KR101560524B1 - A assembly and method of real-time fouling monitoring in forward osmosis membrane vessel - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a water treatment technology and, more specifically to an assembly and a method for real-time monitoring of the level of membrane contamination of a forward osmosis membrane vessel in a forward osmosis membrane processing apparatus. The present invention includes a forward osmosis (FO) processing simulation unit which distinguishes water into treatment water and concentration water by simulating a forward osmosis membrane vessel and performing an FO treatment, wherein three cells simulate elements in the FO processing unit, and water is induced into one of the three cells depending on the water level of a water storage tank.

Description

정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치 및 방법{A assembly and method of real-time fouling monitoring in forward osmosis membrane vessel}Technical Field [0001] The present invention relates to an apparatus and method for real-time fouling monitoring in a forward osmosis membrane vessel,

본 발명은 수처리 기술분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정삼투막 처리 장치에서의 정삼투막 베셀의 막오염 정도를 실시간으로 감지하기 위한 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water treatment technology field, and more particularly, to a monitoring device and method for detecting the degree of film contamination of a hydrogel osmosis membrane vessel in a real osmosis membrane treatment device in real time.

일반적으로 막여과 공정이란 분리막을 여과재로 사용하여 물을 통과시켜서 유입수 속의 불순한 물질을 분리 제거하고 깨끗한 여과수를 얻는 물리적 여과 방법을 의미한다. In general, the membrane filtration process refers to a physical filtration method in which water is passed through a separation membrane as a filter medium to separate and remove impurities from the influent water and obtain clean filtered water.

최근 역삼투(RO, reverse osmosis) 여과와 반대 개념으로서 정삼투(FO, forward osmosis) 여과, 직삼투(DO, Direct Osmosis) 여과에 대한 상용화 연구가 활발히 진행되고 있다. Recently, research on commercialization of forward osmosis (FO) filtration and direct osmosis (DO) filtration has been actively conducted as opposed to reverse osmosis (RO) filtration.

정삼투 공정은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 서로 다른 농도의 용액인 유입수와 유도용액이 FO 처리부(30)에 투입되면, 선택적 투과성을 갖는 분리막(membrane)을 사이에 두고, 저농도 쪽의 물이 농도의 평형을 유지하기 위해 분리막을 통과하여 고농도 쪽으로 이동하는 물리 현상인 삼투(osmosis) 원리를 이용한다. 여기에서 고농도 쪽으로 상대적으로 많은 양의 물이 이동하여 발생되는 압력을 삼투압(osmotic pressure)이라 하는데, 정삼투 분리를 위한 구동력은 수압(hydraulic pressure)을 이용하는 역삼투 공정과 달리 삼투압 구배(osmotic pressure gradient)이다.As shown in FIG. 1A, when the inflow water and the induction solution, which are solutions having different concentrations, are injected into the FO processing unit 30, the positive osmosis process is performed by using a membrane having a selective permeability, To maintain this concentration of equilibrium, an osmosis principle is used, which is a physical phenomenon that moves through a separation membrane to a higher concentration. Here, the pressure generated by a relatively large amount of water moving toward the high concentration is called osmotic pressure. The driving force for the osmosis separation is an osmotic pressure gradient (hydraulic gradient), unlike the reverse osmosis process using hydraulic pressure )to be.

정삼투 공정은 많은 장점이 있다. 막오염 발생이 적고, 다양한 유입원수 종류에 따른 염분함유량의 농도 변화에도 처리할 수 있으며, 유도용액(draw solution)의 재생을 고려하지 않을 경우 역삼투 공정보다 에너지 소모가 매우 적다. The positive osmosis process has many advantages. Membrane pollution is small and the concentration of salt content can be changed according to various kinds of influent water and energy consumption is much lower than reverse osmosis process when the recovery of the draw solution is not considered.

또한, 정삼투막 자체의 투과력 및 염제거율이 높고, 회수율도 비교적 높은 편이며, 담수화 설비의 개보수시 정삼투막은 역삼투막이나 나노여과막과 호환하여 교체할 수 있고, 모듈 집적이 가능하다.In addition, the permeability and salt removal rate of the purified osmosis membrane itself are high, and the recovery rate is relatively high. When the desalination plant is refurbished, the osmosis membrane can be replaced with a reverse osmosis membrane or a nanofiltration membrane and modules can be integrated.

그러나, 정삼투 공정은 단독 공정으로 상용하기 위해서는 상기와 같이 희석되는 유도용액(draw solution)의 처리수와의 분리 및 회수 및 재농축 등 재생에 필요한 높은 에너지 소모가 필수적이라는 문제가 있다. 따라서, 현재에는 담수화 기술로서 정삼투가 단독으로 상용화되지 못하며, 도 1b에 도시된 바와 같은 역삼투-정삼투 공정, 또는 MBR-정삼투 공정 등의 복합 공정이 주로 이용된다. 도 1b는 전처리부(10)와 유도용액 공급부(20)에서 공급된 전처리수 및 유도용액이 FO 처리부(30)에 주입된 후 RO부(40)에서 RO처리되어 최종 처리수가 생성됨을 도시한다.However, there is a problem that high energy consumption required for regeneration such as separation and recovery and re-concentration of the draw solution diluted as described above with treated water is indispensable in order to be used as a sole process in the forward osmosis process. Therefore, currently, the desalination technology is not solely commercialized as a desalination technique, and a combined process such as a reverse osmosis-positive osmosis process as shown in FIG. 1B or a MBR-positive osmosis process is mainly used. 1B shows that the pretreatment water and the induction solution supplied from the pretreatment unit 10 and the inductive solution supply unit 20 are injected into the FO treatment unit 30 and RO treatment is performed in the RO unit 40 to generate final treatment water.

한편, 이와 같은 FO 처리부(30)는 정삼투막 베셀로 이루어진다. 도 1c에는 정삼투막 베셀의 일례를 도시하는데, 예시적으로 7개의 엘리먼트(31~37)가 구비된 것으로 도시한다. 각각의 엘리먼트(31~37)들에는 정삼투막이 당연히 사용되는바, 여과 처리 과정에서 필연적으로 막오염이 발생한다. 도 1c의 정삼투막 베셀에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
On the other hand, the FO processing unit 30 is composed of a normal osmosis membrane vessel. FIG. 1C shows an example of a hydro-osmosis membrane vessel, which is illustratively shown with seven elements 31-37. Since a permeable membrane is naturally used for each of the elements 31 to 37, membrane contamination necessarily occurs in the filtration process. A detailed description of the osmosis membrane vessel of Fig. 1C will be given later.

여기에서, "막오염(membrane fouling)"이란 분리막에 유입되는 유입수 중에 존재하는 여러 가지 이물질들이 여과막의 표면에 침착되거나 흡착되어 분리막의 투과수량을 감소시키는 현상이다. 원인 물질을 기준으로, 콜로이드 또는 부유고형물에 의한 입자물질 막오염, 자연유기물질 등 유기물의 흡착에 의한 유기물질 막오염, 미생물의 부착 또는 성장에 의한 생물 막오염, 금속염 등의 침전 또는 스케일에 의한 무기물질 막오염 등으로 구분할 수 있다.Here, "membrane fouling" is a phenomenon in which various foreign substances present in the influent water flowing into the separation membrane are deposited on or adsorbed on the surface of the filtration membrane to reduce the permeation rate of the separation membrane. Based on the cause substance, the contamination of the particle material membrane by the colloid or the suspended solids, the contamination of the organic material film by the adsorption of the organic material such as natural organic material, the contamination of the biofilm by the adhesion or growth of the microorganism, And inorganic substance film contamination.

담수화 시설에서 막오염은 분리막의 성능을 감소시키고 회수율을 낮추기에 실제 현장에서의 운영시 가장 큰 문제가 된다.Membrane contamination in the desalination plant is the biggest problem in operation in the field because it reduces the performance of the membrane and lowers the recovery rate.

이를 해소하기 위하여, 막오염을 사전에 최소화하도록 전처리 공정을 강화하는 방법, 또는 주처리 공정의 운전 조건을 최적화하는 방법이 사용되기도 하나, 일반적으로는 막오염이 일정 수준 진행되었을 경우 초기상태로 분리막의 투과성능을 회복시키기 위해 플러싱(flushing) 등의 물리세정이나 화학약품 등을 통한 화학세정(CIP, cleaning in place)을 수행한다. In order to solve this problem, a method of strengthening the pretreatment process to minimize membrane contamination in advance or a method of optimizing the operating condition of the main treatment process may be used. In general, when the membrane contamination is progressed to a certain level, A physical cleaning such as flushing or a chemical cleaning (CIP) through a chemical is performed in order to recover the permeation performance of the substrate.

가장 효과적인 것은 화학세정(CIP)이라 할 수 있는데, 잦은 화학세정(CIP)을 수행할 경우 처리수 생산 정지로 인하여 생산 성능이 크게 악화되고, 소요되는 화학약품비 및 세정폐액 처리비의 등의 증가에 따른 유지 관리 성능도 악화되며, 더불어 사용된 분리막의 배제(rejection) 성능 악화 및 분리막의 변형 및 노화 등 궁극적으로 분리막 교체 시기를 앞당김으로써 전체 운영 관리비를 증가시키는 요인이 될 수 있다.The most effective is chemical cleaning (CIP). When performing frequent chemical cleaning (CIP), the production performance is greatly deteriorated due to the stoppage of the treated water, and the increase of the chemical cost and the waste treatment cost The maintenance performance deteriorates and deterioration of the rejection performance of the separation membrane used and the deformation and aging of the separation membrane ultimately lead to an increase in the total operation management cost.

따라서, 세정을 적절한 시점에 수행하는 것이 매우 중요하며, 이를 위하여 막오염 물질의 정도를 효과적으로 예측하고 평가하는 방법의 중요성은 날로 높아져가고 있다. 종래에 이를 위한 다양한 방법들이 제안되고 사용되고 있는바, 구체적으로 검토한다.
Therefore, it is very important to carry out the cleaning at an appropriate point in time. For this purpose, the importance of effectively predicting and evaluating the degree of membrane contaminants is increasing day by day. Conventionally, various methods for this purpose have been proposed and used, and thus, a detailed examination will be made.

현재 가장 널리 사용되는 방법은, SDI(Silt Density Index) 지수 측정 방법이라 할 수 있다.Currently, the most widely used method is the SDI (Silt Density Index) measurement method.

