KR101692789B1 - 막유니트를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법 - Google Patents

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주정돈
권혁
구본성
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Abstract

실시 예는 응집 전처리 공정 및 세정 공정을 포함하는 수처리 방법에 있어서, 상기 응집 전처리 공정은, 기설정된 조건에 따라 복수 개의 응집제 주입량을 산출하는 단계; 막투과도 및 막오염 속도지수를 측정하는 단계; 및 측정된 막투과도 및 막오염 속도지수를 기설정된 기준값과 비교하여 응집제 주입량을 결정하는 단계를 포함하는 수처리 방법을 개시한다.

Description

막유니트를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법{Water-treatment apparatus using membrane unit and Method thereof}
실시 예는 막유니트를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것이다.
상수원의 오염이 심화되고 물 부족이 심각해짐에 따라 고도 수처리의 필요성이 증가하고 있다. 여러 가지 고도 수처리 기술 중에서 최근에는 정밀여과 또는 한외여과 공정이 수처리 분야에서 주목 받고 있다.
그러나 이와 같은 정밀여과 또는 한외여과 공정의 현장적용에 장애요인으로 작용하는 것이 바로 막 오염 문제이다. 막 오염이란 유입수 중에 존재하는 여러 가지 이물질들이 막의 표면에 침착되거나 흡착되어 막의 물 투과도를 감소시키는 현상이다. 막 오염을 유발하는 이물질의 종류로는 부유성 입자, 콜로이드, 유기물, 미생물 등 다양한 종류가 있다. 따라서 이러한 다양한 오염 물질에 의한 막 오염 현상을 미리 예측한다는 것은 어려운 일이다.
최근에는 정밀여과 또는 한외여과 공정에서의 운전데이터를 실시간으로 수집하여 이를 분석하여 막 오염의 진행상황을 진단하는 방법이 제안되었다. 이러한 방법은 실제 공정에서 나타나는 막 오염 현상을 직접 감시하고 제어하기 위한 방법으로 알려져 있다. 그러나 공정의 운전상태를 바탕으로 막 오염을 분석하기 때문에 향후에 나타날 막 오염을 예측하지 못하고 현재 진행중인 막 오염 만을 진단하는 기능을 가지게 된다. 따라서 실제로 막 오염이 발생하는 경우에는 사전에 대응하지 못하기 때문에 효용성이 떨어진다는 단점을 지닌다.
실시 예는 막여과 공정의 운전상태를 실시간으로 진단하고 이를 이용하여 응집 전처리 조건과 처리수의 회수율, 유지세정 간격과 방법, 회복세정 간격과 방법을 제어하는 수처리 장치 및 방법을 제공한다.
실시 예에 따른 수처리 방법은, 유입수에 응집제를 주입하고 막유니트를 이용하여 여과하는 수처리 방법이고, 상기 응집제의 주입량을 결정하는 응집 전처리 공정, 상기 막유니트를 이용하여 상기 유입수를 여과하는 공정, 및 상기 막유니트가 오염된 것으로 판단되는 경우 상기 막유니트를 세척하는 세정 공정을 포함하고, 상기 응집 전처리 공정은, 복수 개의 응집제 주입량을 산출하는 단계; 막투과속도와 막간차압을 이용하여 막투과도를 측정하고, 식 4를 이용하여 막오염 속도지수(fa,j)를 측정하는 단계; 및 측정된 막투과도 및 막오염 속도지수를 기설정된 기준값과 비교하여 응집제 주입량을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 복수 개의 응집제 주입량을 산출하는 단계는, 식 1에 의해 제1응집제 주입량을 산출하는 단계; 상수원에 배치된 조류 계측 장치가 조류가 발생하지 않은 것으로 판단한 경우에는 식 2-1에 의해 응집제 주입량을 산출하고, 조류가 발생한 것으로 판단한 경우에는 식 2-2에 의해 응집제 주입량을 산출하는 제2응집제 주입량을 산출하는 단계; 및 상기 유입수의 탁도가 미리 정해진 값 이상인 경우에는 식 3-1에 의해 응집제 주입량을 산출하고, 탁도가 미리 정해진 값 이하인 경우에는 응집제 주입량을 1.0ppm으로 조절하는 제3응집제 주입량을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 응집제 주입량을 결정하는 단계는, 상기 막 투과도가 기준값보다 크고 상기 막오염 속도지수가 기준값보다 작은 경우에는 상기 제1 내지 제3응집제 주입량 중에서 가장 작은 값을 선택하고, 상기 막투과도가 기준값 이하이고 상기 막오염 속도지수가 기준값 이상인 경우에는 상기 제1 내지 제3응집제 주입량 중에서 가장 큰 값을 선택하고, 상기 막 투과도가 기준값 이하이고 상기 막 오염 속도지수가 기준값보다 작거나, 상기 막 투과도가 기준값보다 크고 상기 막 오염 속도지수가 기준값 이상인 경우에는 상기 제1 내지 제3응집제 주입량 중에서 중간 값을 선택한다.
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실시 예에 따르면, 유입수의 탁도 등과 같은 다양한 조건에 따라 응집제의 주입량을 변화시킴으로써 응집제 사용량을 최적화하고 처리수질을 향상시킬 수 있다.
