KR20140004969A - 가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템 및 이의 운전방법 - Google Patents

가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템 및 이의 운전방법 Download PDF

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가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템 및 이의 운전방법이 개시된다. 개시된 가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템은 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 이용한 수처리 시스템에 있어서, 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 유닛; 상기 측정 유닛에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 계산 유닛; 막오염 상대지수를 산출하는 산출 유닛; 상기 계산 유닛에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛에서 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 수처리 시스템의 운전 모드를 선택하는 선택 유닛; 및 상기 선택 유닛에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 수처리 시스템의 운전을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템 및 이의 운전방법{IMMERSION TYPE-PRESSURE TYPE HYBRID MEMBRANE FILTRATION SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예는 수처리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 운전모드 의사결정모델을 토대로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템의 운전을 가변적으로 제어할 수 있도록 한 가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템 및 이의 운전방법에 관한 것이다.
기존의 응집침전/모래여과는 수 nm-수 um의 콜로이드 입자성 물질에 응집제를 첨가하여 플록을 형성시킨 후 침전지와 여과지에 분리시키는 방식으로 침전지에는 1 cm/min의 침강 속도로 하여 중력 침강에 의해 플록을 제거시키고, 침강되지 않은 미세 플록은 여과지에서 제거시킨다. 이때의 모래 입자와 모래 입자 사이의 간격은 100~200 um 정도의 간격을 가진다.
막 여과 공정은 공경의 크기에 따라서 공경보다 큰 것은 막에서 제거되며, 작은 것은 통과하는 분리의 한계가 정확한 방법이다. 정밀 여과막은 공경의 크기가 0.01~0.1 um 이상의 입자 제거가 가능하며, 한외 여과막은 분자량 5,000~10,000 이상의 불순물이 완전히 제거된다. 따라서 정밀 여과막이 제거할 수 없는 0.01~0.1 um 이하의 입자는 한외 여과막으로 제거가 가능하다. 이러한 이유로 기존 시스템인 급속 여과 방식과 완속 여과 방식에서는 모래 여과 후에 약간의 탁질이 누출되었지만, 정밀 여과막과 한외 여과막에서는 여과시 막 여과수에는 탁질이 전혀 누출되지 않는다. 따라서 정밀 여과막과 한외 여과막으로 처리된 막 여과수는 종래의 급속 여과 방식과 완속 여과 방식의 여과수에 비교하면 탁도, 대장균군, 일반세균과 같은 수질에서는 뛰어나다.
기존 정수처리 시스템에서 침전공정과 같은 별도의 전처리 공정을 두고 모래여과 공정을 가압형 또는 침지형 정밀 여과막으로 교체하거나, 전처리 없이 처리하더라도 침지형 구조의 이단 막 여과 시스템을 구성하여 막여과 시스템을 구성하였다.
그러나, 별도의 첨전지 등의 전처리 공정을 두고 막여과 시스템을 두는 경우 전처리 공정에 대한 설치, 운전 비용 및 소요부지가 증가 되고, 전처리 없이 침지형 구조의 이단 막여과 시스템을 구성할 경우, 가압형 보다 저플럭스로 설계되어 운영되는 단점이 있다.
또한, 기존의 막여과 시스템에서는 소비자 수요 반응에 따른 생산량과 수질 변동에 상관없이 일정량을 생산하는 방식으로 같은 방식의 막 여과 시스템이라고 하더라도 전력 소비량이 상이해지는 문제점이 있다.
따라서, 막 여과 연속 운전에 있어서 수질 변동에 대응할 수 있도록 시스템을 구성하여 에너지가 절감되는 방향의 운전이 가능해야하여, 막 여과 연속 운전시 막의 성능 악화나 막 오염이 일어나기 때문에 이를 적절하게 제어하는 기술이 중요하다.