이는, 유입원수의 SDI를 측정함으로써 획득되는 SDI 지수는 현재 역삼투막/정삼투막과 나노여과막을 사용하는 담수화 공정에서 유입원수의 막오염 경향을 예측하는 방법이다. 일반적으로, SDI 지수값이 2~3 미만이면 막오염은 심하지 않은 유입원수라고 것으로 판단하고, SDI 지수값이 5 이상이 될 경우 막오염 발생이 심한 유입원수라고 판단한다.This means that the SDI index obtained by measuring the SDI of the influent source is a method for predicting the membrane contamination tendency of the influent source in the desalination process using the reverse osmosis membrane / the osmosis membrane and the nanofiltration membrane. In general, if the SDI index value is less than 2 to 3, membrane contamination is considered to be an insignificant inflow source. If the SDI index value is 5 or more, it is judged to be a serious inflow source.

다만, SDI 지수는 막오염의 가능성을 간접적으로 측정하는 방법에 불과하며, 특히 직경 47 mm(달리 말하면, 0.45 공경(pore size))의 분리막을 이용하여 30psi의 압력으로 유입수를 통과시켜 측정하기 때문에 이보다 작은 크기의 콜로이드나 유기물 등의 영향을 평가할 수 없다는 큰 문제가 있다.However, the SDI index is only an indirect measure of the possibility of membrane fouling, especially when the permeate is measured at a pressure of 30 psi using a membrane with a diameter of 47 mm (in other words, 0.45 pore size) There is a big problem that the influence of colloid or organic matter smaller in size can not be evaluated.

또한, 역삼투막/정삼투막과 나노여과막을 주로 사용하는 담수화 공정은 유입수가 흐르는 방향과 여과막의 투과 방향이 서로 직교하는 방향으로 운전되는 십자류(Cross-flow) 여과 모드를 사용하기 때문에, 전량여과(Dead-end) 모드와 여과 원리가 상이하다는 문제점이 있다.In addition, since the desalination process mainly using the reverse osmosis membrane / the osmosis membrane and the nanofiltration membrane uses a cross-flow filtration mode in which the direction of flow of the inflow water and the direction of permeation of the filtration membrane are orthogonal to each other, There is a problem that the dead-end mode and filtration principle are different.

이에, SDI 지수의 한계를 극복하기 위해 MFI(Modified fouling index) 측정 방법, MFI-UF(Modified fouling index by Ultrafilter) 측정 방법, MFI-NF(Modified fouling index by Nanofilter) 측정 방법 등이 제안되기도 하였으나, 이들 모두 한 개의 분리막을 사용하고, 마찬가지로 전량여과 모드로서 측정되기 때문에, 실제 담수화 공정에서의 십자류 여과모드와 상이하다는 문제점이 해결되지 않는다.
In order to overcome the limitations of the SDI index, a modified fouling index (MFI) measurement method, a modified fouling index by ultrafilter (MFI-UF) measurement method, and a modified fouling index by nanofilter (MFI- Since all of them use one separator and are measured in the same filtration mode in the same way, the problem of being different from the crossflow filtration mode in the actual desalination process is not solved.

이와 관련하여, 특허문헌을 먼저 검토하면 다음과 같다.In this regard, the patent literature will first be reviewed as follows.

한국공개특허 제10-2011-0089710호, 한국공개특허 제10-2014-0016417호, 한국공개특허 제10-2010-0057262호, 한국공개특허 제10-2013-0081436호, 한국공개특허 제10-2014-0076197호는 다양한 정밀여과(MF), 한외여과(UF), 나노여과(NF) 분리막을 조합 사용하여, 입자물질, 콜로이드물질, 유기물질 등의 의한 막오염 현상을 정량적인 막오염 지수로서 구분하고 막오염원별로 예측할 수 있도록 하는 방법을 제안한다.Korean Patent Publication No. 10-2011-0089710, Korean Patent Publication No. 10-2014-0016417, Korean Patent Publication No. 10-2010-0057262, Korean Patent Publication No. 10-2013-0081436, Korean Patent Laid- 2014-0076197 uses a combination of various microfiltration (MF), ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) membranes to quantify membrane contamination by particulate matter, colloidal material, organic material, etc. as a quantitative film contamination index And a method for predicting by film source is proposed.

측정 휴대성을 강화하고, 막오염 지수의 측정 정확도를 높이고, 측정 시간을 단축하기 위해 복수의 분리막으로 직렬 방식에서 병렬 방식으로 측정할 수 있게 한다는 점이 장점이다.It is advantageous in that it is possible to measure in parallel and in series manner with a plurality of membranes in order to enhance the portability of the measurement, increase the measurement accuracy of the membrane contamination index, and shorten the measuring time.

그러나, 이러한 방법들 역시 SDI 지수와 동일하게 0.45 공경의 막을 사용한다는 문제와, 실제 담수화 공정에서의 십자류 여과모드와 상이하다는 문제가 해결되지 않는다.
However, these methods do not solve the problem of using a membrane having a pore size of 0.45, which is the same as that of the SDI index, and the problem of being different from the cross flow filtration mode in the actual desalination process.

한국공개특허 제10-2014-0054670호는, 정밀여과(MF)과 한외여과(UF)의 저압으로 운전되는 막여과 공정에서 막오염 지수를 실시간으로 순간 막간 차압(TMP, trans-membrane pressure)의 변화율을 이용하여 산출하고, 산출된 막오염 지수에 따른 최적의 화학세정(CIP)을 선택적으로 수행할 수 있는 막오염 지수를 이용한 막오염을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제안한다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0054670 discloses a method of detecting a membrane contamination index in real time in a membrane filtration process operated at a low pressure of microfiltration (MF) and ultrafiltration (UF) (CIP) according to the calculated film contamination index by using the rate of change of the film contamination index, and to propose a device and a method for controlling the membrane contamination using the film contamination index capable of selectively performing the optimal chemical cleaning (CIP) according to the calculated film contamination index.

마찬가지로, SDI 지수와 동일하게 0.45 공경의 분리막을 사용한다는 문제, 와, 실제 담수화 공정에서의 십자류 여과모드와 상이하다는 문제가 해결되지 않는다.
Similarly, the problem of using a 0.45-pore separation membrane in the same manner as the SDI index and the problem of being different from the cross-flow filtration mode in the actual desalination process can not be solved.

한국공개특허 제10-2013-0085220호는, 해수담수화 설비의 유량계, 압력계 등 센서로부터 측정 정보를 수신하여 역삼투막의 막오염 정도를 산출하여 제어부를 통해 진단 및 제어하는 실시간 모니터링 장치를 제안한다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0085220 proposes a real-time monitoring apparatus for receiving measurement information from a sensor such as a flow meter and a pressure gauge of a seawater desalination plant to calculate the degree of membrane fouling of the reverse osmosis membrane and diagnose and control the same through a control unit.

막오염의 조기 진단을 가능하게 한다는 점이 장점이나, 결과적으로 유량계, 압력계, pH 미터, 온도계 등 센서의 실시간 측정 및 정보를 해석을 통한 간접적인 막오염 진단이라는 점이 한계이다.
However, it is limited to indirect measurement of membrane contamination through real-time measurement and information interpretation of sensors such as flow meter, pressure gauge, pH meter, and thermometer as a result.

한국등록특허 제10-0811199호, 한국등록특허 제10-1318578호 및 한국공개특허 제10-2011-0102750호는, 크로마토그래피처럼 분자량 및 입자 크기 분포의 측정에 유용한 흐름장 흐름 분획(Flow Field Flow Fractionation) 기법을 활용하여, 자연유기물질의 분리 크로마토그램의 면적을 계산하여 막의 특성에 따른 흡착 정도를 분석하는 평가 방법을 제안한다. 또한, 역삼투막과 나노여과막의 다이나믹 히스테리시스(Dynamic hysteresis)를 측정하여 분리막의 막오염을 예측 및 화학적, 물리적 불균일성을 동시에 또는 개별적으로 측정할 수 있는 예측 방법을 제안한다.Korean Patent No. 10-0811199, Korean Patent No. 10-1318578 and Korean Patent Publication No. 10-2011-0102750 disclose a flow field flow method useful for measuring molecular weight and particle size distribution such as chromatography, Fractionation method is used to calculate the area of the separation chromatogram of natural organic materials to evaluate the adsorption degree according to the characteristics of the membrane. Also, dynamic hysteresis of the reverse osmosis membrane and the nanofiltration membrane is measured to predict the membrane contamination of the membrane and to predict the chemical and physical non-uniformity simultaneously or individually.

그러나, 이는 유기 막오염에 한정된다는 점, 직접적인 측정 압력 범위에 한계가 있어 연속 측정이 불가능하다는 점이 문제이어서, 실제 담수화 시설에서 적용하기 불가능하다.
However, this is limited to organic film contamination, the problem is that continuous measurement is impossible due to the limitation of the direct measurement pressure range, which is not applicable in practical desalination facilities.

한국공개특허 제10-2014-0037357호는, 막오염 지수를 통해 막오염 정도를 예측하는 것뿐만 아니라, 오염된 분리막을 세정하여 수처리 공정을 정상화 시키는 것 또한 매우 중요하다는 점에 착안하여, 오염된 막을 세정하는 과정에서 사용되는 세정제의 선정 및 세정 성능에 관한 가이드라인 등의 객관적 근거를 확보하기 위한 방법을 제안한다. 즉, 오염된 상태의 분리막 표면에 세정제를 공급하고, 분리막에 세정수를 흘려줌으로써, 세정제에 의해 이물질에 제거되는 상태에 따라 분리막을 통과하는 세정수의 양을 측정하여 계산되는 막세척 지수와 막세척 지수 측정 장치를 제안한다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2014-0037357 points out that not only the degree of film contamination through the film contamination index is predicted but also it is very important to clean the contaminated membrane to normalize the water treatment process, This paper proposes a method for securing objective grounds such as selection of cleaning agent used in the process of cleaning membrane and guidelines on cleaning performance. That is, by supplying the cleaning agent to the surface of the separation membrane in the contaminated state, and by supplying the washing water to the separation membrane, the membrane washing index calculated by measuring the amount of the washing water passing through the separation membrane, A cleaning index measuring device is proposed.