또한, 유입수질과 막여과 공정의 운전상태에 따라서 막여과 공정의 회수율을 변화시킴으로써 막의 부하를 적절하게 유지할 수 있다.
또한, 유입수질과 막여과 공정의 운전상태에 따라서 막 세정의 주기와 방법을 최적화할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 응집 전처리 공정 흐름도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유지세정 공정 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회복세정 공정 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 수처리 장치는 크게 유입수(1)를 여과하는 정수 처리부, 유입수(1)에 응집제를 혼합하는 응집제 공급부, 막유니트를 세척하는 세정부, 및 메인 컨트롤러(11)를 포함할 수 있다.
정수 처리부는 막 여과조(2) 및 막 여과조(2)에 침지되어 유입수(1)를 여과하는 막유니트(3)를 포함한다. 정수 처리된 여과수는 펌프(4)를 통해 송수관(5)으로 토출될 수 있다. 정수 처리부는 일반적인 고도처리장치의 구성에 따라 다양한 변형이 가능할 수 있다. 유입수(1)는 유입관(1)을 통해 정수 처리부에 유입될 수 있다. 따라서, 종래 침전조를 구비하는 막여과 모듈과 구조상 차이가 있다.
응집제 공급부는 응집제 저장조(8) 및 제1펌프(12)를 포함한다. 제1펌프(12)는 유입수(1)에 적정량의 응집제를 주입할 수 있다. 따라서, 유입수(1)는 응집제와 혼합되어 플록을 형성할 수 있다. 응집된 플록은 막유니트(3)에서 제거될 수 있다. 이 과정에서 막 표면에 플록이 침전되어 막간 차압이 시간에 따라 증가하게 된다. 응집제는 PAC 일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 인라인 믹서(6)는 응집제를 유입수(1)에 혼합시키는 역할을 수행할 수 있다.
세정부는 막유니트(3)를 세척하기 위한 화학 약품을 막 여과조(2)에 공급할 수 있다. 세정부는 산성 약품 저장조(9), 알카리성 약품 저장조(10), 및 약품을 주입하는 제2펌프(13)를 포함할 수 있다.
메인 컨트롤러(11)는 막유니트(3)를 이용한 막여과 운전을 제어하는 한편, 막의 오염 상태를 고려하여 세정 공정을 제어할 수 있다.
정수 처리 공정에서 메인 컨트롤러(11)는 유입수(1)의 탁도, PH, 온도, 알칼리도, 및 조류 발생 여부 등을 정보를 이용하여 응집제의 적정량을 산출할 수 있다. 일 예로, 유입수 공급관에 배치된 센서를 이용하여 탁도, PH, 온도, 알칼리도 등을 측정할 수 있다. 그러나, 탁도, PH, 온도, 알칼리도 중 적어도 하나의 인자는 오프라인으로 검출하여 입력된 값일 수도 있다. 조류 발생 여부는 상수원에 배치된 조류 계측 장치로부터 정보를 수신할 수 있다.
막 세정 공정은 크게 역세척, 유지세정 및 회복세정으로 분류할 수 있다. 역세척은 유입수(1)의 유입 방향과 반대 방향으로 세척하여 막의 이물질을 제거할 수 있다.
유지세정과 회복세정은 화학 약품을 이용한 세정 방법이다. 유지 세정은 막여과 공정의 중단 없이 세정하는 방법이며, 회복 세정은 막의 오염이 상대적으로 심각하여 막여과 공정을 중단한 후 세정하는 방법이다.
막 세정 공정 관점에서 메인 컨트롤러(11)는 막투과속도, 막투과도, 막오염 속도지수, 및 탁도 등이 기설정된 기준값을 만족하는지에 따라 유지 세정 여부를 결정할 수 있다. 유지 세정시 제2펌프(13)에 출력신호를 인가하여 적정량의 화학 약품을 막 여과조(2)에 투입할 수 있다.
도 2를 참고하면, 실시 예에 따른 응집 전처리 공정은 기설정된 조건에 따라 복수 개의 응집제 주입량을 산출하는 단계와, 막투과도 및 막오염 속도지수를 측정하는 단계와, 측정된 막투과도 및 막오염 속도지수를 기설정된 기준값과 비교하여 응집제 주입량을 결정하는 단계를 포함한다.
복수 개의 응집제 주입량을 산출하는 단계는, 유입수의 알칼리도, 탁도, PH, 및 온도정보 중 적어도 하나를 이용하여 제1응집제 주입량을 산출하는 단계(S102)와, 상수원의 조류 발생 여부에 따라 제2응집제 주입량을 산출하는 단계(S104, S105), 및 제3응집제 주입량을 산출하는 단계(S106)를 포함할 수 있다.
제1응집제 주입량을 산출하는 단계(S102)는 먼저 유입수의 알칼리도, 탁도, PH, 및 온도를 측정(S101)하고, 그 값을 이용하여 산출할 수 있다. 이때, 일부 값은 오프라인으로 측정하여 입력된 값일 수 있다. 이후 하기 식 1을 이용하여 제1응집제 주입량을 산출할 수 있다.
[식 1]
Figure 112015087043967-pat00001
여기서, T는 탁도(NTU)이고, P는 pH이고, A는 알칼리도(mg/L)이고, t는 온도(C)이다.
