KR20210055054A - 수질 프로파일의 작성 방법, 분리막 모듈의 검사 방법, 및 수처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, (1) 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 피처리수를 공급하여 투과수를 얻는 스텝 1과, (2) 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는 스텝 2와, (3) 스텝 2 후에 각각의 투과수의 수질을 측정하는 스텝 3과, (4) 스텝 2에서 변화시킨 각각의 투과수의 유량비와 스텝 3에서 측정한 각각의 투과수의 수질의 관계를 산포도로서 플롯하는 스텝 4를 구비하고, 스텝 2 내지 4를 복수 회 반복하는 수질 프로파일의 작성 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 수질 프로파일의 작성 방법, 분리막 모듈의 검사 방법, 및 수처리 장치에 관한 것이다.
근년, 역침투막, 나노 여과막, 한외 여과막, 또는 정밀 여과막 등 다양한 분리막을 이용한 유체 분리 기술이 개발되어 있다. 예를 들어 이들 분리막을 구비하는 분리막 엘리먼트를 압력 용기에 수용한 분리막 모듈을 이용한 수처리 프로세스가 알려져 있다.
이와 같은 수처리 프로세스에 있어서는, 통상의 운전에 더해 약품 세정 등의 처리가 반복되는 것이 통상이다. 그 때문에 분리막 엘리먼트가 손상, 파단, 또는 열화되는 등의 이상의 발생을 피할 수 없다. 한편, 분리막 모듈에 있어서의 이상의 발생을 신속히 검지하여 이상 위치 등을 가급적 재빨리 특정하고 조기 대책을 강구하는 것이 극히 중요해진다.
분리막 모듈에 있어서의 이상의 발생을 검지하는 방법으로서는, 분리막 모듈이 구비하는 분리막 엘리먼트에 무선 태그(RFID 태그)나 센서 등을 설치하여 분리막 엘리먼트의 상태를 감시하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1 및 2).
그러나 분리막 엘리먼트에 센서 등을 마련하는 종래의 방법에 있어서는, 설치하는 센서 등의 수가 불충분하면 분리막 모듈의 이상을 높은 정밀도로 검지할 수 없다. 한편, 센서 등을 증설하여 이상의 검지 정밀도를 충분히 높이고자 한 경우에는 수처리 장치 전체의 비용이 앙등해 버리는 것이 문제시되고 있었다.
그래서 본 발명은, 극히 간편하면서 신속하게 분리막 모듈에 있어서의 이상의 발생을 검지하여 이상의 정도나 이상의 발생 위치를 높은 정밀도로 특정하는 것이 가능한 수질 프로파일의 작성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, (1) 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 피처리수를 공급하여 투과수를 얻는 스텝 1과, (2) 상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는 스텝 2와, (3) 상기 스텝 2 후에 상기 각각의 투과수의 수질을 측정하는 스텝 3과, (4) 상기 스텝 2에서 변화시킨 상기 각각의 투과수의 유량비와 상기 스텝 3에서 측정한 상기 각각의 투과수의 수질의 관계를 산포도로서 플롯하는 스텝 4를 구비하고, 상기 스텝 2 내지 4를 복수 회 반복하는 수질 프로파일의 작성 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 극히 간편하면서 신속하게 분리막 모듈에 있어서의 이상의 발생을, 그의 정도나 위치를 포함시켜 정밀도 높게 검지하는 것이 가능하다. 그에 수반하여 조기의 이상 대책을 강구할 수 있음으로써 수처리 장치의 메인터넌스 작업을 극히 고효율의 것으로 하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 분리막 모듈의 검사 방법을 실현하기 위한 수처리 장치의 구성의 일례를 도시하는 개략 흐름도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 분리막 모듈(4)의 내부를, 분리막 모듈(4)의 긴 변 방향에 대하여 수직인 방향에서 관찰한 개략도이다.
도 3의 (a), 도 3의 (b)는 본 발명의 수질 프로파일의 작성 방법에 의하여 작성된 수질 프로파일의 일례이다.
도 4는 본 발명의 분리막 모듈의 검사 방법을 실현하기 위한 수처리 장치의 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 흐름도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 분리막 모듈(4)의 내부를, 분리막 모듈(4)의 긴 변 방향에 대하여 수직인 방향에서 관찰한 개략도이다.
