KR102203652B1 - Air gap membrane distillation apparatus and controlling method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 원수 수조와; 상기 원수 수조에서 공급되는 원수로부터 증기를 분리하여 내부에 구비된 공기 간극부에서 응축시키는 막증류 모듈과; 상기 막증류 모듈로부터 생산된 생산수를 저장하는 생산수 수조; 및 상기 막증류 모듈의 공기 간극부와 연결되며, 상기 공기 간극부에 진공 압력을 인가하는 진공 펌프;를 포함하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention, with a raw water tank; A membrane distillation module for separating steam from the raw water supplied from the raw water tank and condensing it in an air gap provided therein; A production water tank for storing production water produced from the membrane distillation module; And a vacuum pump connected to the air gap portion of the membrane distillation module and applying a vacuum pressure to the air gap portion, and a control method thereof.

Description

공기 간극형 막증류 수처리 장치 및 그 제어 방법 {Air gap membrane distillation apparatus and controlling method thereof}TECHNICAL FIELD [0001] Air gap membrane distillation apparatus and controlling method thereof

본 발명은 원수와 냉각수 사이의 공기 간극 내부에서 증기를 응축시켜 여과수를 생산하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air gap type membrane distillation water treatment apparatus for producing filtered water by condensing vapor in an air gap between raw water and cooling water, and a control method thereof.

막증류 공정은 소수성 표면을 가지는 다공성의 분리막을 이용하여 원수로부터 오염물질을 제거하는 수처리 공정이다. 이러한 막증류 공정에서는 높은 온도의 원수와 낮은 온도의 냉각수가 분리막의 양쪽 면에 위치하게 되고 이때 원수와 냉각수의 온도 차이로 인해 발생하는 증기압 차이로 인해 원수측 분리막의 표면에서 상변화가 발생하여, 오염물질이 제거된 순수한 증기가 분리막의 미세 기공을 통해 투과되어 냉각수에 의해 응축된다.The membrane distillation process is a water treatment process in which pollutants are removed from raw water by using a porous separator having a hydrophobic surface. In this membrane distillation process, high-temperature raw water and low-temperature cooling water are located on both sides of the separator, and at this time, a phase change occurs on the surface of the raw water side separator due to the difference in vapor pressure caused by the temperature difference between the raw water and the cooling water. The pure vapor from which contaminants have been removed is permeated through the fine pores of the separator and condensed by the cooling water.

막증류 공정에 사용되는 분리막은 높은 소수성을 갖고 있기 때문에 높은 표면장력으로 인하여 원수와 냉각수가 분리막의 미세 기공 안으로 투과되지 않는다.Since the separation membrane used in the membrane distillation process has high hydrophobicity, raw water and cooling water do not permeate into the micropores of the separation membrane due to high surface tension.

막증류 공정에 사용되는 막증류법은 구동력인 증기압 차이를 발생시키기 위해 여과수 측면에 적용하는 방법에 따라 직접 접촉식 막증류법 (Direct Contact Membrane Distillation; DCMD), 공기 간극형 막증류법 (Air Gap Membrane Distillation; AGMD), 스윕가스 흐름형 막증류법 (Sweep Gas Membrane Distillation; SGMD), 진공 막증류법 (Vacuum Membrane Distillation; VMD)의 4가지 방식으로 구분할 수 있다.Membrane distillation methods used in the membrane distillation process include Direct Contact Membrane Distillation (DCMD), Air Gap Membrane Distillation; AGMD), Sweep Gas Membrane Distillation (SGMD), and Vacuum Membrane Distillation (VMD).

이와 같은 방식들 중 공기 간극형 막증류법은 원수와 냉각수 사이에 공기 간극을 두어 간극 내부에서 증기를 응축시켜 여과수를 얻는 방식으로 다른 방식에 비해 열효율을 증대시킬 수 있으며, 장치 구성이 간단한 특성이 있다. 그러나 공기 간극으로 인해 구동력인 증기압 차이가 감소하여 여과 플럭스가 낮은 단점이 있다. 이와 같이 낮은 여과 플럭스는 시설비와 부지 면적을 증가시키는 원인이 되므로, 여과 플럭스를 향상시킬 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. Among these methods, the air gap-type membrane distillation method is a method of obtaining filtered water by condensing steam inside the gap by placing an air gap between the raw water and the cooling water, thereby increasing thermal efficiency compared to other methods, and has a simple device configuration. . However, due to the air gap, the difference in vapor pressure, which is the driving force, is reduced, and thus the filtration flux is low. Since such a low filtration flux causes an increase in facility cost and site area, there is a demand for technology development capable of improving filtration flux.

일본공개특허공보 제1997-024249호 (1997.01.28)Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1997-024249 (1997.01.28)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 공기 간극형 막증류법을 이용한 수처리 장치에 있어서 기존 기술 대비 여과 플럭스를 향상시킬 수 있는 구성의 공기 간극형 막증류 수처리 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been devised in view of the above, and provides an air gap membrane distillation water treatment device and a control method thereof having a configuration capable of improving filtration flux compared to the existing technology in a water treatment device using the air gap membrane distillation method. Making it a technical task.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원수 수조와; 상기 원수 수조에서 공급되는 원수로부터 증기를 분리하여 내부에 구비된 공기 간극부에서 응축시키는 막증류 모듈과; 상기 막증류 모듈로부터 생산된 생산수를 저장하는 생산수 수조; 및 상기 막증류 모듈의 공기 간극부와 연결되며, 상기 공기 간극부에 진공 압력을 인가하는 진공 펌프;를 포함하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a raw water tank; A membrane distillation module for separating steam from the raw water supplied from the raw water tank and condensing it in an air gap provided therein; A production water tank for storing production water produced from the membrane distillation module; And a vacuum pump connected to the air gap of the membrane distillation module and applying a vacuum pressure to the air gap.

