역삼투막 필터 내 분리막을 통과하지 못하고 염분이 농축된 농축수가 배출되는 농축수 배출구를 포함한다.
본 발명에서 상기 세정액 공급부는 세정액을 저장하는 세정액 저장 탱크; 상기 세정액 저장 탱크로부터 역삼투막 필터에 세정액을 공급하는 세정액 공급 펌프; 및 상기 세정액 저장 탱크와 역삼투막 필터의 후단부를 연결하는 세정액 공급 파이프를 포함할 수 있다.
또한, 필요에 따라서는 상기 세정액 공급 파이프에 역삼투막 필터로 공급되는 세정액의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 세정액 배출부는 상기 역삼투막 필터로부터 세정액을 배출하는 세정액 배출 펌프; 및 상기 역삼투막 필터로부터 배출되는 세 정액이 내부에 유동하며 배출되는 세정액 배출 파이프를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 상기 세정액 배출 파이프의 다른 일단은 상기 세정액 저장 탱크에 연결되도록 하여 역삼투막 필터로부터 배출되는 세정액을 세정액 저장 탱크에 재공급하는 순환 구조를 이룰 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 순환 구조를 이룸으로써 세정액을 반복적으로 재사용할 수 있어 경제적인 효과를 얻을 수 있다.
단, 필요에 따라서는 세정액을 재사용하기 전에 재공급된 세정액 내에 존재하는 이물질을 제거하는 여과 장치를 통과하게 할 수 있다. 이때 여과 장치의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 세정액의 종류 및 공정 규모 등 전반적인 상황을 고려하여 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 여과 장치 중 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 세정액 저장 탱크 내에 교반 모터와 로터를 구비하여, 저정되는 세정액에 포함되어 있는 혼합물의 침전을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 세정액을 원수의 공급 방향에 대하여 역방향으로 공급할 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 원수의 공급 방향과 일치하는 방향으로도 공급함으로써 세정 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
구체적으로, 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 연결되어 세정액을 공급하는 제2 세정액 공급부; 및 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 연결되어 필터 내부로 공급된 세정액을 배출하는 제2 세정액 배출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 역삼투막 필터의 전단부 및 후단부 모두에 세정액 공급부 및 세정액 배출부를 연결시켜 필터 내 분리막에 축적된 이물질의 제거 정도에 따라 공급 및 배출 위치를 적절히 선택할 수 있고, 이로써 분리막 내 이물질 제거 효율을 현저히 높일 수 있다. 예를 들어, 이물질이 역삼투막 필터의 전단부에 많이 축적된 경우, 후단부로 세정액을 공급한 뒤 전단부를 통해 세정액을 배출할 수 있고, 이물질이 역삼투막 필터의 후단부에 많이 축적된 경우, 전단부로 세정액을 공급한 뒤 후단부를 통해 세정액을 배출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서는 상기 역삼투막 필터 내로 공급되는 세정액 내에 미세버블을 발생시키는 미세버블 발생 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 미세버블 발생 장치의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 미세버블을 발생시킬 수 있는 것이라면 어느 것을 사용하여도 무방하지만, 본 발명의 일 구체 예에서 상기 미세버블 발생 장치는 상기 세정액 내에 오존가스를 공급하여 미세버블을 발생시키는 오존가스 제네레이터일 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 구체 예에서 상기 미세버블 발생 장치는 세정액 내에 초음파를 가하여 미세버블을 발생시키는 초음파 발생 장치일 수 있다.
또한, 상기 미세버블 발생 장치는 세정액 공급 파이프에 연결되어 파이프 내에 유동하는 세정액 내에 미세버블을 형성시킬 수 있고, 또는 세정액 저장 탱크에 연결되어 세정액 공급 펌프를 통하여 역삼투막 필터에 공급될 저장된 세정액 내에 미세버블을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 세정액 저장 탱크에는 순환하는 세정액의 농도 또는 상기 농도에 대응해 변동하는 물성값을 검출하는 검출 수단과, 상기 검출값이 소정치를 넘었을 때, 역삼투막 필터에 공급되는 세정액의 유량을 감소시키거나, 상기 세정액의 공급을 정지하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다.