그러나, 0.45 공경 이하의 막오염 확인이 어렵다는 점, 세정제 종류와 양 등이 모두 전처리 정밀여과(MF) 분리막의 여과 메커니즘에 기반을 두고 있어 실제 담수화 공정에서의 공경이 없는 나노여과(MF) 및 역삼투(RO) 분리막의 세정 조건과는 상이하기에 적용이 어렵다는 점이 문제이다.However, since it is difficult to confirm membrane contamination below 0.45 pore size, and the type and amount of detergent are all based on the filtration mechanism of the pre-treatment microfiltration membrane (MF), nanofiltration (MF) and reverse osmosis (RO) separator is different from the cleaning condition of the RO separator.

이러한 문제점은, 용질과 용매 확산이동 원리에 의해 고압으로 운전되는 나노여과 분리막과 역삼투 분리막은 공경을 갖고 있지 않기 때문에, 공경을 갖고 체거름 방식 원리에 의해 저압으로 운전되는 정밀여과 분리막과 한외여과 분리막의 여과 메커니즘은 차이가 있다는 것에 기인한다. The problem is that the nanofiltration membrane and the reverse osmosis membrane, which are operated at high pressure by solute and solvent diffusion movement principle, do not have a pore size. Therefore, a microfiltration membrane that operates at low pressure by pore- The filtration mechanism of the membrane is due to the difference.

즉, 나노여과막과 역삼투막/정삼투막은 정밀여과 분리막과 한외여과 분리막과 달리 일반적으로 화학약품을 첨가한 수세정 또는 에어스크라빙 등의 방법으로 공경을 막고 있는 입자물질, 유기물질, 무기물(스케일링), 생물 막오염에 대해 역세정이 불가능하다는 점에서, 여기에 제안된 기술을 역삼투/정삼투와 같은 담수화 설비에 적용하는 것이 사실상 불가능하다.
In other words, unlike the microfiltration membrane and the ultrafiltration membrane, the nanofiltration membrane and the reverse osmosis membrane / positive osmosis membrane are generally composed of particles, organic substances, and inorganic substances (scaling) which are blocking the pores by a method such as water washing or air scraping, , It is virtually impossible to apply the proposed technique to desalination facilities such as reverse osmosis / forward osmosis in that it is not possible to reverse-wash the biomembrane contamination.

다음, 관련된 실제 상용화된 기기를 검토하면 다음과 같다.Next, a review of the actual commercialized devices involved is as follows.

도 2는 정삼투막 베셀의 막오염을 감지하는 설비를 도시한다(www.filtsep.com 참조). 실제 대부분의 정삼투 처리 설비는 하루에 수천 내지 수만 톤을 처리하기에, 주된 설비에 영향을 주지 않으면서도 담수화 설비를 모사할 수 있는 도 2와 같은 별도의 스키드(skid) 설비가 사용된다. Figure 2 shows a facility for detecting membrane fouling of the osmosis membrane vessel (see www.filtsep.com). In practice, most of the positive osmosis treatment plants treat thousands to tens of thousands of tons per day, and a separate skid facility as shown in FIG. 2 is used, which can simulate desalination facilities without affecting the main facility.

실제 정삼투막 처리 장치에는 다수의 정삼투막 베셀이 포함되기에, 도 2에 도시된 바와 같은 스키드 설비는 실제 정삼투막 처리 장치에 적용된 정삼투막 베셀 1개 정도 채택한다. 1개의 정삼투막 베셀의 막오염 정도를 살펴보면서, 실제 정삼투막 베셀의 막오염 정도를 추정한다.Since the actual osmosis membrane treatment apparatus includes a plurality of the osmosis membrane vessels, the skid installation as shown in Fig. 2 employs one osmosis membrane vessel applied to the actual osmosis membrane treatment apparatus. The membrane contamination of a hydrogel membrane is estimated by examining the degree of membrane contamination of a single osmosis membrane vessel.

그러나 이 경우 실제 정삼투막 베셀이 적용된다는 점, 해당 베셀에 투입되는 유입수를 조절하기 위한 다수의 설비들이 부착된다는 점 등으로 인하여, 초기 설치비 및 운영비가 높으며, 그럼에도 운영이 어려워서 실제 정삼투막 처리 장치의 막오염을 효과적으로 모사하지 못한다.
However, in this case, due to the fact that the actual osmosis membrane vessel is applied and a large number of facilities for controlling the influent input to the vessel are attached, the initial installation cost and operation cost are high, It does not effectively simulate membrane contamination of the device.

한국공개특허 제10-2011-0089710호Korean Patent Publication No. 10-2011-0089710 한국공개특허 제10-2014-0016417호Korean Patent Publication No. 10-2014-0016417 한국공개특허 제10-2010-0057262호Korean Patent Publication No. 10-2010-0057262 한국공개특허 제10-2013-0081436호Korean Patent Publication No. 10-2013-0081436 한국공개특허 제10-2014-0076197호Korean Patent Publication No. 10-2014-0076197 한국공개특허 제10-2014-0054670호Korean Patent Publication No. 10-2014-0054670 한국공개특허 제10-2013-0085220호Korean Patent Publication No. 10-2013-0085220 한국등록특허 제10-0811199호Korean Patent No. 10-0811199 한국등록특허 제10-1318578호Korean Patent No. 10-1318578 한국공개특허 제10-2011-0102750호Korean Patent Publication No. 10-2011-0102750 한국공개특허 제10-2014-0037357호Korean Patent Publication No. 10-2014-0037357

이에, 본 발명은 전술한 바와 같이 특히 정삼투막 처리 공정에 있어서 정삼투막의 막오염 정도를 실시간으로 효과적이고 정확하게 감시할 수 있는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.Accordingly, the present invention proposes an apparatus and method for effectively and accurately monitoring the degree of film fouling of a quasi-osmosis membrane in real time, in particular, in a process of treating a quasi-osmosis membrane as described above.

도 1c를 다시 참조하여 정삼투막 베셀을 보다 상세히 설명하면, 일반적으로 3~10 개의 분리막 엘리먼트(element)가 연속적으로 집적되어 있다. 도 1b는 7개의 분리막 엘리먼트로 구성되어 있는 예를 도시하나, 그 개수에 제한되지 않음은 물론이다. 여기에서 첫 번째의 엘리먼트와 마지막 엘리먼트가 중요하다. 첫 번째의 리드 엘리먼트(lead element)는 처리수량이 가장 많고, 입자 막오염, 유기(생물) 막오염이 지배적인 막오염 현상이 유발된다. 마지막의 엔드 엘리먼트(end element)는 이전 엘리먼트들의 여과에 의한 농축이 가속화되어 처리수량이 가장 적고, 무기(스케일) 막오염이 지배적인 막오염 현상이 유발되어 그 양상이 다르다. 본 발명은 이러한 특성을 충분히 반영하여 효과적이고 정확한 막오염 현상을 예측하는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.Referring again to FIG. 1C, a still more detailed description of the osmosis membrane vessel generally includes 3 to 10 membrane elements integrated in series. FIG. 1B shows an example in which the membrane is composed of seven membrane elements, but the number is not limited. The first element and the last element are important here. The lead element of the first lead to the membrane contamination which is dominated by the most processed water, particle film contamination, and organic (biological) film contamination. The end element at the end accelerates the concentration of the previous elements by filtration, which results in the least amount of treated water and membrane contamination which is dominated by inorganic (scale) membrane contamination. The present invention intends to propose an apparatus and a method for accurately and accurately estimating membrane contamination phenomenon by fully reflecting such characteristics.

또한, 도 1c의 예시에서 두 번째 엘리먼트부터 여섯 번째 엘리먼트까지의 미들 엘리먼트(middle element)는 막오염이 진행되는 과정의 엘리먼트이기에, 이를 모사하는데 있어서 빠르고 순차적인 순환 반복의 여과주기(filtration cycle)를 갖게 하는 것이 바람직한바, 이를 통하여 신속하게 예측하는 장치 및 방법을 제안하고자 한다.
In the example of FIG. 1C, since the middle element from the second element to the sixth element is an element of the progress of the membrane fouling, it is necessary to perform a filtration cycle of a fast and sequential cyclic repetition It is desirable to provide a device and a method for predicting it promptly through it.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 유입수 저장부(100); 유도용액 저장부(200); 및 상기 유입수 저장부(100)에 저장된 유입수와 상기 유도용액 저장부(200)에 저장된 유도용액이 유입되며, 정삼투막 베셀을 모사하여 이를 FO 처리함으로써 처리수와 농축수로 구분하는 FO 처리 모사부(300)를 포함하며, 상기 FO 처리 모사부(300)에서 구분된 농축수는 상기 유입수 저장부(100)로 재유입되며, 상기 FO 처리 모사부(300)는 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)을 포함하며, 상기 유입수 저장부(100)의 수위에 따라, 상기 유입수 저장부(100)로부터의 유입수와 상기 유도용액 저장부(200)로부터의 유도용액이 상기 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370) 중 어느 하나로 유입되는, 정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치를 제안한다.In order to solve the above-described problems, an embodiment of the present invention includes an inflow water storage unit 100; An induction solution storage part 200; And the inflow water stored in the inflow water storage unit 100 and the induction solution stored in the inductive solution storage unit 200 are introduced and the FO process is performed by FO process of the osmosis membrane vessel, The FO processing simulation unit 300 includes a first FO cell 310 and a second FO cell 310. The FO process simulation unit 300 includes a first FO cell 310, The second FO cell 320 and the third FO cell 370. The inflow water from the inflow water storage part 100 and the inflow water from the induction solution storage part 200 Is introduced into any one of the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370. In this regard,

또한, 상기 제 1 F0셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)은 서로 구분되어 있는 것이 바람직하다.The first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370 are preferably separated from each other.

또한, 상기 유입수 저장부(100)로 유입수가 유입되는 라인에 구비된 밸브(V11); 상기 유입수 저장부(100)로부터 드레인되는 라인에 구비된 밸브(V12); 상기 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유입수가 유입되는 라인에 각각 구비된 밸브(V13, V14, V15); 상기 유도용액 저장부(200)로 유도용액이 유입되는 라인에 구비된 밸브(V21); 상기 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유도용액이 유입되는 라인에 각각 구비된 밸브(V23, V24, V25); 상기 유입수 저장부(100)로부터 유입수가 유출되는 라인에 구비된 펌프(P1); 및 상기 유도용액 저장부(200)로부터 유도용액이 유출되는 라인에 구비된 펌프(P2)를 더 포함하는 것이 바람직하다.A valve (V11) provided in a line through which inflow water flows into the inflow water storage part (100); A valve V12 provided on a line drained from the influent storage part 100; Valves V13, V14, and V15, respectively, provided in a line through which the inflow water flows into the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370; A valve V21 provided in a line through which the induction solution flows into the induction solution storage part 200; Valves V23, V24, and V25 provided in the lines in which the induction solution flows into the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370; A pump P1 provided in a line through which inflow water flows out from the inflow water storage part 100; And a pump P2 provided in a line through which the inductive solution flows out from the inductive solution storage part 200. [

또한, 상기 밸브들(V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24, V25)는 상기 유입수 저장부(100)의 수위에 따라 그 개폐가 결정되며, 상기 펌프들(P1, P2)은 상기 유입수 저장부(100)의 수위에 따라 그 작동이 결정되는 것이 바람직하다.The opening and closing of the valves V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24 and V25 are determined according to the level of the inflow water storage part 100, It is preferable that the operation of the inflow water storage unit 100 is determined according to the water level of the inflow water storage unit 100.

