KR102676013B1 - 역침투 시스템의 진단 장치 - Google Patents
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Abstract
동작 부조의 원인을 용이하게 알 수 있는 역침투 시스템의 진단 장치가 제공된다. 피처리수를 막 여과하는 RO 장치 (5) 를 갖는 RO 시스템의 동작 상태를 진단하는 진단 장치로서, 그 역침투 시스템의 농축 배율의 입력부와, 농축 배율과 그 역침투 시스템의 동작 부조 상태의 관계를 나타내는 데이터를 기억하는 기억부와, 상기 입력부에서 입력된 농축 배율과 그 기억부에 기억된 데이터에 기초하여 역침투 장치의 동작 부조의 원인을 판정하는 판정부 (35) 를 갖는 역침투 시스템의 진단 장치.
Description
본 발명은, 피처리수를 역침투 (RO) 처리하는 역침투 시스템의 동작 부조 (不調) 원인을 진단하기 위한 진단 장치에 관한 것이다.
우물물, 공업용수, 수돗물 등을 원수로 하는 용수 처리나, 각종 배수 처리, 배수 회수 등에 있어서는, 원수에 응집제를 첨가하여, 원수 중의 현탁 물질, 콜로이달 성분이나 유기 물질 등을 응결 또한 조대화 (粗大化) 시킨 후, 침전, 부상, 여과, 막 여과 등에 의해 고액 분리하는 방법이나, 막 여과 단독으로 제탁 (除濁)·제균하여 처리수를 회수하는 것이 실시되고 있다.
일반적으로, RO 막의 막 폐색 원인으로는, (i) 급수의 탁질 과다나 (ii) 스케일, 슬라임의 부착, (iii) 전처리가 있는 경우에는 전처리 불량 등을 들 수 있다. 그 대책으로서, 다음과 같은 것이 실시되고 있다.
(i) 에 대해서는, 예를 들어 RO 급수의 SDI 를 측정한다. 소정 SDI 이상인 경우, 전처리 조건의 변경 등으로 대응한다. (ii) 에 대해서는, 예를 들어 RO 급수, RO 처리수, 및 RO 농축수의 수질을 측정하고, 회수율의 적정화를 실시한다. (iii) 에 대해서는, 전처리의 응집제의 첨가 농도를 확인하고, 허용 첨가 농도 이상인 경우, 그 이하가 되도록 조정한다.
RO 막의 여과 저항이 상승한 경우, 역세 (逆洗) 나 산, 알칼리 등에 의한 약품 세정이 실시된다 (특허문헌 1 등).
(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 2016-185520호
RO 막의 폐색 원인으로는, 급수의 탁질 과다, 스케일이나 슬라임의 부착, 전처리 불량 등의 많은 원인이 있고, 원인에 따라 대응책이 상이하기 때문에, 원인을 정확하게 판단하여, 신속하고 또한 적절하게 대응책을 입안하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 역침투 (RO) 시스템의 동작 부조의 원인을 용이하게 알 수 있는 역침투 시스템의 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 역침투 시스템의 진단 장치는, 피처리수를 역침투 처리하는 역침투 장치를 갖는 역침투 시스템의 동작 상태를 진단하는 진단 장치로서, 그 역침투 시스템의 농축 배율의 입력부와, 농축 배율과 그 역침투 시스템의 동작 부조 상태의 관계를 나타내는 데이터를 기억하는 기억부와, 상기 입력부에서 입력된 농축 배율과 그 기억부에 기억된 데이터에 기초하여 역침투 장치의 동작 부조의 원인을 판정하는 판정부를 갖는다.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 판정부는, 비석출성의 표준 물질의 농축 배율과 유기물의 농축 배율을 대비한다.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 판정부는, 비석출성의 표준 물질의 농축 배율과 스케일 형성성 물질의 농축 배율을 대비한다.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 비석출성의 표준 물질은 Na 이고, 스케일 형성성 물질은 Si, Ca 또는 Mg 이다.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 역침투 장치의 일차측 유로 차압이 소정값 이상이 된 경우, 일차측 유로 차압의 상승 속도가 소정값 이상이 된 경우, 보정 플럭스가 소정 범위 외가 된 경우, 또는 보정 플럭스의 저하 속도가 소정값 이상이 된 경우에 상기 진단을 실시한다.
본 발명에 의하면, RO 시스템의 부조의 원인을 적절하게 특정할 수 있다.
도 1 은, RO 시스템의 구성도이다.
도 2 는, RO 시스템의 진단 장치의 구성도이다.
도 3 은, RO 시스템의 진단 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 4 는, 전처리 장치의 구성도이다.
도 2 는, RO 시스템의 진단 장치의 구성도이다.
