KR20200042437A - Method and apparatus for inspection of polymeric membrane aging in water treatment process - Google Patents

Method and apparatus for inspection of polymeric membrane aging in water treatment process Download PDF

Info

Publication number
KR20200042437A
KR20200042437A KR1020190127961A KR20190127961A KR20200042437A KR 20200042437 A KR20200042437 A KR 20200042437A KR 1020190127961 A KR1020190127961 A KR 1020190127961A KR 20190127961 A KR20190127961 A KR 20190127961A KR 20200042437 A KR20200042437 A KR 20200042437A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aging
removal rate
salt
cleaning
permeability
Prior art date
Application number
KR1020190127961A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102218025B1 (en
Inventor
강석태
박대선
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Publication of KR20200042437A publication Critical patent/KR20200042437A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102218025B1 publication Critical patent/KR102218025B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/08Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
    • G01N2015/086Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials of films, membranes or pellicules

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for diagnosing deterioration of a polymeric membrane for a water treatment process, to estimate structural deterioration of a polyamide layer of the polymeric membrane without disassembly of the polymeric membrane and additional analysis equipment, and a system thereof. According to the present invention, the method comprises the following steps of: performing chemical washing for the polymeric membrane; calculating a deterioration index from penetration performance measured in a membrane process after the chemical washing; and determining a replacement period of the polymeric membrane based on the deterioration index. The penetration performance includes at least one from a water penetration degree, a salt removal rate, and a salt penetration degree. The deterioration index includes at least one from variances in the water penetration degree, the salt removal rate, and the salt penetration degree. The replacement period is determined whether a critical condition set to the deterioration index is satisfied or not.

Description

수처리용 고분자 분리막의 노후화 진단 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR INSPECTION OF POLYMERIC MEMBRANE AGING IN WATER TREATMENT PROCESS}METHOD AND APPARATUS FOR INSPECTION OF POLYMERIC MEMBRANE AGING IN WATER TREATMENT PROCESS}

본 발명은 수처리용 고분자 분리막의 노후화 진단 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing aging of a polymer separation membrane for water treatment.

최근에는 고품질의 먹는 물 생산 및 전세계적인 물 부족 현상을 극복하기 위하여 역삼투막과 같은 폴리아마이드(Polyamide)계 고분자 분리막을 이용한 수처리 공정이 각광을 받고 있다.Recently, a water treatment process using a polyamide-based polymer separation membrane such as a reverse osmosis membrane has been spotlighted to overcome high-quality drinking water production and worldwide water shortage.

고분자 분리막 표면에 존재하는 폴라아마이드(Polyamide) 층은 m-페닐렌디아민(m-Phenylenediamine)과 트리메조일클로라이드(Trimesoyl chloride)의 계면중합 반응을 통해 조밀한 구조로 형성되며, 50nm에서 200nm의 두께로 존재한다.The polyamide layer present on the surface of the polymer separation membrane is formed in a dense structure through an interfacial polymerization reaction of m-Phenylenediamine and Trimesoyl chloride, and has a thickness of 50nm to 200nm Exists as.

고분자 분리막의 수처리 공정에서 폴리아마이드(Polyamide)층이 이온 제거를 담당하고, 구조체 특징에 따라 200Da 이상의 유기 물질을 분리하며, 98% 이상의 염배제율을 보인다.In the water treatment process of the polymer membrane, the polyamide layer is responsible for the removal of ions, and the organic material of 200Da or more is separated according to the structure characteristics, and the salt rejection rate is 98% or more.

차아염소산과 같은 산화성 물질은 고분자 분리막의 생물학적 막오염을 저감시키기 위하여 수처리 공정의 전처리 과정에서 자주 사용된다. 이 과정에서 잔류된 산화성 물질은 낮은 농도(0.1 mg/L)에서도 폴리아마이드(Polyamide) 구조 내 아마이드 중합체(amide polymer)를 쉽게 붕괴시켜 고분자 분리막의 염 분리 성능을 감소시킬 수 있다.Oxidizing substances such as hypochlorous acid are frequently used in the pretreatment process of the water treatment process to reduce the biological membrane contamination of the polymer membrane. The oxidizing material remaining in this process can easily degrade the amide polymer in the polyamide structure even at a low concentration (0.1 mg / L), thereby reducing the salt separation performance of the polymer separator.

이외에도, 막오염 물질을 제거하기 위하여 일정기간에 따라 수행되는 화학 세정 과정에서, 화학약품에 포함된 강산, 강염기 및 기타 산화제 등도 고분자 분리막 표면의 아마이드 중합체(amide polymer)를 손상시킬 수 있다.In addition, in the chemical cleaning process performed according to a certain period of time to remove the membrane contaminants, strong acids, strong bases, and other oxidizing agents contained in the chemicals may also damage the amide polymer on the surface of the polymer separator.

고분자 분리막의 노후화 진행 속도는 고분자 분리막의 수처리 공정 운영 방식과 유입수 수질에 따라 달라진다. 그러므로 수처리 공정별로 고분자 분리막의 사용기한을 정확하게 예측하는 것은 어렵다. The rate of progress of the aging of the polymer membrane depends on the operating method of the water treatment process of the polymer membrane and the quality of the influent water. Therefore, it is difficult to accurately predict the expiration date of the polymer separation membrane for each water treatment process.

종래에 고분자 분리막의 노후화도를 직접 확인하는 방법은 엑스선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy) 등과 같은 고도의 장비로 표면을 분석하는 것이다. 이와 같은 방식으로 고분자 분리막의 노후화를 분석하기 위해서는 수처리 공정에 사용중인 고분자 분리막을 해체시켜야 한다. 따라서, 공정 자체를 중단해야하므로, 심각한 운영적 피해가 발생한다.Conventionally, a method of directly confirming the aging degree of a polymer separator is to analyze a surface with high-level equipment such as X-ray photoelectron spectroscopy. In order to analyze the aging of the polymer membrane in this way, the polymer membrane used in the water treatment process must be dismantled. Therefore, since the process itself must be stopped, serious operational damage occurs.

또한, 종래에는 고분자 분리막의 교체 주기를 고분자 분리막 공정의 운영 인자인 염제거율과 화학 세정에 의한 수투과도 회복률을 모니터링하여 선정한다. 하지만, 고분자 분리막 표면의 노후화도는 직접적으로 측정할 수 있는 방법이 없다.In addition, conventionally, the replacement cycle of the polymer membrane is selected by monitoring the salt removal rate, which is an operating factor of the polymer membrane process, and the water permeability recovery rate by chemical cleaning. However, there is no method to directly measure the aging of the surface of the polymer membrane.

또한, 고분자 분리막의 수처리 공정 운영시 고분자 분리막의 노후화 예측 지표가 선정되어 있지 않아 노후화된 고분자 분리막은 전적으로 제조사 판단에 의지하여 교체되었다.In addition, when the water treatment process of the polymer separator was operated, the indicator for predicting the aging of the polymer separator was not selected, so the aged polymer separator was entirely replaced by manufacturer's judgment.

그러나, 고분자 분리막의 노후화에 의한 고분자 분리막의 적기 교체는 고분자 분리막의 수처리 공정의 원활한 운영과 비용 절감을 위하여 필수적이다. 그러므로, 고분자 분리막의 노후화도를 진단할 수 있는 기술이 필요하다.However, timely replacement of the polymer membrane due to the aging of the polymer membrane is essential for smooth operation and cost reduction of the water treatment process of the polymer membrane. Therefore, there is a need for a technique capable of diagnosing the aging degree of the polymer separator.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수처리 분리막 공정의 장기운전시 화학세정제 노출에 따른 수투과도(permeate flux) 및 염투과도(salt flux) 변화로 고분자 분리막의 노후화도를 진단하는 방법 및 그 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method and a system for diagnosing the aging degree of a polymer separation membrane by changing the permeate flux and salt flux according to exposure to a chemical cleaning agent during long-term operation of the water treatment separation membrane process. will be.

본 발명의 하나의 특징에 따르면, 노후화 진단 방법은 고분자 분리막에 대한 화학 세정을 수행하는 단계, 상기 화학 세정 이후에 분리막 공정에서 측정된 투과 성능으로부터 노후화 지표를 계산하는 단계, 그리고 상기 노후화 지표를 기초로, 상기 고분자 분리막의 교체 시기를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 노후화 지표는, 수투과도의 변화량, 염제거율의 변화량 및 염투과도 변화량 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 교체 시기는, 상기 노후화 지표에 대해 설정된 임계 조건을 충족하는지 여부에 의해 결정된다.According to one feature of the present invention, the aging diagnosis method comprises performing chemical cleaning on a polymer membrane, calculating an aging index from permeation performance measured in a membrane process after the chemical cleaning, and based on the aging index. Furnace, comprising the step of determining the replacement time of the polymer separation membrane, the aging index, at least one of the amount of change in water permeability, the amount of change in salt removal rate and the amount of change in salt permeability, the replacement time, the aging index It is determined by whether or not the threshold condition set for is satisfied.

상기 화학 세정은, 산 세정 및 염기 세정을 포함하고, 상기 노후화 지표는, 상기 산 세정 이후에 진행된 분리막 공정에서 측정된 투과 성능과 상기 염기 세정 이후에 진행된 분리막 공정에서 측정된 투과성능으로부터 산출될 수 있다.The chemical cleaning includes acid cleaning and base cleaning, and the aging index can be calculated from the permeation performance measured in the separation membrane process performed after the acid cleaning and the permeation performance measured in the separation membrane process performed after the base cleaning. have.