또한, 상기 유입수 저장부(100)의 수위를 감지하는 수위센서(LS)를 더 포함하는 것이 바람직하다.The water level sensor LS may further include a water level sensor LS for sensing the water level of the inflow water storage unit 100.

또한, 상기 FO 처리 모사부(300)로부터 구분된 처리수를 RO 처리하는, RO 처리부(400)를 더 포함하는 것이 바람직하다.The RO processing unit 400 may further include a RO processing unit 400 for performing RO processing on the separated processing water from the FO processing simulation unit 300.

또한, 상기 FO 처리 모사부(300)로부터 구분된 처리수로부터 유도용액을 회수하는 유도용액 회수부(450)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to further include an induction solution recovery unit 450 for recovering the induction solution from the treatment water divided from the FO treatment simulation unit 300.

또한, 상기 유도용액 회수부(450)에서 회수된 유도용액은 상기 유도용액 저장부(200)에 재유입되는 것이 바람직하다.The induction solution recovered in the induction solution recovery unit 450 may be reintroduced into the induction solution storage unit 200.

또한, 상기 유입수 저장부(100) 내의 유입수 온도를 조절하는 수온조절장치(H); 및 상기 유입수 저장부(100) 내의 유입수를 교반하기 위한 구동기(M)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
A water temperature regulating device H for regulating inflow water temperature in the inflow water storing part 100; And a driving device (M) for stirring the inflow water in the inflow water storage part (100).

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는, 전술한 감지 장치; 유입수가 유입되어 전전처리되는 전전처리부(10); 상기 전전처리부(10)로부터 전전처리수가 유입되는 전처리부(20); 및 상기 전처리부(20)로부터 전처리수가 유입되어 FO 처리되어 처리수를 유출시키는 FO 처리부(30)를 포함하며, 상기 FO 처리부(30)는 정삼투막 베셀로서, 서로 연결된 다수의 FO 엘리먼트(element)(31~37)로 이루어지며, 상기 다수의 FO 엘리먼트(31~37)은 전처리수가 유입되는 최선단의 리드 엘리먼트(lead element)(31), 처리수가 유출되는 엔드 엘리먼트(end element)(37) 및 상기 리드 엘리먼트(31)와 상기 엔드 엘리먼트(37) 사이에 위치하는 다수의 미들 엘리먼트(middle element)(32~36)로 이루어지며, 상기 FO 처리 모사부(300) 중 상기 제 2 FO 셀(320)의 비율은, 상기 FO 처리부(30) 중 상기 다수의 미들 엘리먼트(32~36)의 비율에 상응하는, 정삼투막 처리 장치를 제안한다.In order to solve the above-mentioned problems, another embodiment of the present invention is characterized in that the aforementioned sensing device; An electric charge processing unit (10) into which influent water flows and is subjected to electric charge processing; A pretreatment unit 20 into which the pre-treatment water flows from the pre-treatment unit 10; And an FO processing unit 30 for introducing pretreatment water from the pretreatment unit 20 and performing an FO treatment to flow out the treated water. The FO processing unit 30 is a normal osmosis membrane vessel and includes a plurality of FO elements The plurality of FO elements 31 to 37 includes a lead element 31 at the leading end to which the pretreated water flows and an end element 37 And a plurality of middle elements 32 to 36 positioned between the lead element 31 and the end element 37. The plurality of middle elements 32 to 36 of the FO processing simulation unit 300, (320) corresponds to the ratio of the plurality of middle elements (32-36) in the FO processing unit (30).

또한, 상기 유입수 저장부(100)의 전체 수위에 대비하여 현재 수위의 감소된 비율은, 상기 FO 처리부(30)의 회수율에 상응하는 것이 바람직하다.The reduced ratio of the current water level to the total water level of the influent water storage unit 100 preferably corresponds to the recovery rate of the FO processing unit 30. [

또한, 상기 실시간 막오염 감시 장치의 상기 유입수 저장부(100)에 저장되는 유입수는, 상기 FO 처리부(30)에 유입되는 전처리수와 동일한 것이 바람직하다.
The inflow water stored in the inflow water storage unit 100 of the real time film contamination monitoring apparatus is preferably the same as the pre-treatment water flowing into the FO processing unit 30. [

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는, (a) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 만수위(L0)인 경우, 유입수와 유도용액이 제 1 FO 셀(310)에 유입되는 단계; (b) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 제 1 수위(L1)인 경우, 제 1 FO 셀(310)로의 유입이 중단되고, 유입수와 유도용액이 제 2 FO 셀(320)로 유입되는 단계; 및 (c) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 제 2 수위(L2)인 경우, 제 2 FO 셀(320)로의 유입이 중단되고, 유입수와 유도용액이 제 3 FO 셀(370)로 유입되는 단계를 포함하는, 실시간 막오염 감시 방법을 제안한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a flow rate of an inflow water and an induction solution, comprising the steps of: (a) if the water level of the inflow water storage unit is a preset high water level (L0) 310); (b) when the water level of the inflow water storage unit 100 is the predetermined first water level L1, the inflow of the inflow water and the inducing solution into the first FO cell 310 is stopped An incoming step; And (c) when the water level of the inflow water storage unit 100 is the predetermined second level L2, the inflow of the inflow water and the inducing solution into the third FO cell 370 is stopped, The method comprising the steps of:

또한, 상기 (c) 단계 이후에, (d) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 제 3 수위(L3)인 경우, 제 3 FO 셀(370)로의 유입이 중단되고, 상기 유입수 저장부(100)에 남은 유체가 드레인되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.If the water level of the inflow water storage unit 100 is the predetermined third water level L3 after the step (c), the inflow to the third FO cell 370 is stopped, And a step of draining the remaining fluid to the fluid inlet (100).

또한, 상기 (a) 단계 이전에, (0) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 만수위(L0)에 이르도록, 유입수가 상기 유입수 저장부(100)로 유입되고, 그리고 유도용액이 상기 유도용액 저장부(200)로 유입되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Also, before the step (a), the influent water is introduced into the inflow water storage part 100 such that (0) the water level of the inflow water storage part 100 reaches the predetermined high water level L0, And introducing the solution into the inductive solution storage part 200.

또한, 상기 (0) 단계는, 제어부가 밸브(V11, V21))를 개방하는 단계를 포함하며, 상기 (a) 단계는, 상기 제어부가 밸브(V13, V23)를 개방하며 상기 펌프(P1, P2)를 작동시키는 단계를 포함하며, 상기 (b) 단계는, 상기 제어부가 밸브(V14, V24)를 개방하고 밸브(V13, V23)를 폐쇄하는 단계를 포함하며, 상기 (c) 단계는, 상기 제어부가 밸브(V15, V25)를 개방하고 밸브(V14, V24)를 폐쇄하는 단계를 포함하며, 그리고 상기 (d) 단계는, 상기 제어부가 상기 밸브(V12)를 개방하고, 펌프(P1, P2)의 작동을 중지시키며 밸브(V15, V25)를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the step (a), the control unit opens the valves V13 and V23 and opens the valves P1 and P2 to open the valves V13 and V23. In the step (0), the control unit opens the valves V11 and V21. P2), wherein the step (b) includes the steps of opening the valves V14, V24 and closing the valves V13, V23, wherein the step (c) Wherein the controller opens the valves V15 and V25 and closes the valves V14 and V24 and the step d) P2) and closing the valves (V15, V25).

또한, 상기 (d) 단계 이후, 상기 유입수 저장부(100)에 남은 유체가 모두 드레인 되었음을 확인한 후, 상기 (0) 단계로 회귀하는 것이 바람직하다.After step (d), it is preferable to return to step (0) after confirming that all the fluid remaining in the inflow water storage part 100 has been drained.

또한, 상기 FO 처리 모사부(300)의 막오염 상태에 따라, 상기 FO 처리부(30)의 막오염 상태가 감지되는 것이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the film contamination state of the FO processing unit 30 is detected according to the film contamination state of the FO processing simulation unit 300.

본 발명을 통해 정삼투막 베셀로 유입되는 유입수가 여과되는 처리수량과 막오염을 상용 분리막보다 수백 배 작은 막면적을 갖는 소형의 3개의 셀이 장착된 연속 담수화 장치를 통해 직접적으로 실시간으로 감시하고 재현할 수 있다. Through the present invention, the influent water flowing into the forward osmosis membrane vessel is directly monitored in real time through a continuous desalination apparatus equipped with three small cells having membrane area several hundred times smaller than that of the commercial separation membrane, Can be reproduced.

이를 통하여, 막오염을 제거하기 위한 세정 시점에서 실제 주처리 공정 설비에 적용할 수 있도록 베셀 내 막오염 특성에 따른 정보를 제공할 수 있어서, 물리세정 및 화학세정 방법을 효과적으로 적용할 수 있다.Through this, it is possible to provide information according to membrane fouling characteristics in the vessel to be applied to the actual main processing facility at the time of cleaning to remove membrane fouling, so that the physical cleaning and chemical cleaning methods can be effectively applied.

결과적으로, 본 발명을 통해 세정 공정시 소요되는 세정시간, 투입인력, 약품사용량, 세정폐액 발생량을 최소화가 가능하여 획기적으로 전체 설비 가동의 안정적 운영과 유지관리비의 경제적 절감효과를 달성할 수 있다.
As a result, it is possible to minimize the cleaning time, input manpower, chemical consumption, and the amount of the generated cleaning waste in the cleaning process, thereby achieving stable operation of the entire facility operation and saving the maintenance cost economically.