본 발명의 실시예들은 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 운전모드 의사결정모델을 토대로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템의 운전을 가변적으로 제어할 수 있도록 한 가압형-침지형 하이브리드 막 여과시스템 및 이의 운전방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템은, 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 이용한 수처리 시스템에 있어서, 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 유닛; 상기 측정 유닛에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 계산 유닛; 막오염 상대지수를 산출하는 산출 유닛; 상기 계산 유닛에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛에서 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 수처리 시스템의 운전 모드를 선택하는 선택 유닛; 및 상기 선택 유닛에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 수처리 시스템의 운전을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 가압형 막 모듈은 유입 원수 유량의 85% 이상을 처리하고, 상기 침지형 막 모듈은 상기 가압형 막 모듈과 연결되어 유입 원수 유량의 15% 이하 및 상기 가압형 막 모듈로부터 배출된 배출수를 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 계산 유닛은, 상기 측정 유닛에서 측정된 탁도와 총유기탄소의 1/4~3/4 분위수에 해당하는 데이터를 필터링하여 이를 평균한 값을 통계적 추출치로 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 운전모드 의사결정모델은 탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압 미만인 경우 제4 운전모드일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 산출 유닛은 수학식 1 내지 4를 근거로 막오염 상대지수를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 가압형 막 모듈의 운전 플럭스와 여과 방식, 응집제 주입 여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분배, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과 방식을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 제2 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈은 전량여과방식으로 운전하고, 간헐 공기세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 제3 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템에서, 상기 제어유닛은, 제4 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기 세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법은, 상술한 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템을 이용한 운전 방법에 있어서, 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 단계와, 상기 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 단계와, 막오염 상대지수를 산출하는 단계와, 상기 계산된 통계적 추출치와 상기 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 가압형-침지형 막 여과 시스템의 운전 모드를 선택하는 단계와, 상기 선택된 운전 모드에 따라 가압형-침지형 막 여과 시스템의 운전을 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 상기 운전모드 의사결정모델은, 탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압 미만인 경우 제4 운전모드일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 가압형 막 모듈은 유입 탁도와 한계 플럭스 결정모델을 통하여 막오염을 최소화하는 운전 플럭스 조건으로 운전될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 상기 제어단계는, 제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 상기 제어단계는, 제2 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈에서는 전량여과방식으로 운전하고, 간헐 공기세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 상기 제어단계는, 제3 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 상기 제어단계는, 제4 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기 세정을 하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 제어단계는, 상기 제1 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제2 운전모드로 변경하여 운전하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 제어단계는, 상기 제2 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제3 운전모드로 변경하여 운전하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 제어단계는, 상기 제3 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP) 미만이면 혼화/응집 공정 실시 후 제4 운전모드로 변경하여 운전하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 막 여과 시스템의 운전 방법에서, 상기 제어단계는, 상기 제3 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP)을 초과하면 화학 세정을 실시하고 재운전할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 유입 원수 수질 특성과 막 오염 정도에 따라 시스템의 운전을 가변적으로 제어함으로써 막 오염을 최소화할 수 있고, 안전적이고 지능적인 운전 제어를 가능하게 하여 시스템 운전의 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 소비자 수요 반응에 따른 생산량과 수질 변동에 따라 시스템의 운전이 제어되므로 운전 소비 전력을 절감할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서, 상기 시스템(100)의 운전 모드 선택을 위한 의사결정모델 트리를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 유입원수 탁도와 한계 플럭스 상관 모델에 대한 일 예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 구성도이다.
도 6 내지 도 9는 도 5에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템에서 상기 운전모드 마다 결정된 운전방식에 따라 운전한 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)은 음용수, 오/폐수, 산업 폐수 등을 정화 처리하기 위한 수처리 장치에 적용될 수 있다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템은 기본적으로, 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 포함한다.
여기서, 먼저 미정화된 상태의 원수를 사용가능하게 정화처리 하기 위하여 수원에서 취수하게 된다. 이렇게 취수된 원수를 착수정에 모아 원수의 수위를 안정화시키고 원수량을 조정하여 계속 이어지는 정수처리작업을 원활하게 하기 위한 착수정을 거친다.
혼화/응집 장치는 착수정으로부터 공급되는 원수에 포함된 협잡물을 제거하고 응집제를 공급하여 응집플럭을 형성하는 것으로, 원수에 포함된 협잡물을 제거하는 스크린과, 스크린을 거친 원수에 응집제를 공급하여 원수 내의 미세 유기물들이 서로 응집을 하면서 크기가 증가하도록 하는 응집혼화조를 포함한다.
이러한 혼화/응집 장치를 거친 원수는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈을 통해 최종 여과 처리된다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 상기 수처리 시스템(100)은 고플럭스를 유지할 수 있는 가압형 막 모듈과 공기 세정을 통해 파울링 제거가 가압형 막 모듈 보다 비교적 쉽고, 높은 현탁 물질이 유입되더라도 뛰어난 여과 성능을 갖는 침지형 막 모듈을 결합하여 사용한다.
이때 가압형 막 모듈은 유입된 원수를 여과 처리하고, 침지형 막 모듈은 상기 가압형 막 모듈로부터 배출되는 농축수 또는 가압형 막 모듈 역세정 후 발생하는 역세정 처리수와 같은 배출수만을 처리하거나, 원수와 상기 배출수를 동시에 여과 처리한다. 바람직하게는 상기 가압형 막 모듈은 유입 원수 유량의 85% 이상을 처리하고, 상기 침지형 막 모듈은 유입 원수 유량의 15% 이하 및 상기 가압형 막 모듈로부터 배출된 배출수를 여과 처리한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 수처리 시스템(100)은 유입 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 의사결정모델을 기초로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템(100)의 운전을 가변적으로 제어할 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 수처리 시스템(100)은 기본적으로, 측정 유닛(10), 계산 유닛(20), 산출 유닛(30), 선택 유닛(40)과 제어 유닛(50)을 포함하여, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서, 상기 측정 유닛(10)은 원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하기 위한 것이다. 일 예로 측정 유닛(10)은 탁도 센서, 총유기탄소 분석기가 가능하다. 이때 측정 유닛(10)은 착수정과 연결된 유입관로에 설치될 수 있다. 측정 유닛(10)은 원수 중의 탁도, 총유기탄소의 농도를 검출하고 그 검출신호를 뒤에서 더욱 설명될 계산 유닛(20)으로 출력한다.
이러한 탁도 센서와 총유기탄소 분석기는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 센서 및 분석기로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 계산 유닛(20)은 측정 유닛(10)에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하기 위한 것이다. 바람직하게는 상기 측정 유닛(10)에서 측정된 탁도와 총유기탄소의 1/4~3/4 분위수에 해당하는 데이터를 필터링하여 이를 평균한 값을 통계적 추출치로 계산한다. 계산 유닛(20)은 통계적 추출치를 계산하고, 그 값을 후술할 선택 유닛(40)으로 출력한다.
상기 산출 유닛(30)은 막 여과 시스템의 화학 세정마다 다르게 되는 막 여과 시스템의 성능 특성을 반영하기 위해, 상기 측정 유닛(10)에서 측정된 수질 인자 이외에 지수가중평균에 의한 막오염 상대지수를 막여과 성능 지표인자로 하여 막오염 상대지수를 산출하기 위한 것이다.
이렇게 산출된 막오염 상대지수는 막오염 억제를 위한 운전모드 선택에 반영된다. 이는 원수 특성 인자를 탁도와 총유기탄소로 단순화시켜 운전모드 의사결정의 편리성을 제공함과 동시에 조류와 같이 일정한 패턴을 보이지 않는 막오염 인자의 영향을 고려하기 위함이다.