도 3의 (a), 도 3의 (b)는 본 발명의 수질 프로파일의 작성 방법에 의하여 작성된 수질 프로파일의 일례이다.
도 4는 본 발명의 분리막 모듈의 검사 방법을 실현하기 위한 수처리 장치의 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 흐름도이다.
이하에 본 발명의 실시 양태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 의하여 한정되는 것은 전혀 아니다.
본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법은, (1) 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 피처리수를 공급하여 투과수를 얻는 스텝 1과, (2) 상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는 스텝 2와, (3) 상기 스텝 2 후에 상기 각각의 투과수의 수질을 측정하는 스텝 3을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법을 실현하기 위한 수처리 장치는, 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈과, 상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량을 독립적으로 변화시키는 유량 조정 수단과, 상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 수질을 측정하는 수질 측정 수단과, 상기 각각의 투과수의 유량의 변화와 상기 각각의 투과수의 수질과의 관계로부터 상기 분리막 모듈에 있어서의 이상의 유무, 이상의 정도, 또는 이상의 발생 위치를 검지하는 검지 수단을 구비할 것이 필요해진다.
이와 같은 본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법을 실현하기 위한 수처리 장치의 구성의 일례를 도 1에 도시한다.
분리막 모듈(4)은 피처리수 공급구(5)와 2개, 즉 복수의 투과수 출구인 제1 투과수 출구(6) 및 제2 투과수 출구(8)를 갖는다. 분리막 모듈(4)에는 고압 펌프(1)에 의하여 피처리수 공급 배관(2)을 경유하여 소정의 유속으로 피처리수가 공급된다. 분리막 모듈(4)에 공급되는 피처리수의 압력은, 피처리수 공급 배관(2)에 설치된 압력계(3)에 의하여 측정된다.
분리막 모듈에 공급되는 피처리수로서는, 예를 들어 해수, 하천수, 지하수, 또는 하배수 처리수를 들 수 있다. 특히 피처리수가 해수인 경우에는 그의 투과수와의 사이에서의 수질의 변화가 현저하기 때문에, 본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법에 의하여 분리막 모듈의 이상을 보다 용이하게 검지할 수 있다.
여기서 「분리막 모듈」이란, 하나 이상의 분리막 엘리먼트와, 해당 분리막 엘리먼트를 수용하는 압력 용기를 구비하는 장치를 말한다. 분리막 모듈에 있어서는, 분리막 엘리먼트가 구비하는 분리막 등 이외에도, 분리막 엘리먼트끼리의 접속 부분(예를 들어 후술하는 커넥터 등)에서의 이상도 발생하기 쉽다. 그 때문에 본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법은, 복수의 분리막 엘리먼트를 구비하는 분리막 모듈에 대한 적용에 있어서 적합하게 그의 효과를 발휘할 수 있다.
또한 분리막 엘리먼트란, 분리막을, 피처리수를 분리막에 의하여 막여과하여 투과수를 얻는다는 수처리 프로세스에 있어서 사용하기 위하여 형태화한 것을 말한다.
분리막 엘리먼트가 구비하는 분리막이란, 막 양면의 압력 차를 이용하여 피처리수를 막여과하여, 피처리수 중에 포함되는 일정 입자경을 초과하는 물질을 포착하는 막이다. 예를 들어 역침투막, 나노 여과막, 한외 여과막, 정밀 여과막, 또는 다이내믹 여과막 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법은 처리 성능이 높기 때문에, 이상이 발생한 경우에는 그 처리 성능에 현저히 영향이 나타나는, 역침투막, 나노 여과막, 한외 여과막, 또는 정밀 여과막을 구비하는 분리막 모듈에 대한 적용에 있어서 적합하게 그의 효과를 발휘할 수 있다. 또한 투과수의 수질의 변화에 의하여 경미한 이상을 극히 용이하게 검지 가능하기 때문에, 역침투막을 구비하는 분리막 모듈에 대한 적용에 있어서 특히 적합하게 그의 효과를 발휘할 수 있다.