또한, 상기 막증류 모듈은, 상기 공기 간극부의 일측에 구비되며, 상기 원수 수조에서 공급된 저온의 원수가 공급되는 저온부와; 상기 저온부에서 배출된 원수가 승온되어 투입되며, 상기 저온부와의 온도차에 의한 증기압차를 발생시키는 고온부; 및 상기 고온부와 상기 공기 간극부의 사이에 구비되며, 상기 고온부의 원수로부터 분리된 증기만을 분리하여 투과시키는 분리막;을 포함할 수 있다.In addition, the membrane distillation module, provided on one side of the air gap, a low-temperature portion to which the low-temperature raw water supplied from the raw water tank is supplied; A high-temperature portion for heating the raw water discharged from the low-temperature portion and introducing it, and generating a vapor pressure difference due to a temperature difference with the low-temperature portion; And a separation membrane provided between the high temperature portion and the air gap portion, and separating and permeating only the vapor separated from the raw water of the high temperature portion.

또한, 상기 공기 간극형 막증류 수처리 장치는, 상기 막증류 모듈로 원수가 공급되도록 상기 원수 수조와 상기 막증류 모듈의 저온부를 연결하는 원수 공급 유로와; 상기 막증류 모듈의 저온부의 원수가 상기 고온부로 공급되도록 상기 저온부와 상기 고온부를 연결하는 연결 유로; 및 상기 고온부에서 배출된 원수를 상기 원수 수조로 순환시키는 원수 순환 유로;를 더 포함할 수 있다. In addition, the air gap type membrane distillation water treatment apparatus includes: a raw water supply passage connecting the raw water tank and a low temperature portion of the membrane distillation module to supply raw water to the membrane distillation module; A connection passage connecting the low temperature part and the high temperature part so that raw water from the low temperature part of the membrane distillation module is supplied to the high temperature part; And a raw water circulation passage for circulating the raw water discharged from the high temperature portion to the raw water tank.

또한, 상기 공기 간극형 막증류 수처리 장치는, 상기 원수 공급 유로에 설치되며, 상기 원수 수조로부터 나온 원수를 냉각시키는 냉각기; 및 상기 연결 유로에 설치되며, 상기 막증류 모듈의 저온부에서 나온 원수를 가열시키는 가열기;를 더 포함할 수 있다.In addition, the air gap type membrane distillation water treatment apparatus, the cooler is installed in the raw water supply flow path, cooling the raw water from the raw water tank; And a heater installed in the connection passage and heating raw water from the low temperature portion of the membrane distillation module.

또한, 상기 원수 공급 유로 및 상기 원수 순환 유로 중 적어도 하나에는 원수 순환 펌프가 설치될 수 있다.In addition, a raw water circulation pump may be installed in at least one of the raw water supply passage and the raw water circulation passage.

또한, 상기 공기 간극형 막증류 수처리 장치는, 상기 생산수 수조의 생산수의 일부를 공급 받아 상기 원수 공급 유로에 화학 세정액을 공급하여 분리막을 화학 세정하기 위한 화학 세정부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the air gap type membrane distillation water treatment apparatus may further include a chemical cleaning unit for chemically cleaning the separation membrane by supplying a chemical cleaning solution to the raw water supply passage by receiving a part of the product water from the production water tank. .

또한, 상기 진공 펌프는 상기 막증류 모듈의 공기 간극부와 상기 생산수 수조의 사이를 연결하는 생산수 배출 유로에 연결될 수 있다.In addition, the vacuum pump may be connected to a product water discharge passage connecting between the air gap of the membrane distillation module and the product water tank.

또한, 상기 공기 간극형 막증류 수처리 장치는, 상기 막증류 모듈의 전후단 온도를 센싱하기 위한 복수의 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 센싱값을 근거로 상기 막증류 모듈의 여과 플럭스가 일정하게 유지되도록 상기 진공 펌프의 진공 압력을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, the air gap type membrane distillation water treatment apparatus may include a plurality of temperature sensors for sensing a temperature of the front and rear ends of the membrane distillation module; And a control unit controlling the vacuum pressure of the vacuum pump so that the filtration flux of the membrane distillation module is kept constant based on the sensing value of the temperature sensor.

또한, 상기 제어부는, 상기 온도 센서의 센싱값을 통해 산출된 분리막의 투과 상수를 이용하여 상기 여과 플럭스를 기설정된 운전 설정치로 유지시키기 위한 진공 압력을 산출할 수 있다.In addition, the control unit may calculate a vacuum pressure for maintaining the filtration flux at a preset operation setting value using the permeation constant of the separation membrane calculated through the sensing value of the temperature sensor.

또한, 상기 제어부는, 상기 진공압력이 기설정된 한계값에 도달한 경우 화학 세정 모드를 동작시키도록 구성 가능하다.In addition, the control unit may be configured to operate the chemical cleaning mode when the vacuum pressure reaches a preset limit value.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 막증류 모듈의 여과 플럭스의 운전 설정치를 설정하는 단계와; 상기 운전 설정치의 여과 플럭스 발생을 위한 진공 압력을 계산하고, 상기 진공 압력이 상기 공기 간극부에 인가되도록 상기 진공 펌프를 가동하는 단계와; 상기 막증류 모듈의 전후단의 온도를 측정하는 단계; 및 측정된 상기 막증류 모듈의 전후단의 온도를 이용하여 상기 여과 플럭스가 운전 설정치를 유지하도록 상기 진공 펌프의 동작을 제어하는 단계; 를 포함하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법이 제공된다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the step of setting an operation setting value of the filtration flux of the membrane distillation module; Calculating a vacuum pressure for generating the filtration flux at the operation set value, and operating the vacuum pump so that the vacuum pressure is applied to the air gap; Measuring the temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module; And controlling the operation of the vacuum pump so that the filtration flux maintains an operation set value using the measured temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module. There is provided a control method of an air gap type membrane distillation water treatment apparatus comprising a.