제2응집제 주입량을 산출하는 단계(S104, S105)는, 조류 발생 여부에 따라 주입량을 조절할 수 있다. 상수원에 조류가 발생한 경우 동일한 양의 응집제를 투여하여도 응집이 잘 되지 않고, 막 오염이 심해지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 조류가 발생하지 않은 경우에는 식 2-1을 이용하여 주입량을 산출하고(S104), 조류가 발생한 경우에는 식 2-2를 이용하여 주입량을 산출할 수 있다(S105).
[식 2-1]
Figure 112015087043967-pat00002
[식 2-2]
Figure 112015087043967-pat00003
여기서, T는 유입수의 탁도(NTU)이다.
제3응집제 주입량을 산출하는 단계(S106)는 하기 식 3-1과 식 3-2를 이용하여 도출할 수 있다. 하기 식 3-1은 유입수의 탁도가 3.2NTU 이상인 경우 적용하고, 식 3-2는 탁도가 3.2NTU미만인 경우 적용할 수 있다.
[식 3-1]
Figure 112015087043967-pat00004
[식 3-2]
Does = 1
즉, 탁도가 3.2NTU미만인 경우에는 제3응집제 주입량은 1.0ppm으로 조절할 수 있다.
일 예로, 조류가 발생하고 유입수의 탁도가 4.0NTU인 경우, 메인 컨트롤러(11)는 식 1, 식 2-2, 및 식 3-1을 이용하여 3개의 응집제 조절량을 산출할 수 있다.
막투과도 및 막오염 속도지수를 측정하는 단계(S107, S108)에서, 막오염 속도지수(fa,j)는 하기 식 4를 이용하여 산출할 수 있다.
[식 4]
Figure 112015087043967-pat00005
여기서, △Pn,j는 한 번의 여과주기 내에서 n번째 측정된 막간차압이고, △P1,j는 같은 여과 주기 내에서 1번째 측정된 막간차압이고, η은 유입수의 점도(centipoise)이고, J은 막투과속도(L/m2-hr)이다. 한 여과주기 내에서 막간차압의 측정은 n 번 실시하므로, 실제로 △Pn,j는 여과주기 내에서 마지막으로 측정된 막간차압이고, △P1,j은 최초로 측정된 막간차압이 된다.
막투과속도는 유량계를 이용하여 측정할 수 있다. 막 투과도는 막투과속도/막간차압으로 구할 수 있다. 막 투과도는 기준값보다 높을수록 양호하고 막오염 속도지수는 기준값보다 낮을수록 양호하다.
응집제 주입량을 결정하는 단계는, (1) 막 투과도가 기준값보다 크고(S109), 막오염 속도지수가 기설정된 기준값보다 작은 경우(S110)에는 상대적으로 막의 오염이 적고 투과도가 양호하므로 산출한 주입량 중 최소값을 선택할 수 있다(S112).
(2) 막투과도가 기준값 이하이고 막오염 속도지수가 기준값 이상인 경우(S111)에는 막이 빠르게 오염되고 투과도가 감소하고 있으므로 산출한 주입량 중 최대값을 선택할 수 있다(S114).
(3) 막 투과도가 기준값 이하이고 막 오염 속도지수가 기준값보다 작거나, 막 투과도가 기준값보다 크고 막 오염 속도지수가 기준값 이상인 경우에는 산출한 주입량 중 중간값을 선택할 수 있다(S113).
여기서, 막오염 속도지수의 기준값은 0.20 내지 0.40일 수 있다. 일 예로, 막오염 속도 지수는 0.25일 수 있다. 막투과도의 기준값은 250 L/m2-hr-bar일 수 있다.
막오염 속도가 기준값보다 느린(작은) 경우, 및 막투과도가 기준값보다 빠른(큰) 경우에는 기준값을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
도 3을 참고하면, 유지 세정 방법은 막투과속도, 역세효율 평가지수, 막투과도, 및 탁도를 측정하는 단계(S202 내지 S206), 및 막투과속도와 탁도의 곱, 막투과도, 및 역세효율 평가지수 중 2가지 이상이 기설정된 기준값을 만족하지 못하는 경우 유지세정 공정을 수행하는 판단 단계를 포함한다.
측정하는 단계(S202 내지 S206)는, 정해진 사이클 동안 막여과 운전을 수행한 후에 막투과속도(플럭스, jv), 역세효율 평가지수(Fb), 막투과도(Pe), 및 탁도(Tu)를 측정한다. 막투과속도(jv), 막투과도(Pe) 및 탁도(Tu)는 전술한 방법에 의해 측정할 수 있다.
막여과 운전 중에는 몇 번의 역세척 공정을 수행한다. 따라서, 측정하는 단계에서는 하기 수학식 5를 이용하여 역세효율 평가지수(fb)를 측정한다(S203).
[식 5]
Figure 112016073105074-pat00020
여기서, Σ△Pi,j+1/n는 j+1번째 여과주기 내의 평균 막간차압이고, Σ△Pi,j/n는 j번째 여과주기 내의 평균 막간차압이고, Σ△Pi,1/n는 첫 번째 여과주기 내의 평균 막간차압이고, n은 한 여과주기 내에서 막간차압이 측정된 횟수이고, η은 유입수의 점도(centipoise)이고, J은 막투과속도(L/m2-hr)이다.
유지세정 공정을 수행하는 판단 단계는, 막투과속도(jv)와 탁도(Tu)의 곱, 막투과도(Pe), 및 역세효율 평가지수(Fb) 중 2가지 이상이 기설정된 기준값을 만족하지 못하는 경우에는 유지세정 공정을 수행한다. 본 실시예에서는 3개의 지표인자를 예시하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 지표인자를 정할 수도 있다.