여기서 상기 검출 수단의 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면 수소이온농도계(pH계)일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 세정액은 역삼투막 필터에 내장되어 있는 분리막에 고착되어 있는 유기물을 녹이거나 일부는 분리막으로부터 박리시킬 수 있다. 여기서 상기 세정액의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 산, 알칼리, 킬레이트제 및 경계면 활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 산으로는, 염산, 인산, 포스폰산, 술팜산, 도데실 벤젠설폰센, 도데실 황산, 트이폴리 인산, 트리인산, 하이드로 아황산 등을 사용 수 있고, 알칼리로는, 수산화 나트륨, EDTA-Na 등을 사용할 수 있으며, 킬레이트제로는, 이디티에이, 니트릴로3 초산 등을 사용할 수 있고, 경계면 활성제로서는, 음이온계 경계면 활성제, 비이온계 경계면 활성제 등을 사용할 수 있다.
단, 세정액의 종류는 상기한 것으로 한정되지 않고, 역삼투막 필터 내 분리막에 침척된 스케일이나 바이오파울링 등의 이물질의 종류에 따라 적절히 변경할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막 필터의 세정 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 역삼투막 필터(1)에는 분리막을 포함하는 모듈(2) 3개가 직렬로 연결되어 있다. 세정액은 세정액 공급 펌프(11)를 이용하여 세정액 저장 탱크(10)로부터 세정액 공급 파이프(12)를 통하여 상기 역삼투막 필터(1)의 후단부에 공급된다. 이때, 오존 제네레이터(30)는 상기 세정액 공급 파이프(12)에 연결되어 그 내부를 유동하는 세정액 내에 오존을 주입하여 미세버블을 발생시시킨다. 상기와 같이 역삼투막 필터(1)의 후단부로 공급되어 그 내부를 화학적 및 물리적으로 세정시킨 세정액은 세정액 배출 펌프(21)를 이용하여 역삼투막 필터(1)의 전단부로부터 세정액 배출 파이프(22)를 통하여 배출되고 세정액 저장 탱크(10)로 다시 회수된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 역삼투막 필터의 세정 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 역삼투막 필터(1)에는 분리막을 포함하는 모듈(2) 3개가 직렬로 연결되어 있고, 세정액은 세정액 저장 탱크(10)로부터 세정액 공급 펌프(11a, 11b)를 통해 세정액 공급 파이프(12a, 12b)를 따라 역삼투막 필터(1)의 전단부 또는 후단부 각각에 공급될 수 있으며, 역삼투막 필터(1)의 내부를 세정시킨 세정액은 세정액 배출 펌프(21a, 21b)를 통하여 세정액 배출 파이프(22a, 22b)를 따라 역삼투막 필터(1)의 전단부 또는 후단부 각각으로부터 배출되어 세정액 저장 탱크(10)로 다시 회수될 수 있다. 이때 세정액 공급을 위하여 역삼투막 필터(1)의 전단부에 연결된 세정액 공급 파이프(12a)의 세정액 공급 펌프(11a)를 가동시킬 것인지, 혹은 후단부에 연결된 세정액 공급 파이프(12b)의 세정액 공급 펌프(11b)를 가동시킬 지 여부는 역삼투막 필터(1) 내부의 스케일 잔존 위치 및 잔존 정도에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 역삼투막 필터의 세정 장치를 이용하여 역삼투막의 필터를 세정하는 방법에 관한 것이다.
보다 상세하게는 공급된 원수로부터 염분이 감소된 담수를 배출하는 역삼투막 필터를 세정하는 방법으로서, 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 세정액을 공급하는 단계; 및
상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부로부터 필터의 내부에 공급된 세정액을 배출하는 단계를 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 방법을 제공한다.
본 발명에서는 세정액을 역삼투막 필터의 후단부로 공급하고 전단부로 배출함으로써 화학적 세정 효과뿐만 아니라 물리적인 세정 효과까지 확보할 수 있어서, 필터 내 이물질 제거 효율을 더욱 증가시킬 수 있다.
다만, 본 발명에서는 세정액을 원수의 공급 방향에 대하여 역방향으로 공급할 뿐만 아니라, 필요에 따라서는 원수의 공급 방향과 일치하는 방향으로도 공급함으로써 세정 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
구체적으로, 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 세정액을 공급하는 단계 및 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부로부터 세정액을 배출하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
본 발명에서는 상기 역삼투막 필터 내 분리막에 축적된 이물질의 제거 정도에 따라 공급 및 배출 위치를 적절히 선택할 수 있고, 이로써 분리막 내 이물질 제거 효율을 현저히 높일 수 있다. 예를 들어, 이물질이 역삼투막 필터의 전단부에 많이 축적된 경우, 후단부로 세정액을 공급한 뒤 전단부를 통해 세정액을 배출할 수 있고, 이물질이 역삼투막 필터의 후단부에 많이 축적된 경우, 전단부로 세정액을 공급한 뒤 후단부를 통해 세정액을 배출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 상기 세정액을 역삼투막 필터의 후단부에 공급하기에 앞서 세정액 내에 미세버블을 발생시키는 단계를 추가로 수행함으로써, 세척 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 미세버블을 발생시키는 공정은 특별히 제한하지 않으나, 본 발명의 일 구체예에서 오존 제네레이터를 이용하여 세정액 내에 오존 가스를 주입하여 미세버블을 발생시킬 수 있고, 혹은 본 발명의 다른 구체예에서 초음파 발생장치를 이용하여 상기 세정액 내에 초음파를 가해 미세버블을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 역삼투막 필터의 전단부로부터 배출되는 세정액을 다시 역삼투막 필터의 후단부로 재공급하는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 역삼투막 필터의 세정에 사용된 세정액을 회수한 뒤 이를 역삼투막 필터의 세정 공정에 재사용함으로써, 세정액 사용량을 감소시켜 경제적 효과를 얻을 수 있다.
단, 본 발명에서는 필요에 따라서 상기와 같이 회수된 세정액을 역삼투막 필터의 후단부로 재공급하기에 앞서 세정액을 여과하여 그 안에 포함된 이물질 등을 제거할 수 있다. 이때 상기 여과 공정에 사용될 수 있는 여과 장치의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 세정액의 종류 및 공정 규모 등 전반적인 상황을 고려하여 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 여과 장치 중 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 필요에 따라서 상기와 같이 회수된 세정액을 지속적으로 교반하여 혼합물의 침전을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 회수된 세정액의 농도 또는 상기 농도에 대응해 변동하는 물성값을 검출하여 검출값이 소정치를 넘었을 때, 역삼투막 필터에 공급되는 세정액의 유량을 감소시키거나, 상기 세정액의 공급을 정지하는 제어하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
여기서 상기 검출값을 검출하는 수단의 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면 수소이온농도계(pH계)일 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 세정액은 역삼투막 필터에 내장되어 있는 분리막에 고착되어 있는 유기물을 녹이거나 일부는 분리막으로부터 박리시킬 수 있다. 여기서 상기 세정액의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 산, 알칼리, 킬레이트제 및 경계면 활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 산으로는, 염산, 인산, 포스폰산, 술팜산, 도데실 벤젠설폰센, 도데실 황산, 트이폴리 인산, 트리인산, 하이드로 아황산 등을 사용 수 있고, 알칼리로는, 수산화 나트륨, EDTA-Na 등을 사용할 수 있으며, 킬레이트제로는, 이디티에이, 니트릴로3 초산 등을 사용할 수 있고, 경계면 활성제로서는, 음이온계 경계면 활성제, 비이온계 경계면 활성제 등을 사용할 수 있다.
단, 세정액의 종류는 상기한 것으로 한정되지 않고, 역삼투막 필터 내 분리막에 침척된 스케일이나 바이오파울링 등의 이물질의 종류에 따라 적절히 변경할 수 있다.