상기 화학 세정을 수행하는 단계는, 염기 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제1 수투과도, 제1 염제거율 및 제1 염투과도를 측정하는 단계, 그리고 산 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제2 수투과도, 제2 염제거율 및 제2 염투과도를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 노후화 지표는, 상기 제1 수투과도와 상기 제2 수투과도의 변화량, 상기 제1 염제거율과 상기 제2 염제거율의 변화량, 그리고 상기 제1 염투과도와 상기 제2 염투과도의 변화량을 포함할 수 있다.The step of performing the chemical cleaning is performed by performing a membrane process after base cleaning, measuring a first water permeability, a first salt removal rate and a first salt permeability of the polymer separator, and a membrane process after acid cleaning. And measuring the second water permeability, the second salt removal rate, and the second salt permeability of the polymer separation membrane, wherein the aging index is the amount of change in the first water permeability and the second water permeability, the second 1, the amount of change in the salt removal rate and the second salt removal rate, and may include a change in the first salt permeability and the second salt permeability.

상기 염기 세정은, 상기 산 세정보다 먼저 수행될 수 있다.The base washing may be performed before the acid washing.

상기 화학 세정을 수행하는 단계는, 제1 산 세정을 수행하는 단계, 상기 제1 산 세정 이후의 염기 세정을 수행하는 단계, 상기 염기 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제1 수투과도, 제1 염제거율 및 제1 염투과도를 측정하는 단계, 상기 분리막 공정 이후 제2 산 세정을 수행하는 단계, 그리고 상기 제2 산 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제2 수투과도, 제2 염제거율 및 제2 염투과도를 측정하는 단계를 포함하고, 상기 노후화 지표는, 상기 제1 수투과도와 상기 제2 수투과도의 변화량, 상기 제1 염제거율과 상기 제2 염제거율의 변화량, 그리고 상기 제1 염투과도와 상기 제2 염투과도의 변화량을 포함할 수 있다.The step of performing the chemical cleaning may include performing a first acid cleaning, performing a base cleaning after the first acid cleaning, and performing a separation membrane process after the base cleaning, and the first number of the polymer separation membrane. Measuring the permeability, the first salt removal rate and the first salt permeability, performing a second acid cleaning after the separation membrane process, and performing a separation membrane process after the second acid washing, and the second number of the polymer separation membrane And measuring the permeability, the second salt removal rate, and the second salt permeability, wherein the aging index is the amount of change in the first water permeability and the second water permeability, the first salt removal rate and the second salt removal rate. It may include a change amount, and a change amount of the first salt permeability and the second salt permeability.

상기 노후화 지표는, 보론제거율 변화량을 추가로 포함하고, 상기 보론제거율 변화량은, 염기 세정후의 보론 제거율과 산 세정후의 보론 제거율 간의 변화량일 수 있다.The aging index may further include a boron removal rate change amount, and the boron removal rate change amount may be a change amount between the boron removal rate after base cleaning and the boron removal rate after acid washing.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 수처리 공정 시스템은 고분자 분리막 모듈이 구비된 막 여과조, 상기 막 여과조에 제1 배관을 통해 연결된 산 세정액 저장조, 상기 막 여과조에 제2 배관을 통해 연결된 염기 세정액 저장조, 상기 막 여과조에 제3 배관을 통해 연결된 원수 저장조, 상기 막 여과조에 연결되어 상기 고분자 분리막 모듈에 의해 처리된 여과수를 배출하는 제4 배관에 설치된 유량계 및 압력계, 상기 고분자 분리막 모듈의 투과 전후 이온 전도도값을 측정하는 전도도미터, 그리고 상기 유량계로부터 측정된 여과수의 유량 데이터, 상기 압력계로부터 측정된 여과수의 압력 데이터 및 상기 이온 전도도값을 기초로, 상기 여과수의 수투과도 및 염제거율을 계산하고, 상기 수투과도 및 상기 염제거율을 이용하여 노후화 지표를 계산하여 상기 고분자 분리막 모듈의 교체 시기를 결정하는 노후화 진단 장치를 포함한다.According to another aspect of the invention, the water treatment process system is a membrane filtration tank equipped with a polymer separation membrane module, an acid cleaning liquid storage tank connected to the membrane filtration tank through a first pipe, a base cleaning liquid storage tank connected to the membrane filtration tank through a second pipe, the Raw water storage tank connected to a membrane filtration tank through a third pipe, flowmeter and pressure gauge installed in a fourth pipe connected to the membrane filtration tank to discharge filtered water processed by the polymer membrane module, and ion conductivity values before and after permeation of the polymer membrane module Based on the measured conductivity meter and the flow rate data of the filtered water measured from the flow meter, the pressure data of the filtered water measured from the pressure gauge, and the ion conductivity value, the water permeability and salt removal rate of the filtered water are calculated, and the water permeability and The aging index is calculated using the salt removal rate, and the mound is And a deterioration diagnostic device for determining a replacement time of a separation membrane module.

상기 노후화 진단 장치는, 염기 세정 이후 계산된 수투과도와 산 세정 이후 계산된 수투과도 간의 변화량, 그리고 상기 염기 세정 이후 계산된 염제거율과 산 세정 이후 계산된 염제거율 간의 변화량을 노후화 지표로 계산하고, 기 수투과도 간의 변화량 및 상기 염제거율 간의 변화량이 임계 조건을 충족하면, 상기 고분자 분리막 모듈의 교체를 결정할 수 있다.The aging diagnostic apparatus calculates the amount of change between the water permeability calculated after base cleaning and the water permeability calculated after acid cleaning, and the amount of change between the salt removal rate calculated after base cleaning and the salt removal rate calculated after acid cleaning as an aging index, When the change amount between the base water permeability and the change amount between the salt removal rate satisfies the critical condition, replacement of the polymer separation membrane module may be determined.

상기 노후화 진단 장치는, 상기 제1 배관에 설치된 제1 밸브, 상기 제2 배관에 설치된 제2 밸브, 상기 제3 배관에 설치된 제3 밸브와 각각 연결되고, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브의 개방 및 폐쇄를 선택적으로 제어하여 적어도 한 번의 염기 세정 및 적어도 한 번의 산 세정을 실시한 후, 상기 노후화 지표를 계산할 수 있다.The aging diagnostic device is connected to the first valve installed in the first pipe, the second valve installed in the second pipe, and the third valve installed in the third pipe, respectively, the first valve, the second valve, and The aging index may be calculated after at least one base washing and at least one acid washing by selectively controlling the opening and closing of the third valve.

상기 노후화 진단 장치는, 상기 제1 밸브만 개방하고 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브는 폐쇄시켜 산 세정을 실시하고, 상기 제2 밸브만 개방하고 상기 제1 밸브 및 상기 제3 밸브는 페쇄시켜 염기 세정을 실시하며, 상기 제3 밸브만 개방되고 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 폐쇄시켜 분리막 공정을 실시하고, 상기 산 세정, 상기 염기 세정 그리고 상기 산 세정을 순차적으로 실시하며, 상기 염기 세정 이후에 실시된 분리막 공정에서 측정된 데이터와 상기 염기 세정 이후에 실시된 상기 산 세정 이후의 분리막 공정에서 측정된 데이터를 기초로, 상기 노후화 지표를 계산할 수 있다.The aging diagnostic device opens only the first valve and closes the second valve and the third valve to perform acid cleaning, opens only the second valve, and closes the first valve and the third valve. Base cleaning is performed, only the third valve is opened, the first valve and the second valve are closed to perform a membrane process, the acid cleaning, the base cleaning and the acid cleaning are sequentially performed, and the base The aging index may be calculated based on data measured in a membrane process performed after washing and data measured in a membrane process after acid washing performed after the base washing.

상기 노후화 진단 장치는, 상기 유량계로부터 수신된 여과수의 유량 데이터와 상기 압력계로부터 수신된 여과수의 막간 차압으로부터 수투과도를 계산하고, 기 전도도미터에서 수신된 전도도값을 기초로 염제거율을 계산하며, 상기 염제거율 및 상기 유량 데이터를 기초로 염투과도를 계산할 수 있다.The aging diagnostic device calculates a water permeability from the flow rate data of the filtered water received from the flow meter and the inter-membrane pressure difference of the filtered water received from the pressure gauge, and calculates a salt removal rate based on the conductivity value received from the basic conductivity meter. The salt permeability can be calculated based on the salt removal rate and the flow rate data.

상기 수처리 공정 시스템은, 상기 막 여과조 내의 분리막 공정 전과 이후의 보론 농도를 측정하는 보론 농도 측정부를 더 포함하고, 상기 노후화 진단 장치는, 상기 염기 세정 이후 및 상기 산 세정 이후에 각각 보론 농도 측정부로부터 수신된 보론 농도를 기초로 계산된 보론 제거율을 상기 노후화 지표로 추가할 수 있다.The water treatment process system further includes a boron concentration measuring unit that measures boron concentrations before and after the separation membrane process in the membrane filtration tank, and the aging diagnostic device is from the boron concentration measuring unit after the base washing and after the acid washing, respectively. The boron removal rate calculated based on the received boron concentration may be added as the aging index.