분리막의 형상으로서는, 예를 들어 평막 또는 중공사막을 들 수 있다. 평막을 구비하는 분리막 엘리먼트의 양태로서는, 예를 들어 중심관에 평막의 분리막을 감아 둘러싼 스파이럴형 분리막 엘리먼트를 들 수 있다. 중공사막을 구비하는 분리막 엘리먼트의 양태로서는, 예를 들어 원통형 케이스에 중공사막의 다발이 충전된 분리막 엘리먼트를 들 수 있다.
압력 용기 및 역침투막 엘리먼트의 긴 변 방향의 양단에, 대향하는 형태로 피처리수 공급구 및 농축수 출구가 마련되어 있는 경우에 있어서는, 피처리수는 분리막 모듈의 긴 변 방향으로 흘러 피처리수 공급구측(상류측)으로부터 피처리수 공급구와 반대측(하류측)을 향하여 처리된다. 여기서 분리막 모듈의 특정 위치에서 이상이 발생한 경우에는, 이상이 발생한 위치보다도 하류측에서 투과수의 수질이 악화되게 된다.
이와 같은 분리막 모듈의 긴 변 방향에 있어서의 투과수의 수질의 거동을 보다 정교하게 파악하여 이상의 유무 및 이상의 발생 위치를 보다 명확히 검지하기 위하여 복수의 투과수 출구는, 상기 분리막 모듈의 긴 변 방향에 있어서의 위치가 다르도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 스파이럴형 분리 엘리먼트를 구비하는 분리막 모듈에 있어서는, 투과수의 출구가 압력 용기의 긴 변 방향의 양단에 마련되어 있는 것이 일반적이며, 이 양태에 있어서는, 복수의 투과수 출구가, 분리막 모듈의 긴 변 방향에 있어서의 위치가 다르도록 배치되어 있다고 할 수 있다.
제1 투과수 출구(6) 및 제2 투과수 출구(8)로부터 제1 투과수 배관(9) 및 제2 투과수 배관(13)으로 유출되는 각각의 투과수의 유량은, 유량 조정 수단의 일례인 제1 유량 조정 밸브(10) 및 제2 유량 조정 밸브(14)에 의하여 독립적으로 변화시키는 것이 가능하다. 또한 제1 투과수 배관(9) 및 제2 투과수 배관(13)으로 유출되는 각각의 투과수의 수량은 제1 유량계(11) 및 제2 유량계(15)에 의하여 측정되고, 또한 각각의 투과수의 수질은 제1 수질계(12) 및 제2 수질계(16)에 의하여 측정된다.
제1 유량 조정 밸브(10) 및 제2 유량 조정 밸브(14)는 수동 밸브 또는 자동 조절 밸브 중 어느 것이더라도 상관없지만, 유량을 정밀도 높게 제어하기 위하여 자동 제어 밸브가 바람직하다. 밸브 본체로서는, 예를 들어 글로브 밸브, 나비 밸브, 또는 볼 밸브를 들 수 있다. 또한 피처리수의 공급 유량은, 고압 펌프(1)가 구비하는 인버터에 의하여 고압 펌프(1)의 회전수를 변동시킴으로써 제어할 수 있다.
제1 수질계(12) 및 제2 수질계(16)에 의하여 측정되는 수질은, 온라인에서의 측정이 용이하기 때문에, 전기 전도도, 비저항, 증발 잔류물 농도, 염분 농도, 붕소 농도, 자외선 흡광도, 방사성 물질 농도 및 탁도로 이루어지는 군에서 선택되는 지표인 것이 바람직하다. 이상의 검지가 보다 용이해지기 때문에 역침투막 엘리먼트에 대해서는 전기 전도도가, 한외 여과막 엘리먼트에 대해서는 탁도가 각각 지표로 되는 것이 보다 바람직하다.
도 2는, 도 1에 있어서의 분리막 모듈(4)의 내부를, 분리막 모듈(4)의 긴 변 방향에 대하여 수직인 방향에서 관찰한 경우에 있어서의 개략도이다. 분리막 모듈(4)이 구비하는 압력 용기(17)에는 계 4개의 스파이럴형의 역침투막 엘리먼트(18(18a, 18b, 18c, 18d))가 수용되며, 각각의 중심관끼리가 커넥터(19(19a, 19b, 19c))에 의하여 접속되어 분리막 모듈(4)의 긴 변 방향에 있어서 직렬로 배치되어 있다.