도 3 은, RO 시스템의 진단 방법을 나타내는 플로 차트이다.
도 4 는, 전처리 장치의 구성도이다.
도 1 은 실시형태에 관련된 RO 시스템의 구성도이다. 원수는 전처리 장치 (1) 에서 응집 처리 및 여과 처리된 후, 펌프 (2), 밸브 (3), 및 배관 (4) 을 통하여 RO 장치 (5) 에 공급된다. 이 실시형태에서는, 전처리 장치 (1) 로는, 도 4 와 같이, 응집 처리 장치 (1a) 와, 응집 처리수를 여과 처리하는 여과 장치 (1b) 와, 여과 처리수를 저류하는 중계조 (1d) 를 갖는 것이 사용되고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 부호 1c 는, 여과수의 중계조 (1d) 에 대한 유입 배관, 1e 는 중계조 (1d) 로부터 상기 펌프 (2) 를 향하는 배관을 나타낸다. 이 배관 (1e) 에 pH 계 (19) 가 설치되어 있다.
여과 장치 (1b) 로는, 중력 여과기, 압력 여과기, MF 막 모듈, UF 막 모듈 등이 바람직하지만, 이 실시형태에서는, 중공사 UF 막 모듈이 사용되고 있다.
RO 장치 (5) 의 RO 막 (5a) 의 투과수는, 배관 (6) 및 밸브 (7) 를 통하여 처리수로서 취출되고, RO 막 (5a) 을 투과하지 않은 원수는, 배관 (17) 및 밸브 (18) 를 통하여 농축수로서 취출된다. 배관 (4, 6, 17) 에는, 각각 압력 센서 (8, 9, 27) 가 형성되어 있다. 배관 (6) 에는, 추가로, 유량계 (9A), 온도계 (9B) 가 형성되어 있다. 유량계 (9A), 압력 센서 (8, 9, 27), 및 온도계 (9B) 의 검출값은, 연산 회로 (20) 에 입력되어, 보정 플럭스 (보정 투과 유속) 가 연산된다.
상기 압력 센서 (8, 27) 의 검출 압력은 연산 회로 (20) 에 입력되고, 양자의 차가 일차측 유로 차압으로서 연산된다. 이 차압이 과대 (소정값 a 이상) 이거나, 또는 차압의 상승 속도가 과대 (소정값 b 이상) 일 때에는, 알람 회로 (21) 에 신호를 보내어 소리 및/또는 광에 의한 알람을 발생시킴과 함께, 진단 장치 (30) 에 신호를 보내어 진단을 실시한다. 상기 유량계 (9A) 의 검출 유량 등으로부터 구해지는 보정 플럭스가 소정 범위 외이거나, 또는 보정 플럭스의 저하 속도가 소정값 이상인 경우에도, 알람 회로 (21) 에 신호를 보내어 소리 및/또는 광에 의한 알람을 발생시킴과 함께, 진단 장치 (30) 에 신호를 보내어 진단을 실시한다.
진단 장치 (30) 는, 도 2 와 같이, 본체부 (31) 와, 터치 스위치 기능을 갖는 입력부로서의 액정 표시 패널 (36) 을 구비하고 있다. 본체부 (31) 는, 데이터 수집부 (32), 데이터 보존부 (33), 데이터베이스 (기억부) (34) 및 판정부 (35) 를 구비하고 있다.
본체부 (31) 는, CPU (중앙 연산 처리 장치) 나, 플래시 메모리, ROM, RAM, 하드 디스크 등으로 이루어지는 컴퓨터로 구성되어 있다.
본체부 (31) 의 CPU 가 관리 프로그램을 실행함으로써, 데이터 수집부 (32), 데이터 보존부 (33), 데이터베이스 (34) 및 판정부 (35) 의 기능이 실현된다.
데이터 수집부 (32) 는, 일차측 유로 차압 및 보정 플럭스 데이터 이외에, 표시 패널 (36) 로부터의 농축 배율 데이터를 수신한다. 데이터 보존부 (33) 는 각 데이터 및 후술하는 판정 결과를 보존한다. 데이터베이스 (34) 에는, 각 농축 배율과 RO 시스템의 동작 부조 원인의 관계를 나타내는 데이터가 격납되어 있다.
판정부 (35) 는, 데이터 수집부 (32) 가 수집한 표시 패널 (36) 로부터의 농축 배율 데이터와, 데이터베이스 (34) 의 원인 데이터에 기초하여 동작 부조 원인을 결정하고, 표시 패널 (36) 에 표시한다.