본 발명의 실시예에 따르면, 수투과도와 염투과도를 측정 및 정량화하여 실제 현장에서 운영되고 있는 고분자 분리막(예: 폴리아마이드계)의 노후화 정도를 진단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, water permeability and salt permeability can be measured and quantified to diagnose the degree of aging of a polymer separation membrane (eg, polyamide-based) that is actually operated in the field.

또한, 일정 기간에 따라 수행되는 화학 세정시 고분자 분리막의 노후화를 평가할 수 있는 방식으로, 고분자 분리막의 해체와 추가적인 고도의 분석 장비없이 고분자 분리막의 폴리아마이드층의 구조적 노후화를 평가할 수 있다.In addition, it is possible to evaluate the structural aging of the polyamide layer of the polymer separator without dismantling the polymer separator and additional advanced analysis equipment in a manner that can evaluate the aging of the polymer separator during chemical cleaning performed according to a certain period of time.

또한, 화학 세정시 투과성능 변화 정도를 측정하기 때문에 추가 분석시간이 최소로 필요하며 고분자 분리막을 해체하지 않아도 되므로, 경제적이고 효율적이다. In addition, since the degree of change in permeation performance during chemical cleaning is measured, additional analysis time is minimal and it is not necessary to dismantle the polymer separation membrane, so it is economical and efficient.

또한, 고분자 분리막 공정에서 수시로 측정되는 염제거율과 수투과도를 이용하므로, 추가적인 분석장치 설치와 소요부지가 필요없다. In addition, since the salt removal rate and water permeability, which are frequently measured in the polymer separation membrane process, are used, there is no need to install an additional analysis device and a required site.

또한, 화학 세정시 산 세정을 한 번 더 수행하여 염기 세정에 의한 고분자 분리막의 염제거율 감소 현상이 줄어든다.In addition, acid cleaning is performed once more during chemical cleaning to reduce the reduction of salt removal rate of the polymer membrane by base cleaning.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수처리 공정 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 고분자 분리막의 노후화 진단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산 세정과 염기 세정에 따른 수투과도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산 세정과 염기 세정에 따른 염제거율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고분자 분리막의 노후화 정도를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view showing a water treatment process system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing a method for diagnosing aging of a polymer separation membrane for water treatment according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing changes in water permeability according to acid washing and base washing according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the change in the salt removal rate according to the acid washing and the base washing according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph exemplarily showing the degree of aging of the polymer separator according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 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 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

본원에서 "제1", "제2" 등의 용어는 다양한 특징, 부재, 구성요소를 설명하기 위해 사용되는데, 이러한 특징, 부재, 구성요소가 상기 용어에 의해 한정되어서는 아니된다. 다시 말해, 상기 용어는 하나의 특징 등을 다른 특징 등으로부터 구별짓기 위한 목적으로 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 아니하는 범주 내에서는 제 1 구성요소가 제 2 구성요소로도 지칭될 수 있을 것이며, 마찬가지로 제 2 구성요소 또한 제1 구성요소로 지칭될 수 있다.The terms "first", "second", and the like are used herein to describe various features, members, and components, and such features, elements, and components should not be limited by the terms. In other words, the term is used for the purpose of distinguishing one feature or the like from another feature or the like. For example, within the scope of the scope of the present invention, the first component may also be referred to as the second component, and likewise the second component may also be referred to as the first component.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as “… unit”, “… group”, and “… module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. You can.

이제, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 고분자 분리막의 노후화 진단 방법 및 그 시스템에 대하여 설명한다.Now, with reference to the drawings, a method and system for diagnosing aging of a polymer separation membrane for water treatment according to an embodiment of the present invention will be described.

본 명세서에서, 분리막(Membrane)은 두가지 이상의 다성분 혼합물로부터 특정 성분을 선택적으로 통과시킴으로써 혼합물을 분리시킬 수 있는 다공질의 물리적 경계(barrier)를 말한다.In the present specification, a membrane refers to a porous physical barrier capable of separating a mixture by selectively passing a specific component from two or more multi-component mixtures.

분리막은 무수히 많은 미세구멍, 즉 막세공(membrane pore)을 가진다. 분리막 여과 기술은 분리막의 세공크기와 표면 전하에 따라 수중에 존재하는 처리대상물질을 분리 및 제거할 수 있는 분리막 공정이다. 분리막 공정에서 가장 중요한 것은, 분리막을 통해 얻어지는 생산수의 양과 질이다.The separator has a myriad of micro-pores, namely membrane pores. The separation membrane filtration technology is a separation membrane process capable of separating and removing a target material present in water according to the pore size and surface charge of the separation membrane. The most important thing in the membrane process is the quantity and quality of the water produced through the membrane.

그런데, 분리막 공정은 사용에 따라 막오염(Fouling)이 발생할 수 있다. 막 오염이란 유입수 중에 존재하는 여러가지 이물질들이 막의 표면에 침착되거나 흡착되어 막의 수투과도를 감소시키는 현상이다. 막오염이 발생되면 여과 중에 분리막 표면이 오염물질 축적물에 의해 덮히거나, 막세공이 줄어들거나 막혀 원수의 투과유속과 성능이 저하된다. 따라서, 분리막 여과 중에 주기적으로 분리막을 세정하여 분리막의 성능을 회복시켜 주어야 한다. 화학 세정은 막오염 물질에 의한 분리막 성능저하(수투과도 감소)를 회복시키기 위하여 일정 기간에 따라 반복적으로 수행된다.However, the membrane process may cause fouling depending on use. Membrane contamination is a phenomenon in which various foreign substances present in the influent are deposited or adsorbed on the surface of the membrane to reduce the water permeability of the membrane. When membrane contamination occurs, the surface of the separation membrane is covered with contaminant deposits during filtration, membrane pores are reduced or blocked, and the permeate flow rate and performance of raw water are deteriorated. Therefore, it is necessary to periodically clean the membrane during membrane filtration to restore the performance of the membrane. Chemical cleaning is repeatedly performed over a period of time in order to recover the membrane performance degradation (reduced water permeability) caused by membrane contaminants.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수처리 공정 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a schematic view showing a water treatment process system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 수처리 공정 시스템은 막 여과조(100), 산 세정액 저장조(200), 염기 세정액 조장조(300), 원수 저장조(400), 유량계(500), 압력계(600), 전도도 미터(Conductivity Meter)(700), 보론 농도 측정부(800) 및 노후화 진단 장치(900)를 포함한다.Referring to Figure 1, the water treatment process system membrane filtration tank 100, acid cleaning liquid storage tank 200, base cleaning liquid growth tank 300, raw water storage tank 400, flow meter 500, pressure gauge 600, conductivity meter ( Conductivity Meter) (700), boron concentration measurement unit (800) and aging diagnostic device (900).

막 여과조(100)는 내부에 분리막 모듈(M)을 구비한다. 막 여과조(100) 내에서 세정 작용 및 막여과 작용이 일어난다. 분리막 모듈(M)은 역삼투압 작용에 의해 원수를 담수화하고 담수화된 여과수, 그리고 담수화되고 남은 처리수를 배출한다.The membrane filtration tank 100 includes a separation membrane module M therein. A cleaning action and a membrane filtration action occur in the membrane filtration bath 100. The separation membrane module M desalinates the raw water by the reverse osmosis action and discharges the desalination filtered water and the remaining treated water.

분리막 모듈(M)은 표면이 폴리아마이드(Polyamide)층으로 이루어진다. 한 실시예에 따르면, 미세 다공성 지지체를 m-페닐렌디아민(m-Phenylene Diamine, 이하, mPD) 수용액에 침지시켜 mPD층을 형성하고, 이를 다시 트리메조일클로라이드(TriMesoyl Chloride, 이하, TMC) 유기용액에 침지 혹은 코팅시켜 mPD층을 TMC와 접촉시켜 계면 중합 반응에 의해 조밀한 구조의 폴리아마이드(Polyamide)층을 형성할 수 있다. 이때, 폴리아마이드층은 50nm에서 200nm의 두께일 수 있다.The separation membrane module (M) is made of a polyamide layer. According to one embodiment, the microporous support is immersed in an aqueous solution of m-phenylenediamine (m-Phenylene Diamine, hereinafter, mPD) to form an mPD layer, and this is again trimesoyl chloride (TMC) organic The mPD layer may be contacted with TMC by immersion or coating in a solution to form a polyamide layer having a dense structure by an interfacial polymerization reaction. At this time, the polyamide layer may be 50 nm to 200 nm thick.

폴리아마이드층이 역삼투막 분리 공정에서 실제 이온제거를 담당하며, 구조체 특징에 따라 200Da 이상의 유기물질을 분리하고 98%이상의 염배제율을 보일 수 있다.The polyamide layer is responsible for the actual removal of ions in the reverse osmosis membrane separation process, and can separate more than 200 Da organic materials according to the structure characteristics and show a salt rejection rate of 98% or more.

산 세정액 저장조(200)는 pH2 ~ pH4의 화학 약품인 산 세정액을 저장한다. 산 세정액은 산화제 기능을 하며, 질산(HNO3), 인산(H2PO4), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 시트르산, 구연산, 및 옥살산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.The acid cleaning solution storage tank 200 stores an acid cleaning solution, which is a chemical of pH 2 to pH 4. The acid cleaning solution functions as an oxidizing agent, and may be one or more selected from the group consisting of nitric acid (HNO3), phosphoric acid (H2PO4), hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (H2SO4), citric acid, citric acid, and oxalic acid, but is not limited thereto.

