KR20190056078A - 수처리 모듈의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 모듈 - Google Patents

수처리 모듈의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 모듈 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 다공성 지지체 및 폴리아미드 활성층을 포함하는 수처리 분리막을 1 또는 2 이상 포함하는 수처리 모듈; 및 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 포함하는 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계를 포함하는 수처리 모듈의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 모듈에 관한 것이다.

Description

수처리 모듈의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 모듈 {WATER TREATMENT MODULE AND WATER TREATMENT MODULE PREPARED BY THEREOF}
본 명세서는 수처리 모듈 및 이에 의하여 제조된 수처리 모듈에 관한 것이다.
역삼투막은 지지층과 분리기능을 가지는 활성층으로 구성되어 있으며, 역삼투 현상을 이용하여 용매와 용질을 분리하는 막이다. 복합막은 막의 분리기능을 담당하는 활성층(비대칭막의 조밀층)과 지지층이 기본적으로 다른 재질로 구성되며 주로 계면중합법을 이용하여 역삼투 복합막을 제조한다. 제조된 분리막 위에 기계적, 화학적 물성을 강화하고자 보호층을 덮기도 한다. 보호층으로 덮더라도 반응하지 않고 남은 아민기(-NH2)와 카르복실기(-COOH)가 남게 되는데, 이를 이용하여 염제거율을 올릴 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
한국 특허 공개 공보 2010-0073795
본 명세서는 수처리 모듈의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 모듈을 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는,
다공성 지지체 및 폴리아미드 활성층을 포함하는 수처리 분리막을 1 또는 2 이상 포함하는 수처리 모듈; 및
하기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 포함하는 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계를 포함하는 수처리 모듈의 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
상기 화학식 1 내지 4에 있어서,
n1 및 n2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이고,
m1 내지 m4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 1,000의 정수이고,
U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는, 전술한 수처리 모듈의 제조방법에 따라 제조된 수처리 모듈을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 완제품으로 만들어진 수처리 모듈과 비구아나이드를 포함하는 후처리 용액을 접촉시키는 후처리 단계를 포함하여 제조된 수처리 모듈은, 염제거율, 보론제거율 및/또는 생산수량이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈을 도시한 것이다.
도 3은 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따른 수처리 모듈을 도시한 것이다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈의 제조방법은, 다공성 지지체 및 폴리아미드 활성층을 포함하는 수처리 분리막을 1 또는 2 이상 포함하는 수처리 모듈; 및 하기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 포함하는 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00005
[화학식 2]
Figure pat00006
[화학식 3]
Figure pat00007
[화학식 4]
Figure pat00008
상기 화학식 1 내지 4에 있어서,
n1 및 n2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이고,
m1 내지 m4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 1,000의 정수이고,
U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
통상적으로 수처리 분리막 자체에 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 처리하면 염제거율과 보론제거율은 상승하지만 생산수량이 크게 감소하여, 완제품이 제 성능을 나타내기가 어려운 단점이 있다. 이에 따라, 본 발명자들은 수처리 분리막이 완제품으로 롤링되어 있는 제품에 처리를 하면 피드 스페이서(Feed Spacer), 트리콧(Tricot) 등의 장치가 있어서, 수처리 분리막 표면 모두에 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다.
제조된 수처리 분리막 또는 수처리 모듈은 반응하지 않고 남은 아민기(-NH2)와 카르복실기(-COOH)가 존재하게 되는데, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈은, 일정량 이상의 비구아나이드를 원수에 혼합하여 수처리 모듈에 흘려주면, 미반응 카르복실기와 비구아나이드의 아민기가 결합을 형성하게 된다. 이로 인해, 유량은 크게 감소하지 않으면서, 염제거율 및 보론제거율을 크게 향상된 수처리 모듈의 제조가 가능하다.