도 1a 및 도 1b는 종래의 일반적인 정삼투막 장치를 도시한다.
도 1c는 도 1a 및 도 1b에 도시된 정삼투막 장치를 이루는 정삼투막 베셀인 FO 처리부 내의 엘리먼트를 구분하여 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 정삼투막 베셀의 막오염을 모니터링하기 위한 종래 장치인 정삼투막 스키드의 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시간 막오염 감시 장치의 제 1 실시예를 설명하기 위한 개념도이며, 도 4는 본 발명에 따른 실시간 막오염 감시 장치의 제 2 실시예를 설명하기 위한 개념도
도 5는 본 발명에 따른 실시간 막오염 감시 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시간 막오염 감시 방법을 설명하기 위하여, 밸브와 펌프의 작동/개폐 여부를 설명하기 위한 표이다.Figures 1A and 1B illustrate a conventional conventional osmosis membrane device.
FIG. 1C is a conceptual view for explaining elements in the FO processing unit, which is a normal osmosis membrane vessel constituting the osmosis membrane device shown in FIGS. 1A and 1B, separately.
Figure 2 is a photograph of a conventional osmosis membrane skid, which is a conventional device for monitoring membrane fouling of the osmosis membrane vessel.
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a first embodiment of the real-time film contamination monitoring apparatus according to the present invention, FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a second embodiment of the real-
5 is a flowchart for explaining a real-time film contamination monitoring method according to the present invention.
6 is a table for explaining the operation / opening / closing of the valve and the pump in order to explain the real-time film contamination monitoring method according to the present invention.

이하에서, "유입수"는 정삼투막 베셀에 투입되는 유체를 의미한다. 해수, 폐수, 하수처리수, 기수 등의 원수 및 이들을 전처리한 전처리수 등 어떠한 유체이어도 무방하다. Hereinafter, "influent" means a fluid which is introduced into the osmosis membrane vessel. Raw water such as seawater, wastewater, sewage-treated water, and nose water, and pretreated water pretreated with them.

이하에서, "유도용액"은 정삼투막 베셀에 투입되어 정삼투를 행하기 위한 고농도 용액을 의미한다. 예를 들어, 유입수가 하수처리수인 경우 유도용액은 해수일 수 있으나, 정삼투 처리를 위하여 적용될 수 있는 어떠한 유체이어도 무방하다.Hereinafter, the term "inducing solution" refers to a high concentration solution to be injected into the osmosis membrane vessel to perform the osmosis. For example, if the influent is sewage water, the inducing solution may be seawater, but it may be any fluid that can be applied for the positive osmosis treatment.

이하에서, "FO 엘리먼트(FO element)"는 정삼투막 베셀을 이루는 단위를 의미하며, "FO 모듈(module)"로 지칭되기도 한다.Hereinafter, the term " FO element "refers to a unit of a fixed osmosis membrane vessel and may be referred to as an " FO module ".

이하에서, "수위센서(LS)"는 유입수의 수위만을 감지하는 수단만을 의미하는 것이 아니라, 수위, 무게, 유량 등의 정보를 감지하는 모든 수단을 의미하며, 예를 들면 수위센서, 무게센서, 유량계 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Hereinafter, the "level sensor LS" means not only means for sensing only the level of the inflow water but also means for sensing information such as level, weight, and flow rate, Flow meters, and the like, but are not limited thereto.

이하에서 "펌프(P1, P2)"는 유체를 이송시키기 위한 압력을 부여하는 수단을 의미하고, 압력의 크기 등에 있어서 한정되지 않는다.
Hereinafter, the term "pumps P1 and P2" means means for applying a pressure for conveying the fluid, and is not limited by the magnitude of the pressure or the like.

1. One. 정삼투막A positive osmosis membrane 베셀Bessel 내 실시간  My real time 막오염Membrane contamination 감시 장치의 설명 - 제 1  Explanation of monitoring device - 1st 실시예Example (도 3)(Fig. 3)

도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치를 설명한다. Referring to FIG. 3, a real-time film contamination monitoring apparatus in a normal osmosis membrane vessel according to the present invention will be described.

도 3의 상측에는 일반적인 정삼투막 처리 장치의 정삼투막 베셀이 도시된다. 도 1c를 참조하여 전술한 바와 같은 것으로, FO 처리부(30)가 정삼투막 베셀로 지칭될 수 있으며, 다수의 엘리먼트(31~37)로 이루어진다. 일반적으로 하나의 정삼투막 베셀은 3~10개의 엘리먼트로 이루어지며, 여기에서는 예시적으로 7개의 엘리먼트로 이루어진 경우를 설명한다. On the upper side of Fig. 3, a normal osmosis membrane vessel of a general osmosis membrane treatment apparatus is shown. As described above with reference to FIG. 1C, the FO processing unit 30 may be referred to as a normal osmosis membrane vessel, and is composed of a plurality of elements 31 to 37. In general, a single osmosis membrane vessel is composed of 3 to 10 elements, and an exemplary case of 7 elements is described here.

FO 엘리먼트(31~37)은 유입수와 유도용액이 유입되는 최선단의 리드 엘리먼트(lead element)(31), 처리수가 유출되는 최후단의 엔드 엘리먼트(end element)(37) 및 그 사이에 위치하는 다수의 미들 엘리먼트(middle element)(32~36)로 이루어진다. 도시된 미들 엘리먼트(32~36)는 5개이나, 그 개수에 제한이 없음은 전술한 바와 같다.The FO elements 31 to 37 include a lead element 31 at the first stage at which the influent and the inducing solution are introduced, an end element 37 at the end at which the process water flows out, And a plurality of middle elements (32 to 36). There are five middle elements 32 to 36 shown, but the number of the middle elements 32 to 36 is as described above.

여기에서, 리드 엘리먼트(31)과 엔드 엘리먼트(37)가 중요하다. 유입수가 각각의 엘리먼트를 순차적으로 통과하기에, 정삼투막 처리 장치가 가동된 후 많은 시간이 경과하면 두 엘리먼트의 막오염 양상이 극명하게 다르기 때문이다. Here, the lead element 31 and the end element 37 are important. Since the influent passes sequentially through each element, the film contamination pattern of the two elements becomes significantly different after a lapse of time since the osmosis membrane treatment apparatus is activated.

유입수가 바로 유입되는 리드 엘리먼트(31)과, 선단의 엘리먼트들에서 어느 정도 처리가 이루어진 후 유입되는 엔드 엘리먼트(37)의 막오염 상태는 당연히 다를 수밖에 없다. The state of film contamination of the lead element 31 into which the influent water flows directly and the end element 37 which flows after the end elements are treated to some extent naturally has to be different.

정삼투막 처리 장치의 막오염 상태를 확인하고 세정 타이밍 및 주기를 결정하여야 하는 실제 현장에서도 최선단과 최후단의 엘리먼트 오염 정도를 확인하는 것이 대단히 중요하다.It is very important to confirm the degree of contamination of the element at the best stage and the last stage even in the actual field where the film contamination state of the forward osmosis membrane treatment apparatus is to be checked and the cleaning timing and period should be determined.

구체적인 막오염 양상을 살펴보면, 유입수가 유입되는 리드 엘리먼트(31)는 주로 입자막오염, 유기막오염이 이루어지며, 최후단의 엔드 엘리먼트(37)의 경우 주로 무기막오염(스케일링)이 이루어진다. As for the specific membrane contamination pattern, the lead element 31 into which the influent flows is mainly contaminated with the inlet membrane and contaminated with the organic membrane. In the case of the end element 37 at the downstream end, the inorganic membrane is mainly contaminated (scaled).

이에, 본 발명은, 이와 같은 점에 착안하여, 리드 엘리먼트(31)에 대응하는 제 1 FO 셀(310)과 엔드 엘리먼트(37)에 대응하는 제 3 FO 셀(370)을 별도로 구분하며, 그 사이의 미들 엘리먼트(32~36)는 하나의 제 2 FO 셀(320)로 설정한다. Accordingly, the first FO cell 310 corresponding to the lead element 31 and the third FO cell 370 corresponding to the end element 37 are separately distinguished from the above points, And the middle elements 32 to 36 between the first FO cell 320 and the second FO cell 320 are set to one second FO cell 320.

여기에서, 제 2 FO 셀(320)의 크기는 실제 막오염 상태를 확인하고자 하는 미들 엘리먼트(32~36)의 크기 내지 용량에 상응하게 설정된다.
Here, the size of the second FO cell 320 is set to correspond to the size or capacity of the middle elements 32 to 36, which actually check the contamination state of the film.

전술한 정삼투막 처리 장치를 모사하여 실시간 막오염 감시를 이루고자 하는 장치를 설명한다. An apparatus for simulating real-time film contamination monitoring by simulating the aforementioned osmosis membrane treating apparatus will be described.

본 발명에 따른 실시간 막오염 감시 장치는, 실제 작동 중인 정삼투막 처리 장치와 비교하여 그 처리 절대량만을 감소시켜 동일한 수준으로서 작동하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 FO 처리 모사부(300)의 각 FO 셀(310, 320, 370)의 막오염 정도를 확인함으로써, 실제 작동 중인 정삼투막 처리 장치의 막오염 정도를 해당 장치를 분해하거나 분석하지 않고도 추정할 수 있으며, 최적의 세정 효과를 거두기 위한 세정 방법 역시 추정 가능하다.The real-time film contamination monitoring apparatus according to the present invention operates at the same level by reducing only the absolute amount of the processing compared to the actual operating osmosis membrane treating apparatus. That is, by checking the film contamination degree of each FO cell 310, 320, 370 of the FO processing simulation unit 300 according to the present invention, It can be estimated without analysis, and a cleaning method for achieving optimal cleaning effect can also be estimated.

이와 같은 기능을 하는 핵심 부품은 FO 처리 모사부(300)이다. 이는, 실제 정삼투막 처리 장치의 FO 처리부(30)의 처리 과정을 모사하여 작동한다. The core part that performs this function is the FO processing simulation unit 300. [ This operation is performed by simulating the process of the FO processing unit 30 of the actual osmosis membrane processing apparatus.

전술한 바와 같이, FO 처리부(30)의 리드 엘리먼트(31)에 대응하는 제 1 FO 셀(310), 엔드 엘리먼트(37)에 대응하는 제 3 FO 셀(370), 그 사이의 미들 엘리먼트(32~36)는 하나의 제 2 FO 셀(320)로 이루어진다. As described above, the first FO cell 310 corresponding to the lead element 31 of the FO processing section 30, the third FO cell 370 corresponding to the end element 37, the middle element 32 between them 36 are made up of one second FO cell 320.