산 세정액 저장조(200)는 제1 배관(L1)을 통해 막 여과조(100)로 산 세정액을 공급한다. 제1 배관(L1)에는 제1 밸브(v1)가 설치되어 있다. 제1 밸브(v1)는 노후화 진단 장치(900)와 연결된다. 제1 밸브(v1)가 개방되면, 산 세정액이 막 여과조(100)로 투입되어 분리막 모듈(M)의 표면에서 화학 반응을 일으켜 세정 작용이 이루어진다.The acid cleaning liquid storage tank 200 supplies the acid cleaning liquid to the membrane filtration tank 100 through the first pipe L1. A first valve v1 is installed in the first pipe L1. The first valve v1 is connected to the aging diagnostic device 900. When the first valve v1 is opened, the acid cleaning solution is introduced into the membrane filtration tank 100 to cause a chemical reaction on the surface of the separation membrane module M to perform a cleaning action.

염기 세정액 저장조(300)는 pH10 ~ pH12의 화학 약품인 염기 세정액을 저장한다. 염기 세정액은 환원제 기능을 하며, 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA), 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH), 수산화암모늄(NH4OH), 및 탄산나트륨(Na2CO3)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.The base cleaning liquid storage tank 300 stores a base cleaning liquid, which is a chemical of pH 10 to pH 12. The base cleaning solution functions as a reducing agent, and may be one or more selected from the group consisting of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), ammonium hydroxide (NH4OH), and sodium carbonate (Na2CO3). It is not limited.

염기 세정액 저장조(300)는 제2 배관(L2)을 통해 막 여과조(100)로 염기 세정액을 공급한다. 제2 배관(L2)에는 제2 밸브(v2)가 설치되어 있다. 제2 밸브(v2)는 노후화 진단 장치(900)와 연결된다. 제2 밸브(v2)가 개방되면, 염기 세정액이 막 여과조(100)로 투입되어 분리막 모듈(M)의 표면에서 화학 반응을 일으켜 세정 작용이 이루어진다. The base cleaning liquid storage tank 300 supplies the base cleaning liquid to the membrane filtration tank 100 through the second pipe L2. A second valve v2 is installed in the second pipe L2. The second valve v2 is connected to the aging diagnostic device 900. When the second valve v2 is opened, a base cleaning solution is introduced into the membrane filtration tank 100 to cause a chemical reaction on the surface of the separation membrane module M to perform a cleaning action.

원수 저장조(400)는 막 여과 대상인 원수를 저장한다. 원수 저장조(400)는 제3 배관(L3)을 통해 막 여과조(100)로 원수를 공급한다. 제3 배관(L3)에는 제3 밸브(v3)가 설치되어 있다. 제3 밸브(v3)는 노후화 진단 장치(900)와 연결된다. 제3 밸브(v3)가 개방되면, 원수 저장조(400)는 막 여과조(100)로 원수가 투입되어 분리막 모듈(M)에서 막 여과 작용이 일어난다.The raw water storage tank 400 stores raw water that is a membrane filtration target. The raw water storage tank 400 supplies raw water to the membrane filtration tank 100 through the third pipe L3. A third valve v3 is installed in the third pipe L3. The third valve v3 is connected to the aging diagnostic device 900. When the third valve (v3) is opened, the raw water storage tank 400 is fed with raw water into the membrane filtration tank 100, and a membrane filtration action occurs in the separation membrane module M.

막 여과조(100)는 제4 배관(L4)을 통해 막 여과 작용에 의해 처리된 여과수를 배출한다. 이때, 제4 배관(L4)에는 유량계(500) 및 압력계(600)가 설치된다. The membrane filtration tank 100 discharges the filtered water processed by the membrane filtration through the fourth pipe L4. At this time, a flowmeter 500 and a pressure gauge 600 are installed in the fourth pipe L4.

또한, 막 여과조(100)는 제5 배관(L5)을 통해 원수에서 여과수를 제외한 처리수를 외부로 배출한다.In addition, the membrane filtration tank 100 discharges treated water excluding filtered water from raw water to the outside through the fifth pipe L5.

유량계(500)는 제4 배관(L4)을 통해 배출되는 여과수의 유량을 측정하고, 이를 노후화 진단 장치(900)로 출력한다. 예를들어, 유량계(500)는 특정 시간 동안 분리막 모듈(M)에서 투과되는 여과수의 양을 측정할 수 있다.The flow meter 500 measures the flow rate of the filtered water discharged through the fourth pipe L4 and outputs it to the aging diagnosis apparatus 900. For example, the flowmeter 500 may measure the amount of filtered water permeated in the membrane module M for a specific time.

압력계(600)는 여과수의 압력을 측정하고, 이를 노후화 진단 장치(900)로 출력한다.The pressure gauge 600 measures the pressure of the filtered water and outputs it to the aging diagnosis apparatus 900.

전도도 미터(700)는 분리막 모듈(M)의 투과 전후 이온전도도값을 측정하고, 이를 노후화 진단 장치(900)로 출력한다.The conductivity meter 700 measures the ion conductivity values before and after transmission of the membrane module M and outputs it to the aging diagnosis apparatus 900.

보론 농도 측정부(800)는 분리막 모듈(M)의 투과 전후 보론 농도를 측정하고, 이를 노후화 진단 장치(900)로 출력한다. 예를들어, 보론 농도 측정부(800)는 방출 분광광도계(ICP emission spectrophotometer)일 수 있다.The boron concentration measurement unit 800 measures the boron concentration before and after transmission of the separation membrane module M and outputs it to the aging diagnosis apparatus 900. For example, the boron concentration measurement unit 800 may be an emission spectrophotometer (ICP emission spectrophotometer).

노후화 진단 장치(900)는 컴퓨터 장치로서, 세정 공정 및 수처리 공정(분리막 공정)을 제어하고 노후화 지표에 따라 고분자 분리막의 교체 시기를 결정한다.The aging diagnosis apparatus 900 is a computer device, and controls a cleaning process and a water treatment process (separation membrane process) and determines the replacement time of the polymer separation membrane according to the aging index.

노후화 진단 장치(900)는 제1 밸브(v1), 제2 밸브(v2), 제3 밸브(v3)를 선택적으로 개방(open) 및 폐쇄(close)하여 세정 공정과 수처리 공정을 진행한다.The aging diagnosis apparatus 900 selectively opens and closes the first valve v1, the second valve v2, and the third valve v3 to perform a cleaning process and a water treatment process.

노후화 진단 장치(900)는 제1 밸브(v1) 및 제2 밸브(v2)를 순차적으로 개방 및 폐쇄하는 동작으로 산 세정액 및 염기 세정액을 순차적으로 공급하여 산 세정 및 염기 세정을 순차적으로 진행할 수 있다.The aging diagnostic device 900 may sequentially open and close the first valve v1 and the second valve v2 to sequentially supply the acid cleaning solution and the base cleaning solution to sequentially perform acid cleaning and base cleaning. .

이때, 산 세정을 먼저하고 염기 세정을 하고, 다시 산 세정을 할 수 있다. 그러나 이러한 순서는 바뀔 수 있다. At this time, acid washing may be performed first, followed by base washing, and acid washing may be performed again. However, this order can be changed.

염기 세정은 오염된 고분자 분리막의 최외면에 생성된 오염을 제거할 수 없어 후속된 산 세정에 의한 세정 효과만 거둘 수 있다. 반면에, 산 세정을 먼저하면 오염된 고분자 분리막의 최외면에 형성된 오염이 제거된 상태에서 염기 세정이 작용하여 고분자 분리막의 표면 또는 내부에 생성된 오염을 제거할 수 있으므로, 산 세정 및 염기 세정의 순차 적용에 따른 상승적 효과를 기대할 수 있다. Since the base cleaning cannot remove the contamination generated on the outermost surface of the contaminated polymer membrane, only the cleaning effect by subsequent acid cleaning can be achieved. On the other hand, if the acid cleaning is performed first, the base cleaning acts while the contamination formed on the outermost surface of the contaminated polymer separation membrane is removed, thereby removing the contamination generated on or inside the polymer separation membrane. The synergistic effect of sequential application can be expected.

따라서, 노후화 진단 장치(900)는 산 세정 및 염기 세정을 연속하여 수행한 후 측정된 1차 투과 성능과, 이어서 산 세정을 한 번 더 수행한 후 측정된 2차 투과 성능을 비교하여 고분자 분리막(M)의 노후화를 진단할 수 있다. 즉, 오염 물질이 제거된 고분자 분리막 모듈(M)에 최종 수행된 세정 이후, 산 세정 또는 염기 세정을 한 번 더 수행하여 변화되는 수투과도와 염제거율로 고분자 분리막의 노후화를 진단할 수 있다.Accordingly, the aging diagnosis apparatus 900 compares the polymer permeation membrane by comparing the primary permeation performance measured after successively performing acid washing and base washing, and then the secondary permeation performance measured after performing acid washing once more. M) aging can be diagnosed. That is, after the final washing performed on the polymer membrane module M from which the contaminants have been removed, the aging of the polymer membrane can be diagnosed by changing the water permeability and salt removal rate by performing acid washing or base washing once more.