이를 위해 막오염 상대지수 산출 유닛(30)은 하기 수학식 1 내지 4를 근거로 막오염 상대지수를 산출한다. 이렇게 산출된 막오염 상대지수는 뒤에서 더욱 설명될 선택 유닛(40)으로 출력한다.
[수학식 1]
Figure pat00001

[수학식 2]
Figure pat00002

[수학식 3]
Figure pat00003

[수학식 4]
Figure pat00004

본 발명의 실시예에서, 상기 선택 유닛(40)은 상기 계산 유닛(20)에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛(30)에서 산출된 막오염 상대수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 시스템(100)의 운전 모드를 선택하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서, 상기 시스템(100)의 운전 모드 선택을 위한 의사결정모델 트리를 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 의사결정모델 트리는 탁도, 총유기탄소 및 막오염 상대지수 값에 따라 4개의 예측 모델로 나타낼 수 있다.
구체적으로, 탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압(TMP) 미만인 경우 제4 운전모드로 분류된다.
그리하여, 선택 유닛(40)은 상기 의사결정모델을 근거로, 상기 계산 유닛(20)에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛(30)에서 산출된 막오염 상대수를 이전 설정된 여과시간 주기에 입력 받은 통계적 추출치와 막오염 상대지수와 비교하여 운전모드를 결정한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제어 유닛(50)은 상기 선택 유닛(40)에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 시스템(100)의 제반 작동을 제어하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로는 가압형 막 모듈의 운전 플럭스, 여과 방식, 응집제 주입여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분매, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과방식을 제거하기 위한 것이다.
즉, 상기 제어유닛(50)은 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)을 구성하는 각 요소에 선택된 운전 모드에 따라 제어 신호를 인가하여 시스템(100)의 전반적인 작동을 제어한다.
따라서, 가압형 막 모듈의 운전 플럭스와 여과 방식, 응집제 주입 여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분배, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과방식이 결정된다.
이에 따라 제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어된다.
제2 운전 모드에서는, 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식(cross flow Filtration)으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈에서는 간헐 공기세정을 하도록 제어된다.
제3 운전 모드에서는, 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막여과 공정에서는 피드 앤 블리드(Feed and bleed) 여과방식에 연속 공기세정을 하도록 제어된다.
제4 운전 모드에서는, 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드(Feed and bleed) 여과방식에 연속 공기 세정을 실시한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)를 이용한 운전 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)은 탁도 센서와, 총유기탄소 분석기와, 스크린과, 혼화/응집 장치와, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈을 기본적으로 포함한다.
여기서, 먼저 원수는 착수정을 거친 후 전처리를 위한 스크린과 혼화/응집 장치를 거치면서 협잡물이 제거된다.
이때 스크린과 응집/혼합 장치 사이를 연결하는 연결 라인에 설치된 탁도 센서와 총유기탄소 분석기와 같은 측정 유닛을 이용하여 원수의 탁도와 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정한다.
계산 유닛(20)은 이렇게 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하고, 이와는 별도로 산출 유닛(30)은 전술한 바 있는 수학식 1 내지 4를 근거로 막오염 상대지수를 산출한다.
이렇게 계산된 통계적 추출치와 막오염 상대지수는 선택 유닛으로 출력된다.
선택 유닛(40)에서는 운전모드 의사결정모델을 토대로 위에서 계산된 통계적 추출치와 산출된 막오염 상대지수를 이전 설정된 여과시간 주기에 계산 유닛와 산출 유닛로부터 입력 받은 통계적 추출치와 막오염 상대지수와 비교하여 운전모드를 결정한다.
그러면, 선택 유닛(40)에서 선택된 운전 모드에 따라 제어 유닛(미도시)은 가압형-침지형 막 여과 시스템(100)의 운전을 제어한다.
즉, 제어 유닛(50)는 선택된 운전 모드에 따라 제어 신호를 시스템(100)을 구성하는 구성 요소에 인가하여 그 작동을 제어한다.
이 경우, 상기 제어 유닛(50)는 각 구성 요소의 작동에 필요한 설정시간 또는 작동 스위치 신호에 따른 각종 데이터 값의 로직을 저장하고 있는 통상적인 메모리부(도면에 도시되지 않음)에 의해서 상기 시스템(100)의 전반적인 작동을 제어한다.
구체적으로, 선택 유닛(40)는 측정 유닛(10)와 산출 유닛(30)로 부터 입력받은 값이 탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드를 선택한다.
그러면, 제어 유닛(50)는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하게 하고, 가압형 막 모듈에서 유입 원수를 전량 여과 처리하도록 제어한다. 이때 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈로 유입되어 처리된다. 또한, 가압형 막 모듈은 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 운전되고, 침지형 막 모듈은 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어한다.
한편, 제어 유닛(50)는 제1 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제2 운전모드로 변경하여 운전하도록 시스템(100)을 제어한다.
선택 유닛(40)은 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제2 운전모드로 선택한다.
그러면, 제어 유닛(50)는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈에 유량비율 95% / 5%로 원수를 공급한다. 이때 가압형 막 모듈은 십자흐름여과 방식(cross flow Filtration)으로 운전하도록 제어하고, 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도가 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 되도록 제어한다. 침지형 막 모듈에서는 간헐 공기세정을 하도록 제어한다.
한편, 제어 유닛(50)는 제2 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제3 운전모드로 변경하여 운전하도록 상기 시스템(100)을 제어한다.
선택 유닛(40)은 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드로 선택한다.
그러면, 제어 유닛(50)는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 공급한다. 이때 가압형 막 모듈은 십자흐름여과 방식으로 운전하도록 제어하고, 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도가 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 한다. 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전되고, 연속 공기세정을 하도록 제어한다.
한편, 상기 제어 유닛(50)는 제3 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP) 미만이면 혼화/응집 공정 실시 후 제4 운전모드로 변경하여 운전하도록 상기 시스템(100)을 제어한다.
선택 유닛(40)는 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압 미만인 경우 제4 운전모드로 선택한다.
그러면, 제어 유닛(50)는 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 공급한다. 이때 가압형 막 모듈은 십자흐름여과으로 운전하도록 하고, 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 제어한다. 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전되도록 제어하고, 연속 공기 세정을 하도록 제어한다.
한편, 제어 유닛(50)는 제3 운전모드 운전 중 산출 유닛(30)로부터 산출된 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP)을 초과하면 화학 세정을 실시하고 재운전하도록 시스템을 제어한다.
본 발명의 실시예에서는, 수질 등급에 따는 운전 모드를 선택하되, 가압형 막 모듈의 운전플럭스는 유입 탁도와 한계 플럭스의 상관관계를 가지고 결정하여 막오염의 부하를 최소화시키는 운영방식을 택한다.
도 4는 유입원수 탁도와 한계 플럭스의 상관 모델에 대한 일 예를 나타낸 그래프이다.
막오염 최소화를 위한 한계 플럭스 개념을 도입한 배경은 다음과 같다. 막분리에 의한 여과과정에서 용액 중에 존재하는 입자가 막 표면에 침착되는지의 여부는 막 표면으로의 여과항력에 의한 입자의 침강 속도와 입자의 역전달 속도의 크기에 의해 결정된다. 입자의 역전달 속도가 침강 속도보다 큰 경우 입자가 침강하지 않으므로 막오염이 더 이상 일어나지 않아 일정한 플럭스를 얻을 수 있다. 임계 플럭스는 이와 같이 입자의 침강속도와 역전달 속도가 균형을 이루는 때의 플럭스를 의미하며 이는 막오염이 일어나지 않고 얻을 수 있는 최대 플럭스가 된다.
역전달 속도와 임계플럭스 개념을 일반적인 막분리 공정에 적용시켰을 경우 막여과 과정은 다음과 같이 해석할 수 있다. 플럭스가 임계 플럭스 이상인 경우, 입자의 실제침강속도가 0보다 크게 되므로 시간이 경과함에 따라 막표면에 입자가 침착된다. 이와 같은 입자의 침착은 막 표면에 케이크층을 형성하게 되고 추가적인 여과저항으로 작용하여 결과적으로는 플럭스가 감소하게 된다. 이러한 과정은 최종적으로 입자의 막표면 접근속도와 역전달 속도가 동일하게 되는 시점까지 반복되며 두 속도가 일치하는 시점에서 입자는 더 이상 막 표면에 쌓이지 않게 된다. 이때의 플럭스를 정상상태 플럭스(Steady State Flux)라고 하며 일종의 임계플럭스로 볼 수 있으며, 막오염 억제 운영기법으로 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 구성도이다.
도 6 내지 도 9는 도 5에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템에서 상기 운전모드 마다 결정된 운전방식에 따라 운전한 결과를 나타낸 그래프이다.
상기 운전모드에 따라서 4단계로 나누어 운전을 하였으며, 원수 유입 유량은 약 180 m3/day이고 가압식 막 모듈의 분리막 면적은 150 m2이며, 유입원수의 수질특성에 따라 1, 2단 겸용 침지식 분리막 면적은 40 ~ 70 m2로 설치하였다.
도 6 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 유입수질 특성과 막오염 속도의 등급에 따라 제1 운전모드~제4 운전모드까지 구분하여 운전한 결과를 살펴보면, 실질적인 평균 사용 월수는 제1 운전모드(8.5개월), 제2~3 운전모드(3.0개월), 제4 운전모드(0.5개월)일 것으로 예상되며, 제1~2 운전모드의 회수율은 99%이상이며, 제3~4 운전모드의 회수율은 96~97%이므로 각 운전모드의 기간을 고려한 평균적인 회수율은 98% 이상이 예상된다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템(100)에 의하면, 원수 수질 패턴과 막오염 속도의 비선형 특성을 반영하여 생성된 운전모드 의사결정모델을 토대로 원수 수질 조건과 막 오염 정도에 따라 수처리 시스템의 운전을 가변적으로 제어할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 막 오염을 최소화할 수 있고, 안전적이고 지능적인 운전 제어를 가능하게 하여 시스템 운전의 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 소비자 수요 반응에 따른 생산량과 수질 변동에 따라 시스템의 운전이 제어되므로 운전 소비 전력을 절감할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10... 센싱 유닛 20... 계산 유닛
30... 산출 유닛 40... 선택 유닛
50... 제어 유닛

Claims (21)

  1. 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 이용한 수처리 시스템에 있어서,
    원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 유닛;
    상기 측정 유닛에서 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 계산 유닛;
    막오염 상대지수를 산출하는 산출 유닛;
    상기 계산 유닛에서 계산된 통계적 추출치와 상기 산출 유닛에서 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 수처리 시스템의 운전 모드를 선택하는 선택 유닛; 및
    상기 선택 유닛에서 선택된 운전 모드에 따라 상기 수처리 시스템의 운전을 제어하는 제어 유닛
    을 포함하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압형 막 모듈은 유입 원수 유량의 85% 이상을 처리하고,
    상기 침지형 막 모듈은 상기 가압형 막 모듈과 연결되어 유입 원수 유량의 15% 이하 및 상기 가압형 막 모듈로부터 배출된 배출수를 처리하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 계산 유닛은,
    상기 측정 유닛에서 측정된 탁도와 총유기탄소의 1/4~3/4 분위수에 해당하는 데이터를 필터링하여 이를 평균한 값을 통계적 추출치로 계산하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 운전모드 의사결정모델은,
    탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압 미만인 경우 제4 운전모드인 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산출 유닛은 하기 수학식 1 내지 4를 근거로 막오염 상대지수를 산출하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템:
    [수학식 1]
    Figure pat00005


    [수학식 2]
    Figure pat00006


    [수학식 3]
    Figure pat00007

    [수학식 4]
    Figure pat00008
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    가압형 막 모듈의 운전 플럭스와 여과 방식, 응집제 주입 여부, 가압형 막 모듈과 침지형 막 모듈의 유량 분배, 침지형 막 모듈의 공기세정 방식과 여과 방식을 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식(Dead-End Filtration)으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    제2 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈은 전량여과방식으로 운전하고, 간헐 공기세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    제3 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    제4 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기 세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템.
