KR20120044079A - 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치 및 방법 - Google Patents

여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

막모듈의 1차측 및 2차측의 막간차압을 이용하여 여과막의 손상을 고감도로 감지하는 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치 및 방법이 개시된다.
본 발명의 여과막 손상 감지방법은, 다수의 여과막을 갖는 막모듈에서 상기 여과막의 표면을 기준으로 외부의 1차측 원수 및 내부의 2차측 여과수를 상기 막모듈의 외부로 배출하는 제1단계; 상기 1차측 및 2차측을 대기압에서 기체상태로 유지하는 제2단계; 상기 1차측에 공기를 주입하여 정압(positive pressure)을 형성하고 상기 2차측의 공기를 흡입하여 부압(negative pressure)을 형성시켜 상기 1차측 및 2차측 간의 막간차압을 미리 설정된 값까지 증가시키는 제3단계; 상기 막간차압의 시간에 따른 변화율을 측정하는 제4단계; 및 상기 측정된 막간차압의 변화율과 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 여과막의 손상여부를 판단하는 제5단계를 포함한다.

Description

여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING DAMAGE OF FILTRATION MEMBRANE USING TRANS MEMBRANE PRESSURE}
본 발명은 여과막의 막간차압을 이용한 여과막의 손상감지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공사 형태의 여과막을 기준으로 외부의 1차측 및 내부의 2차측 간의 막간차압 증가시키고 그 막간차압을 이용하여 여과막의 손상을 고감도로 감지할 수 있도록 하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치 및 방법에 관한 것이다.
상수원 오염이 심각해짐에 따라 정수수질에 대한 관심이 높아지고 고도의 정수처리에 대한 요구 증가하고 있다. 이러한 요구에 따라서 기존의 정수처리시설에 대한 보완이나 새로운 여과장치 및 여과공정의 도입이 시도되고 있다. 그러나 기존의 정수시설의 보완이나 새로운 고도 정수처리시설을 도입하기 위해서는 부지확보, 비용 등 여러 가지 어려움이 뒤따른다. 이에 안정된 수질뿐만 아니라 운전 및 유지관리가 용이한 고도 정수처리 공정이 제시되고 있다.
이같이 원수에 포함된 오염물질을 제거하여 정수시키는 정수처리 공정으로서 막여과를 이용한 수처리 방법이 잘 알려져 있다. 이러한 막여과 수처리 방법은 선택적 투과기능을 갖는 여과막(membrane)을 이용하여 원수 내의 오염물질을 분리하는 방법이다. 이는 원수에 포함되어 있는 일정 크기 이상의 현탁 물질을 확실하게 제거할 수 있는 장점이 있다. 하지만 이러한 공정에서는 여과막의 표면에 오염물질이나 고형물 등에 의한 부착층이 생겨 막여과 성능이 저하된다. 이 경우 물 역세척 및 공기 역세척 등의 물리세척이나 약품을 이용하여 분해 또는 용해시키는 화학세척을 통해 여과막을 세척함으로써 그 막여과 성능을 다시 회복할 수 있다.
통상적으로 정수시설의 여과장치에 사용되는 여과막은 수백 내지 수천 개의 중공사로 이루어져 있다. 이러한 중공사 형태의 여과막은 원수에 함유된 현탁 물질이나 세균류 등을 제거할 수 있는 막으로서, 예를 들어 구멍의 지름이 0.01~0.5㎛인 정밀 여과막이 주로 사용된다. 그런데 양호한 정수수질을 위해서는 여과막의 손상이 있는지 여부를 수시로 확인하는 것이 중요하다. 왜냐하면 어떠한 원인에 의해 여과막의 일부에 손상이 발생한 경우 여과막에서 오염물질이 누설될 가능성이 높기 때문이다. 따라서 막여과 공정에서 여과막의 손상을 빨리 감지하고 대처하는 것이 중요하다.