노후화 진단 장치(900)는 추가 장치 없이도 화학 세정에 따른 염제거율 및 수투과도 변화를 추적하여 고분자 분리막의 노후화도를 평가할 수 있다.The aging diagnosis apparatus 900 can evaluate the degree of aging of the polymer separator by tracking the change in salt removal rate and water permeability due to chemical cleaning without an additional device.

한 실시예에 따르면, 노후화 진단 장치(900)는 투과 성능으로 고분자 분리막의 여과 공정의 안정화 이후 고분자 분리막의 염제거율(salt rejection)과 수투과도(permeate flux)을 측정할 수 있다.According to one embodiment, the aging diagnosis apparatus 900 may measure salt rejection and permeate flux of the polymer separator after stabilization of the filtration process of the polymer separator with permeation performance.

다른 실시예에 따르면, 노후화 진단 장치(900)는 투과 성능으로 보론 제거율(boron rejection)과 염투과도(salt permeability coefficient)를 측정할 수 있다. 수중에서 약 pH8.0 정도일 때, 보론은 전하를 띄지않고 존재한다. 전하를 가지는 분리막은 보론의 제거율이 다른 전하를 띄는 물질보다 낮다. 따라서, 보론 제거율은 분리막의 기공 크기(pore size)의 구조 변화와 같은 분리막의 구조적 노후화 변화와 관련이 있다.According to another embodiment, the aging diagnosis apparatus 900 may measure boron rejection and salt permeability coefficient as permeation performance. When at about pH 8.0 in water, boron exists without charge. The separation membrane having a charge has a lower boron removal rate than a material having a different charge. Therefore, the boron removal rate is related to the change in the structural aging of the separator, such as the change in the pore size of the separator.

노후화 진단 장치(900)는 유량계(500), 압력계(600), 전도도미터(700) 및 보론 농도 측정부(800)를 통해 각각 입력받은 측정 데이터를 기초로 분리막 모듈(M)의 투과성능을 측정한다. 투과성능은 수투과도(permeate flux), 염제거율(salt rejection), 보론 제거율(boron rejection) 및 염투과도(salt permeability coefficient)를 포함한다.The aging diagnosis apparatus 900 measures the permeation performance of the membrane module M based on the measurement data received through the flowmeter 500, pressure gauge 600, conductivity meter 700, and boron concentration measurement unit 800, respectively. do. Permeability includes permeate flux, salt rejection, boron rejection and salt permeability coefficient.

노후화 진단 장치(900)는 유량계(500)에서 전송된 유량 데이터을 기초로 투과 유량을 계산한다. 노후화 진단 장치(900)는 압력계(600)에서 전송된 압력 데이터를 기초로 막간 차압을 계산한다. 그리고 막간 차압과 투과 유량으로부터 수투과도(permeate flux)를 계산한다. 예를들어, 수투과도는 1.0bar의 압력에서 1분당 투과되는 양으로 계산될 수 있다. 수투과도의 계산 공식은 공지된 기술을 사용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.The aging diagnostic apparatus 900 calculates the permeate flow rate based on the flow rate data transmitted from the flow meter 500. The aging diagnosis apparatus 900 calculates the inter-membrane pressure based on the pressure data transmitted from the pressure gauge 600. Then, the permeate flux is calculated from the inter-membrane differential pressure and permeation flow rate. For example, the water permeability can be calculated as the amount permeated per minute at a pressure of 1.0 bar. Since the water permeability calculation formula can use a known technique, a detailed description is omitted.

노후화 진단 장치(900)는 전도도미터(700)에서 전송된 전도도값을 기초로 염제거율(salt rejection)을 계산한다. 이때, 전도도미터(700)는 투과 전후 염 농도를 측정하여 이를 노후화 진단 장치(900)로 전송할 수 있다. The aging diagnosis apparatus 900 calculates a salt rejection based on the conductivity value transmitted from the conductivity meter 700. At this time, the conductivity meter 700 may measure the salt concentration before and after permeation and transmit it to the aging diagnosis apparatus 900.

염제거율은 여과수의 이온전도도값(TDS)을 측정하여 그 제거성능을 나타낸 값으로, 예를들어, 다음과 같은 수식을 사용할 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.The salt removal rate is a value indicating the removal performance by measuring the ion conductivity value (TDS) of the filtered water. For example, the following formula can be used, but is not limited thereto.

Figure pat00001
Figure pat00001

노후화 진단 장치(900)는 보론 농도 측정부(800)에서 전송된 측정값을 기초로, 보론 제거율을 계산한다. 보론 제거율은 다음과 같은 수식을 사용하여 계산될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.The aging diagnosis apparatus 900 calculates the boron removal rate based on the measured value transmitted from the boron concentration measurement unit 800. The boron removal rate may be calculated using the following formula, but is not limited thereto.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, 원액은 보론이 포함된 원수를 의미한다.Here, the undiluted solution means the raw water containing boron.

노후화 진단 장치(900)는 앞서 계산한 염제거율과 유량계(500)에서 전송된 유량 데이터를 기초로, 염투과도(salt permeability coefficient)를 계산한다.The aging diagnosis apparatus 900 calculates a salt permeability coefficient based on the salt removal rate calculated previously and the flow rate data transmitted from the flowmeter 500.

노후화 진단 장치(900)는 수투과도, 염제거율, 보론 제거율 및 염투과도를 기초로, 분리막 모듈(M)의 노후화 지표를 산출하고 이를 이용하여 분리막 모듈(M)의 교체 시기를 결정한다.The aging diagnosis apparatus 900 calculates the aging index of the membrane module M based on the water permeability, salt removal rate, boron removal rate, and salt permeability, and uses this to determine the replacement timing of the membrane module M.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수처리용 고분자 분리막의 노후화 진단 방법을 나타낸 순서도이다.2 is a flow chart showing a method for diagnosing aging of a polymer separation membrane for water treatment according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 무기물과 유기물의 복합적인 막오염 물질을 제거하기 위하여 산 세정과 염기 세정이 단계적으로 시행된다. 화학 세정은 막오염 물질에 의한 분리막 성능 저하(수투과도 감소)를 회복시키기 위하여 일정 기간에 따라 반복적으로 수행될 수 있다. Referring to FIG. 2, in order to remove a complex membrane contaminant of an inorganic substance and an organic substance, acid washing and base washing are carried out step by step. Chemical cleaning may be repeatedly performed over a period of time in order to recover the membrane performance degradation (reduced water permeability) caused by the membrane contaminant.

제1 밸브(v1), 제2 밸브(v2), 제3 밸브(v3)는 모두 폐쇄된 상태에 있다. 먼저, 노후화 진단 장치(900)는 산 세정을 실시한다(S101). 이때, 노후화 진단 장치(100)는 제1 밸브(v1)만 개방시킨다. 그러면, 제1 배관(L1)을 통해 산 세정액 저장조(200)로부터 막 여과조(100)로 산 세정액이 공급되어 분리막 모듈(M)에 산 세정 작용이 발생한다.The first valve v1, the second valve v2, and the third valve v3 are all closed. First, the aging diagnosis apparatus 900 performs acid washing (S101). At this time, the aging diagnostic apparatus 100 opens only the first valve v1. Then, the acid cleaning solution is supplied from the acid cleaning solution storage tank 200 to the membrane filtration tank 100 through the first pipe L1 to generate the acid cleaning action on the separation membrane module M.

이어서, 노후화 진단 장치(900)는 염기 세정을 실시한다(S103). 이때, 노후화 진단 장치(100)는 제1 밸브(v1)를 폐쇄시키고 제2 밸브(v2)만 개방시킨다. 그러면, 제2 배관(L2)을 통해 염기 세정액 저장조(300)로부터 막 여과조(100)로 염기 세정액이 공급되어 분리막 모듈(M)에 염기 세정 작용이 발생한다.Subsequently, the aging diagnosis apparatus 900 performs base cleaning (S103). At this time, the aging diagnosis apparatus 100 closes the first valve v1 and opens only the second valve v2. Then, the base cleaning solution is supplied from the base cleaning solution storage tank 300 to the membrane filtration tank 100 through the second pipe L2 to generate the base cleaning action on the separation membrane module M.

그 다음, 노후화 진단 장치(900)는 분리막 공정을 실시(S105)하여 1차 투과성능을 측정한다(S107).Next, the aging diagnosis apparatus 900 performs a separation membrane process (S105) to measure the primary permeation performance (S107).

노후화 진단 장치(900)는 제2 밸브(v2)를 폐쇄시키고 제3 밸브(v3)만 개방시킨다. 그러면, 제3 배관(L3)을 통해 원수 저장조(400)로부터 막 여과조(100)로 막 여과 대상인 원수가 공급되어 분리막 모듈(M)에서 역삼투압과 같은 막 여과 작용이 발생한다. 이처럼, 막 여과 작용이 발생하는 상태에서, 노후화 진단 장치(900)는 유량계(500) 및 압력계(600)에서 전송된 각각의 측정 데이터를 기초로, 수투과도 및 염제거율을 측정한다(S107).The aging diagnostic device 900 closes the second valve v2 and opens only the third valve v3. Then, the raw water, which is the membrane filtration target, is supplied from the raw water storage tank 400 to the membrane filtration tank 100 through the third pipe L3 to generate a membrane filtration action such as reverse osmosis in the separation membrane module M. As such, in the state in which the membrane filtration action occurs, the aging diagnosis apparatus 900 measures water permeability and salt removal rate based on the respective measurement data transmitted from the flowmeter 500 and the pressure gauge 600 (S107).