  11. 착수정, 혼화/응집 장치, 가압형 막 모듈 및 침지형 막 모듈을 이용한 제1항에 따른 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템을 이용한 운전 방법에 있어서,
    원수의 탁도, 총유기탄소를 포함하는 수질 인자를 측정하는 측정 단계와,
    상기 측정된 수질 인자의 통계적 추출치를 계산하는 계산 단계와,
    막오염 상대지수를 산출하는 산출 단계와,
    상기 계산된 통계적 추출치와 상기 산출된 막오염 상대지수를 이용하여 운전모드 의사결정모델을 토대로 상기 가압형-침지형 막 여과 시스템의 운전 모드를 선택하는 선택 단계와,
    상기 선택된 운전 모드에 따라 가압형-침지형 막 여과 시스템의 운전을 제어하는 제어 단계를 포함하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 운전모드 의사결정모델은,
    탁도 10 NTU 이하, 총유기탄소 2 mg/L 미만, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제1 운전모드, 탁도 11~ 50 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일때 제2 운전모드, 탁도 51~200 NTU, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 막오염 상대지수 1.5 미만일 때 제3 운전모드, 탁도 201 NTU 이상, 총유기탄소 2 mg/L 이상, 설정 막간차압 미만인 경우 제4 운전모드인 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가압형 막 모듈은,
    유입 탁도와 한계 플럭스 결정모델을 통하여 막오염을 최소화하는 운전 플럭스 조건으로 운전되는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제1 운전 모드에서는 응집제를 투여하지 않은 직접 여과 방식의 운전을 하고, 가압형 막 모듈로 유입원수 전량 공급하여 처리하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형 막 모듈에서는 전량여과 방식으로 처리되고, 침지형 막 모듈에서는 무폭기 또는 간헐 공기 세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제2 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 유량비율을 95% / 5%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 기본 값으로 1 m3/hr 하거나 운전자 임의의 설정 값으로 하고, 침지형 막 모듈에서는 전량여과방식으로 운전하고, 간헐 공기세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제3 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 90% / 10%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과 방식으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제4 운전 모드에서는 가압형과 침지형 막 모듈에 배분되는 유량비율을 85% / 15%로 나누어 생산하고, 가압형 막 모듈의 배출수는 침지형 막 모듈에서 처리하는 것으로 하되, 가압형의 경우 제2 운전모드 보다 고속의 순환속도를 갖는 십자흐름여과으로 운전하고, 이때 가압형 막 모듈의 배출수가 침지형 막 모듈로 유입되는 속도는 제2 운전모드의 속도와 막오염 상대지수 값에 비례하도록 하고, 침지형 막 모듈은 피드 앤 블리드 여과방식으로 운전하고, 연속 공기 세정을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제1 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제2 운전모드로 변경하여 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제2 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 혼화/응집 공정 실시 후 제3 운전모드로 변경하여 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제3 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP) 미만이면 혼화/응집 공정 실시 후 제4 운전모드로 변경하여 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 제어단계는,
    제3 운전모드 운전 중 막오염 상대지수가 1.5 이상이 되는 경우 설정 막간 차압(TMP)을 초과하면 화학 세정을 실시하고 재운전하는 것을 특징으로 하는 가압형-침지형 하이브리드 막 여과 시스템의 운전 방법.
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