도 2에 있어서는, 피처리수 공급구(5), 농축수 출구(7), 제1 투과수 출구(6) 및 제2 투과수 출구(8)는 모두, 분리막 모듈(4)의 긴 변 방향에 있어서의 양단에 위치하는 단부판(20) 및 단부판(21)에 마련되어 있지만, 이들의 위치는 이 양태에 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2에 일례를 도시하는 수처리 장치에 있어서는, 피처리수는 피처리수 공급 배관(2)을 경유하여 피처리수 공급구(5)로부터 역침투막 엘리먼트(18a)에 공급된다. 역침투막 엘리먼트(18a)에서 처리된 농축수는, 인접하는 역침투막 엘리먼트(18b, 18c, 18d)에 차례로 공급되어 처리된 후, 최종적으로 농축수 출구(7)로부터 배출된다.
본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법은, 상기 스텝 2 및 3을 복수 회 반복하고 그 결과로부터 상기 분리막 모듈에 있어서의 이상의 유무, 이상의 정도, 또는 이상의 발생 위치를 검지하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명의 일 실시 양태의 분리막 모듈의 검사 방법을 실현하기 위한 수처리 장치는, 상기 각각의 투과수의 유량의 변화와 상기 각각의 투과수의 수질의 관계로부터, 상기 분리막 모듈에 있어서의 이상의 유무, 이상의 정도, 또는 이상의 발생 위치를 검지하는 검지 수단을 구비할 것이 필요해진다.
복수 회 반복된 상기 스텝 2 및 3의 결과로부터 얻어지는 상기 각각의 투과수의 유량의 변화와 상기 각각의 투과수의 수질의 관계로부터, 상기 분리막 모듈에 있어서의 이상의 유무, 이상의 정도, 또는 이상의 발생 위치를 검지하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 상기 스텝 2에서 변화시킨 상기 각각의 투과수의 유량비와 상기 스텝 3에서 측정한 상기 각각의 투과수의 수질의 관계를 각각 산포도로서 플롯하여 작성한 수질 프로파일에 기초하는 검지의 방법을 들 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일의 작성 방법은, (1) 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 피처리수를 공급하여 투과수를 얻는 스텝 1과, (2) 상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는 스텝 2와, (3) 상기 스텝 2 후에 상기 각각의 투과수의 수질을 측정하는 스텝 3과, (4) 상기 스텝 2에서 변화시킨 상기 각각의 투과수의 유량비와 상기 스텝 3에서 측정한 상기 각각의 투과수의 수질의 관계를 산포도로서 플롯하는 스텝 4를 구비하고, 상기 스텝 2 내지 4를 복수 회 반복하는 것을 특징으로 한다.
상기 스텝 2 내지 4의 반복 횟수는 특별히 한정되지 않지만, 산포도의 플롯 수를 증가시켜 분리막 모듈에 있어서의 이상의 유무, 이상의 정도, 또는 이상의 발생 위치를 보다 정밀도 높게 검지하기 위하여, 가능한 한 많은 것이 바람직하다.
여기서, 각각의 투과수의 수질은 투과수량 및 회수율에도 영향을 받기 때문에, 상기 스텝 1 내지 4에 있어서의, 분리막 모듈에 공급하는 피처리수의 유속 및 각각의 투과수의 유속의 합계는 일정한 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일의 작성 방법은, (1) 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 유속 Q1로 피처리수를 공급하여 투과수를 얻는 스텝 1과, (2) 상기 유속 Q1 및 상기 복수의 투과구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유속의 합계 Q2를 유지하면서 상기 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는 스텝 2와, (3) 상기 스텝 2 후에 상기 각각의 투과수의 수질을 측정하는 스텝 3과, (4) 상기 스텝 2에서 변화시킨 상기 각각의 투과수의 유량비와 상기 스텝 3에서 측정한 상기 각각의 투과수의 수질의 관계를 산포도로서 플롯하는 스텝 4를 구비하고, 상기 스텝 2 내지 4를 복수 회 반복하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
피처리수 유속 Q1 및 각각의 투과수의 유량의 합계 Q2는 10% 이내의 변동으로 유지하는 것이 바람직하고, 일정한 것이 보다 바람직하다. 단, 피처리수 유속 Q1 및 각각의 투과수의 유량의 합계 Q2가 10% 이상 변화된 경우에도, 유속의 영향을 보정함으로써 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일을 작성할 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일의 작성 방법에 의하여 작성된 수질 프로파일의 일례이다. 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 나타내는 수질 프로파일은 모두, 하나의 역침투막 엘리먼트가 압력 용기에 수납되어 있고 또한 2개의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 대하여, 횡축은, 제1 투과수 출구 및 제2 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수(이하, 각각 「제1 투과수」 및 「제2 투과수」)의 유량의 비의 변화를, 종축은, 제1 투과수 및 제2 투과수 각각의 투과수의 수질의 변화를 각각 나타낸 것이다. 보다 구체적으로는, 횡축은, 제1 투과수 및 제2 투과수의 총 유량에서 차지하는 제1 투과수의 비율(%)을 나타내고, 종축은, 투과수의 수질의 지표의 하나인 염분 농도를 제1 투과수 및 제2 투과수의 각각에 대하여 나타낸 것이다.
도 3의 (a)에 나타내는 수질 프로파일은, 이상이 발생하고 있지 않은 이른바 정상 상태의 분리막 모듈에 대한 것이다. 이 예에 있어서는, 압력 용기 및 역침투막 엘리먼트의 긴 변 방향의 양단에, 대향하는 형태로 피처리수 공급구 및 농축수 출구가 마련되어 있다. 그리고 분리막 모듈에 있어서는, 피처리수 공급구와 동일한 측에 제1 투과수 출구가, 그의 반대측에 제2 투과수 출구가 각각 마련되어 있다.
이 때문에 분리막 모듈의 내부에서는, 피처리수 공급구측(상류측)의 피처리수의 염분 농도는 보다 낮고, 피처리수 공급구와 반대측(하류측)의 피처리수의 염분 농도는 보다 높아진다. 그리고 역침투막 엘리먼트의 탈염률은 일정값이므로, 피처리수의 염분 농도가 높아지면 투과수의 염분 농도도 높아진다. 그 결과, 제1 투과수에 비해 제2 투과수의 염분 농도가 높아진다. 따라서 제1 투과수의 비율을 증가시키면, 제1 투과수 중에 하류의 투과수가 보다 포함되게끔 되기 때문에 제1 투과수의 염분 농도가 완만하게 상승한다. 한편, 제2 투과수 중에는 상류의 투과수가 보다 포함되지 않게끔 되기 때문에 제2 투과수의 염분 농도도 완만하게 상승한다.
도 3의 (b)에 나타내는 수질 프로파일은, 역침투막 엘리먼트의 긴 변 방향에 있어서의 중앙 부근에 있어서 이상이 발생하여 피처리수가 투과수측으로 일부 누출된 분리막 모듈에 대한 것이다. 이 예에 있어서도, 압력 용기 및 역침투막 엘리먼트의 긴 변 방향의 양단에, 대향하는 형태로 피처리수 공급구 및 농축수 출구가 마련되어 있고, 분리막 모듈에 있어서는, 피처리수 공급구와 동일한 측에 제1 투과수 출구가, 그의 반대측에 제2 투과수 출구가 각각 마련되어 있다.
이 예에 있어서는, 제1 투과수 및 제2 투과수의 염분 농도의 플롯은 모두, 완만하게 상승하는 곡선으로 되지는 않아서, 누출된 피처리수가 제1 투과수측에 포함되는 경우의 투과수 비율과, 누출된 피처리수가 제2 투과수측에 포함되는 경우의 투과수 비율 사이에서 변곡점이 생긴다. 또한 피처리수의 투과수측으로의 일부 누출에 제한되지 않고, 분리막의 열화 등에 의하여 그의 처리 성능이 악화된 경우에 있어서도 마찬가지의 변곡점이 생긴다.
따라서 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일의 작성 방법에 의하여 수질 프로파일을 작성하고, 수질 프로파일이 나타내는 변곡점 등의 형상을 관찰하여 분석함으로써 분리막 모듈의 이상의 유무를 검지하는 것이 가능하다. 또한 변곡점에 있어서의 수질의 변동 폭, 산포도에 나타난 변곡점의 개수, 또는 산포도의 횡축에 있어서의 변곡점의 위치 등에 의하여, 분리막 모듈의 이상의 정도, 또는 이상이 발생한 부위(분리막인 것인지 커넥터인 것인지 등)를 포함하는 이상의 발생 위치를 검지하는 것도 가능하다.
도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 이상이 발생하고 있지 않은 이른바 정상 상태의 분리막 모듈에 대한 수질 프로파일을 미리 작성해 두고, 그것과, 분리막 모듈에 이상이 발생한 경우의 수질 프로파일을 비교함으로써, 보다 높은 정밀도로 분리막 모듈의 이상을 검지할 수 있다. 양자의 비교는, 예를 들어 최댓값, 적산값, 또는 미분값의 상위의 정도에 주목하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일의 작성 방법을 실시할 시에는, 투과수의 수질의 변화를 보다 현저한 것으로 하기 위하여, 예를 들어 스텝 1에 있어서 공급되는 피처리수의 압력, 유속, 또는 회수율 등의 운전 조건을 통상 운전 시로부터 변경하더라도 상관없다. 예를 들어 분리막 모듈이 구비하는 역침투막 엘리먼트의 제조사가, 그 역침투막의 성능을 평가하는 표준 조건과 동일 조건에서 운전함으로써 이상의 발생을 극히 높은 정밀도로 검지하는 것이 가능해진다.
또한 피처리수의 수질 변동 등을 받는 일 없이 보다 높은 정밀도로 분리막 모듈의 이상을 검지하기 위하여 피처리수로서, 성분이 기지이고 일정한 모델수를 이용하는 것도 바람직하다. 모델수에는, 탁질, 미립자, 염류, 혹은 형광 염료 등의 검출 또는 가시화가 용이해지는 수질 지표 마커를 첨가하더라도 상관없다. 수질 지표 마커로서는, 이상이 발생한 경우에 있어서의 투과수의 수질의 변화를 보다 현저한 것으로 하기 위하여 분리막의 저지율이 높은 것이 바람직하다.
또한 높은 정밀도로 분리막 모듈의 이상을 검지하기 위하여 일정 기간마다 간헐적으로 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일의 작성 방법에 의하여 수질 프로파일의 작성을 계속하는 것이 바람직하다.
도 4는, 본 발명의 분리막 모듈의 검사 방법을 실현하기 위한 수처리 장치의 구성의 다른 일례를 도시하는 개략 흐름도이다. 도 4에 예시한 바와 같이 분리막 모듈(4)에 복수의 피처리수 공급구를 마련하고, 복수의 피처리수 공급구로부터 공급하는 각각의 피처리수의 유량을 변화시킴으로써 분리막 모듈 내에 있어서의 피처리수의 흐름 방향을 변화시킬 수 있어서, 각 흐름 방향에 있어서의 복수의 수질 프로파일을 작성하는 것이 가능하다. 이와 같이 하여 하나의 분리막 모듈을 대상으로 하여 작성된 복수의 수질 프로파일을 비교함으로써 이상의 발생을 보다 높은 정밀도로 검지할 수 있다.
또한 분리막 표면에 부착되는 오염이나 스케일 등을 제거하는 약품 세정, 폴리에틸렌글리콜 등의 저지율 향상제를 분리막 표면에 부착시키는 저지율 향상 처리, 스케일 방지제 혹은 살균제 등의 약액 주입 조건 변경, 또는 역침투막의 교환 등의 시에 있어서, 본 발명의 일 실시 양태의 수질 프로파일의 작성 방법에 의하여 그들 전후의 수질 프로파일을 작성하여 비교함으로써 그의 효과를 정량적으로 평가하는 것이 가능해진다.
본 발명을 특정 양태를 이용하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나는 일 없이 다양한 변경 및 변형이 가능한 것은 당업자에게 있어 명백하다. 또한 본 출원은, 2018년 10월 3일 자로 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2018-188080호)에 기초하고 있으며, 그의 전체가 인용에 의하여 원용된다.
1: 고압 펌프
2: 피처리수 공급 배관
3: 압력계
4: 분리막 모듈
5: 피처리수 공급구
6: 제1 투과수 출구
7: 농축수 출구
8: 제2 투과수 출구
9: 제1 투과수 배관
10: 제1 유량 조정 밸브
11: 제1 유량계
12: 제1 수질계
13: 제2 투과수 배관
14: 제2 유량 조정 밸브
15: 제2 유량계
16: 제2 수질계
17: 압력 용기
18, 18a, 18b, 18c, 18d: 역침투막 엘리먼트
19, 19a, 19b, 19c: 커넥터
20: 단부판
21: 단부판
22: 제1 피처리수 공급 배관
23: 제1 피처리수 전환 밸브
24: 제1 피처리수 압력계
25: 제1 피처리수 공급구
26: 제2 피처리수 공급 배관
27: 제2 피처리수 전환 밸브
28: 제2 피처리수 압력계
29: 제2 피처리수 공급구
2: 피처리수 공급 배관
3: 압력계
4: 분리막 모듈
5: 피처리수 공급구
6: 제1 투과수 출구
7: 농축수 출구
8: 제2 투과수 출구
9: 제1 투과수 배관
10: 제1 유량 조정 밸브
11: 제1 유량계
12: 제1 수질계
13: 제2 투과수 배관
14: 제2 유량 조정 밸브
15: 제2 유량계
16: 제2 수질계
17: 압력 용기
18, 18a, 18b, 18c, 18d: 역침투막 엘리먼트
19, 19a, 19b, 19c: 커넥터
20: 단부판
21: 단부판
22: 제1 피처리수 공급 배관
23: 제1 피처리수 전환 밸브
24: 제1 피처리수 압력계
25: 제1 피처리수 공급구
26: 제2 피처리수 공급 배관
27: 제2 피처리수 전환 밸브
28: 제2 피처리수 압력계
29: 제2 피처리수 공급구
Claims (6)
- (1) 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 피처리수를 공급하여 투과수를 얻는 스텝 1과,
(2) 상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는 스텝 2와,
(3) 상기 스텝 2 후에 상기 각각의 투과수의 수질을 측정하는 스텝 3과,
(4) 상기 스텝 2에서 변화시킨 상기 각각의 투과수의 유량비와 상기 스텝 3에서 측정한 상기 각각의 투과수의 수질의 관계를 산포도로서 플롯하는 스텝 4를 구비하고,
상기 스텝 2 내지 4를 복수 회 반복하는 수질 프로파일의 작성 방법. - 제1항에 있어서,
(1) 상기 스텝 1에 있어서, 상기 분리막 모듈에 피처리수를 공급할 때 유속 Q1로 공급하고,
(2) 상기 스텝 2에 있어서, 상기 피처리수의 유속 Q1 및 상기 복수의 투과구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유속의 합계 Q2를 유지하면서 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는
수질 프로파일의 작성 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 투과수 출구가, 상기 분리막 모듈의 긴 변 방향에 있어서의 위치가 다르도록 배치되어 있는 수질 프로파일의 작성 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스텝 3에서 측정하는 상기 수질이, 전기 전도도, 비저항, 증발 잔류물 농도, 염분 농도, 붕소 농도, 자외선 흡광도, 방사성 물질 농도 및 탁도로 이루어지는 군에서 선택되는 지표인 수질 프로파일의 작성 방법. - (1) 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈에 피처리수를 공급하여 투과수를 얻는 스텝 1과,
(2) 상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량비를 변화시키는 스텝 2와,
(3) 상기 스텝 2 후에 상기 각각의 투과수의 수질을 측정하는 스텝 3을 구비하고,
상기 스텝 2 및 3을 복수 회 반복하고 그 결과로부터 상기 분리막 모듈에 있어서의 이상의 유무, 이상의 정도, 또는 이상의 발생 위치를 검지하는 분리막 모듈의 검사 방법. - 피처리수 공급구와 복수의 투과수 출구를 갖는 분리막 모듈과,
상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 유량을 독립적으로 변화시키는 유량 조정 수단과,
상기 복수의 투과수 출구로부터 유출되는 각각의 투과수의 수질을 측정하는 수질 측정 수단과,
상기 각각의 투과수의 유량의 변화와 상기 각각의 투과수의 수질의 관계로부터, 상기 분리막 모듈에 있어서의 이상의 유무, 이상의 정도, 또는 이상의 발생 위치를 검지하는 검지 수단을 구비하는 수처리 장치.
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