또한, 상기 진공 펌프의 동작을 제어하는 단계는, 측정된 상기 막증류 모듈의 전후단의 온도를 이용하여 현재의 여과 플럭스를 산출하는 단계와; 상기 여과 플럭스의 산출값과 운전 설정치 간의 오차율을 산출하는 단계와; 상기 오차율이 설정 임계값에 도달하면, 분리막의 투과 상수를 계산하는 단계와; 계산된 상기 투과 상수를 이용하여 상기 여과 플럭스의 운전 설정치를 유지시키기 위한 진공 압력을 재계산하는 단계; 및 재계산된 상기 진공 압력이 상기 공기 간극부에 인가되도록 상기 진공 펌프의 진공 압력을 조정하는 단계;를 포함할 수 있다. In addition, controlling the operation of the vacuum pump may include calculating a current filtration flux by using the measured temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module; Calculating an error rate between the calculated value of the filtration flux and an operation set value; Calculating a permeation constant of the separation membrane when the error rate reaches a set threshold value; Recalculating the vacuum pressure for maintaining the operating set point of the filtration flux using the calculated permeation constant; And adjusting the vacuum pressure of the vacuum pump so that the recalculated vacuum pressure is applied to the air gap.

또한, 상기 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법은, 재계산된 상기 진공 압력이 기설정된 한계값에 도달하였는지 확인하는 단계; 및 상기 확인 결과에 따라, 상기 진공 펌프의 운전을 정지하고 화학 세정 모드를 동작시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the control method of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus includes: checking whether the recalculated vacuum pressure reaches a preset limit value; And stopping the operation of the vacuum pump and operating a chemical cleaning mode according to the confirmation result.

본 발명의 실시예에 따르면, 막증류 모듈의 공기 간극부에 진공 압력을 인가하기 위한 진공 펌프를 설치하여 막증류 모듈의 여과 플럭스를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by installing a vacuum pump for applying a vacuum pressure to the air gap portion of the membrane distillation module, there is an effect of improving the filtration flux of the membrane distillation module.

또한, 여과 플럭스를 초기에 설정한 운전 설정치로 일정하게 유지시킬 수 있도록 진공 압력을 조정함으로써 막오염이 발생하더라도 정유량 운전이 가능한 이점이 있다. In addition, there is an advantage that constant flow rate operation is possible even if membrane contamination occurs by adjusting the vacuum pressure so that the filtration flux can be kept constant at the initially set operation setting value.

또한, 진공펌프의 진공 압력 한계값에 도달한 경우 운전을 중단하고 분리막을 화학 세정함으로써 분리막의 수명을 연장하고 안정적인 수질의 여과수를 생산할 수 있는 이점이 있다.In addition, when the vacuum pressure limit value of the vacuum pump is reached, the operation is stopped and the separation membrane is chemically cleaned, thereby extending the life of the separation membrane and producing filtered water of stable water quality.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 블록 다이어그램.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도.
1 is a view schematically showing the configuration of an air gap type membrane distillation water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus shown in Figure 1;
3 is a flow chart showing a control method of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

이하, 본 발명에 의한 공기 간극형 막증류 수처리 장치 및 그 제어 방법의 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of an air gap type membrane distillation water treatment apparatus and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are the same. Reference numerals are assigned and redundant descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 2는 도 1에 도시된 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 블록 다이어그램이다.1 is a diagram schematically showing the configuration of an air gap type membrane distillation water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus shown in FIG. 1.

도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 공기 간극형 막증류 수처리 장치는 원수 수조(10), 막증류 모듈(20), 생산수 수조(30) 및 진공 펌프(40)를 포함한다.1 and 2, the air gap type membrane distillation water treatment apparatus according to the present embodiment includes a raw water tank 10, a membrane distillation module 20, a production water tank 30, and a vacuum pump 40.

원수 수조(10)는 처리 대상 원수를 수용하는 기능을 하며, 외부로부터 원수를 공급받을 수 있게 구성된다. The raw water tank 10 functions to receive raw water to be treated, and is configured to receive raw water from the outside.

막증류 모듈(20)은 원수 수조(10)로부터 공급되는 원수로부터 증기를 분리하여 내부에 구비된 공기 간극부(24)에서 응축시킨다. 막증류 모듈(20)은 원수 공급 유로(1)에 의해 원수 수조(10)와 연결될 수 있다. 원수 공급 유로(1) 상에는 원수 수조(10)로부터 나온 원수를 설정 온도로 냉각시키기 위한 냉각기(50)가 구비될 수 있다. 냉각기(50)로서 열교환기, 관형 냉각기 등 다양한 형태의 냉각기를 적용하는 것이 가능하다.The membrane distillation module 20 separates steam from the raw water supplied from the raw water tank 10 and condenses it in the air gap 24 provided therein. The membrane distillation module 20 may be connected to the raw water tank 10 by the raw water supply passage 1. A cooler 50 for cooling the raw water from the raw water tank 10 to a set temperature may be provided on the raw water supply passage 1. As the cooler 50, it is possible to apply various types of coolers such as a heat exchanger and a tubular cooler.

막증류 모듈(20)은 저온부(21), 고온부(22) 및 분리막(23)을 포함한다.The membrane distillation module 20 includes a low temperature section 21, a high temperature section 22, and a separation membrane 23.

저온부(21)는 공기 간극부(24)의 일측에 구비되며, 원수 공급 유로(1)를 통해 저온의 원수가 공급된다. 원수 공급 유로(1)는 막증류 모듈(20)로 원수가 공급되도록 원수 수조(10)와 막증류 모듈(20)의 저온부(21)를 연결한다.The low temperature part 21 is provided on one side of the air gap part 24, and low temperature raw water is supplied through the raw water supply passage 1. The raw water supply flow path 1 connects the raw water tank 10 and the low temperature part 21 of the membrane distillation module 20 so that raw water is supplied to the membrane distillation module 20.

고온부(22)는 저온부(22)에서 배출된 원수가 승온되어 투입되며, 저온부(22)와의 온도차에 의한 증기압차를 발생시킨다. 막증류 모듈(20)의 저온부(21)와 고온부(22) 사이에는 이들을 연결하는 연결 유로(2)가 구비되며, 연결 유로(2)를 통해 저온부(21)의 원수가 고온부(22)로 공급된다. The high temperature part 22 is fed by heating the raw water discharged from the low temperature part 22, and generates a vapor pressure difference due to the temperature difference with the low temperature part 22. A connection flow path 2 is provided between the low temperature part 21 and the high temperature part 22 of the membrane distillation module 20, and the raw water from the low temperature part 21 is supplied to the high temperature part 22 through the connection flow path 2 do.

연결 유로(2) 상에는 저온부(21)에서 나온 원수를 가열시키기 위한 가열기(70)가 구비될 수 있다. 가열기(70) 또한 냉각기(60)와 마찬가지로 열교환기, 관형 가열기 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 폐열, 태양열 등을 에너지원으로 사용할 수 있다.A heater 70 for heating the raw water from the low temperature part 21 may be provided on the connection flow path 2. Like the cooler 60, the heater 70 may also have various forms such as a heat exchanger and a tubular heater, and waste heat, solar heat, or the like may be used as an energy source.

분리막(23)은 소수성의 표면을 갖는 다공성 막으로서, 고온부(22)와 공기 간극부(24)의 사이에 구비된다. 분리막(23)은 원수로부터 분리된 증기만을 분리하여 투과시킨다. 고온부(22)와 저온부(21)의 온도차로 인해 발생하는 증기압 차이로 인해 분리막(23)의 표면에서 상변화가 발생하여 순수한 증기만이 분리막(23)의 미세 기공을 투과하여 공기 간극부(24) 쪽으로 이동하여 응축되게 된다.The separation membrane 23 is a porous membrane having a hydrophobic surface, and is provided between the high temperature portion 22 and the air gap portion 24. The separation membrane 23 separates and permeates only the vapor separated from raw water. Due to the difference in vapor pressure generated by the temperature difference between the high temperature part 22 and the low temperature part 21, a phase change occurs on the surface of the separator 23, so that only pure vapor passes through the micropores of the separator 23, and the air gap 24 ) And condensate.

막증류 모듈(20)의 고온부(22)와 원수 수조(10)의 사이에는 원수 순환 유로(3) 연결되며, 원수 순환 유로(3)를 통해 고온부(22)에서 배출된 원수가 원수 수조(10)로 순환될 수 있다. 원수 공급 유로(1) 및 원수 순환 유로(3) 중 적어도 하나에는 원수 원수 순환의 구동력을 발생시키는 순환 펌프(50)가 설치될 수 있으며, 본 실시예의 경우 순환 펌프(50)가 원수 공급 유로(1)이 설치된 구성을 예시하고 있다.The raw water circulation flow path 3 is connected between the high temperature part 22 of the membrane distillation module 20 and the raw water tank 10, and the raw water discharged from the high temperature part 22 through the raw water circulation flow path 3 is the raw water tank 10 ) Can be cycled. At least one of the raw water supply passage 1 and the raw water circulation passage 3 may be provided with a circulation pump 50 for generating a driving force for raw water circulation, and in this embodiment, the circulation pump 50 is the raw water supply passage ( 1) is an example of the installed configuration.

생산수 수조(30)는 막증류 모듈(20)로부터 생산된 생산수를 저장하는 기능을 하며, 막증류 모듈(20)의 공기 간극부(24)에서 응축된 생산수를 받을 수 있도록 공기 간극부(24)와 연결된다. 생산수 수조(30)와 공기 간극부(24)의 사이는 생산수 배출 유로(4)에 의해 연결될 수 있다.The product water tank 30 functions to store the product water produced from the membrane distillation module 20, and an air gap to receive condensed product water from the air gap 24 of the membrane distillation module 20 It is connected with (24). Between the product water tank 30 and the air gap 24 may be connected by a product water discharge passage 4.

진공 펌프(40) 막증류 모듈(20)의 공기 간극부(24)와 연결되며, 공기 간극부(24)에 진공 압력을 인가한다. 진공 펌프(40)는 공기 간극부(24)와 생산수 수조(30)의 사이를 연결하는 생산수 배출 유로(4)에 연결될 수 있으며, 본 실시예의 경우 생산수 배출 유로(4) 상에서 분기된 유로 상에 구비된 구성을 예시하고 있다. 진공 펌프(40)의 의해 공기 간극부(24)에 인가되는 진공 압력에 의해 막증류 모듈(20)의 증기압차를 증가시킬 수 있으며, 이를 통해 여과 플럭스를 향상시킬 수 있다.The vacuum pump 40 is connected to the air gap 24 of the membrane distillation module 20 and applies a vacuum pressure to the air gap 24. The vacuum pump 40 may be connected to the product water discharge passage 4 connecting between the air gap 24 and the product water tank 30, and in this embodiment, branched on the product water discharge passage 4 The configuration provided on the flow path is illustrated. The vapor pressure difference of the membrane distillation module 20 can be increased by the vacuum pressure applied to the air gap 24 by the vacuum pump 40, thereby improving the filtration flux.

원수 공급 유로(1)에는 생산수 수조(30)의 일부를 공급받아 원수 공급 유로(1)에 화학 세정액을 공급하는 화학 세정부(80)가 연결될 수 있으며, 이를 통해 막증류 모듈(20)의 분리막(23)이 오염되었을 경우 이에 대한 화학 세정을 수행할 수 있다.The raw water supply flow path 1 may be connected to a chemical cleaning unit 80 that receives a part of the production water tank 30 and supplies a chemical cleaning solution to the raw water supply flow path 1, through which the membrane distillation module 20 When the separation membrane 23 is contaminated, chemical cleaning may be performed thereon.

막증류 모듈(20)에는 그 전후단의 온도, 즉, 저온부(21)와 고온부(22)의 온도를 센싱하기 위한 온도 센서(90)가 구비될 수 있다. 온도 센서(90)는 저온부(21)의 입출구부에 각각 설치되는 제1 및 제2 센서(91, 92)와, 고온부(22)의 입출구부에 각각 설치되는 제3 및 제4 센서(93, 94)를 포함할 수 있다. 이에 따르면, 제1 및 제2 센서(91, 92)의 센싱값에 대한 평균값을 저온부(21)의 온도로 산출하고, 제3 및 제4 센서(93, 94)의 센싱값에 대한 평균값을 고온부(22)의 온도로 산출하게 된다.The membrane distillation module 20 may be provided with a temperature sensor 90 for sensing the temperature of the front and rear ends, that is, the temperature of the low temperature part 21 and the high temperature part 22. The temperature sensor 90 includes first and second sensors 91 and 92 respectively installed at the inlet and outlet portions of the low temperature portion 21, and third and fourth sensors 93 respectively installed at the inlet and outlet portions of the high temperature portion 22. 94) may be included. According to this, the average value of the sensing values of the first and second sensors 91 and 92 is calculated as the temperature of the low-temperature part 21, and the average value of the sensing values of the third and fourth sensors 93 and 94 is calculated in the high-temperature part. It is calculated as the temperature of (22).

한편, 앞서 설명한 순환 펌프(50), 진공 펌프(40), 냉각기(60), 가열기(70) 등의 구성들은 제어부(100)에 의해 그 동작이 제어되게 된다(도 2 참조). 제어부(100)는 사전에 세팅된 설정대로 각 장치들의 전반적인 동작을 제어한다.Meanwhile, the above-described configurations of the circulation pump 50, the vacuum pump 40, the cooler 60, and the heater 70 are controlled by the controller 100 (see FIG. 2). The controller 100 controls the overall operation of each device according to a preset setting.

제어부(100)는 온도 센서(90)의 센싱값을 전송받을 수 있게 온도 센서(90)와 연결되며, 온도 센서(90)의 센싱값을 근거로 막증류 모듈(20)의 여과 플럭스가 일정하게 유지되도록 진공 펌프(40)의 진공 압력을 제어한다. 진공 펌프(40)의 진공 압력 제어 방법에 대해서는 추후 상세히 설명하기로 한다.The controller 100 is connected to the temperature sensor 90 so as to receive the sensing value of the temperature sensor 90, and the filtration flux of the membrane distillation module 20 is constant based on the sensing value of the temperature sensor 90. The vacuum pressure of the vacuum pump 40 is controlled to be maintained. A method of controlling the vacuum pressure of the vacuum pump 40 will be described in detail later.

막증류법은 기존의 역삼투법과 달리 막오염이 발생할 경우 정유량 운전이 어려운 단점이 있다. 역삼투법의 경우 막오염이 발생하면 운전압력 조정을 통해 손쉽게 여과수 생산량을 일정하게 유지할 수 있으나, 막증류법은 물의 열용량과 비열이 매우 크기 때문에 원수의 온도 조정을 통해 빠르게 생산량을 조절하여 정유량으로 운전하는 것이 어렵다.Unlike the conventional reverse osmosis method, the membrane distillation method has a disadvantage that it is difficult to operate a constant flow rate when membrane contamination occurs. In the case of reverse osmosis, when membrane contamination occurs, the production of filtered water can be easily maintained by adjusting the operating pressure. However, the membrane distillation method has a very large heat capacity and specific heat of water, so the production amount is quickly adjusted through the temperature adjustment of the raw water and operated at a constant flow rate. It is difficult.

본 실시예에 따르면, 막증류 모듈(20)의 여과 플럭스가 일정하게 유지되도록 진공 펌프(40)의 진공 압력을 제어함으로써 정유량 운전이 가능하도록 한다. According to this embodiment, constant flow rate operation is possible by controlling the vacuum pressure of the vacuum pump 40 so that the filtration flux of the membrane distillation module 20 is kept constant.

이상과 같은 구성의 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 작동 상태에 대하여 설명하면, 원수 순환 펌프(50)의 구동에 따라 원수 수조(1)의 원수가 막증류 모듈(20)로 공급되며, 이 때 냉각기(60)에 의해 기설정된 온도(예를 들면, 20℃)로 원수의 온도가 조정된다. 막증류 모듈(20)의 저온부(21)로 유입된 원수는 고온부(22)로 유입되기 전 가열기(70)에 의해 기설정된 온도(예를 들면, 80℃)로 승온되며, 고온부(22)로 유입되게 된다. When describing the operating state of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus having the above configuration, the raw water from the raw water tank 1 is supplied to the membrane distillation module 20 according to the driving of the raw water circulation pump 50, at this time The temperature of the raw water is adjusted by the cooler 60 to a preset temperature (for example, 20°C). The raw water introduced into the low temperature section 21 of the membrane distillation module 20 is heated to a preset temperature (for example, 80° C.) by the heater 70 before flowing into the high temperature section 22, and is brought to the high temperature section 22. Will be introduced.

냉각기(60)와 가열기(70)에 의해 막증류 모듈(20)의 전후단, 즉, 저온부(21)와 고온부(22) 사이는 일정한 온도차를 나타내고, 이로 인해 증기압 차이가 발생하여 공기 간극부(24)로 증기가 이동되며, 공기 간극부(24)의 증기는 저온부(21)를 통과하는 저온의 원수와의 열교환에 의해 응축되어 생산수 수조(30)에 저장된다.By the cooler 60 and the heater 70, the front and rear ends of the membrane distillation module 20, that is, between the low-temperature part 21 and the high-temperature part 22, exhibit a constant temperature difference, resulting in a difference in vapor pressure, and thus the air gap ( The steam is moved to 24), and the steam in the air gap part 24 is condensed by heat exchange with low-temperature raw water passing through the low-temperature part 21 and is stored in the product water tank 30.

이 때 막증류 모듈(20)의 공기 간극부(24)와 연결된 진공 펌프(40)의 진공 압력에 의해 여과 플럭스가 향상되며, 막증류 모듈(20)의 여과 플럭스가 일정하게 유지되도록 진공 펌프(40)의 진공 압력을 제어하여 운전시간 증가에 따라 막오염이 발생하더라도 정유량 운전이 가능하게 한다.At this time, the filtration flux is improved by the vacuum pressure of the vacuum pump 40 connected to the air gap 24 of the membrane distillation module 20, and the vacuum pump ( By controlling the vacuum pressure of 40), constant flow rate operation is possible even if membrane contamination occurs as the operation time increases.

막증류 모듈(20)에서 배출된 원수는 순환 유로(3)를 통해 다시 원수 수조(10)로 회수되어 상기와 같은 원수의 순환 과정이 계속해서 이루어지게 된다.The raw water discharged from the membrane distillation module 20 is recovered back to the raw water tank 10 through the circulation passage 3, so that the raw water circulation process as described above is continued.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이며, 이하에서는 이를 참조하여 수처리 장치의 제어 방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.3 is a flow chart showing a control method of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and hereinafter, a control method of the water treatment apparatus will be described in more detail with reference to this.