그 다음, 노후화 진단 장치(900)는 제3 밸브(v3)를 페쇄시키고 제1 밸브(v1)만 개방시킨다. 그러면, S101 단계에서 설명한 산 세정이 수행된다(S109).Then, the aging diagnostic device 900 closes the third valve v3 and opens only the first valve v1. Then, the acid washing described in step S101 is performed (S109).

노후화 진단 장치(900)는 제1 밸브(v1)를 폐쇄시키고 제3 밸브(v3)만 개방시켜 분리막 공정을 실시한다(S111). 이처럼, 막 여과 작용이 발생하는 상태에서 노후화 진단 장치(900)는 유량계(500) 및 압력계(600)에서 전송된 각각의 측정 데이터를 기초로, 수투과도 및 염제거율을 측정한다(S113).The aging diagnosis apparatus 900 closes the first valve v1 and opens only the third valve v3 to perform a separation membrane process (S111). As described above, in the state in which the membrane filtration action occurs, the aging diagnosis apparatus 900 measures water permeability and salt removal rate based on the respective measurement data transmitted from the flowmeter 500 and the pressure gauge 600 (S113).

노후화 진단 장치(900)는 S107 단계에서 측정된 수투과도 및 염제거율과, S113 단계에서 측정된 수투과도 및 염제거율을 이용하여 노후화 지표를 산출한다(S115). 본 발명의 실시예에서, 노후화 지표는 다음 표 1과 같이 정의할 수 있다.The aging diagnosis apparatus 900 calculates the aging index using the water permeability and salt removal rate measured in step S107 and the water permeability and salt removal rate measured in step S113 (S115). In an embodiment of the present invention, the aging index may be defined as in Table 1 below.

노후화 지표Aging indicators 산술식Arithmetic 수투과도 변화량(α)Change in water permeability (α)

Figure pat00003
Figure pat00003
염제거율 변화량(β)Salt removal rate change (β)
Figure pat00004
Figure pat00004
염투과도 변화량(γ)Salt permeability change (γ)
Figure pat00005
Figure pat00005

표 1에서, Ja는 산 세정후 수투과도이다. Jb는 염기 세정후 수투과도이다. Ra는 산 세정후 염제거율이다. Rb는 염기 세정후 염제거율이다.In Table 1, J a is the water permeability after acid washing. J b is water permeability after base washing. R a is the salt removal rate after acid washing. R b is the salt removal rate after base washing.

또한,

Figure pat00006
는 염투과도 계수(Salt permeability coefficient)로서, 고분자 분리막에 염이 투과되는 정도를 계수로 나타낸 값이다.In addition,
Figure pat00006
Is a salt permeability coefficient, which is a value indicating the degree of salt permeation through the polymer membrane.

또한, 노후화 지표에는 보론제거율 변화량을 추가로 포함할 수 있다. 수식에는 나타내지 않았으나, 보론제거율 변화량은 표 1의 염제거율 변화량과 유사한 산술식으로 계산될 수 있다. 즉, 산 세정 이후에 측정된 보론제거율과 염기 세정 이후에 측정된 보론제거율 간의 비율로 계산될 수 있다.In addition, the aging index may further include a boron removal rate change amount. Although not shown in the formula, the amount of change in boron removal rate can be calculated by an arithmetic formula similar to the amount of salt removal rate change in Table 1. That is, it can be calculated as a ratio between the boron removal rate measured after acid cleaning and the boron removal rate measured after base cleaning.

노후화 진단 장치(900)는 표 1에서 정의한 수투과도 변화량(α), 염제거율 변화량(β), 염투과도 변화량(γ)이 기 정의된 임계 조건을 충족하는 시점에 분리막 모듈(M)의 교체를 결정할 수 있다(S117).The aging diagnosis apparatus 900 replaces the membrane module M at a time when the water permeability change (α), salt removal rate change (β), and salt permeability change (γ) defined in Table 1 satisfies a predefined threshold condition. It can be determined (S117).

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, the following examples are intended to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The contents not described here will be sufficiently technically inferred by those skilled in the art, and thus the description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 산 세정과 염기 세정에 따른 수투과도의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산 세정과 염기 세정에 따른 염제거율의 변화를 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the change in water permeability according to the acid cleaning and base cleaning according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a graph showing the change of the salt removal rate according to the acid cleaning and base cleaning according to an embodiment of the present invention to be.

먼저, 도 3을 참조하면,산 세정후의 수투과도, 이어서 염기 세정 후의 수투과도, 이어서 산 세정후의 수투과도를 나타내고, 도 4를 참조하면, 산 세정후의 염제거율, 이어서 염기 세정 후의 염제거율, 이어서 산 세정후의 염제거율을 나타낸다.First, referring to FIG. 3, the water permeability after acid washing, followed by the water permeability after base washing, and then the water permeability after acid washing, and referring to FIG. 4, the salt removal ratio after acid washing, followed by salt removal after base washing, It shows the salt removal rate after acid washing.

단계적으로 산 세정과 염기 세정을 시행하였을때 고분자 분리막에 형성된 대부분 오염물질은 제거된다. 이에 따라 막오염에 의한 막 저항(fouling resistance)과 농도 분극(concentration polarization) 현상의 감소로 수투과도와 염제거율이 증가한다. When the acid washing and the base washing are performed step by step, most of the contaminants formed on the polymer membrane are removed. Accordingly, water permeability and salt removal rate increase due to a decrease in membrane resistance due to membrane fouling and concentration polarization.

도 3 및 도 4를 참고하면, 산 세정이 수행된 후, 염기 세정을 다시 한번 더 수행(산 세정 → 염기 세정)하면, 염기 조건에서 고분자 분리막 표면의 작용기가 음전하를 띄는 현상(negatively charged)이 발생한다. 따라서, 50nm ~ 200nm로 존재하는 조밀한 고분자층이 팽창(swelling)하므로, 수투과도는 Jb값으로 증가하고 염제거율은 Rb값으로 증가한다.Referring to FIGS. 3 and 4, after acid washing is performed, when base washing is performed once more (acid washing → base washing), a phenomenon in which the functional groups on the surface of the polymer separator exhibit negative charge under the basic conditions (negatively charged) Occurs. Therefore, since the dense polymer layer present at 50 nm to 200 nm swells, the water permeability increases to the value of J b and the salt removal rate increases to the value of R b .

도 3 및 도 4를 참고하면, 염기 세정이 수행된 후, 산 세정을 다시 한번 더 수행(염기 세정 → 산 세정)하면, 산성 조건에서 고분자 분리막 표면의 작용기가 전하를 띄지 않는 현상(charge neutralization)이 발생하여, 50nm에서 200nm로 존재하고 있는 조밀한 고분자층이 수축(shrinking)한다. 따라서, 산 세정시 수투과도는 Jb-Ja만큼 감소한다. 그리고 염제거율은 Ra-Rb 만큼 증가한다. Referring to FIGS. 3 and 4, after base cleaning is performed, acid cleaning is performed once more (base cleaning → acid cleaning), whereby functional groups on the surface of the polymer membrane are not charged under acidic conditions (charge neutralization). This occurs, and the dense polymer layer existing from 50 nm to 200 nm shrinks. Therefore, the water permeability during acid washing is reduced by J b -J a . And the salt removal rate increases by R a -R b .

이와 같이, 폴리아마이드층의 작용기가 pH에 따라 전하를 띄게되어 염제거율과 수투과도가 변화하는 현상은 고분자 분리막 노후화 정도에 따라서 증가한다. As described above, the phenomenon that the functional group of the polyamide layer becomes charged depending on the pH and thus the salt removal rate and water permeability change increases according to the degree of aging of the polymer membrane.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고분자 분리막의 노후화 정도를 예시적으로 나타낸 그래프이다.5 is a graph exemplarily showing the degree of aging of the polymer separator according to an embodiment of the present invention.

여기서, 고분자 분리막의 노후화는 대표적 염기 세정제인 수산화나트륨을 이용하여 가속되었고, 산 세정은 염산(pH 2)을 이용하여 수행하였다. 노후화 지표는 표 1에서 설명한 바와 같이, α와 β, 그리고 γ로 나타내었다. Here, the aging of the polymer membrane was accelerated using sodium hydroxide, which is a typical base cleaning agent, and acid cleaning was performed using hydrochloric acid (pH 2). As described in Table 1, the aging indicators are represented by α, β, and γ.

도 5을 참조하면, 화학세정제 노출 총량(%·hr)이 증가할수록 노후화 지표로 선정된 α 와 β, 그리고 γ가 모두 증가하였다. 이를 통한 투과성능의 변화 정도를 추적하여 고분자 분리막의 노후화 진행 정도를 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 5, as the total amount of chemical cleaning agent exposure (% · hr) increased, both α, β, and γ selected as aging indicators increased. Through this, the degree of change in permeation performance can be tracked to indicate the progress of aging of the polymer membrane.