각각의 FO 셀(310, 320, 370)은 실제 멤브레인을 작은 크기로 절취한 멤브레인 섹션을 이용한다. 멤브레인 섹션의 크기를 조절하거나, 또는 그 크기는 유사하게 하되 예를 들어 제 2 FO 셀(320)은 다수의 섹션을 적층하여 사용할 수도 있다.Each FO cell 310, 320, 370 utilizes a membrane section that cuts the actual membrane to a small size. For example, the second FO cell 320 may be used by stacking a plurality of sections, for example, by adjusting the size of the membrane section, or the size thereof.

이와 같이 멤브레인의 크기에 비례를 이용하여, FO 처리 모사부(300)에 정삼투막 처리 장치에 투입되는 유입수에 상응하는 양을 주입시키면, 결과적으로 FO 처리 모사부(300)의 막오염 진행은 실제 정삼투막 처리 장치의 FO 처리부(30)의 막오염 진행과 유사하게 이루어진다.
When the amount corresponding to the inflow water input to the FO process simulation unit 300 is injected into the FO process simulator 300 in proportion to the size of the membrane, Is similar to the progress of the film contamination of the FO processing unit 30 of the actual osmotic membrane treatment apparatus.

이제, FO 처리 모사부(300)에 유입되는 유입수가 저장되는 유입수 저장부(100)를 설명한다. Now, the inflow water storage unit 100 in which inflow water flowing into the FO processing simulation unit 300 is stored will be described.

유입수 저장부(100)에는, 유입수 온도를 조절하는 수온조절장치(H), 유입수를 교반하기 위한 구동기(M)가 구비될 수 있다. 온도와 교반 정도를 별도의 제어부(미도시)를 이용하여 제어함으로써, FO 처리 모사부(300)가 FO 처리부(30)를 근사하게 모사할 수 있다. The inflow water storage unit 100 may be provided with a water temperature regulating device H for regulating inflow water temperature and a driving device M for stirring inflow water. By controlling the temperature and the degree of agitation by using a separate control unit (not shown), the FO processing simulation unit 300 can simulate the FO processing unit 30 in an approximate manner.

유입수 저장부(100)에서 FO 처리 모사부(300)로 투입되는 유입수는, 유입수 저장부(100)의 수위를 감지함으로써 제어된다. 유입수 저장부(100)에는 그 수위를 감지하기 위한 수위센서(LS)가 구비된다. The influent water input into the FO processing simulation unit 300 from the influent storage unit 100 is controlled by sensing the water level of the influent storage unit 100. The inflow water storage unit 100 is provided with a water level sensor LS for sensing the water level.

또한, 유입수 저장부(100)로 유입수가 유입되는 라인에 밸브(V11)가 구비되고, 유입수 저장부(100)로부터 드레인되는 라인에 다른 밸브(V12)가 구비되고, 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유입수가 유입되는 라인에 각각 다른 밸브(V13, V14, V15)가 구비된다.A valve V11 is provided in a line through which the influent water flows into the influent storage section 100 and another valve V12 is provided in a line drained from the influent storage section 100. In the first FO cell 310, V13, V14, and V15 are provided in the line through which the inflow water flows into the second FO cell 320, the third FO cell 320, and the third FO cell 370, respectively.

또한, 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유입수가 유입되는 라인에는 별도의 펌프(P1)가 더 구비된다.
In addition, a separate pump P1 is further provided in the line through which the inflow water flows into the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370.

다음, FO 처리 모사부(300)에 유입되는 유도용액이 저장되는 유도용액 저장부(200)를 설명한다. Next, the inductive solution storage unit 200 in which the inductive solution flowing into the FO process simulation unit 300 is stored will be described.

유도용액 저장부(200)에도 역시 유도용액의 온도를 조절하는 수온조절장치(H), 유입수를 교반하기 위한 구동기(M)가 구비될 수 있다. The induction solution storage unit 200 may also be equipped with a water temperature controller H for controlling the temperature of the induction solution and a driver M for stirring the influent water.

유도용액 저장부(200)에서 FO 처리 모사부(300)로 투입되는 유도용액은, 유입수 저장부(100)에서 유입되는 유입수와 같이, 유입수 저장부(100)의 수위를 감지함으로써 제어된다. 따라서, 유도용액 저장부(200)에 별도의 수위센서가 구비될 필요는 없다.The inductive solution introduced into the FO processing simulation unit 300 from the inductive solution storage unit 200 is controlled by sensing the level of the inflow water storage unit 100 like the inflow water flowing in the inflow water storage unit 100. Therefore, it is not necessary that the induction solution storage unit 200 is provided with a separate level sensor.

또한, 유도용액 저장부(200)으로 유도용액이 유입되는 라인에 밸브(V21)가 구비되고, 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유도용액이 유입되는 라인에 각각 다른 밸브(V23, V24, V25)가 구비된다.A valve V21 is provided in a line through which the induction solution flows into the induction solution storage unit 200 and is guided to the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370 Different valves (V23, V24, V25) are provided in the line through which the solution flows.

또한, 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유도용액이 유입되는 라인에는 별도의 펌프(P2)가 더 구비된다.In addition, a separate pump P2 is further provided in the line through which the induction solution flows into the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370.

제어부(미도시)는 이러한 밸브들(V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24, V25)과 펌프(P1, P2)를 유입수 저장부(100)의 수위에 따라 조절하게 된다.
The control unit (not shown) controls the valves V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24 and V25 and the pumps P1 and P2 according to the level of the influent storage unit 100.

FO 처리 모사부(300)에서 FO 처리가 이루어지면 유입수와 유도용액에 의하여 농축수와 희석된 유도용액이 구분되어 배출된다. 희석된 유도용액은 RO부(400)에서 RO 처리되어 별도의 처리수 저장부(400)에 저장되고 이때 발생되는 초기 농도의 유도용액은 유도용액 저장부(200)로 재유입되거나 드레인되며, FO 처리부(30)에서 발생한 농축수는 다시 유입수 저장부(100)로 재유입되어야 한다는 점이 중요하다. 농축수가 재유입되어야 전술한 바와 같이 엘리먼트별로 다른 막오염 정도를 모사할 수 있기 때문이다. When the FO processing is performed in the FO processing simulation unit 300, the concentrated water and the diluted induction solution are separated and discharged by the influent water and the induction solution. The diluted derivatized solution is RO-treated in the RO unit 400 and stored in the separate treated water storage unit 400. The induced solution of the initial concentration generated at this time is re-introduced or drained to the inductive solution storage unit 200, It is important that the concentrated water generated in the treatment section 30 should be reintroduced into the influent water storage section 100 again. This is because the concentration of the concentrated water must be reintroduced to simulate the degree of different film contamination for each element as described above.

따라서, FO 처리 모사부(300)에 유입되는 유입수의 미리 설정된 비율에 따른 유입수 저장부(100)의 수위에 따라 제어함으로써, 실제 FO 처리부(30)의 처리량에 상응하여 FO 처리 모사부(300)의 처리량을 제어할 수 있으며, 이를 통하여 FO 처리 모사부(300)의 막오염 진행은 FO 처리부(30)의 막오염 진행에 상응하게 진행될 것이다.
Therefore, the FO processing simulation unit 300 is controlled in accordance with the processing amount of the actual FO processing unit 30 by controlling the water level of the influent water storage unit 100 according to a predetermined ratio of the inflow water flowing into the FO processing simulation unit 300. [ The progress of the film contamination of the FO processing simulation unit 300 will proceed in accordance with the progress of the film contamination of the FO processing unit 30.

2. 2. 정삼투막A positive osmosis membrane 베셀Bessel 내 실시간  My real time 막오염Membrane contamination 감시 장치의 설명 - 제 2  Explanation of monitoring device - 2nd 실시예Example (도 4)(Figure 4)

도 4을 참조하여, 본 발명에 따른 정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치의 제 2 실시예를 설명한다. Referring to FIG. 4, a second embodiment of a real-time film contamination monitoring device in a hydro-osmosis membrane vessel according to the present invention will be described.

제 2 실시예는 제 1 실시예와 비교하여 RO부(400)가 아닌 유도용액 회수부(450)가 위치한다. The second embodiment differs from the first embodiment in that the induction solution recovery unit 450 is not the RO unit 400.

유도용액 회수부(450)는 RO 처리 모사부(300)에서 함께 유출되는 처리수에서 유도용액을 별도의 방법으로 구분하여 다시 유도용액 저장부(200)로 재유입시키고, 남은 처리수는 처리수 저장부(500)로 이동시킨다.The induction solution recovery unit 450 separates the induction solution from the treated water flowing out together in the RO treatment simulation unit 300 by another method and re-introduces the induction solution into the induction solution storage unit 200, To the storage unit 500.

이러한 부분을 제외하면 제 1 실시예와 유사하다.
Except for this portion, it is similar to the first embodiment.

3. 3. 정삼투막A positive osmosis membrane 베셀Bessel 내 실시간  My real time 막오염Membrane contamination 감시 방법의 설명 Explanation of monitoring method

도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 실시간 막오염 감시 방법을 설명한다. 도 6은 제어부(미도시)가 제어하는 밸브(V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24, V25, V26)의 개폐와 펌프(P1, P2)의 작동을 도시한 것이다. 아래의 설명에서는 제어부에 대한 표현은 생략하도록 한다.
5 and 6, a real-time film contamination monitoring method according to the present invention will be described. 6 shows the opening and closing of the valves V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24, V25 and V26 controlled by the control unit (not shown) and the operation of the pumps P1 and P2. In the following description, the expression for the control unit is omitted.

먼저, 준비 단계로서, 밸브(V1)를 개방하여 유입수 저장부(100)에 유입수가 유입된다(S10). 유입수 저장부(100)의 수위가 미리 설정된 만수위(L0)에 이른 경우(S20), 밸브(V11)가 폐쇄된다.
First, as a preparation step, the valve V1 is opened to allow inflow water to flow into the influent storage section 100 (S10). When the water level of the influent water storage unit 100 reaches the predetermined high water level L0 (S20), the valve V11 is closed.

이제, 리드 엘리먼트(31)를 모사하는 제 1 FO 셀(310)에 유입수와 유도용액이 유입된다(S100). 이를 위하여, 밸브(V13, V23)가 개방되고 펌프(P1, P2)가 작동한다. Now, the influent water and the inducing solution are introduced into the first FO cell 310 which simulates the lead element 31 (S100). To this end, the valves V13 and V23 are opened and the pumps P1 and P2 are operated.