제1지표인자는 유입수의 탁도(Tu)와 막투과속도(jv)의 곱일 수 있다. 이러한 제1지표인자가 기준값(AC)보다 작은 경우에는 기준값을 만족한 것으로 판단한다(S206). 일 예로, 기준값은 250L-NTU/m2-hr일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
제2지표인자는 막투과도(Pe)일 수 있다. 막 투과도가 기준값(Pe,C2) 보다 큰 경우에는 기준값을 만족한 것으로 판단한다(S207). 일 예로, 기준값은 150 L/m2-hr-bar일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
제3지표인자는 역세효율 평가지수(Fb)일 수 있다. 역세효율 평가지수는 역세효율과 반비례하므로 전술한 식 5에 의해 산출한 역세효율이 기준값(Fb,c) 보다 작은 경우에는 기준값을 만족한 것으로 판단할 수 있다(S209). 일 예로, 기준값은 0.2일 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
일 예로, 유입수의 탁도와 막투과속도의 곱이 기준값보다 작고, 막투과도가 기준값보다 크거나(S206, S208), 유입수의 탁도와 막투과속도의 곱이 기준값보다 작고 역세효율 평가지수가 기준값보다 작은 경우에는 막 여과 운전을 재개할 수 있다.
전술한 제1 내지 제3지표인자 중 적어도 두 개 이상의 인자가 기준값을 만족하지 못하는 경우 막이 오염된 것으로 판단하고 유지세정(MC)을 실시한다(S212). 그러나, 3가지 지표인자 중 2개 이상이 기준값을 만족하는 경우에는 막 오염도가 심각하지 않은 것으로 판단하여 막 여과 운전을 재개할 수 있다.
그러나, 이 경우에도 기설정된 유지 세정 주기(MC 시간)가 도과하였는지를 판단할 수 있다(S211). 주기가 이미 경과한 경우에는 유지 세정을 실시할 수 있다(S212). 유지 세정 주기는 실험치 또는 경험칙에 의해 작업자가 셋팅할 수 있다. 유지 세정 주기는 일주일에 1번 또는 한 달에 1번으로 정해질 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
유지 세정 이후에는 하기 식 6을 이용하여 유지세정 평가지수(Fc)를 산출한다(S213).
[식 6]
Figure 112016073105074-pat00021
여기서, Σ△Pi,m+1/n는 유지세정 후의 최초 여과단계 내의 평균 막간차압이고, Σ△Pi,m/n는 유지세정 전의 마지막 여과단계 내의 평균 막간차압이고, Σ△Pi,1/n는 마지막 유지세정 후 최초 여과단계 내의 평균 막간차압이고, n은 한 여과주기 내에서 막간차압이 측정된 횟수이고, m은 유지세정이 실시된 때의 여과주기의 횟수이며, η은 유입수의 점도(centipoise)이고, J은 막투과속도(L/m2-hr)이다.
유지세정 평가지수(Fc)는 유지세정효율과 역수 관계이므로 그 값이 클수록 효율이 떨어지는 것으로 해석할 수 있다. 따라서, 유지세정 평가지수가 기준값(Fc,c) 보다 큰 경우에는 디스플레이에 경고 신호를 출력할 수 있다. 기준값은 0.5일 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 이후, 유지세정을 한번 더 수행할지를 판단할 수 있다(S217).
유지세정의 재수행은 작업자의 선택에 의할 수도 있고, 평가지수 값에 따라 정해질 수도 있다. 예를 들면, 유지세정 평가지수가 0.7이상인 경우에는 유지세정을 재수행하도록 세팅될 수도 있다.
유지세정 평가지수가 기준값 이하인 경우에는 막 투과도를 다시 측정하여 막 투과도가 기준값보다 작은 경우에는 경고 신호를 다시 출력하고, 기준값보다 큰 경우에는 막 여과 운전을 재개할 수 있다.
도 4를 참고하면, 회복 세정 공정은, 먼저 막여과 공정을 정해진 기간 동안(예: 1싸이클) 운전한 후, 막 세정 직전의 막간차압을 측정한다(S301, S302). 이후, 막 세정 직전의 투과율을 계산한다(S303). 이후, 목표 세정효율을 결정한다(S304).
하기 식 7을 이용하여 현재 회복 세정 직전의 막 투과율에서 목표 세정효율을 달성하기 위한 NaOCl과 구연산의 농도를 계산할 수 있다(S305).
[식 7]
Figure 112015087043967-pat00008
x0는 회복 세정 직전의 막 투과율이고, x1은 NaOCl의 농도이고, x2는 구연산(Citric acid)의 농도이고, A1, A2, B1, B2 C1는 상수이다.
이후, 계산된 NaOCl과 구연산을 주입하여 화학 세정을 실시할 수 있다(S306).
이후, 막 세정후 막간 차압을 측정하고(S307), 하기 식 8을 이용하여 실제 세정 효율(Ye)을 계산할 수 있다(S308).
[식 8]
Figure 112015087043967-pat00009
여기서 P2는 막 세정 직전의 막간차압이고, P1은 막 세정후 막간차압이고, η은 유입수의 점도(centipoise)이고, J은 막투과속도(L/m2-hr)이다.
이후, 실제 세정 효율(Ye)이 목표 세정 효율(Y)보다 큰 경우에는 회복 세정을 종료하고, 실제 세정 효율이 목표 세정 효율보다 작은 경우에는 디스플레이에 경고 신호를 출력하고 2차 회복세정 여부를 결정할 수 있다.

Claims (8)

  1. 유입수에 응집제를 주입하고 막유니트를 이용하여 여과하는 수처리 방법이고, 상기 응집제의 주입량을 결정하는 응집 전처리 공정, 상기 막유니트를 이용하여 상기 유입수를 여과하는 공정, 및 상기 막유니트가 오염된 것으로 판단되는 경우 상기 막유니트를 세척하는 세정 공정을 포함하는 수처리 방법에 있어서,
    상기 응집 전처리 공정은,
    복수 개의 응집제 주입량을 산출하는 단계;
    막투과속도와 막간차압을 이용하여 막투과도를 측정하고, 하기 식 4를 이용하여 막오염 속도지수(fa,j)를 측정하는 단계; 및
    측정된 막투과도 및 막오염 속도지수를 기설정된 기준값과 비교하여 응집제 주입량을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 복수 개의 응집제 주입량을 산출하는 단계는,
    하기 식 1에 의해 제1응집제 주입량을 산출하는 단계;
    상수원에 배치된 조류 계측 장치가 조류가 발생하지 않은 것으로 판단한 경우에는 하기 식 2-1에 의해 응집제 주입량을 산출하고, 조류가 발생한 것으로 판단한 경우에는 하기 식 2-2에 의해 응집제 주입량을 산출하는 제2응집제 주입량을 산출하는 단계; 및
    상기 유입수의 탁도가 미리 정해진 값 이상인 경우에는 하기 식 3-1에 의해 응집제 주입량을 산출하고, 탁도가 미리 정해진 값 이하인 경우에는 응집제 주입량을 1.0ppm으로 조절하는 제3응집제 주입량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 응집제 주입량을 결정하는 단계는,
    상기 막 투과도가 기준값보다 크고 상기 막오염 속도지수가 기준값보다 작은 경우에는 상기 제1 내지 제3응집제 주입량 중에서 가장 작은 값을 선택하고,
    상기 막투과도가 기준값 이하이고 상기 막오염 속도지수가 기준값 이상인 경우에는 상기 제1 내지 제3응집제 주입량 중에서 가장 큰 값을 선택하고,
    상기 막 투과도가 기준값 이하이고 상기 막 오염 속도지수가 기준값보다 작거나, 상기 막 투과도가 기준값보다 크고 상기 막 오염 속도지수가 기준값 이상인 경우에는 상기 제1 내지 제3응집제 주입량 중에서 중간 값을 선택하는 수처리 방법.
    [식 1]
    Figure 112016112297441-pat00022