이때, 한 실시예에 따르면, 노후화된 분리막 모듈 교체 시기는 화학 세정제 노출 총량 약 20%/hr을 기준으로 α는 10% 이상, β는 0.7% 이상, 그리고 γ는 30% 이상 되었을 때를 선정할 수 있다. At this time, according to one embodiment, the replacement time of the aging membrane module is based on the total amount of chemical cleaning agent exposed to about 20% / hr, α is 10% or more, β is 0.7% or more, and γ is 30% or more. You can.

그러나, 분리막 모듈 교체 시기는 분리막 공정 운영방식과 분리막의 종류, 그리고 고분자의 특성에 따라 다르게 선정될 수 있다. 즉, α와 β, 그리고 γ각각의 임계치는 다양하게 설정될 수 있다.However, the replacement time of the membrane module may be selected differently depending on the operation method of the membrane process, the type of the membrane, and the characteristics of the polymer. That is, the threshold values of α, β, and γ can be variously set.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.The embodiment of the present invention described above is not implemented only through an apparatus and method, and may be implemented through a program for realizing a function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium in which the program is recorded.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of rights of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

Claims (12)

고분자 분리막에 대한 화학 세정을 수행하는 단계,
상기 화학 세정 이후에 분리막 공정에서 측정된 투과 성능으로부터 노후화 지표를 계산하는 단계, 그리고
상기 노후화 지표를 기초로, 상기 고분자 분리막의 교체 시기를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 투과 성능은,
상기 고분자 분리막의 수투과도, 염제거율 및 염투과도 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 노후화 지표는,
수투과도의 변화량, 염제거율의 변화량 및 염투과도 변화량 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 교체 시기는,
상기 노후화 지표에 대해 설정된 임계 조건을 충족하는지 여부에 의해 결정되는, 노후화 진단 방법.
Performing chemical cleaning on the polymer membrane,
Calculating an aging index from the permeation performance measured in the membrane process after the chemical cleaning, and
Determining a replacement time of the polymer separator based on the aging index,
The transmission performance,
It includes at least one of water permeability, salt removal rate and salt permeability of the polymer membrane,
The aging indicator,
It includes at least one of a change amount of water permeability, a change amount of salt removal rate and a change amount of salt permeability,
The replacement time,
The aging diagnosis method is determined by whether or not a threshold condition set for the aging indicator is satisfied.
제1항에서,
상기 화학 세정은, 산 세정 및 염기 세정을 포함하고,
상기 노후화 지표는, 상기 산 세정 이후에 진행된 분리막 공정에서 측정된 투과 성능과 상기 염기 세정 이후에 진행된 분리막 공정에서 측정된 투과 성능으로부터 산출되는, 노후화 진단 방법.
In claim 1,
The chemical cleaning includes acid cleaning and base cleaning,
The aging index is calculated from the permeation performance measured in the separation membrane process performed after the acid cleaning and the permeation performance measured in the separation membrane process performed after the base cleaning.
제1항에서,
상기 화학 세정을 수행하는 단계는,
염기 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제1 수투과도, 제1 염제거율 및 제1 염투과도를 측정하는 단계, 그리고
산 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제2 수투과도, 제2 염제거율 및 제2 염투과도를 측정하는 단계를 포함하고,
상기 노후화 지표는,
상기 제1 수투과도와 상기 제2 수투과도의 변화량,
상기 제1 염제거율과 상기 제2 염제거율의 변화량, 그리고
상기 제1 염투과도와 상기 제2 염투과도의 변화량을 포함하는, 노후화 진단 방법.
In claim 1,
The step of performing the chemical cleaning,
Performing a separation membrane process after base cleaning, measuring a first water permeability, a first salt removal rate and a first salt permeability of the polymer separation membrane, and
Comprising the step of performing a membrane process after the acid washing, measuring the second water permeability, the second salt removal rate and the second salt permeability of the polymer membrane,
The aging indicator,
The amount of change in the first water permeability and the second water permeability,
The amount of change in the first salt removal rate and the second salt removal rate, and
A method for diagnosing aging, comprising a change in the first salt permeability and the second salt permeability.
제3항에서,
상기 염기 세정은, 상기 산 세정보다 먼저 수행되는, 노후화 진단 방법.
In claim 3,
The base cleaning is performed before the acid cleaning, the aging diagnostic method.
제1항에서,
상기 화학 세정을 수행하는 단계는,
제1 산 세정을 수행하는 단계,
상기 제1 산 세정 이후의 염기 세정을 수행하는 단계,
상기 염기 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제1 수투과도, 제1 염제거율 및 제1 염투과도를 측정하는 단계,
상기 분리막 공정 이후 제2 산 세정을 수행하는 단계, 그리고
상기 제2 산 세정 이후의 분리막 공정을 실시하고, 상기 고분자 분리막의 제2 수투과도, 제2 염제거율 및 제2 염투과도를 측정하는 단계를 포함하고,
상기 노후화 지표는,
상기 제1 수투과도와 상기 제2 수투과도의 변화량,
상기 제1 염제거율과 상기 제2 염제거율의 변화량, 그리고
상기 제1 염투과도와 상기 제2 염투과도의 변화량을 포함하는, 노후화 진단 방법.
In claim 1,
The step of performing the chemical cleaning,
Performing a first acid cleaning,
Performing a base cleaning after the first acid washing,
Performing a separation membrane process after the base washing, and measuring a first water permeability, a first salt removal rate, and a first salt permeability of the polymer separation membrane,
Performing a second acid cleaning after the separation membrane process, and
And performing a separation membrane process after the second acid washing, and measuring a second water permeability, a second salt removal rate, and a second salt permeability of the polymer separation membrane,
The aging indicator,
The amount of change in the first water permeability and the second water permeability,
The amount of change in the first salt removal rate and the second salt removal rate, and
A method for diagnosing aging, comprising a change in the first salt permeability and the second salt permeability.
제1항에서,
상기 노후화 지표는,
보론제거율 변화량을 추가로 포함하고,
상기 보론제거율 변화량은,
염기 세정후의 보론 제거율과 산 세정후의 보론 제거율 간의 변화량인, 노후화 진단 방법.
In claim 1,
The aging indicator,
Boron removal rate additionally included,
The amount of change in the boron removal rate,
A method for diagnosing aging, which is the amount of change between the boron removal rate after base cleaning and the boron removal rate after acid washing.
고분자 분리막 모듈이 구비된 막 여과조,
상기 막 여과조에 제1 배관을 통해 연결된 산 세정액 저장조,
상기 막 여과조에 제2 배관을 통해 연결된 염기 세정액 저장조,
상기 막 여과조에 제3 배관을 통해 연결된 원수 저장조,
상기 막 여과조에 연결되어 상기 고분자 분리막 모듈에 의해 처리된 여과수를 배출하는 제4 배관에 설치된 유량계 및 압력계,
상기 고분자 분리막 모듈의 투과 전후 이온 전도도값을 측정하는 전도도미터, 그리고
상기 유량계로부터 측정된 여과수의 유량 데이터, 상기 압력계로부터 측정된 여과수의 압력 데이터 및 상기 이온 전도도값을 기초로, 상기 여과수의 수투과도 및 염제거율을 계산하고, 상기 수투과도 및 상기 염제거율을 이용하여 노후화 지표를 계산하여 상기 고분자 분리막 모듈의 교체 시기를 결정하는 노후화 진단 장치
를 포함하는, 수처리 공정 시스템.
Membrane filtration tank equipped with a polymer separator module,
Acid cleaning solution storage tank connected to the membrane filtration tank through a first pipe,
Base cleaning solution storage tank connected to the membrane filtration tank through a second pipe,
Raw water storage tank connected to the membrane filtration tank through a third pipe,
Flowmeter and pressure gauge installed in a fourth pipe connected to the membrane filtration tank to discharge filtered water processed by the polymer separation membrane module,
Conductivity meter for measuring ion conductivity values before and after transmission of the polymer membrane module, and
Based on the flow rate data of the filtered water measured from the flow meter, the pressure data of the filtered water measured from the pressure gauge and the ion conductivity value, the water permeability and salt removal rate of the filtered water are calculated, and the water permeability and the salt removal rate are used. An aging diagnostic device that determines the replacement timing of the polymer separator module by calculating an aging index
Including, water treatment process system.
제7항에서,
상기 노후화 진단 장치는,
염기 세정 이후 계산된 수투과도와 산 세정 이후 계산된 수투과도 간의 변화량, 그리고 상기 염기 세정 이후 계산된 염제거율과 산 세정 이후 계산된 염제거율 간의 변화량을 노후화 지표로 계산하고,
상기 수투과도 간의 변화량 및 상기 염제거율 간의 변화량이 임계 조건을 충족하면, 상기 고분자 분리막 모듈의 교체를 결정하는, 수처리 공정 시스템.
In claim 7,
The aging diagnostic device,
The amount of change between the water permeability calculated after the base cleaning and the water permeability calculated after the acid washing, and the amount of change between the salt removal rate calculated after the base washing and the salt removal rate calculated after the acid washing is calculated as an aging index,
When the amount of change between the water permeability and the amount of change between the salt removal rate satisfies a critical condition, the replacement of the polymer membrane module is determined.
제7항에서,
상기 노후화 진단 장치는,
상기 제1 배관에 설치된 제1 밸브, 상기 제2 배관에 설치된 제2 밸브, 상기 제3 배관에 설치된 제3 밸브와 각각 연결되고, 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브의 개방 및 폐쇄를 선택적으로 제어하여 적어도 한 번의 염기 세정 및 적어도 한 번의 산 세정을 실시한 후, 상기 노후화 지표를 계산하는 수처리 공정 시스템.
In claim 7,
The aging diagnostic device,
The first valve installed in the first pipe, the second valve installed in the second pipe, and the third valve installed in the third pipe are respectively connected, and the opening of the first valve, the second valve, and the third valve And after the at least one base washing and at least one acid washing are performed by selectively controlling the closure, the aging index is calculated.
제9항에서,
상기 노후화 진단 장치는,
상기 제1 밸브만 개방하고 상기 제2 밸브 및 상기 제3 밸브는 폐쇄시켜 산 세정을 실시하고,
상기 제2 밸브만 개방하고 상기 제1 밸브 및 상기 제3 밸브는 페쇄시켜 염기 세정을 실시하며,
상기 제3 밸브만 개방되고 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 폐쇄시켜 분리막 공정을 실시하고,
상기 산 세정, 상기 염기 세정 그리고 상기 산 세정을 순차적으로 실시하며,
상기 염기 세정 이후에 실시된 분리막 공정에서 측정된 데이터와
상기 염기 세정 이후에 실시된 상기 산 세정 이후의 분리막 공정에서 측정된 데이터를 기초로, 상기 노후화 지표를 계산하는, 수처리 공정 시스템.
In claim 9,
The aging diagnostic device,
Only the first valve is opened, and the second valve and the third valve are closed to perform acid cleaning,
Only the second valve is opened, and the first valve and the third valve are closed to perform base cleaning,
Only the third valve is opened, and the first valve and the second valve are closed to perform a separation membrane process.
The acid washing, the base washing and the acid washing are sequentially performed,
The data measured in the separation membrane process performed after the base cleaning and
A water treatment process system that calculates the aging index based on data measured in the separation membrane process after the acid washing performed after the base washing.
제10항에서,
상기 노후화 진단 장치는,
상기 유량계로부터 수신된 여과수의 유량 데이터와 상기 압력계로부터 수신된 여과수의 막간 차압으로부터 수투과도를 계산하고,
상기 전도도미터에서 수신된 전도도값을 기초로 염제거율을 계산하며,
상기 염제거율 및 상기 유량 데이터를 기초로 염투과도를 계산하는, 수처리 공정 시스템.
In claim 10,
The aging diagnostic device,
The water permeability is calculated from the flow rate data of the filtered water received from the flowmeter and the inter-membrane pressure difference of the filtered water received from the pressure gauge,
The salt removal rate is calculated based on the conductivity value received from the conductivity meter,
A water treatment process system for calculating salt permeability based on the salt removal rate and the flow rate data.
제11항에서,
상기 막 여과조 내의 분리막 공정 전과 이후의 보론 농도를 측정하는 보론 농도 측정부를 더 포함하고,
상기 노후화 진단 장치는,
상기 염기 세정 이후 및 상기 산 세정 이후에 각각 보론 농도 측정부로부터 수신된 보론 농도를 기초로 계산된 보론 제거율을 상기 노후화 지표로 추가하는, 수처리 공정 시스템.
In claim 11,
Further comprising a boron concentration measuring unit for measuring the boron concentration before and after the separation membrane process in the membrane filtration tank,
The aging diagnostic device,
After the base cleaning and after the acid cleaning, the water treatment process system adds boron removal rate calculated based on the boron concentration received from the boron concentration measurement unit, respectively, as the aging index.
KR1020190127961A 2018-10-15 2019-10-15 Method and apparatus for inspection of polymeric membrane aging in water treatment process KR102218025B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180122645 2018-10-15
KR20180122645 2018-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200042437A true KR20200042437A (en) 2020-04-23
KR102218025B1 KR102218025B1 (en) 2021-02-19

