KR20160087586A

KR20160087586A - 제거성능이 보완 된 역삼투멤브레인 복합 모듈 및 필터

Info

Publication number: KR20160087586A
Application number: KR1020150006742A
Authority: KR
Inventors: 정진혜
Original assignee: 주식회사 필텍
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2016-07-22

Abstract

본 발명은 역삼투 멤브레인 모듈의 제조 공정에 사용되는 집수관 (Central Pipe) 내부에 이온성분 및 화학물질 등을 추가로 제거할 수 있는 특수 소재를 충진하여, 1차적으로 역삼투 멤브레인을 통해 정수 된 물을 2차적으로 추가 정수하여, 역삼투 멤브레인의 초기제거 성능을 향상시키며, 역삼투 멤브레인의 안정화 시간을 단축 시키는 것을 특징으로 하는 역삼투멤브레인 복합모듈 및 필터에 관한 것이다.

Description

제거성능이 보완 된 역삼투멤브레인 복합 모듈 및 필터{Reverse Osmosis Membrane Composite Module and Filter}

수처리 정수 시스템

순수제조 장치와 같이 역삼투 멤브레인을 통해 정수 된 물의 순도가 중요시 되는 분야에서는 역삼투멤브레인 모듈(Module) 또는 모듈이 장착 된 필터 후단에 이온교환수지 등을 사용한 추가 필터를 장착하여 역삼투멤브레인의 제거성능을 보완하는 것에서 착안하여 본 발명이 시작되었다.

본 발명은 역삼투멤브레인의 초기 제거 성능을 높이기 위해 필요한 특수소재를 역삼투멤브레인 모듈 또는 필터 내에 충진하여, 역삼투멤브레인 모듈(필터)과 특수 소재필터를 하나의 복합 모듈 또는 필터로 만들어 역삼투멤브레인의 초기 제거율 보완하는 것이다. 일반적으로 역삼투멤브레인 모듈(Module)은 막(membrane) 단독의 제거성능에 의지하여 그 제품의 적용범위가 결정되어진다. 또한 역삼투멤브레인(membrane)의 성능은 멤브레인 제조사 및 생산 로트(Lot)에 따라 제거 성능 및 제거율이 최대치까지 도달하는 안정화 시간에 많은 편차가 있어, 용도에 따라 높은 제거 성능이 요구되는 정수 장치에는 일부 역삼투 멤브레인은 사용 될 수 없는 단점이 있다. 또한 특정 제거 성능에 도달하기까지 필요한 안정화 시간 동안 플러싱(Flushing)을 위해 적게는 30분에서 많게는 3시간 가량의 시간 및 물을 낭비하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서는 추가적인 필터를 장착해야하는 비용적인 부담이나, 정수기 등의 협소한 내부구조에서의 공간의 확보 등 여러 문제점들로 인하여 이 또한 보편적으로 사용되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 역삼투 멤브레인 모듈의 제조 공정에 사용되는 집수관 (Central Pipe) 내부에 이온성분 및 화학물질 등을 추가로 제거할 수 있는 특수 소재를 충진하여, 1차적으로 역삼투 멤브레인을 통해 정수된 물을 충진 된 특수소재를 통해 2차적으로 추가 정수하여 초기 제거 성능을 향상시킴으로써 역삼투 멤브레인의 최대 제거율에 도달하기까지 걸리는 안정화 시간을 단축시키킬 수 있다.

본 발명에 따르는 효과는 하기와 같다.

첫째, 역삼투멤브레인 단독으로 사용하는 것보다 제거율이 최대치에 이를 때까지 걸리는 안정화 시간이 단축되어지며, 이에 따르는 시간 단축으로 플러싱을 위한 물 절약 효과도 나타난다. (비교예 1참조)

둘째, 역삼투멤브레인 자체의 생산 Lot 불량, 또는 보관 조건변동 등 취급 부주의 등에 따른 멤브레인의 변질로 인한 제거성능이 저하 된 제품 역시도 본 발명에 명시 된 특수 소재를 첨가한 복합모듈로 제작 시 현격히 상승된 제거 성능을 확보하여 멤브레인 원단의 낭비 없이 안정적으로 사용할 수 있다. (비교예 2참조)

셋째, 역삼투멤브레인 모듈 및 필터 사용 시 제거효율을 높이기 위해서는 폐수 비율(농축수를 빼내기 위해 버리는 물)또한 약 80~85%로 높이게 되어 낭비하는 물의 양이 많아지는 단점이 있으나, 본 발명을 통해 폐수비율을 약 50%까지 낮게 하더라도 충분한 제거효율을 확보할 수 있어 물을 절약하는 효과가 기대된다. (비교예 3참조)