유입수가 유입되면 제 1 FO 셀(310)에서 FO 처리가 이루어진다. 처리수는 RO부(400)에서 RO 처리되거나(제 1 실시예), 또는 유도용액 회수부(450)에서 유도용액이 회수된 후(제 2 실시예) 처리수 저장부(400)에 저장된다. 농축수는 유입수 저장부(100)에 재유입된다. 이 과정에서 제 1 FO 셀(310)의 막오염이 진행되며, 유입수 저장부(100)의 수위는 점차 낮아진다. FO processing is performed in the first FO cell 310 when the inflow water is introduced. The treated water is RO-treated in the RO unit 400 (first embodiment) or stored in the treated water storage unit 400 after the inductive solution recovery unit 450 has recovered the second solution (second embodiment) . The concentrated water flows back into the influent storage section 100. In this process, the membrane contamination of the first FO cell 310 proceeds, and the water level of the influent water storage unit 100 gradually decreases.

유입수 저장부(100)의 수위가 미리 결정한 수위(L1)까지 낮아진 경우(L110) 제 1 FO 셀(310)은 미리 설정한 만큼의 막오염이 진행된 것이므로, 이제 제 2 FO 셀(320)로 진행한다.
When the water level of the influent water storage unit 100 is lowered to the predetermined water level L1 in step L110, the first FO cell 310 proceeds to the second FO cell 320 do.

미들 엘리먼트(32~36)를 모사하는 제 2 FO 셀(320)에 유입수가 유입된다(S200). 이를 위하여, 밸브(V14, V24)가 개방되며 밸브(V13, V23)가 폐쇄된다. 펌프(P1, P2)는 계속 작동 중이다.The inflow water flows into the second FO cell 320 that simulates the middle elements 32 to 36 (S200). To this end, the valves V14 and V24 are opened and the valves V13 and V23 are closed. Pumps P1 and P2 are still operating.

이 때에 유입되는 유입수는 제 1 FO 셀(310)에 유입되는 유입수인 전처리수와 달리, 제 1 FO 셀(310)에서 처리수와 구분된 농축수가 포함된 유입수이므로, 실제 미들 엘리먼트(32~36)로 유입되는 유입수와 유사하다. Since the inflow water flowing at this time is inflow water containing concentrated water separated from the treated water in the first FO cell 310 unlike the pre-treatment water which is the inflow water flowing into the first FO cell 310, the actual middle elements 32 to 36 ). ≪ / RTI >

유입수가 유입되면 제 2 FO 셀(320)에서 FO 처리가 이루어진다. 처리수는 RO부(400)에서 RO 처리되거나(제 1 실시예), 또는 유도용액 회수부(450)에서 유도용액이 회수된 후(제 2 실시예) 처리수 저장부(400)에 저장된다. 농축수는 유입수 저장부(100)에 재유입된다. 이 과정에서 제 2 FO 셀(320)의 막오염이 진행되며, 유입수 저장부(100)의 수위는 점차 낮아진다. FO processing is performed in the second FO cell 320 when the inflow water is introduced. The treated water is RO-treated in the RO unit 400 (first embodiment) or stored in the treated water storage unit 400 after the inductive solution recovery unit 450 has recovered the second solution (second embodiment) . The concentrated water flows back into the influent storage section 100. In this process, the membrane contamination of the second FO cell 320 progresses, and the water level of the influent water storage unit 100 gradually decreases.

유입수 저장부(100)의 수위가 미리 결정한 수위(L2)까지 낮아진 경우(L210) 제 2 FO 셀(320)은 미리 설정한 만큼의 막오염이 진행된 것이므로, 이제 제 3 FO 셀(370)로 진행한다.
When the water level of the influent water storage unit 100 is lowered to the predetermined water level L2 in step L210, the second FO cell 320 proceeds to the third FO cell 370 do.

마지막으로, 엔드 엘리먼트(37)를 모사하는 제 3 FO 셀(370)에 유입수가 유입된다(S300). 이를 위하여, 밸브(V15, V25)가 개방되며 밸브(V14, V24)가 폐쇄된다. 펌프(P1, P2)는 계속 작동 중이다.Finally, the inflow water flows into the third FO cell 370 that simulates the end element 37 (S300). To this end, the valves V15 and V25 are opened and the valves V14 and V24 are closed. Pumps P1 and P2 are still operating.

이 때에 유입되는 유입수는 제 1 FO 셀(310)에 유입되는 유입수인 전처리수나 제 2 FO 셀(320)로 유입되는 유입수와 달리, 제 2 FO 셀(320)에서 처리수와 구분된 농축수가 포함된 유입수이므로, 실제 엔드 엘리먼트(37)로 유입되는 유입수와 유사하다. The inflow water introduced at this time includes concentrated water separated from the treated water in the second FO cell 320, unlike the inflow water flowing into the first FO cell 310 or the inflow water flowing into the second FO cell 320 And is therefore similar to the influent flowing into the actual end element 37.

유입수가 유입되면 제 3 FO 셀(370)에서 FO 처리가 이루어진다. 처리수는 RO부(400)에서 RO 처리되거나(제 1 실시예), 또는 유도용액 회수부(450)에서 유도용액이 회수된 후(제 2 실시예) 처리수 저장부(400)에 저장된다. 농축수는 유입수 저장부(100)에 재유입된다. 이 과정에서 제 3 FO 셀(370)의 막오염이 진행되며, 유입수 저장부(100)의 수위는 점차 낮아진다. FO processing is performed in the third FO cell 370 when the inflow water is introduced. The treated water is RO-treated in the RO unit 400 (first embodiment) or stored in the treated water storage unit 400 after the inductive solution recovery unit 450 has recovered the second solution (second embodiment) . The concentrated water flows back into the influent storage section 100. In this process, the membrane contamination of the third FO cell 370 proceeds, and the water level of the influent water storage unit 100 gradually decreases.

유입수 저장부(100)의 수위가 미리 결정한 수위(L3)까지 낮아진 경우(L310) 제 3 FO 셀(320)은 미리 설정한 만큼의 막오염이 모두 진행된 것이다.
When the water level of the influent storage part 100 is lowered to the predetermined water level L3 (L310), the third FO cell 320 has all of the membrane contamination set in advance.

이와 같이 1회의 사이클이 모두 완료되면, 밸브(V15, V25)가 폐쇄되고 펌프(P1, P2)는 작동을 정지하며, 유입수 저장부(100)를 드레인하기 위하여 밸브(V12)가 개방되고(S500), 밸브(V15, V25)가 폐쇄되고 펌프(P1, P2)는 작동을 정지한다. When one cycle is completed, the valves V15 and V25 are closed, the pumps P1 and P2 are stopped, and the valve V12 is opened to drain the influent storage part 100 (S500 ), The valves V15 and V25 are closed and the pumps P1 and P2 stop operating.

추가 작동이 필요한 경우(S600) 다시 S10 단계로 진행한다.
If an additional operation is required (S600), the flow returns to S10.

이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. It will be appreciated that embodiments are possible. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be determined by the claims.

10: 전전처리부
20: 유도용액 공급부
30: FO 처리부
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37: FO 엘리먼트
40: RO부
100: 유입수 저장부
200: 유도용액 저장부
300: FO 처리 모사부
310: 제 1 FO 셀
320: 제 2 FO 셀
370: 제 3 FO 셀
400: RO부
V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24, V25: 밸브
P1, P2: 펌프
LS: 수위센서
H: 수온조절장치
M: 구동기10:
20: induction solution supply part
30: FO processor
31, 32, 33, 34, 35, 36, 37: FO element
40: RO portion
100: Influent water reservoir
200: induction solution storage part
300: FO processing simulation unit
310: First FO cell
320: second FO cell
370: Third FO cell
400: RO section
V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24, V25:
P1, P2: Pump
LS: Water level sensor
H: Water temperature controller
M: Actuator

Claims (18)

유입수 저장부(100);
유도용액 저장부(200); 및
상기 유입수 저장부(100)에 저장된 유입수와 상기 유도용액 저장부(200)에 저장된 유도용액이 유입되며, 정삼투막 베셀을 모사하여 이를 FO 처리함으로써 처리수와 농축수로 구분하는 FO 처리 모사부(300)를 포함하며,
상기 FO 처리 모사부(300)에서 구분된 농축수는 상기 유입수 저장부(100)로 재유입되며,
상기 FO 처리 모사부(300)는 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)을 포함하며,
상기 유입수 저장부(100)의 수위에 따라, 상기 유입수 저장부(100)로부터의 유입수와 상기 유도용액 저장부(200)로부터의 유도용액이 상기 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370) 중 어느 하나로 유입되는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
An influent storage unit 100;
An induction solution storage part 200; And
The inflow water stored in the inflow water storage part 100 and the induction solution stored in the inductive solution storage part 200 are introduced into the FO process simulation part, (300)
The concentrated water separated in the FO processing simulation unit 300 is re-introduced into the inflow water storage unit 100,
The FO processing simulation unit 300 includes a first FO cell 310, a second FO cell 320, and a third FO cell 370,
The influent water from the inflow water storage part 100 and the inductive solution from the inductive solution storage part 200 are supplied to the first FO cell 310 and the second FO cell 300 according to the level of the inflow water storage part 100 320 and the third FO cell 370,
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 F0셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)은 서로 구분되어 있는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
The method according to claim 1,
The first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370 are separated from each other,
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 2 항에 있어서,
상기 유입수 저장부(100)로 유입수가 유입되는 라인에 구비된 밸브(V11);
상기 유입수 저장부(100)로부터 드레인되는 라인에 구비된 밸브(V12);
상기 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유입수가 유입되는 라인에 각각 구비된 밸브(V13, V14, V15);
상기 유도용액 저장부(200)로 유도용액이 유입되는 라인에 구비된 밸브(V21);
상기 제 1 FO 셀(310), 제 2 FO 셀(320) 및 제 3 FO 셀(370)로 유도용액이 유입되는 라인에 각각 구비된 밸브(V23, V24, V25);
상기 유입수 저장부(100)로부터 유입수가 유출되는 라인에 구비된 펌프(P1); 및
상기 유도용액 저장부(200)로부터 유도용액이 유출되는 라인에 구비된 펌프(P2)를 더 포함하는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
3. The method of claim 2,
A valve V11 provided in a line through which inflow water flows into the inflow water storage part 100;
A valve V12 provided on a line drained from the influent storage part 100;
Valves V13, V14, and V15, respectively, provided in a line through which the inflow water flows into the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370;
A valve V21 provided in a line through which the induction solution flows into the induction solution storage part 200;
Valves V23, V24, and V25 provided in the lines in which the induction solution flows into the first FO cell 310, the second FO cell 320, and the third FO cell 370;
A pump P1 provided in a line through which inflow water flows out from the inflow water storage part 100; And
Further comprising a pump (P2) provided in a line through which the inductive solution flows out from the inductive solution storage part (200)
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 3 항에 있어서,
상기 밸브들(V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24, V25)는 상기 유입수 저장부(100)의 수위에 따라 그 개폐가 결정되며, 상기 펌프들(P1, P2)은 상기 유입수 저장부(100)의 수위에 따라 그 작동이 결정되는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
The method of claim 3,
The open / close of the valves V11, V12, V13, V14, V15, V21, V23, V24 and V25 is determined according to the level of the inflow water storage part 100. The pumps P1, The operation of which is determined according to the water level of the influent storage unit 100,
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 3 항에 있어서,
상기 유입수 저장부(100)의 수위를 감지하는 수위센서(LS)를 더 포함하는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
The method of claim 3,
Further comprising a water level sensor (LS) for sensing the water level of the influent water storage part (100)
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 3 항에 있어서,
상기 FO 처리 모사부(300)로부터 구분된 처리수를 RO 처리하는, RO 처리부(400)를 더 포함하는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
The method of claim 3,
Further comprising an RO processing unit (400) for performing RO processing on the separated processing water from the FO processing simulation unit (300)
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 3 항에 있어서,
상기 FO 처리 모사부(300)로부터 구분된 처리수로부터 유도용액을 회수하는 유도용액 회수부(450)를 더 포함하는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
The method of claim 3,
Further comprising an inductive solution recovery unit (450) for recovering the inductive solution from the treatment water separated from the FO treatment simulation unit (300)
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 7 항에 있어서,
상기 유도용액 회수부(450)에서 회수된 유도용액은 상기 유도용액 저장부(200)에 재유입되는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
8. The method of claim 7,
The induction solution recovered in the induction solution recovery unit 450 is re-introduced into the induction solution storage unit 200,
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 3 항에 있어서,
상기 유입수 저장부(100) 내의 유입수 온도를 조절하는 수온조절장치(H); 및
상기 유입수 저장부(100) 내의 유입수를 교반하기 위한 구동기(M)를 더 포함하는,
정삼투막 베셀 내 실시간 막오염 감시 장치.
The method of claim 3,
A water temperature regulating device H for regulating inflow water temperature in the inflow water storing part 100; And
Further comprising a driver (M) for stirring the influent water in the influent storage part (100)
Real - Time Membrane Contamination Monitoring System in a Vertical Osmosis Membrane.
제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 실시간 막오염 감시 장치;
유입수가 유입되어 전전처리되는 전전처리부(10);
상기 전전처리부(10)로부터 전전처리수가 유입되는 전처리부(20); 및
상기 전처리부(20)로부터 전처리수가 유입되어 FO 처리되어 처리수를 유출시키는 FO 처리부(30)를 포함하며,
상기 FO 처리부(30)는 정삼투막 베셀로서, 서로 연결된 다수의 FO 엘리먼트(element)(31~37)로 이루어지며,
상기 다수의 FO 엘리먼트(31~37)은 전처리수가 유입되는 최선단의 리드 엘리먼트(lead element)(31), 농축수가 유출되는 엔드 엘리먼트(end element)(37) 및 상기 리드 엘리먼트(31)와 상기 엔드 엘리먼트(37) 사이에 위치하는 다수의 미들 엘리먼트(middle element)(32~36)로 이루어지며,
상기 FO 처리 모사부(300) 중 상기 제 2 FO 셀(320)의 비율은, 상기 FO 처리부(30) 중 상기 다수의 미들 엘리먼트(32~36)의 비율에 상응하는,
정삼투막 처리 장치.
10. A real-time film contamination monitoring device according to any one of claims 3 to 9.
An electric charge processing unit (10) into which influent water flows and is subjected to electric charge processing;
A pretreatment unit 20 into which the pre-treatment water flows from the pre-treatment unit 10; And
And an FO processing unit (30) for introducing pretreatment water from the pre-processing unit (20)
The FO processing unit 30 is a fixed osmosis membrane vessel and includes a plurality of FO elements 31 to 37 connected to each other,
The plurality of FO elements 31 to 37 include a lead element 31 at the leading end to which the pretreated water flows, an end element 37 through which the concentrated water flows, And a plurality of middle elements 32 to 36 positioned between the end elements 37,
The ratio of the second FO cells 320 among the FO processing simulation units 300 is a ratio of the number of the middle elements 32 to 36 among the FO processing units 30,
A forward osmosis membrane treatment device.
제 10 항에 있어서,
상기 유입수 저장부(100)의 전체 수위에 대비하여 현재 수위의 감소된 비율은, 상기 FO 처리부(30)의 회수율에 상응하는,
정삼투막 처리 장치.
11. The method of claim 10,
The reduced rate of the current water level relative to the total water level of the influent water storage unit 100 may be a value corresponding to the recovery rate of the FO processing unit 30,
A forward osmosis membrane treatment device.
제 10 항에 있어서,
상기 실시간 막오염 감시 장치의 상기 유입수 저장부(100)에 저장되는 유입수는, 상기 FO 처리부(30)에 유입되는 전처리수와 동일한,
정삼투막 처리 장치.
11. The method of claim 10,
The influent water stored in the inflow water storage part (100) of the real time film contamination monitoring device is the same as the pre-treatment water flowing into the FO processing part (30)
A forward osmosis membrane treatment device.
제 10 항에 따른 정삼투막 처리 장치에서 정삼투막 베셀의 막오염을 실시간으로 감지하는 방법으로서,
(a) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 만수위(L0)인 경우, 유입수와 유도용액이 제 1 FO 셀(310)에 유입되는 단계;
(b) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 제 1 수위(L1)인 경우, 제 1 FO 셀(310)로의 유입이 중단되고, 유입수와 유도용액이 제 2 FO 셀(320)로 유입되는 단계; 및
(c) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 제 2 수위(L2)인 경우, 제 2 FO 셀(320)로의 유입이 중단되고, 유입수와 유도용액이 제 3 FO 셀(370)로 유입되는 단계를 포함하는,
실시간 막오염 감시 방법.
A method for real-time sensing of membrane fouling of an osmosis membrane vessel in a treatment device for orthodontic membrane according to claim 10,
(a) the inflow water and the inducing solution are introduced into the first FO cell 310 when the water level of the inflow water storage unit 100 is the predetermined high water level L0;
(b) when the water level of the inflow water storage unit 100 is the predetermined first water level L1, the inflow of the inflow water and the inducing solution into the first FO cell 310 is stopped An incoming step; And
(c) When the water level of the influent water storage unit 100 is the predetermined second level L2, the inflow of the influent water and the inducing solution into the third FO cell 370 is stopped Comprising:
Real time film contamination monitoring method.
제 13 항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에,
(d) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 제 3 수위(L3)인 경우, 제 3 FO 셀(370)로의 유입이 중단되고, 상기 유입수 저장부(100)에 남은 유체가 드레인되는 단계를 더 포함하는,
실시간 막오염 감시 방법.
14. The method of claim 13,
After the step (c)
(d) When the water level of the inflow water storage part 100 is the predetermined third water level L3, the inflow of the fluid into the third FO cell 370 is stopped and the fluid remaining in the inflow water storage part 100 is drained Further comprising:
Real time film contamination monitoring method.
제 14 항에 있어서,
상기 (a) 단계 이전에,
(0) 상기 유입수 저장부(100)의 수위가 기 설정된 만수위(L0)에 이르도록, 유입수가 상기 유입수 저장부(100)로 유입되고, 그리고 유도용액이 상기 유도용액 저장부(200)로 유입되는 단계를 더 포함하는,
실시간 막오염 감시 방법.
15. The method of claim 14,
Before the step (a)
(0) The inflow water is introduced into the inflow water storage part 100 so that the water level of the inflow water storage part 100 reaches the preset high water level L0, and the induction solution flows into the induction solution storage part 200 ≪ / RTI >
Real time film contamination monitoring method.
제 15 항에 있어서,
상기 (0) 단계는, 제어부가 밸브(V11, V21))를 개방하는 단계를 포함하며,
상기 (a) 단계는, 상기 제어부가 밸브(V13, V23)를 개방하며 상기 펌프(P1, P2)를 작동시키는 단계를 포함하며,
상기 (b) 단계는, 상기 제어부가 밸브(V14, V24)를 개방하고 밸브(V15, V25)를 폐쇄하는 단계를 포함하며,
상기 (c) 단계는, 상기 제어부가 밸브(V15, V25)를 개방하고 밸브(V14, V24)를 폐쇄하는 단계를 포함하며, 그리고
상기 (d) 단계는, 상기 제어부가 상기 밸브(V12)를 개방하고, 펌프(P1, P2)의 작동을 중지시키며 밸브(V15, V25)를 폐쇄하는 단계를 포함하는,
실시간 막오염 감시 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the step (0) includes the step of opening the valves (V11, V21)
Wherein the step (a) includes the steps of operating the pump (P1, P2) while the control unit opens the valves (V13, V23)
Wherein the step (b) includes the steps of opening the valves (V14, V24) and closing the valves (V15, V25)
Wherein the step (c) includes the step of opening the valves V15 and V25 and closing the valves V14 and V24, and
Wherein the step (d) includes the step of opening the valve (V12), stopping the operation of the pumps (P1, P2) and closing the valves (V15, V25)
Real time film contamination monitoring method.
제 15 항에 있어서,
상기 (d) 단계 이후,
상기 유입수 저장부(100)에 남은 유체가 모두 드레인되었음을 확인한 후, 상기 (0) 단계로 회귀하는,
실시간 막오염 감시 방법.
16. The method of claim 15,
After the step (d)
(0) after confirming that all the fluid remaining in the influent storage part (100) is drained,
Real time film contamination monitoring method.
제 13 항에 있어서,
상기 FO 처리 모사부(300)의 막오염 상태에 따라, 상기 FO 처리부(30)의 막오염 상태가 감지되는,
실시간 막오염 감시 방법.14. The method of claim 13,
The film contamination state of the FO processing section 30 is detected according to the film contamination state of the FO processing simulation section 300,
Real time film contamination monitoring method.

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