종래에 이러한 막여과 공정에서의 여과막 손상 감지기술이 공지되어 있다. 예컨대, 「Journal of AWWA, Desalination, Membrane Science」학회지의 논문에 의하면, 여과막의 손상 검지방법으로 1차측과 2차측이 기체와 액체인 조건에서 1차측에 공기를 주입하는 방법이 개시되어 있으며, 한국공개특허 제2001-7011098호와 일본공개특허 제2000-342936호, 제2001-269551호 및 제2007-245060호에는 중공섬유로 된 막 모듈의 1차측과 2차측을 기체 및 액체로 유지하여 1차측 또는 2차측에 공기를 주입하는 방법을 적용하여 여과막의 손상을 검지하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 위 논문 및 선행 특허문헌들은 막모듈의 1차측 및 2차측을 기체-액체 또는 액체-기체 상태에서 여과막의 손상을 감지한다. 이 경우 가압공기가 여과막의 손상 부분을 통해 기체상태에서 액체상태 쪽으로 압력차에 의해 이동하게 되는데, 기체가 액체쪽으로 이동할 때 밀도와 공기압 분압 등에 의한 저항이 생겨 공기압의 변화율이 크지 않고, 이에 따라 여과막에 손상이 있더라도 공기압의 변화가 작기 때문에 여과막 손상을 정확하게 판단하기 어려울 뿐만 아니라 막여과가 진행됨에 따라 총 여과저항 값이 높아지면서 측정감도가 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 1차측 및 2차측을 모두 기체상태로 유지하고 공기압의 변화율을 극대화한 기술이 제시된 바 있으나, 이 기술 역시 종래의 제반 기술들과 마찬가지로 공기압 변화율을 바탕으로 막여과 손상 여부를 판단함에 따라 손상 감지의 정확성에 있어 다소 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 해당 기술분야에서는 여과막의 손상을 고감도로 정확하게 감지할 수 있는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 여과막을 포함하는 막모듈의 1차측에는 정압(positive pressure)을 형성하고 2차측에는 부압(negative pressure)를 형성하여 막간차압을 증가시킴으로써 압력손실 변화율이 커지도록 하여 여과막 손상여부를 고감도로 감지할 수 있게 하는 여과막 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
다수의 여과막을 갖는 막모듈에서 상기 여과막의 표면을 기준으로 외부의 1차측 원수 및 내부의 2차측 여과수를 상기 막모듈의 외부로 배출하는 제1단계; 상기 1차측 및 2차측을 대기압에서 기체상태로 유지하는 제2단계; 상기 1차측에 공기를 주입하여 정압(positive pressure)을 형성하고 상기 2차측의 공기를 흡입하여 부압(negative pressure)을 형성시켜 상기 1차측 및 2차측 간의 막간차압을 미리 설정된 값까지 증가시키는 제3단계; 상기 막간차압의 시간에 따른 변화율을 측정하는 제4단계; 및 상기 측정된 막간차압의 변화율과 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 여과막의 손상여부를 판단하는 제5단계; 를 포함하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제1단계는, 상기 1차측 원수 및 2차측 여과수를 대기압 상태에서 배출하는 단계; 및 상기 1차측 및 2차측에 공기를 주입하여 남아있는 원수 및 여과수를 완전히 배출하는 단계; 를 포함함이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제3단계는 상기 1차측에 공기를 주입하되, 상기 1차측에 주입된 공기가 상기 2차측으로 확산되는 시점의 공기압이 될 때까지 공기를 주입함이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 제4단계는 상기 1차측의 정압 또는 상기 2차측의 부압에 대한 압력손실율을 측정하는 단계를 포함함이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 1차측의 정압 및 2차측의 부압은 동시에 또는 순차적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
다수의 여과막을 갖는 막모듈의 1차측에 정압(positive pressure)이 형성되도록 공기를 주입하는 공기주입수단; 상기 1차측의 정압을 측정하는 정압측정수단;
상기 막모듈의 2차측에 부압(negative pressure)이 형성되도록 공기를 흡입하는 공기흡입수단; 상기 2차측의 부압을 측정하는 부압측정수단; 상기 1차측에 정압 및 2차측에 부압의 형성으로 상기 1차측 및 2차측 간의 막간차입이 미리 설정된 값까지 증가된 이후에, 상기 정압측정수단 및 부압측정수단에서 측정된 정압 및 부압으로부터 막간차압을 계산하고 상기 막간차압의 시간에 따른 변화율을 측정하는 막간차압 변화율 측정수단; 및 상기 측정된 막간차압의 변화율과 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 여과막의 손상 여부를 판단하는 여과막손상 판단수단; 을 포함하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치를 제공한다.
본 발명에 따르면 막모듈의 1차측에 정압 및 2차측에 부압을 각각 형성함으로써 여과막의 손상시 압력손실율이 증가되므로 기존에 1차측에만 정압을 형성하는 것에 비해 훨씬 고감도로 여과막 손상을 감지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 막여과장치의 세부 계통도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막모듈의 1차측에 정압 및 2차측에 부압을 형성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명과 종래의 실시 예에 따른 압력손실율을 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법을 보이는 흐름도이다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명이 적용되는 막여과 장치의 개략적인 세부 계통도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치는 다수의 여과막(111)을 갖는 막모듈(110), 공기주입수단(120), 정압측정수단(130), 공기흡입수단(140), 부압측정수단(150), 막간차압 변화율 측정수단(160) 및 여과막손상 판단수단(170)을 포함하여 구성된다.
막모듈(110)은 하우징(111) 및 하우징(111) 내의 다수의 여과막(111)을 포함하여 구성된다. 여과막(111)은 정수처리 및 해수 담수화처리 등의 수처리에 사용되는 정밀여과막(microfiltration), 한외여과막(ultrafiltration)을 포함하며 일례로 중공사 형태로 구현될 수 있다. 이러한 막모듈(110)은 도 2에 나타낸 바와 같이 여과막(111)의 표면을 기준으로 외부의 1차측(112)과 내부의 2차측(113)로 구분된다.
공기주입수단(120)은 막모듈(110)의 1차측(112)에 미리 설정된 공기압까지 공기를 주입하여 1차측(112) 내에 정압(positive pressure)이 형성되도록 한다. 이와 같이 형성된 1차측 정압은 정압측정수단(130)에 의해 측정된다. 본 발명의 일 실시 예에서 공기주입수단(120)은 에어컴프레셔를 이용할 수 있다.
공기흡입수단(140)은 막모듈(110)의 2차측(113)에서 미리 설정된 공기압까지 공기를 흡입하여 2차측(113) 내에 부압(negative pressure)이 형성되도록 한다. 이처럼 형성된 2차측 부압은 부압측정수단(150)에 의해 측정된다. 본 발명의 일 실시 예에서 공기흡입수단(140)은 공지의 흡입펌프를 포함할 수 있다.
여기서, 주지한 바와 같이 정압(positive pressure)은 대기압보다 높은 압력을, 부압(negative pressure)은 대기압보다 낮은 압력을 의미한다. 본 발명의 실시 예에서 1차측 정압과 2차측 부압은 동시에 또는 순차적으로 형성할 수 있다.
막간차압 변화율 측정수단(160)은 정압측정수단(130) 및 부압측정수단(150)에서 측정된 정압 및 부압으로부터 여과막(111)의 막간차압(TMP: trans membrane pressure)을 계산한다. 즉, 여과막(111)의 표면을 기준으로 외부의 1차측 공기압과 내부의 2차측 공기압 간의 차압을 계산하는 것이다. 나아가, 막간차압 변화율 측정수단(160)은 계산된 막간차압(TMP)의 시간경과에 따른 변화율을 측정한다.
여과막손상 판단수단(170)은 이처럼 측정된 막간차압 변화율과 미리 설정된 기준값과 비교하여 여과막(111)의 손상 여부를 판단한다. 예컨대, 여과막(111)의 손상발생시 막간차압은 변하게 되며 큰 손상일수록 막간차압 변화율을 커진다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 막여과장치는 기본적으로 막모듈(110)을 포함하며, 막모듈(110)은 다수의 여과막(111)을 구비한다. 도면에는 일례로 하나의 막모듈(110)이 도시되어 있으나 둘 이상의 막모듈(110)을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이 막모듈(110)은 여과막(111) 외부의 1차측(112)과 내부의 2차측(113)로 구분되며, 1차측(112)에는 원수가 유입되고 2차측(113)에는 이러한 원수로부터 정수된 여과수가 유입된다. 원수공급밸브(126)가 열린 상태에서 원수저장조(124)에 저장된 원수는 원수공급펌프(125)에 의해 원수공급배관(126)을 통해 막모듈(110)의 1차측(112)에 주입된다. 이와 같이 주입된 원수는 여과막(111)을 통과하면서 오염물질이 분리 및 제거되어 여과수로 정수된다. 이처럼 정수된 여과수는 막모듈(110)의 2차측(113)으로 유입된다. 막모듈(110)의 2차측(113)으로 유입된 여과수는 여과수배출밸브(143)가 열린 상태에서 여과수배출배관(144)을 통하여 여과주저장조(145)로 배출된다.