먼저, 제어부(100)는 사용자에 의해 세팅된 여과 플럭스의 운전 설정치를 설정하고(S10), 운전 설정치의 여과 플럭스 발생을 위한 진공 압력을 계산한다(S20).First, the control unit 100 sets the operation set value of the filtration flux set by the user (S10), and calculates the vacuum pressure for generating the filtration flux at the operation set value (S20).

여과 플럭스에 관한 수식은 아래의 [수학식 1]로 나타낼 수 있다.The formula for the filtration flux can be expressed by the following [Equation 1].

Figure 112019032309326-pat00001
Figure 112019032309326-pat00001

(J: 여과플럭스, Bm: 분리막의 투과상수, pf: 막증류 모듈의 전단에서 발생되는 증기압, pb: 막증류 모듈의 후단에서 발생되는 증기압, pv = 진공압력)(J: filtration flux, B m : permeation constant of the membrane, p f : vapor pressure generated at the front end of the membrane distillation module, p b : vapor pressure generated at the rear end of the membrane distillation module, p v = vacuum pressure)

그리고, 막증류 모듈(20)의 전후단에서 발생되는 증기압(pf, pb)은 온도 센서(90)에서 측정된 센싱값을 이용하여, 하기 [수학식 2]를 통해 산출할 수 있다.In addition, the vapor pressures (p f , p b ) generated at the front and rear ends of the membrane distillation module 20 may be calculated through the following [Equation 2] using a sensing value measured by the temperature sensor 90.

Figure 112019032309326-pat00002
Figure 112019032309326-pat00002

(p: 막증류 모듈의 전후단 증기압, T: 막증류 모듈의 전후단 온도)(p: vapor pressure at the front and rear end of the membrane distillation module, T: temperature at the front and rear end of the membrane distillation module)

제어부(100)는 온도센서(90)의 센싱값을 이용하여 [수학식 2]를 통해 막증류 모듈(20)의 전후단에서 발생되는 증기압(pf, pb)을 산출하고, 여과 플럭스(J)와 분리막의 투과 상수(Bm)은 미리 알고 있는 값이므로 [수학식 1]을 이용하여 운전 설정치의 여과 플럭스 발생을 위한 진공 압력(pv)을 계산할 수 있다.The control unit 100 calculates the vapor pressure (p f , p b ) generated at the front and rear ends of the membrane distillation module 20 through [Equation 2] using the sensing value of the temperature sensor 90, and the filtration flux ( Since J) and the permeation constant (B m ) of the separator are known values, the vacuum pressure (p v ) for generating the filtration flux at the operating set point can be calculated using [Equation 1].

제어부(100)는 이와 같이 계산된 진공 압력(pv)이 공기 간극부(24)에 인가되도록 진공 펌프(40)를 가동한다(S30). 물론, 수처리 장치의 가동을 위해 순환 펌프(50), 냉각기(60), 가열기(70)도 함께 동작된다.The controller 100 operates the vacuum pump 40 so that the calculated vacuum pressure p v is applied to the air gap 24 (S30). Of course, the circulation pump 50, the cooler 60, and the heater 70 are also operated to operate the water treatment device.

수처리 장치의 가동 중에, 막증류 모듈(20)의 전후단의 온도를 온도 센서(90)를 통해 측정한다. 이는 기설정된 시간을 주기로 주기적으로 측정될 수 있다(S40).During operation of the water treatment device, the temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module 20 is measured through the temperature sensor 90. This may be measured periodically at a predetermined time period (S40).

제어부(50)는 측정된 막증류 모듈(20)의 전후단의 온도를 이용하여 여과 플럭스가 운전 설정치를 유지하도록 진공 펌프(40)의 동작을 제어한다(S50),The control unit 50 controls the operation of the vacuum pump 40 so that the filtration flux maintains an operation set value using the measured temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module 20 (S50),

진공 펌프(40)의 동작 제어에 대하여 구체적으로 설명하면, 먼저 온도 측정값을 이용하여 [수학식 1] 및 [수학식 2]를 이용하여 현재의 여과 플럭스(J)를 산출한다(51).When the operation control of the vacuum pump 40 is described in detail, first, the current filtration flux J is calculated using [Equation 1] and [Equation 2] using a temperature measurement value (51).

다음으로, 여과 플럭스(J)의 산출값과 운전 설정치 간의 오차율을 산출하고, 오차율이 설정 임계값에 도달하였는지 여부를 확인한다(S52). 오차율이 설정 임계값에 도달하지 않으면 현재의 진공 압력을 유지한다.Next, the error rate between the calculated value of the filtration flux J and the operation set value is calculated, and it is checked whether the error rate has reached the set threshold value (S52). If the error rate does not reach the set threshold, the current vacuum pressure is maintained.

그러나, 오차율이 설정 임계값에 도달하게 되면, 산출된 현재의 여과 플럭스(J)를 기준으로 [수학식 1]을 이용하여 투과 상수(Bm)을 계산한다(S53).However, when the error rate reaches a set threshold value, the transmission constant (B m ) is calculated using [Equation 1] based on the calculated current filtration flux (J) (S53).

그리고, 계산된 투과 상수(Bm)를 [수학식 1]에 적용하여 여과 플럭스(J)의 운전 설정치를 유지시키기 위한 진공 압력(pv)을 재계산하고(S55), 재계산된 진공 압력(pv)이 공기 간극부(24)에 인가되도록 진공 펌프(40)의 진공 압력을 조정한다(S57). And, applying the calculated permeation constant (B m ) to [Equation 1] to recalculate the vacuum pressure (p v ) for maintaining the operating set point of the filtration flux (J) (S55), and the recalculated vacuum pressure The vacuum pressure of the vacuum pump 40 is adjusted so that (p v ) is applied to the air gap 24 (S57).