넷째, 역삼투멤브레인 모듈 및 필터를 수도압 이외의 보조압력 장치를 사용하지 않을 경우 유속이 낮아져, 제거성능이 80% 후반에서 90% 초, 중반으로 낮아지는 단점이 있으나, 본 발명을 통해 제작 된 모듈 및 필터의 경우 유속이 느려질 수록 집수관에 충진 된 소재와의 접촉시간이 증가하게 되어 제거 효율이 90% 중반 이상으로 향상되는 효과가 나타난다. (비교예 4참조)

다섯째, '비교예 5'의 결과에서처럼 초기 제거율 최대치에 도달하는 안정화 시간은 현격히 단축되며, 장시간 사용 후 충진된 소재의 제거수명이 다하여 더 이상의 성능을 발휘하지 못하게 된 경우에도, 1차 정수장치인 역삼투멤브레인은 이미 제거율이 최대치에 도달하여 2차 정수장치의 도움이 없이도 안정적으로 사용할 수 있다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 역삼투멤브레인 복합 모듈 및 필터는 종래의 기술에 사용되는 역삼투멤브레인 단일 모듈 또는 단일 필터제품이 가지고 있는 여러 가지 사용조건의 제약 및 단점을 특수 소재만를 첨가함으로써 저렴한 비용으로 보완할 수 있다.

[비교예 1]

역삼투멤브레인 모듈 단독사용 시 제거율과 동일 역삼투멤브레인에 양/음이온교환수지(복합 이온교환 수지 15ml)를 첨가한 복합모듈 사용 시 제거율 비교

[비교예 2]

불량 Lot(제거율이 다소 낮은 제품)의 역삼투멤브레인 모듈 단독사용 시 제거율과 동일 역삼투멤브레인에 양/음이온교환수지(복합 이온교환 수지 15ml)를 첨가한 복합모듈 사용 시 제거율 비교

[비교예 3]

폐수(농축수)비율 악조건(정수수:농축수=50:50)에서의 역삼투멤브레인 모듈 단독사용 시 제거율과 동일 조건에서 역삼투멤브레인에 양/음이온교환수지(복합 이온교환 수지 15ml)를 첨가한 복합모듈 사용 시 제거율 비교

[비교예 4]

보조압력장치(가압펌프)를 사용하지 않는 조건(약 30 psi)에서의 역삼투멤브레인 모듈 단독사용 시 제거율과 동일 조건에서 역삼투멤브레인에 양/음이온교환수지(복합 이온교환 수지 15ml)를 첨가한 복합모듈 사용 시 제거율 비교

[비교예 5]

역삼투멤브레인 모듈 단독사용 시 제거율과 동일 역삼투멤브레인에 양/음이온교환수지(복합 이온교환 수지 15ml)를 첨가한 복합모듈 장시간 (48 시간) 사용 시 제거율 비교

도 1은 본 발명에 따른 역삼투멤브레인 복합 모듈의 단면도이다.

본 발명에서는 역삼투멤브레인을 롤링(Rolling)하는 공정에 사용되는 집수관 (Central Pipe) 내부에 이온교환수지와 특수 소재를 충진하여 이온성분 및 화학물질 등을 추가로 제거 할 수 있는 역삼투멤브레인 복합모듈 및 필터를 제조함에 있어, 역삼투멤브레인을 롤링(Rolling)하기 전 또는 롤링 후 집수관에 상기 소재 또는 소재들을 혼합하여 충진하여 제조한다.

상기와 같이 제조 된 역삼투멤브레인 복합 모듈 및 필터의 정수 원리는 하기와 같다.

'도 1'에서 보듯이 역삼투멤브레인(c)을 통해 정수된 물은 집수관 (a:Central Pipe) 내부에 모인 후 출수구 방향으로 빠져나가게 되는데, 이때 1차적으로 정수된 물은 집수관 내부에 충진되어 있는 특수 소재(b)와의 접촉을 통해 2차 정수가 이루어진다. 즉, 2차 정수는 1차 정수 된 물에 포함되여 있는 잔여 물질이 특수 소재에 흡착 또는 제거되며 정수가 이루어진다.

'a'는 역삼투멤브레인 모듈에 일반적으로 사용되는 집수관(Cental Pipe)이다.
'b'는 본 발명에서 2차 정수 역할을 하는 특수 소재의 도식화 된 형태이다.
'c'는 역삼투멤브레인이 감겨져(Rolling)있는 상태를 도식화 한 것이다.

Claims

역삼투멤브레인 모듈 또는 필터의 집수관(Central Pipe) 내부에 특수소재를 충진하여, 제거성능을 향상시킨 역삼투멤브레인 복합 모듈 및 필터.
제 1항에 있어서, 집수관(Central Pipe) 내부에 충진에 사용되는 특수소재는 이온성분 또는 화학물질을 제거가 가능한 소재.