1: 역삼투막 필터
2: 모듈
10: 세정액 저장 탱크
11, 11a, 11b: 세정액 공급 펌프
12, 12a, 12b: 세정액 공급 파이프
21, 21a, 21b: 세정액 배출 펌프
22, 22a, 22b: 세정액 배출 파이프
30: 오존 제네레이터

Claims (19)

  1. 원수로부터 염분이 감소된 담수를 배출하는 역삼투막 필터;
    세정액을 저장하는 세정액 저장 탱크;
    상기 세정액 저장 탱크로부터 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 연결되어 세정액을 공급하는 세정액 공급 파이프;
    상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 연결되어 필터 내부로 공급된 세정액을 세정액 저장 탱크로 배출하는 세정액 배출부;
    상기 세정액 저장 탱크로부터 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 연결되어 세정액을 공급하는 제2 세정액 공급 파이프; 및
    상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 연결되어 필터 내부로 공급된 세정액을 세정액 저장 탱크로 배출하는 제2 세정액 배출부를 포함하고,
    상기 역삼투막 필터 내부의 스케일 잔존 위치 및 잔존 정도에 따라 상기 세정액 공급 파이프 및 제2 세정액 공급 파이프 중 어느 하나의 공급 파이프로 세정액이 공급되며,
    상기 세정액 공급 파이프 및 제2 세정액 공급 파이프에는 세정액 내에 미세버블을 발생시키는 미세버블 발생 장치가 연결되는, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미세버블 발생 장치는 세정액 내에 오존가스를 공급하여 미세버블을 발생시키는 오존가스 제네레이터를 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미세버블 발생 장치는 세정액 내에 초음파를 가하여 미세버블을 발생시키는 초음파 발생장치를 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 저장 탱크로부터 역삼투막 필터에 세정액을 공급하는 세정액 공급 펌프를 더포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 배출부는,
    상기 역삼투막 필터로부터 세정액을 배출하는 세정액 배출 펌프; 및
    상기 역삼투막 필터와 세정액 저장 탱크를 연결하는 세정액 배출 파이프를 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 세정액 저장 탱크는 순환하는 세정액의 농도 또는 상기 농도에 대응해 변동하는 물성값을 검출하는 검출 수단; 및 상기 검출 수단에 의해 검출된 검출값이 소정치를 넘었을 때 역삼투막 필터에 공급되는 세정액의 유량을 감소시키거나, 상기 세정액의 공급을 정지하는 제어 장치를 더 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 검출 수단은 수소이온농도계(pH계)인, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 세정액은 산, 알칼리, 킬레이트제 및 경계면 활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 역삼투막 필터는,
    상기 원수가 공급되는 원수 공급구;
    상기 원수가 역삼투막 필터 내 분리막을 통과하여 염분이 감소된 담수가 배출되는 담수 배출구; 및
    상기 원수가 역삼투막 필터 내 분리막을 통과하지 못하고 염분이 농축된 농축수가 배출되는 농축수 배출구를 더 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 장치.
  13. 공급된 원수로부터 염분이 감소된 담수를 배출하는 역삼투막 필터를 세정하는 방법으로서,
    (1) 세정액이 저장된 세정액 저장 탱크로부터 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부에 세정액 공급 파이프를 통해 세정액을 공급하는 단계; 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부로부터 필터의 내부에 공급된 세정액을 세정액 저장 탱크로 배출하는 단계; 및
    (2) 세정액이 저장된 세정액 저장 탱크로부터 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 전단부에 제2 세정액 공급 파이프를 통해 세정액을 공급하는 단계; 상기 원수의 공급 방향을 기준으로 상기 역삼투막 필터의 후단부로부터 세정액 저장 탱크로 세정액을 배출하는 단계를 포함하고,
    상기 역삼투막 필터 내부의 스케일 잔존 위치 및 잔존 정도에 따라 상기 (1) 및 (2) 중 어느 하나에 의하며,
    상기 (1) 및 (2) 단계에서 세정액을 역삼투막 필터에 공급하기에 앞서 세정액 공급 파이프 또는 제2 세정액 공급 파이프 내 세정액에 미세버블을 발생시키는 단계를 더 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서,
    상기 역삼투막 필터로부터 세정액 저장 탱크로 회수된 세정액을 역삼투막 필터에 재공급하기에 앞서 세정액 내에 포함된 이물질을 여과하여 제거하는 단계를 더 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    배출된 세정액의 농도 또는 상기 농도에 대응해 변동하는 물성값을 검출하여 검출값이 소정치를 넘었을 때, 역삼투막 필터에 공급되는 세정액의 유량을 감소시키거나, 상기 세정액의 공급을 정지하는 제어하는 단계를 더 포함하는, 역삼투막 필터의 세정 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 세정액은 산, 알칼리, 킬레이트제 및 경계면 활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 역삼투막 필터의 세정 방법.
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