수처리 장치의 운전 시간 증가에 따라, 막증류 모듈(20)의 분리막(23)에 오염이 발생하게 되면, 분리막(23)의 투과 상수(Bm)는 감소하게 된다. 본 실시예에 따르면 막오염에 따라 분리막(23)의 투과 상수(Bm)를 재계산하고, 이를 근거로 여과 플럭스(J)의 운전 설정치를 유지할 수 있는 진공 압력(pv)을 재계산하여 적용함으로써, 정유량 운전이 가능하도록 하였다.As the operation time of the water treatment apparatus increases, when contamination occurs in the separation membrane 23 of the membrane distillation module 20, the permeation constant B m of the separation membrane 23 decreases. According to the present embodiment, the permeation constant (B m ) of the separation membrane 23 is recalculated according to membrane contamination, and the vacuum pressure (p v ) capable of maintaining the operating set value of the filtration flux J is recalculated based on this. By applying, constant flow rate operation was made possible.

지속적인 막오염이 발생하게 되면 진공 압력(pv)이 지속적으로 낮아지게 되고 이로 인해 진공 펌프(40)는 최대 성능에 도달하게 된다. 진공 펌프가 최대 성능에 도달한 이후에는 막오염이 발생할수록 다시 여과 플럭스(J)가 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다. When continuous membrane contamination occurs, the vacuum pressure (p v ) is continuously lowered, and thus the vacuum pump 40 reaches its maximum performance. After the vacuum pump reaches its maximum performance, the more membrane contamination occurs, the lower the filtration flux (J) may occur.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 재계산된 진공 압력(pv)이 기설정된 한계값에 도달하였는지 확인(S56)하는 과정을 추가로 수행할 수 있으며, 확인 결과에 따라 제어부(100)는 진공 펌프(40)의 운전을 정지하고 화학 세정부(80)를 가동하는 화학 세정 모드를 동작시킬 수 있다. 구체적으로, 재계산된 진공 압력(pv)이 기설정된 한계값에 도달하지 않은 경우라면 재계산된 진공 압력(pv)이 적용되도록 진공 펌프(40)를 제어하고, 재계산된 진공 압력(pv)이 기설정된 한계값에 도달한 경우 진공 펌프(40)의 운전을 정지하고 화학 세정 모드를 동작시킨다. In order to solve this problem, a process of checking whether the recalculated vacuum pressure (p v ) has reached a preset limit value (S56) may be additionally performed, and according to the confirmation result, the control unit 100 may perform a vacuum pump ( It is possible to operate the chemical cleaning mode in which the operation of 40) is stopped and the chemical cleaning unit 80 is operated. Specifically, if the recalculated vacuum pressure (p v ) does not reach a preset limit value, the vacuum pump 40 is controlled so that the recalculated vacuum pressure (p v ) is applied, and the recalculated vacuum pressure ( When p v ) reaches a preset limit value, the operation of the vacuum pump 40 is stopped and the chemical cleaning mode is operated.

한편, 제어부(100)는 막오염의 효율적인 제어를 위해 상기와 같은 화학 세정과는 별도로 일정 주기(2~5일)를 기준으로 생산수를 사용한 생산수 세정 모드를 수행하도록 설정될 수 있다.On the other hand, the control unit 100 may be set to perform a production water cleaning mode using production water based on a predetermined period (2 to 5 days) apart from the chemical cleaning as described above for efficient control of membrane contamination.

상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to specific embodiments of the present invention, those of ordinary skill in the relevant technical field may vary the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that it can be modified and changed.

10: 원수 수조 20: 막증류 모듈
21: 저온부 22: 고온부
23: 분리막 24: 공기 간극부
30: 생산수 수조 40: 진공 펌프
50: 순환 펌프 60: 냉각기
70: 가열기 80: 화학 세정부
90: 온도 센서 100: 제어부
10: raw water tank 20: membrane distillation module
21: low temperature part 22: high temperature part
23: separator 24: air gap
30: production water tank 40: vacuum pump
50: circulation pump 60: cooler
70: heater 80: chemical cleaning unit
90: temperature sensor 100: control unit

Claims (13)