특히, 벤젠 고리를 가지는 비구아나이드의 경우에 벤젠 고리의 효과로 결합시 네트워크 세공(Network pore)이 형성되어, 유량 변화를 최소화 하면서 염제거율 및 보론제거율을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
수처리 분리막은 분리막 자체로 용도에 맞게 사용하는 것이 아닌 엘리먼트 형태(완제품 형태)로 제조하여 공정 상에 사용되고 있다. 시장 표준으로 사용되는 8 inch 엘리먼트는 산업용, 해담수용으로 사용이 되고 있으며, 가정용 엘리먼트의 경우에는 12, 20, 또는 30 inch로 용도에 맞게 사용되고 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 모듈의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 그 예에는 판형(Plate & Frame) 모듈, 관형(Tubular) 모듈, 중공사형(Hollow & Fiber) 모듈 또는 나권형(Spiral wound) 모듈 등이 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 모듈은 바람직하게는 나권형 모듈일 수 있다. 구체적으로, 코어 튜브(permeate tube)를 중심으로 나선형으로 말아서 수처리 모듈(엘리먼트)을 제조할 수 있다. 수처리 모듈 내부에는 원수 유입과 유량 확보를 위한 트리콧(Tricot)과 피드 스페이서(Feed Spacer)가 들어가며, 이를 수처리 분리막 사이사이에 구비하여 롤링을 진행하여 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는, 상기 수처리 모듈 내에 잔류하는 카르복실기와, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염의 아민기가 서로 반응하여 아미드 결합을 형성할 수 있다. 이에 따라, 기존의 폴리아미드 활성층 위에 층이 하나 더 생기게 되어 염제거율 및 보론제거율이 향상될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염의 함량은 상기 후처리 용액 전체를 기준으로 100ppm 내지 500ppm 일 수 있다. 상기 비구아나이드 화합물 또는 이의 염의 함량이 상기 범위인 경우, 잔류하는 카르복실기와 비구아나이드의 아민기의 결합이 원활하고, 미반응 비구아나이드 화합물 또는 이의 염의 함량이 최소화 되어 유량 감소를 막기도 한다. 100ppm 미만인 경우, 비구아나이드의 아민기 함량이 너무 적어서 후처리 효과를 얻을 수 없고, 500ppm 이상인 경우, 막의 오염 가능성이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 후처리 용액 중 전술한 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 제외한 나머지는 물일 수 있다. 구체적으로, 상기 후처리 용액은 증류수에 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 첨가하여 만든 용수일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는 상기 수처리 모듈에 상기 후처리 용액을 흘려주는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는, 상기 수처리 모듈에 원수 투입방향으로, 상기 후처리 용액을 흘려주는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는 상기 수처리 모듈에 상기 후처리 용액을 5분 내지 20분간 흘려주는 것일 수 있다. 바람직하게는 5분 내지 15분일 수 있고, 더 바람직하게는 8분 내지 12분일 수 있다. 상기 후처리 용액을 흘려주는 시간이 상기 범위 내인 경우, 잔류하는 카르복실기와 비구아나이드의 아민기의 결합이 원활하여 염제거율 및 보론제거율이 향상될 수 있다. 5분 미만인 경우, 접촉하는 시간이 짧아서, 미반응 카르복실기와 비구아나이드의 아민기의 결합이 충분히 이루어질 수 없고, 20분 초과하는 경우, 생산수량이 감소하는 문제가 있다. 가장 바람직하게는, 상기 수처리 모듈에 상기 후처리 용액을 10분 침지시킨 후, 초순수로 세척하는 것일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는 상기 수처리 모듈에 상기 후처리 용액을 압력 50psi 내지 80psi의 조건에서 흘려주는 것일 수 있다. 바람직하게는 60psi 내지 70psi의 조건에서 흘려주는 것일 수 있다. 상기 수처리 모듈과 상기 후처리 용액을 접촉시킬 때 압력이 상기 범위 내인 경우, 잔류하는 카르복실기와 비구아나이드의 아민기의 결합이 원활하여 염제거율 및 보론제거율이 향상될 수 있다. 압력이 50psi 미만인 경우, 후처리용액이 수처리 모듈을 통과하면서 분리막에 균일하게 접촉할 수 없고, 80psi 초과인 경우, 고압으로 인한 분리막의 내구성에 문제가 생길 수 있고, 생산수량이 감소할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 히드록시기; 알킬기; 시클로알킬기; 알케닐기; 알콕시기; 아민기; 아릴기; 및 N, O, S, Se 및 Si 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상의 치환기로 치환되었거나 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환기로 치환되거나, 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기의 예로는 플루오르, 염소, 브롬, 또는 요오드가 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 더 구체적으로는 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸; 에틸; 프로필; n-프로필; 이소프로필; 부틸; n-부틸; 이소부틸; tert-부틸; sec-부틸; 1-메틸부틸; 1-에틸부틸; 펜틸; n-펜틸; 이소펜틸; 네오펜틸; tert-펜틸; 헥실; n-헥실; 1-메틸펜틸; 2-메틸펜틸; 4-메틸-2-펜틸; 3,3-디메틸부틸; 2-에틸부틸; 헵틸; n-헵틸; 1-메틸헥실; 시클로펜틸메틸; 시클로헥실메틸; 옥틸; n-옥틸; tert-옥틸; 1-메틸헵틸; 2-에틸헥실; 2-프로필펜틸; n-노닐; 2,2-디메틸헵틸; 1-에틸프로필; 1,1-디메틸프로필; 이소헥실; 2-메틸펜틸; 4-메틸헥실; 또는 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 탄소수 3 내지 20인 것이 더 바람직하다. 