한편, 공기주입수단(120)은 소정의 공기배관(121)을 이용하여 막모듈(110)의 1차측(112)에 가압된 공기를 주입한다. 도면에는 도시하지 않았으나 이러한 공기주입수단(120)은 선택적으로 다른 공기배관을 이용하여 막모듈(110)의 2차측(113)에 공기를 주입할 수도 있다. 특히, 1차측(112)의 원수 및 2차측(113)의 여과수를 대기압 상태에서 막모듈(110)의 외부로 배출한 이후에, 1차측(112) 및 2차측(113)에 남아있는 원수 및 여과수를 완전히 배출하기 위해 공기주입수단(120)을 이용하여 1차측(112) 및 2차측(113)에 공기를 주입할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 막모듈의 1차측에 정압 및 2차측에 부압을 형성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 막모듈(110)의 1차측 원수 및 2차측 여과수를 모두 외부로 배출한 이후에, (A)와 같이 공기주입수단(120)을 이용하여 막모듈(110)의 1차측(112) 내부로 공기를 주입함으로써 가압하고 정압측정수단(130)에서 1차측(112)의 공기압을 실시간으로 측정한다. 구체적으로는, 1차측(112) 내부에 공기가 주입되면 1차측(112) 내부는 공기압이 상승하여 대기압보다 높은 정압(positive pressure)이 형성되며 정압측정수단(130)에서 측정되는 공기압 측정치도 대기압 이상으로 증가하게 된다. 이때, 1차측(112)에 미리 설정된 공기압이 될 때까지 공기를 주입한다. 특히, 바람직하게는 1차측(112)에서 2차측(113)으로의 공기확산이 발생하기 직전의 공기압까지 주입한다. 그 이유는 1차측(112)에서 2차측(113)으로 공기의 확산이 발생하면 1차측에서 2차측으로 공기가 누출될 수 있으므로 공기압 변화가 여과막(111)의 손상에 따른 공기의 누출 때문인지 아닌지를 판단하기 곤란하기 때문이다. 물론 확산에 의한 공기누출과 여과막(111)의 손상에 의한 공기추출은 그 진행 특성이 다르므로 세밀한 구분은 가능하다.
또한, 공기흡입수단(140)을 이용하여 막모듈(110)의 2차측(113) 내부의 공기를 흡입하고 부압측정수단(150)에서 2차측(113) 내부의 공기압을 실시간으로 측정한다. 즉, 2차측(113)의 공기를 계속 흡입하게 되면 2차측(113) 내부는 공기압이 하강하여 대기압보다 낮은 부압(negative pressure)가 형성되며 부압측정수단(150)에서 측정하는 공기압 측정치도 대기압 이하로 하강하게 된다. 본 발명의 실시 예에서 바람직하게는 공기압이 (-)가 되도록, 즉 O bar보다 작은 부압이 형성되도록 공기를 흡입한다.
이러한 과정을 통해 1차측(112)과 2차측(113)에는 막간차압(TMP)이 발생하게 되며, 바람직하게는 이러한 막간차압(TMP)이 미리 설정된 값까지 도달하도록 정압 및 부압을 형성한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예와 종래기술에서의 압력손실율을 비교한 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, (X)로 표시된 그래프는 본 발명의 실시 예에 따른 막모듈(110)의 1차측(112)에 정압 및 2차측(113)에 부압을 형성한 경우의 압력손실율 변화를 도시하며, (Y)로 표시돈 그래프는 종래기술에 따른 1차측(112) 또는 2차측(113) 중 어느 하나에 정압만을 형성한 경우의 압력손실율의 변화를 도시하고 있다.
먼저, (X)로 표시된 그래프에서는 막모듈(110)의 1차측(112)에 정압을 형성하고 2차측(113)에 부압을 형성함으로써 시간경과에 따라 막간차압의 변화율이 커지면서 1차측(112)의 압력손실율이 증가하게 된다. 하지만, (Y)로 표시된 그래프에서는 막모듈(110)의 1차측(112) 또는 2차측(113)에만 정압을 형성함으로써 시간경과에 따라 막간차압의 변화율이 상대적으로 작아져 1차측(112) 또는 2차측(113)의 압력손실율이 감소하게 된다.
이는 본 발명(X)에서는 1차측(112)에 정압 및 2차측(113)에 부압을 형성함으로써 종래기술(Y)에 비해 상대적으로 막간차압이 증가하게 되며 여과막 손상시 기존에 비해 1차측(112)에서 볼 때 압력손실 강하력(Pressure Decay Drop Power)가 더 커지게 되므로 여과막 손상을 고감도로 감지할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이 도 4에 나타난 기존의 압력손실율과 본 발명의 압력손실율을 수치화하면 하기 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
구분 기존(Y) 본 발명(X)
압력손실율 9.54% 13.74%
본 발명의 실시 예에서 막간차압(TMP)을 적용하여 압력손실 강하력을 극대화하는 개념은 종래기술(Y)에서와 같이 1차측(112) 또는 2차측(113)에 기체를 가압한 후 여과막의 손상발생 시 그 손상된 부위로 공기가 누출될 때보다 본 발명(X)에서와 같이 1차측(112)에는 정압을, 2차측(113)에는 부압을 형성하여 그 손상된 부위로 공기가 누출될 때가 공기압의 손실이 더 크게 작용한다는 것이다.
따라서, 종래기술(Y)에서 1차측(112) 또는 2차측(113)을 가압하여 공기압의 시간에 따른 감소율을 PY이라 한다면 본 발명(X)에서 동일한 조건에서 1차측(112)에 정압, 2차측(113)에 부압을 형성시킴으로써 공기누출로 인한 공기압의 시간에 따른 감소율을 PX라 할 때 PY < PX 의 관계가 성립되는 것이다.
이러한 부등호는 동일한 여과막 완결성 시험에서 종래기술의 한 방향 압력손실율보다 막간에 정압 및 부압을 조합하였을 경우의 양방향 압력손실율이 더 커지므로 여과막의 손상 유무를 더 빠르고 신속하게 판단할 수 있어 판단시간을 단축시킬 수 있고, 나아가 여과막의 손상의 감지 감도를 고감도로 높일 수 있으므로 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법을 보이는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 여과막 손상 감지방법은 먼저 초기상태에 막모듈(110)의 1차측(112)에 있는 원수 및 2차측(113)에 있는 여과수를 막모듈(110)의 외부로 배출한다(S101). 이때, 바람직하게는 1차적으로 대기압 상태에서 1차측 원수 및 2차측 여과수를 외부로 배출하며, 이후에 필요시 1차측(112) 및 2차측(113)에 공기를 주입하여 남아 있는 원수 및 여과수를 완전히 배출한다. 이로써 1차측(112) 및 2차측(113)은 대기압의 기체상태을 유지하도록 한다(S102).
계속해서, 공기주입수단(120)에서 가압된 공기를 공기배관(121)을 통해 막모듈(110)의 1차측(112)에 주입하여 대기압보다 높은 정압(positive pressure)을 형성하고(S103), 공기흡입수단(130)에서 2차측의 공기를 흡입하여 대기압보다 낮은 부압(negative pressure)을 형성한다(S104). 이때, 상기 두 단계(S103,S104)는 동시에 실시될 수도 있고, 순차적으로 실시될 수도 있다. 이로써 1차측 및 2차측은 여과막(111)의 표면을 기준으로 막간차압이 발생된다. 본 발명의 실시 예에서는 이러한 막간차압이 미리 설정된 값까지 증가되도록 정압 및 부압을 형성시킨다.
이어, 상기 막간차압의 시간에 따른 변화율을 측정한다(S105). 여기서, 이러한 막간차압의 변화율은 1차측(112)의 정압 및 2차측(113)의 부압에 대한 압력손실율을 이용함으로써 측정이 가능할 수 있다.
이와 같이 측정된 막간차압의 변화율과 미리 설정된 기준값을 비교하여 여과막(111)의 손상 여부를 판단한다(S106). 여기서, 상기 기준값은 여과막(111)의 손상에 대응하는 막간차압의 변화율을 나타낸 값으로서 여과막의 손상정도에 따른 막간차압의 변화율을 나타낸다. 만약, 여과막(111)에 손상이 없으면 1차측(112) 또는 2차측(113)의 공기압은 시간에 따른 변동이 없지만, 여과막(111)에 손상이 있는 경우는 1차측(112)에 정압이 형성되고 2차측(113)에 부압이 형성되어 있으므로 공기는 1차측(112)에서 2차측(113)으로 빠르게 누설되며, 이 경우에는 막간차압은 시간에 따라 점차 감소하는 방향으로 변화된다. 이러한 막간차압의 변화율은 막간차압 변화율 측정수단(160)에서 감지된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 막간차압 변화율 측정수단(160)은 소정의 프로그램 또는 소프트웨어를 이용하여 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
최근 수질개선 및 정수처리 기술에 대한 관심이 커지고 있으며, 이에 따라 수처리 기술이 중요시되고 있다. 여과막을 이용하여 원수를 여과시켜 정수로 변환하는 정수처리시설에서 여과막은 매우 중요한 구성요소이다. 만약 이러한 여과막에 손상이 발생하게 되면 원수가 누설되어 오염물질이 여과수에 혼입되고 정수처리능력이 저하되는 등 심각한 문제가 발생된다. 따라서 여과막의 손상을 정확하게 고감도로 감지하는 것이 무엇보다도 중요한 사안이다.
이러한 관점에서 볼 때 본 발명에 따른 여과막 손상 감지방법은 여과막 손상 감지시간이 짧게 소요되고 막모듈에 주입된 공기의 공기압 변화율이 커서 작은 손상에도 민감하게 반응하므로 고감도의 감지능력을 발휘할 수 있다. 따라서, 본 발명은 수처리 분야에서 매우 유용하게 적용될 수 있다.
100 : 막모듈 111: 하우징
112 : 여과막 113 : 1차측
114 : 2차측 120 : 공기주입수단
130 : 정압측정수단 140 : 공기흡입수단
150 : 부압측정수단 160 : 막간차압 변화율 측정수단
170 : 여과막손상 판단수단

Claims (6)

  1. 다수의 여과막을 갖는 막모듈에서 상기 여과막의 표면을 기준으로 외부의 1차측 원수 및 내부의 2차측 여과수를 상기 막모듈의 외부로 배출하는 제1단계;
    상기 1차측 및 2차측을 대기압에서 기체상태로 유지하는 제2단계;
    상기 1차측에 공기를 주입하여 정압(positive pressure)을 형성하고 상기 2차측의 공기를 흡입하여 부압(negative pressure)을 형성시켜 상기 1차측 및 2차측 간의 막간차압을 미리 설정된 값까지 증가시키는 제3단계;
    상기 막간차압의 시간에 따른 변화율을 측정하는 제4단계; 및
    상기 측정된 막간차압의 변화율과 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 여과막의 손상여부를 판단하는 제5단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는,
    상기 1차측 원수 및 2차측 여과수를 대기압 상태에서 배출하는 단계; 및
    상기 1차측 및 2차측에 공기를 주입하여 남아있는 원수 및 여과수를 완전히 배출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는,
    상기 1차측에 공기를 주입하되, 상기 1차측에 주입된 공기가 상기 2차측으로 확산되는 시점의 공기압이 될 때까지 공기를 주입하는 것을 특징으로 하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제4단계는,
    상기 1차측의 정압 또는 상기 2차측의 부압에 대한 압력손실율을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 1차측의 정압 및 2차측의 부압은 동시에 또는 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지방법.
  6. 다수의 여과막을 갖는 막모듈의 1차측에 정압(positive pressure)이 형성되도록 공기를 주입하는 공기주입수단;
    상기 1차측의 정압을 측정하는 정압측정수단;
    상기 막모듈의 2차측에 부압(negative pressure)이 형성되도록 공기를 흡입하는 공기흡입수단;
    상기 2차측의 부압을 측정하는 부압측정수단;
    상기 1차측에 정압 및 2차측에 부압의 형성으로 상기 1차측 및 2차측 간의 막간차압이 미리 설정된 값까지 증가된 이후에, 상기 정압측정수단 및 부압측정수단에서 측정된 정압 및 부압으로부터 막간차압을 계산하고 상기 막간차압의 시간에 따른 변화율을 측정하는 막간차압 변화율 측정수단; 및
    상기 측정된 막간차압의 변화율과 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 여과막의 손상 여부를 판단하는 여과막손상 판단수단; 을 포함하는 여과막의 막간차압을 이용한 여과막 손상 감지장치.
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