원수 수조;
상기 원수 수조에서 공급되는 원수로부터 증기를 분리하여 내부에 구비된 공기 간극부에서 응축시키는 막증류 모듈;
상기 막증류 모듈로부터 생산된 생산수를 저장하는 생산수 수조;
상기 막증류 모듈의 공기 간극부와 연결되며, 상기 공기 간극부에 진공 압력을 인가하는 진공 펌프;
상기 막증류 모듈의 전후단 온도를 센싱하기 위한 복수의 온도 센서; 및
상기 온도 센서의 센싱값을 근거로 상기 막증류 모듈의 여과 플럭스가 일정하게 유지되도록 상기 진공 펌프의 진공 압력을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 온도 센서의 센싱값을 통해 산출된 분리막의 투과 상수를 이용하여 상기 여과 플럭스를 기설정된 운전 설정치로 유지시키기 위한 진공 압력을 산출하는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
Raw water tank;
A membrane distillation module for separating steam from the raw water supplied from the raw water tank and condensing it in an air gap provided therein;
A production water tank for storing production water produced from the membrane distillation module;
A vacuum pump connected to the air gap of the membrane distillation module and applying a vacuum pressure to the air gap;
A plurality of temperature sensors for sensing the temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module; And
Including; a control unit for controlling the vacuum pressure of the vacuum pump so that the filtration flux of the membrane distillation module is kept constant based on the sensing value of the temperature sensor,
The control unit calculates a vacuum pressure for maintaining the filtration flux at a preset operation setting value using the permeation constant of the separation membrane calculated through the sensing value of the temperature sensor.
제1항에 있어서, 상기 막증류 모듈은,
상기 공기 간극부의 일측에 구비되며, 상기 원수 수조에서 공급된 저온의 원수가 공급되는 저온부;
상기 저온부에서 배출된 원수가 승온되어 투입되며, 상기 저온부와의 온도차에 의한 증기압차를 발생시키는 고온부; 및
상기 고온부와 상기 공기 간극부의 사이에 구비되며, 상기 고온부의 원수로부터 분리된 증기만을 분리하여 투과시키는 분리막;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
The method of claim 1, wherein the membrane distillation module,
A low temperature part provided on one side of the air gap and supplied with low temperature raw water supplied from the raw water tank;
A high-temperature portion for heating the raw water discharged from the low-temperature portion and introducing it, and generating a vapor pressure difference due to a temperature difference with the low-temperature portion; And
And a separation membrane provided between the high temperature portion and the air gap portion and configured to separate and permeate only the vapor separated from the raw water of the high temperature portion.
제2항에 있어서,
상기 막증류 모듈로 원수가 공급되도록 상기 원수 수조와 상기 막증류 모듈의 저온부를 연결하는 원수 공급 유로;
상기 막증류 모듈의 저온부의 원수가 상기 고온부로 공급되도록 상기 저온부와 상기 고온부를 연결하는 연결 유로; 및
상기 고온부에서 배출된 원수를 상기 원수 수조로 순환시키는 원수 순환 유로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
The method of claim 2,
A raw water supply passage connecting the raw water tank and a low temperature portion of the membrane distillation module to supply raw water to the membrane distillation module;
A connection passage connecting the low temperature part and the high temperature part so that raw water from the low temperature part of the membrane distillation module is supplied to the high temperature part; And
An air gap type membrane distillation water treatment apparatus further comprising a; raw water circulation passage for circulating the raw water discharged from the high temperature portion to the raw water tank.
제3항에 있어서,
상기 원수 공급 유로에 설치되며, 상기 원수 수조로부터 나온 원수를 냉각시키는 냉각기; 및
상기 연결 유로에 설치되며, 상기 막증류 모듈의 저온부에서 나온 원수를 가열시키는 가열기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
The method of claim 3,
A cooler installed in the raw water supply passage and cooling raw water from the raw water tank; And
An air gap type membrane distillation water treatment apparatus further comprising a; a heater installed in the connection passage and heating the raw water discharged from the low temperature portion of the membrane distillation module.
제3항에 있어서,
상기 원수 공급 유로 및 상기 원수 순환 유로 중 적어도 하나에는 원수 순환 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
The method of claim 3,
An air gap type membrane distillation water treatment apparatus, wherein a raw water circulation pump is installed in at least one of the raw water supply passage and the raw water circulation passage.
제3항에 있어서,
상기 생산수 수조의 생산수의 일부를 공급 받아 상기 원수 공급 유로에 화학 세정액을 공급하여 분리막을 화학 세정하기 위한 화학 세정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
The method of claim 3,
And a chemical cleaning unit for chemically cleaning the separation membrane by supplying a chemical cleaning solution to the raw water supply passage by receiving a part of the product water from the production water tank.
제1항에 있어서,
상기 진공 펌프는 상기 막증류 모듈의 공기 간극부와 상기 생산수 수조의 사이를 연결하는 생산수 배출 유로에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
The method of claim 1,
The vacuum pump is an air gap type membrane distillation water treatment device, characterized in that connected to a product water discharge passage connecting between the air gap portion of the membrane distillation module and the production water tank.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 진공 압력이 기설정된 한계값에 도달한 경우 화학 세정 모드를 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
Air gap type membrane distillation water treatment apparatus, characterized in that configured to operate a chemical cleaning mode when the vacuum pressure reaches a preset limit value.
제1항을 따르는 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 막증류 모듈의 여과 플럭스의 운전 설정치를 설정하는 단계;
상기 운전 설정치의 여과 플럭스 발생을 위한 진공 압력을 계산하고, 상기 진공 압력이 상기 공기 간극부에 인가되도록 상기 진공 펌프를 가동하는 단계;
상기 막증류 모듈의 전후단의 온도를 측정하는 단계; 및
측정된 상기 막증류 모듈의 전후단의 온도를 이용하여 상기 여과 플럭스가 운전 설정치를 유지하도록 상기 진공 펌프의 동작을 제어하는 단계; 를 포함하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법.
In the control method of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus according to claim 1,
Setting an operation setting value of the filtration flux of the membrane distillation module;
Calculating a vacuum pressure for generating a filtration flux at the operation setting value, and operating the vacuum pump so that the vacuum pressure is applied to the air gap;
Measuring the temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module; And
Controlling the operation of the vacuum pump so that the filtration flux maintains an operation set value using the measured temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module; Control method of an air gap type membrane distillation water treatment apparatus comprising a.
제11항에 있어서, 상기 진공 펌프의 동작을 제어하는 단계는,
측정된 상기 막증류 모듈의 전후단의 온도를 이용하여 현재의 여과 플럭스를 산출하는 단계;
상기 여과 플럭스의 산출값과 운전 설정치 간의 오차율을 산출하는 단계;
상기 오차율이 설정 임계값에 도달하면, 분리막의 투과 상수를 계산하는 단계;
계산된 상기 투과 상수를 이용하여 상기 여과 플럭스의 운전 설정치를 유지시키기 위한 진공 압력을 재계산하는 단계; 및
재계산된 상기 진공 압력이 상기 공기 간극부에 인가되도록 상기 진공 펌프의 진공 압력을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법.
The method of claim 11, wherein controlling the operation of the vacuum pump,
Calculating a current filtration flux using the measured temperature at the front and rear ends of the membrane distillation module;
Calculating an error rate between the calculated value of the filtration flux and an operation set value;
Calculating a permeation constant of the separator when the error rate reaches a set threshold value;
Recalculating the vacuum pressure for maintaining the operating set point of the filtration flux using the calculated permeation constant; And
And adjusting the vacuum pressure of the vacuum pump so that the recalculated vacuum pressure is applied to the air gap. 2. A method of controlling an air gap type membrane distillation water treatment apparatus comprising:
제12항에 있어서,
재계산된 상기 진공 압력이 기설정된 한계값에 도달하였는지 확인하는 단계; 및
상기 확인 결과에 따라, 상기 진공 펌프의 운전을 정지하고 화학 세정 모드를 동작시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 간극형 막증류 수처리 장치의 제어 방법.
The method of claim 12,
Checking whether the recalculated vacuum pressure reaches a preset limit value; And
According to the confirmation result, stopping the operation of the vacuum pump and operating a chemical cleaning mode; the control method of the air gap type membrane distillation water treatment apparatus further comprising.
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