구체적으로 시클로프로필; 시클로부틸; 시클로펜틸; 3-메틸시클로펜틸; 2,3-디메틸시클로펜틸; 시클로헥실; 3-메틸시클로헥실; 4-메틸시클로헥실; 2,3-디메틸시클로헥실; 3,4,5-트리메틸시클로헥실; 4-tert-부틸시클로헥실; 시클로헵틸; 또는 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 것이 바람직하고, 더 구체적으로는 탄소수 2 내지 20인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐; 1-프로페닐; 이소프로페닐; 1-부테닐; 2-부테닐; 3-부테닐; 1-펜테닐; 2-펜테닐; 3-펜테닐; 3-메틸-1-부테닐; 1,3-부타디에닐; 알릴; 1-페닐비닐-1-일; 2-페닐비닐-1-일; 2,2-디페닐비닐-1-일; 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일; 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일; 스틸베닐기; 또는 스티레닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 탄소수 1 내지 20인 것이 바람직하다. 더 구체적으로 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시; 에톡시; n-프로폭시; 이소프로폭시; n-부톡시; 이소부톡시; tert-부톡시; sec-부톡시; n-펜틸옥시; 네오펜틸옥시; 이소펜틸옥시; n-헥실옥시; 3,3-디메틸부틸옥시; 2-에틸부틸옥시; n-옥틸옥시; n-노닐옥시; n-데실옥시; 벤질옥시; 또는 p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기; 및 헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기; 디메틸아민기; 에틸아민기; 디에틸아민기; 페닐아민기; 나프틸아민기; 바이페닐아민기; 안트라세닐아민기; 9-메틸안트라세닐아민기; 디페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; 디톨릴아민기; N-페닐톨릴아민기; 트리페닐아민기; N-페닐바이페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-바이페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-바이페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; 또는 N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하며, 탄소수 6 내지 20인 것이 더 바람직하다. 상기 아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 상기 아릴기가 단환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기; 바이페닐기; 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 아릴기가 다환식 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기; 안트라세닐기; 페난트릴기; 트리페닐기; 파이레닐기; 페날레닐기; 페릴레닐기; 크라이세닐기; 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 N, O, S, Se 및 Si 원자 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 탄소수 2 내지 20인 것이 더 바람직하고, 상기 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기; 퓨라닐기; 피롤기; 이미다졸릴기; 티아졸릴기; 옥사졸릴기; 옥사디아졸릴기; 피리딜기; 바이피리딜기; 피리미딜기; 트리아지닐기; 트리아졸릴기; 아크리딜기; 피리다지닐기; 피라지닐기; 퀴놀리닐기; 퀴나졸리닐기; 퀴녹살리닐기; 프탈라지닐기; 피리도 피리미딜기; 피리도 피라지닐기; 피라지노 피라지닐기; 이소퀴놀리닐기; 인돌릴기; 카바졸릴기; 벤즈옥사졸릴기; 벤즈이미다졸릴기; 벤조티아졸릴기; 벤조카바졸릴기; 벤조티오펜기; 디벤조티오펜기; 벤조퓨라닐기; 페난쓰롤리닐기(phenanthroline); 이소옥사졸릴기; 티아디아졸릴기; 페노티아지닐기; 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것, 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 또는 치환 또는 비치환된 나프탈렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기 또는 아민기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기; 할로겐기 또는 아민기로 치환 또는 비치환된 비페닐렌기; 할로겐기 또는 아민기로 치환 또는 비치환된 터페닐렌기; 또는 할로겐기 또는 아민기로 치환 또는 비치환된 나프탈렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐기 또는 아민기로 치환 또는 비치환된 페닐렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 U1 및 U2는 페닐렌기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 n1 및 n2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 n1 및 n2는 6의 정수일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1 내지 m4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 m1 내지 m4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 6 내지 20의 정수일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물은 염의 형태일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물은 약염기성을 띠고 있기 때문에, 약산성의 산(acid)과 함께 염의 형태를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물의 염은 염산염, 황산염, 질산염, 및 인산염 중에서 선택된 1 이상의 염의 형태를 가질 수 있으나, 약산성의 산을 포함한 것이라면 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 염산염이 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 산의 몰 수는, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물의 반복 단위 수인 m1 내지 m4에 따라 정해질 수 있다. 일 예로, 상기 산의 몰 수는, 상기 m1 내지 m4와 같거나 상이하고, 바람직하게는 동일할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체로는, 부직포 상에 고분자 재료의 코팅층이 형성된 것을 사용할 수 있다. 상기 고분자 재료로는, 예를 들면, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리메틸클로라이드, 또는 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 고분자 재료로서 폴리설폰을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 활성층은 아민 화합물을 포함하는 수용액과 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액의 계면중합을 통하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리아미드 활성층은 다공성 지지체 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 단계; 및 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액층 상에 아실 할라이드 화합물과 유기용매를 포함하는 유기용액을 접촉시켜 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 통하여 형성될 수 있다.
상기 아민 화합물을 포함하는 수용액층과 상기 유기용액의 접촉시, 상기 다공성 지지체의 표면에 코팅된 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면 중합에 의해 폴리아미드를 생성하고, 미세 다공성 지지체에 흡착되어 박막이 형성된다. 상기 접촉 방법에 있어서, 침지, 스프레이 또는 코팅 등의 방법을 통해 폴리아미드 활성층을 형성할 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 지지체 위에 수용액층을 형성할 수 있는 방법이라면 제한하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 다공성 지지체 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 방법은 분무, 도포, 침지, 적하 등을 들 수 있다.
이때, 상기 수용액층은 필요에 따라 과잉의 아민 화합물을 포함하는 수용액을 제거하는 단계를 추가적으로 거칠 수 있다. 상기 다공성 지지체 상에 형성된 수용액층은 지지체 상에 존재하는 수용액이 지나치게 많은 경우에는 불균일하게 분포될 수 있는데, 수용액이 불균일하게 분포되는 경우에는 이후의 계면 중합에 의해 불균일한 폴리아미드 활성층이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 지지체 상에 수용액층을 형성한 후에 과잉의 수용액을 제거하는 것이 바람직하다. 상기 과잉의 수용액 제거는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면, 스펀지, 에어나이프, 질소 가스 블로잉, 자연건조, 또는 압축 롤 등을 이용하여 행할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 다공성 지지체를 준비하고, 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계, 즉 아민계 화합물을 포함하는 수용액을 지지체 상에 도포하기 이전에, TEACSA(triethylammonium camphorsulfonate)와 같은 첨가제를 더 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액에서 상기 아민 화합물은 수처리 분리막 제조에 사용되는 아민 화합물이라면 그 종류를 제한하지 않으나, 구체적인 예를 든다면, m-페닐렌디아민(mPD), p-페닐렌디아민, 1,2,4-벤젠트리아민, 4-클로로-1,3-페닐렌디아민, 2-클로로-1,4-페닐렌디아민, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 아실 할라이드 화합물은, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 2 내지 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물로서, 트리메조일클로라이드(TMC), 이소프탈로일클로라이드, 테레프탈로일클로라이드, 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 아민 화합물의 함량은 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액에 대하여 0.1중량% 이상 15중량% 이하일 수 있고, 바람직하게는 0.1중량% 이상 10중량% 이하일 수 있다. 상기 아민 화합물의 함량이 0.1중량% 미만인 경우, 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액과의 반응이 원활하게 이루어지지 않을 수 있고, 15중량% 초과인 경우, 아민 화합물이 수용액에 안정적으로 용해되기 어려울 수 있다
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액에 대하여 0.1중량% 이상 0.5중량% 이하일 수 있다. 상기 아실 할라이드 화합물의 함량이 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액에 대하여 0.1중량% 이상인 경우에는 최종 제조된 분리막의 염제거율 및 투과유량이 감소되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있고, 0.5중량% 이하인 경우에는 최종 제조된 분리막의 염제거율이 감소되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수용액은 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 계면활성제는 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양쪽성 계면활성제 중에서 선택될 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(SLS), 알킬 에테르 설페이트류, 알킬 설페이트류, 올레핀 술포네이트류, 알킬 에테르 카르복실레이트류, 술포석시네이트류, 방향족 술포네이트류, 옥틸페놀 에톡실레이트류, 에톡시화 노닐페놀류, 알킬 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 폴리(프로필렌 옥사이드)의 공중합체, 옥틸 글루코시드 또는 데실 말토시드 등의 알킬 폴리글루코시드류, 세틸 알코올 또는 올레일 알코올, 코카미드 MEA, 코카미드 DEA, 알킬 히드록시에틸 디메틸 암모늄 클로라이드, 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드 또는 클로라이드, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드 또는 클로라이드 등의 지방산 알코올류, 및 알킬 베타인류를 포함한다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 계면활성제는 SLS, 옥틸페놀 에톡실레이트류 또는 에톡시화 노닐페놀류일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 계면활성제의 함량은 상기 수용액에 대하여 0.005중량% 이상 0.5중량% 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기용매로는 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류와 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 알칸과 같은 물과 섞이지 않는 소수성 액체, 예를 들면, 탄소수가 5 내지 12인 알칸과 그 혼합물인 IsoPar(Exxon), IsoPar G(Exxon), ISOL-C(SK Chem), ISOL-G(Exxon)등이 사용될 수 있으나, 이로써 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 분리막의 두께는 100㎛ 이상 250㎛ 이하일 수 있고, 상기 수처리 분리막의 두께가 100㎛ 이상인 경우에는 분리막의 투과유량 및 염제거율이 감소되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있고, 250㎛ 이하인 경우에는 분리막의 염제거율이 감소되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체의 두께는 60㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 조절될 수 있다. 또한, 상기 다공성 지지체의 기공 크기는 1㎚ 이상 500㎚ 이하인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 분리막은 정밀 여과막(Micro Filtration), 한외 여과막(Ultra Filtration), 나노 여과막(Nano Filtration) 또는 역삼투막(Reverse Osmosis) 등으로 이용될 수 있으며, 구체적으로 역삼투막으로 이용될 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는, 전술한 수처리 모듈의 제조방법에 따라 제조된 수처리 모듈을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 모듈은 32,000ppm NaCl수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 염제거율이 99.89% 이상일 수 있다. 바람직하게는 염제거율이 99.9% 이상일 수 있다. 더 바람직하게는 염제거율이 99.93% 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 모듈은 5ppm 보론 수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 보론제거율이 93.5% 이상일 수 있다. 바람직하게는 보론제거율이 93.8% 이상일 수 있다. 더 바람직하게는 보론제거율이 94% 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 모듈의 투과유량(flux)은 5,500GPD(Gallon per Day) 이상 6,900GPD 이하, 바람직하게는 5,800GPD 이상 6,900GPD 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수처리 모듈의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 그 예에는 판형(Plate & Frame) 모듈, 관형(Tubular) 모듈, 중공사형(Hollow & Fiber) 모듈 또는 나권형(Spiral wound) 모듈 등이 포함된다.
또한, 상기 수처리 모듈은 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 포함하는 한, 그 외의 기타 구성 및 제조 방법 등은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 공지된 일반적인 수단을 제한 없이 채용할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1은 부직포(100), 다공성 지지체(200) 및 폴리아미드 활성층(300)이 순차적으로 구비된 수처리 분리막을 도시한 것으로서, 폴리아미드 활성층(300)으로 염수(400)가 유입되어, 정제수(500)가 부직포(100)를 통하여 배출되고, 농축수(600)는 폴리아미드 활성층(300)을 통과하지 못하고 외부로 배출된다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈(10)을 도시한 것이다. 구체적으로 원수(1)를 수처리 모듈(10)로 흘려주면, 수처리 모듈(10) 내에 1 또는 2 이상의 수처리 분리막이 포함된 층에 의하여 분리된 정제수(2)가 코어 튜브(Core tube)(20)를 통해 배출되고, 농축수(concentrate)(3)는 수처리 분리막을 통과하지 못하고 외부로 배출된다. 코어 튜브는 미세 다공성 튜브(permeate tube)일 수 있고, 수처리 모듈(10) 내에 코어 튜브(20)가 위치한 외의 공간에는 수처리 분리막과 염수 통로층이 1 또는 2 이상 포함될 수 있다.
또한, 원수(1)에 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 포함하여 수처리 모듈(10)로 흘려주면, 수처리 모듈(10) 내에 존재하는 1 또는 2 이상의 수처리 분리막에 잔존하는 카르복실기와 비구아나이드의 아민기가 서로 반응하여 아미드 결합을 형성할 수 있다. 이로써, 직접 수처리 분리막에 별도의 층을 형성하지 않더라도, 분리막의 염제거율 및 보론제거율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈은 염제거율 및 투과유량이 우수하며, 화학적 안정성이 우수하여 가정용·산업용 정수 장치, 하수 처리 장치, 해담수 처리 장치 등과 같은 수처리 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 >
< 실시예 1>
수처리 모듈의 원수 투입부에 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수를 10분간 70psi 조건에서 흘려주어 수처리 모듈 내에 존재하는 잔류 카르복실기가 충분히 비구아나이드의 아민기와 반응할 수 있도록 유도하였다.
비구아나이드 후처리 후 10분간 증류수를 50psi에서 15GPM(Gallon per minute)로 린스해준 다음 염제거율, 보론제거율, 생산수량(투과유량)을 측정하였다.
상기 수처리 모듈은 ㈜ 엘지화학 SW 제품을 이용하였다.
< 실시예 2>
실시예 1에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수 대신, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 300ppm을 포함하는 원수를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염제거율, 보론제거율, 생산수량을 측정하였다.
< 실시예 3>
실시예 1에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수 대신, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 500ppm을 포함하는 원수를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염제거율, 보론제거율, 생산수량을 측정하였다.
< 실시예 4>
실시예 1에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수 대신, 하기 구조식 B로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염제거율, 보론제거율, 생산수량을 측정하였다.
< 실시예 5>
실시예 1에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수 대신, 하기 구조식 B로 표시되는 비구아나이드 300ppm을 포함하는 원수를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염제거율, 보론제거율, 생산수량을 측정하였다.
< 실시예 6>
실시예 1에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수 대신, 하기 구조식 B로 표시되는 비구아나이드 500ppm을 포함하는 원수를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 염제거율, 보론제거율, 생산수량을 측정하였다.
< 비교예 1>
실시예 1에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 원수로 수처리 모듈을 처리하는 과정 없이, 32,000ppm NaCl수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 염제거율을 측정하였고, 5ppm 보론 수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 보론제거율을 측정하였고, 투과유량을 계산하였다.
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 의하여 제조된 수처리 모듈에 대하여, 32,000ppm NaCl수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 염제거율을 측정하였고, 5ppm 보론 수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 보론제거율을 측정하였고, 투과유량(GPD, gallon per day)을 계산한 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
투과유량의 측정
60분 동안 80psi 조건에서 32,000ppm NaCl 용액을 흘려주어 코어 튜브(Core tube)로 나오는 생산수를 1분간 받아 유량을 측정하였다.
투과유량(GPD)= 투과유량(GFD) × 수처리 모듈의 분리막 활성층의 표면적(ft2)
염 제거율의 측정
염 제거율(Salt rejection)은 전기전도도계(conductivity meter)로 측정하였으며, 하기 식(1)에 의하여 결정하였다. 이는 염 농도에 대한 전기전도도 값이 비선형적으로(non-linear) 나타나며, 특히 낮은 염 배제율에서는 그 편차가 크지 않기 때문이다.
[식(1)]
Figure pat00009
Figure pat00010
: 막을 통과한 생산수의 농도
Figure pat00011
: 막을 통과하기 전 원수의 농도
보론제거율의 측정
ICP-OES 장비를 이용하여 원수와 생산수에 들어있는 B(Boron) 원소의 함량을 측정하여 제거율을 측정하였다.
구분 비구아나이드 화합물 종류 비구아나이드 화합물 농도
(ppm)		 염제거율
(%)		 투과유량
(GPD)		 보론제거율
(%)
실시예 1 구조식 A 100 99.89 6,525 93.5
실시예 2 구조식 A 300 99.90 6,347 93.6
실시예 3 구조식 A 500 99.93 5,818 94.0
실시예 4 구조식 B 100 99.91 6,500 93.8
실시예 5 구조식 B 300 99.91 6,498 93.9
실시예 6 구조식 B 500 99.94 6,326 95.0
비교예 1 - - 99.88 6,910 92.9
< 비교예 2>
DMF(N,N-디메틸포름아미드)에 18wt%의 폴리설폰 고형분을 넣고 80℃에서 12시간 이상 녹여 균일한 액상을 얻었다. 이 용액을 폴리에스테르 재질의 95㎛ 내지 100㎛ 두께의 부직포 위에 150㎛ 두께로 캐스팅하였다. 그런 다음, 캐스팅된 부직포를 물에 넣어 다공성 폴리설폰 지지체를 제조하였다. 이 때, 지지체의 폭은 400㎚로 제조하였다.
그 후, 전체 수용액에 대하여 5wt%의 메타페닐렌디아민(mPD)을 포함하는 수용액을 상기 다공성 폴리설폰 지지체 상에 도포하여 수용액층을 형성하였다. 나아가, 도포시 발생한 여분의 수용액을 에어 나이프를 이용하여 제거하였다.
상기 수용액층 상에 전체 유기용액에 대하여 0.3중량%의 트리메조일클로라이드(TMC) 및 유기용매(IsoPar G)를 포함하는 유기용액을 도포하였다. 그리고, 95℃에서 액상 성분이 모두 증발할 때까지 건조한 후, 초순수 증류수(DIW)로 세척하여 수처리 분리막을 제조하였다. 이 때, 분리막의 폭은 380㎚로 제조하였다.
하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액을 10분간 70psi 조건에서 도포하여 수처리 분리막에 존재하는 잔류 카르복실기가 충분히 비구아나이드의 아민기와 반응할 수 있도록 유도하였다.
< 비교예 3>
비교예 2에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액 대신, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 300ppm을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 비교예 4>
비교예 2에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액 대신, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 500ppm을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 비교예 5>
비교예 2에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액 대신, 하기 구조식 B로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 비교예 6>
비교예 2에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액 대신, 하기 구조식 B로 표시되는 비구아나이드 300ppm을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 비교예 7>
비교예 2에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액 대신, 하기 구조식 B로 표시되는 비구아나이드 500ppm을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고는, 비교예 2와 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 비교예 8>
비교예 2에서, 하기 구조식 A로 표시되는 비구아나이드 100ppm을 포함하는 수용액으로 수처리 분리막을 처리하는 과정을 제외하고 수처리 분리막을 제조하였다.
[구조식 A]
Figure pat00012
[구조식 B]
Figure pat00013
상기 비교예 2 내지 8에 의하여 제조된 수처리 분리막에 대하여, 32,000ppm NaCl수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 염제거율을 측정하였고, 5ppm 보론 수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 보론제거율을 측정하였고, 투과유량(GFD, gallon/ft2·day)을 계산한 결과를 하기 표 2에 기재하였다.
구분 비구아나이드 화합물 종류 비구아나이드 화합물 농도
(ppm)		 염제거율
(%)		 투과유량
(GFD)		 보론제거율
(%)
비교예 2 구조식 A 100 99.92 9.54 95.6
비교예 3 구조식 A 300 99.94 8.74 96.0
비교예 4 구조식 A 500 99.94 7.61 96.1
비교예 5 구조식 B 100 99.89 10.41 93.1
비교예 6 구조식 B 300 99.91 10.23 93.4
비교예 7 구조식 B 500 99.92 9.14 94.4
비교예 8 - - 99.85 14.4 91.5
상기 표 2에서 투과유량의 단위인 GFD는 하기 식(2)와 같이 정의된다.
[식(2)]
Figure pat00014
상기 표 1의 결과에 따르면, 실시예 1 내지 6의 수처리 모듈은, 완제품 수처리 모듈에 비구아나이드를 포함하는 원수를 흘려주어 처리하지 않은 비교예 1보다 염제거율 및 보론제거율이 향상됨을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 1 내지 6에 따라, 완제품 수처리 모듈에 비구아나이드를 포함하는 원수를 흘려주어 후처리 하는 경우, 수처리 모듈 내 잔존하는 카르복실기가 비구아나이드의 아민기와 반응하여 아미드 결합을 형성함으로써, 유량은 크게 하락하지 않으면서 염제거율 또는 보론제거율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
실시예 1 내지 3과 비교예 2 내지 4를 비교하면, 수처리 분리막 자체에 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 처리한 비교예 2 내지 4의 수처리 분리막은 염제거율과 보론제거율은 상승하지만 생산수량이 크게 감소하여, 완제품이 제 성능을 나타내기가 어려운 단점이 있다. 특히, 비교예 2 내지 4의 수처리 분리막의 투과유량(GFD)과 실시예 1 내지 3의 투과유량(GPD)을 비교하면, 수처리 모듈에 비구아나이드를 포함하는 원수를 흘려주어 후처리 한 실시예 1 내지 3의 수처리 모듈은 우수한 투과유량을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 4 내지 6과 비교예 5 내지 7을 비교하면, 수처리 분리막 자체에 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 처리한 비교예 5 내지 7의 수처리 분리막에 비하여, 수처리 모듈에 비구아나이드를 포함하는 원수를 흘려주어 후처리 한 실시예 4 내지 6의 수처리 모듈은 염제거율, 보론제거율, 및 투과유량이 전부 우수한 것을 확인할 수 있다.
이는, 수처리 모듈(완제품)로 롤링되어 있는 제품에 처리를 하면 피드 스페이서(Feed Spacer), 트리콧(Tricot) 등의 장치가 있어서, 비구아나이드가 수처리 분리막 표면 모두에 영향을 미치지 않기 때문이다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.
1: 원수
2: 정제수
3: 농축수
10: 수처리 모듈
20: 코어 튜브
100: 부직포
200: 다공성 지지층
300: 폴리아미드 활성층
400: 염수
500: 정제수
600: 농축수

Claims (11)

  1. 다공성 지지체 및 폴리아미드 활성층을 포함하는 수처리 분리막을 1 또는 2 이상 포함하는 수처리 모듈; 및
    하기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염을 포함하는 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계를 포함하는 수처리 모듈의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure pat00015

    [화학식 2]
    Figure pat00016

    [화학식 3]
    Figure pat00017

    [화학식 4]
    Figure pat00018

    상기 화학식 1 내지 4에 있어서,
    n1 및 n2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이고,
    m1 내지 m4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 1,000의 정수이고,
    U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴렌기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는, 상기 수처리 모듈 내에 잔류하는 카르복실기와, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염의 아민기가 서로 반응하여 아미드결합을 형성하는 것인 수처리 모듈의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물 또는 이의 염의 함량은 상기 후처리 용액 전체를 기준으로 100ppm 내지 500ppm인 것인 수처리 모듈의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 내지 4 중 선택되는 하나로 표시되는 비구아나이드 화합물의 염은, 염산염, 황산염, 질산염 및 인산염 중에서 선택된 1 이상의 염인 것인 수처리 모듈의 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는 상기 수처리 모듈에 상기 후처리 용액을 5분 내지 20분간 흘려주는 것인 수처리 모듈의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 후처리 용액과 상기 수처리 모듈을 접촉시키는 단계는 상기 수처리 모듈에 상기 후처리 용액을 압력 50psi 내지 80psi의 조건에서 흘려주는 것인 수처리 모듈의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 U1 및 U2는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐렌기인 것인 수처리 모듈의 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 n1 및 n2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 1 내지 6인 것인 수처리 모듈의 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따라 제조된 수처리 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 32,000ppm NaCl수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 염제거율이 99.89% 이상인 것인 수처리 모듈.
  11. 청구항 9에 있어서, 5ppm 보론 수용액, 압력 800psi, 온도 25℃ 조건에서 보론제거율이 93.5% 이상인 것인 수처리 모듈.
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