    여기서, T는 탁도(NTU)이고, P는 pH이고, A는 알칼리도(mg/L)이고, t는 온도(C)이다.
    [식 2-1]
    Figure 112016112297441-pat00023

    [식 2-2]
    Figure 112016112297441-pat00024

    [식 3-1]
    Figure 112016112297441-pat00025

    여기서, T는 유입수의 탁도(NTU)이다.
    [식 4]
    Figure 112016112297441-pat00026

    여기서, △Pn,j는 j번째 여과주기 내에서 n번째 측정된 막간차압이고, △P1,j는 j번째 여과 주기 내에서 1번째 측정된 막간차압이고, η은 유입수의 점도(centipoise)이고, J은 막투과속도(L/m2-hr)이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세정 공정은 여과 공정의 중단 없이 상기 막유니트를 세정하는 유지세정 공정과 여과 공정을 중단하고 상기 막유니트를 세정하는 회복세정 공정을 포함하는 수처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유지세정 공정은,
    막투과속도, 역세효율 평가지수, 막투과도, 및 탁도를 포함하는 측정인자를 측정하는 단계; 및
    상기 막투과속도와 탁도의 곱, 막투과도, 및 역세효율 평가지수 중 2가지 이상의 지표인자가 기설정된 기준값을 만족하지 못하는 경우 유지세정 공정을 수행하는 판단 단계를 포함하고,
    상기 역세효율 평가지수(fb,j)는 하기 식 5에 의해 측정하는 수처리 방법.
    [식 5]
    Figure 112016073105074-pat00027

    여기서, Σ△Pi,j+1/n는 j+1번째 여과주기 내의 평균 막간차압이고, Σ△Pi,j/n는 j번째 여과주기 내의 평균 막간차압이고, Σ△Pi,1/n는 첫 번째 여과주기 내의 평균 막간차압이고, n은 한 여과주기 내에서 막간차압이 측정된 횟수이고, η은 유입수의 점도(centipoise)이고, J은 막투과속도(L/m2-hr)이다.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 판단 단계는,
    상기 막투과속도와 탁도의 곱, 막투과도, 및 역세효율 평가지수 중 2가지 이상의 지표인자가 기설정된 기준값을 만족하여도 기설정된 유지세정 기간이 도과한 경우에는 유지세정을 실시하는 수처리 방법.
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