도 3 과 같이, RO 장치 (5) 의 일차측 유로 차압에 이상이 있는 경우 (차압 또는 차압 상승 속도가 소정값 이상인 경우), 또는 RO 장치 (5) 의 보정 플럭스에 이상이 있는 경우 (플럭스가 소정값 이하가 되어 있는 경우, 또는 플럭스의 저하 속도가 소정값 이상인 경우), 알람을 작동시킴과 함께, 표시 패널 (36) 에, 예를 들어 다음과 같은 각 성분의 농도 입력 화면이 텐 키부 (도시 생략) 와 함께 표시되므로, 그 텐 키부를 이용하여 각 항목의 우측의 입력란에 각 성분의 농도를 입력한다. 이 입력 조작은, RO 시스템의 운전 담당자 등이 실시한다. 또한, 알람 작동에 수반하여, 표시 패널 (36) 에 알람 스위치를 표시시키고, 운전 담당자 등이 그 알람 스위치에 터치하면 상기 입력 화면이 표시되도록 해도 된다.
급수 Na 농도 □□□ ㎎/ℓ
농축수 Na 농도 □□□ ㎎/ℓ
급수 Ca 농도 □□□ ㎎/ℓ
농축수 Ca 농도 □□□ ㎎/ℓ
급수 Mg 농도 □□□ ㎎/ℓ
농축수 Mg 농도 □□□ ㎎/ℓ
급수 Si 농도 □□□ ㎎/ℓ
농축수 Si 농도 □□□ ㎎/ℓ
급수 TOC 농도 □□□ ㎎/ℓ
농축수 TOC 농도 □□□ ㎎/ℓ
급수 UV260 농도 □□□ ㎎/ℓ
농축수 UV260 농도 □□□ ㎎/ℓ
상기 Na 는, 비석출성의 표준 물질이고, Ca, Mg, Si 는 석출성 표준 물질 (스케일 형성 물질) 이다. UV260 이란, 파장 260 ㎚ 의 자외선 흡광 광도법에 의해 측정되는 유기 물질을 나타낸다. 비석출성의 표준 물질로는, K, Cl 등을 사용할 수도 있다. 또, 석출성 표준 물질로는, Ba, Sr 등을 사용할 수 있다.
모든 항목의 농도의 입력을 실시한 후, 회답 종료를 의미하는 Ent 스위치에 터치한다. 이로써, 회답 데이터가 표시 패널 (36) 로부터 데이터 수집부 (32) 에 송신된다.
판정부 (35) 는, 급수 및 농축수 중의 각 성분 농도에 기초하여 각 성분 농축 배율을 연산한다. 그리고, Na 의 농축 배율과, TOC 및 UV260 의 각 농축 배율보다 소정값 이상 큰 기준값을 대비한다. 즉, Na 의 농축 배율을 n, TOC 의 농축 배율을 t, UV260 의 농축 배율을 u 로 했을 경우, n ＞ (t ＋ α), n ＞ (u ＋ β) 인지 아닌지 각각 판단한다 (t ＋ α, u ＋ β 가 기준값이다). 그리고, 그 Na 농축 배율이 각 기준값보다 클 때에는 유기물 오염이 발생하고 있는 것으로 판정하고, 기준값보다 작을 때에는 유기물 오염은 발생하고 있지 않은 것으로 판정한다.
또, Na 의 농축 배율과, Ca, Mg, 및 Si 의 각 농축 배율보다 소정값 이상 큰 기준값을 대비하여, 그 Na 농축 배율이 각 기준값보다 클 때에는 Ca, Mg, 또는 Si 스케일 오염이 발생하고 있는 것으로 판정하고, 기준값보다 작을 때에는 Ca, Mg, 및 Si 스케일에 의한 오염은 발생하고 있지 않은 것으로 판정한다.
또한, 플럭스가 소정의 상한값을 초과하는 경우에는, RO 막이 경년 열화되어 있는 것으로 판정하고, RO 막을 교환해야 하는 취지의 표시를 표시 패널에 표시한다.
이와 같이 하여, RO 시스템의 RO 장치에 부조가 발생한 경우, 그 원인을 적확하게 알 수 있으므로, 그것에 기초하여 조속히 효과적인 대책을 실시할 수 있다.
또한, 상기 양태에 있어서는, 급수 및 농축수의 각 성분의 농도를 입력함으로써, 각 성분의 농축 배율을 계산하지만, 직접 각 성분의 농축 배율을 입력해도 된다.
본 발명을 특별히 한정하는 것은 아니지만, 원수로는, 수돗물, 공업용수, 우물물, 배수 전반이 예시된다.
응집 처리에 사용되는 응집제, 응집 보조제는 특별히 한정되지 않지만, 철계 응집제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 수질에 따라서는, 응집 처리는 생략할 수 있다.
철계 응집제를 사용하는 경우에는 pH 4.5 ∼ 7.0, 특히 5.0 ∼ 6.0 이 양호하다. pH 가 과도하게 낮으면, 철 리크에 의해 막 폐색의 리스크가 있다. pH 가 과도하게 높으면 응집 불량의 가능성이 있다.
원수에는 산화제 (통상적으로는 차아염소산 Na) 를 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가량은 0.3 ∼ 1.0 ㎎/ℓ as Cl2 정도가 바람직하다.
여과 장치 (1b) 에 막 여과 모듈을 사용하는 경우, 크로스 플로 방식의 것이어도 되고 전체량 여과 방식의 것이어도 된다.
막 여과 모듈에 의한 처리 공정은, 통수 (通水), 에어 버블링, 역세, 물 채우기의 각 공정을 갖는다. 여과 통수 시간은 20 ∼ 40 분. 초기의 막간 (膜間) 차압 (엘리먼트 또는 모듈의 일차측압과 이차측압의 차) 은 0.02 ∼ 0.05 ㎫ 정도로 운전. 막간 차압이 0.07 ∼ 0.10 ㎫ 가 된 경우, 정치 (定置) 세정하는 것이 바람직하다. 막의 재질은 PVDF 가 내약품성이 양호하여, 바람직하다. 공경은 0.01 ∼ 0.5 ㎛ 가 바람직하다.
RO 장치 (5) 의 브라인량은 3.6 ㎥/h 이상이 바람직하다. RO 막으로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 표준 압력 0.735 ㎫ 의 초저압막이 바람직하고, 막 면적은 35 ∼ 41 ㎡ 가 바람직하다. 초기 순수 플럭스 : 1.0 m/d (25 ℃) 이상, 0.735 ㎫, 초기 탈염률 : 98 ％ 이상이 바람직하다. 칼슘 경도 랭겔리어 지수가 0 이하가 되도록 회수율을 설정하는 것이 바람직하다. 브라인수 중의 실리카 농도가 용해도 이내가 되도록 회수율을 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 회수율은 통상 50 ∼ 80 ％ 이다.
본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.
본 출원은, 2018년 5월 21일자로 출원된 일본 특허출원 2018-97219호에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.
1 : 전처리 장치
5 : RO 장치
30 : 진단 장치
36 : 표시 패널
5 : RO 장치
30 : 진단 장치
36 : 표시 패널
Claims (5)
- 피처리수를 역침투 처리하는 역침투 장치를 갖는 역침투 시스템의 동작 상태를 진단하는 진단 장치로서,
그 피처리수 및 그 역침투 장치의 농축수의 Na 농도, TOC 농도 및 UV260 (파장 260 ㎚ 의 자외선 흡광 광도법에 의해 측정되는 유기 물질) 농도의 입력부와,
입력된 Na 농도, TOC 농도 및 UV260 농도에 기초하여 Na, TOC, 및 UV260 의 농축 배율을 연산하고, Na 의 농축 배율이 TOC 의 농축 배율보다 소정값 이상 클 때, 또는 Na 의 농축 배율이 UV260 의 농축 배율보다 소정값 이상 클 때에는, 역침투 장치에 유기물 오염이 발생하고 있는 것으로 판정하는 판정부
를 갖는 역침투 시스템의 진단 장치. - 피처리수를 역침투 처리하는 역침투 장치를 갖는 역침투 시스템의 동작 상태를 진단하는 진단 장치로서,
그 피처리수 및 그 역침투 장치의 농축수의 Na 농도, Ca 농도, Mg 농도 및 Si 농도의 입력부와,
입력된 Na 농도, Ca 농도, Mg 농도 및 Si 농도에 기초하여, Na, Ca, Mg 및 Si 의 농축 배율을 연산하고, Na 의 농축 배율이 Ca 의 농축 배율보다 소정값 이상 클 때, Na 의 농축 배율이 Mg 의 농축 배율보다 소정값 이상 클 때, 또는 Na 의 농축 배율이 Si 의 농축 배율보다 소정값 이상 클 때에는, 역침투 장치에 Ca, Mg 또는 Si 스케일 오염이 발생하고 있는 것으로 판정하는 판정부
를 갖는 역침투 시스템의 진단 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 역침투 장치의 일차측 유로 차압이 소정값 이상이 된 경우, 일차측 유로 차압의 상승 속도가 소정값 이상이 된 경우, 보정 플럭스가 소정 범위 외가 된 경우, 또는 보정 플럭스의 저하 속도가 소정값 이상이 된 경우에 상기 진단을 실시하는 역침투 시스템의 진단 장치. - 삭제
- 삭제
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