Family

ID=70472280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190127961A KR102218025B1 (en) 2018-10-15 2019-10-15 Method and apparatus for inspection of polymeric membrane aging in water treatment process

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102218025B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021206285A1 (en) 2020-04-07 2021-10-14 신정훈 Rotation apparatus of pole system for photovoltaic power generation

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101059865B1 (en) * 2009-12-15 2011-08-29 한국건설기술연구원 Seawater desalination system for measuring boron concentration in seawater desalination system, automatic maintenance method of boron concentration and automatic maintenance of boron concentration
KR101573569B1 (en) * 2012-12-27 2015-12-01 롯데케미칼 주식회사 Cleaning system of separation membrane and method using the same
KR20160130006A (en) * 2015-04-30 2016-11-10 부경대학교 산학협력단 Realtime sensing method for membrane abnormal state
KR101735240B1 (en) * 2015-03-31 2017-05-15 단국대학교 산학협력단 An asset management system for operational cost optimization of water treatment process using membrane
KR20170126359A (en) * 2016-05-09 2017-11-17 경희대학교 산학협력단 Method for estimating cleaning efficiency of membrane
KR20180034839A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 롯데케미칼 주식회사 Method for predicting fouling
KR101963124B1 (en) * 2017-11-29 2019-04-01 한국건설기술연구원 Remote diagnosing and managing system for small-scaled desalination equipment being separately installed in island area, and method for the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101059865B1 (en) * 2009-12-15 2011-08-29 한국건설기술연구원 Seawater desalination system for measuring boron concentration in seawater desalination system, automatic maintenance method of boron concentration and automatic maintenance of boron concentration
KR101573569B1 (en) * 2012-12-27 2015-12-01 롯데케미칼 주식회사 Cleaning system of separation membrane and method using the same
KR101735240B1 (en) * 2015-03-31 2017-05-15 단국대학교 산학협력단 An asset management system for operational cost optimization of water treatment process using membrane
KR20160130006A (en) * 2015-04-30 2016-11-10 부경대학교 산학협력단 Realtime sensing method for membrane abnormal state
KR20170126359A (en) * 2016-05-09 2017-11-17 경희대학교 산학협력단 Method for estimating cleaning efficiency of membrane
KR20180034839A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 롯데케미칼 주식회사 Method for predicting fouling
KR101963124B1 (en) * 2017-11-29 2019-04-01 한국건설기술연구원 Remote diagnosing and managing system for small-scaled desalination equipment being separately installed in island area, and method for the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021206285A1 (en) 2020-04-07 2021-10-14 신정훈 Rotation apparatus of pole system for photovoltaic power generation

Also Published As

Publication number Publication date
KR102218025B1 (en) 2021-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Peldszus et al. Reversible and irreversible low-pressure membrane foulants in drinking water treatment: Identification by principal component analysis of fluorescence EEM and mitigation by biofiltration pretreatment
Steinle-Darling et al. Evaluating the impacts of membrane type, coating, fouling, chemical properties and water chemistry on reverse osmosis rejection of seven nitrosoalklyamines, including NDMA
Sioutopoulos et al. Relation between fouling characteristics of RO and UF membranes in experiments with colloidal organic and inorganic species
KR101462565B1 (en) Monitoring method real-time fouling potential in Reverse Osmosis Process for Seawater Desalination and Desalination equipment having such monitoring function
Huang et al. Novel approach for the analysis of bench-scale, low pressure membrane fouling in water treatment
KR101815932B1 (en) Fouling index measuring system of multi-channel using high pressure syringe pump of constant flow operation and membrane filter, and method for the same
KR101897864B1 (en) Measurement method and apparatus for forward osmosis membrane fouling pollution index
KR20130085220A (en) Monitoring method real-time fouling potential in reverse osmosis process for seawater desalination and desalination equipment having such monitoring function
KR102276965B1 (en) Evaluation method of cleanliness of hollow fiber membrane device, cleaning method and cleaning device of hollow fiber membrane device
KR101533554B1 (en) A assembly and method of real-time fouling monitoring in reverse osmosis membrane vessel
JP2010227836A (en) Method for operating film module
KR20160130006A (en) Realtime sensing method for membrane abnormal state
KR101612231B1 (en) A assembly and method for cleaning diagnosis in reverse osmosis membrane vessel
Jang et al. Response surface methodology to investigate the effects of operational parameters on membrane fouling and organic matter rejection in hard-shell encased hollow-fiber membrane
KR102218025B1 (en) Method and apparatus for inspection of polymeric membrane aging in water treatment process
JP2021006335A (en) Oxidation risk evaluation method of separation membrane in separation membrane plant and fresh water generator
JPWO2017221984A1 (en) Trouble determination program, trouble determination device, and recording medium for fresh water generation system
Zhan et al. Application of MFI-UF on an ultrapure water production system to monitor the stable performance of RO process
Cleveland et al. Standardized membrane pore size characterization by polyethylene glycol rejection
JP3835686B2 (en) Reverse osmosis membrane element performance evaluation system
Al-Amoudi Nanofiltration membrane cleaning characterization
KR20160057595A (en) Maintenance Cleaning Method of Membrane Precess by TMP and Variation Coefficient
WO2020071507A1 (en) Method for preparing water quality profile, method for inspecting separation membrane module, and water treatment apparatus
Lipp et al. Characterization of nanoparticulate fouling and breakthrough during low-pressure membrane filtration
EP3056258B1 (en) Chemical cleaning method for membrane systems

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant