KR20160057595A - Maintenance Cleaning Method of Membrane Precess by TMP and Variation Coefficient - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 막여과 공정 운영방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측정된 막차압의 평균과 표준편차를 이용하여 막의 오염상태를 파악하고 이 오염상태에 대한 정보에 근거하여 유지세정 여부를 판단함으로써 보다 효율적으로 세정공정이 이루어질 수 있도록 하는 막여과 공정 운영방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of operating a membrane filtration process, and more particularly, to a method of operating a membrane filtration process, more specifically, by determining the contamination state of a membrane using the average and standard deviation of measured membrane pressure differentials, And more particularly, to a method of operating a membrane filtration process for efficiently performing a washing process.
일반적으로 막여과 기술은 분리하고자 하는 입자보다 작은 크기의 공극을 갖는 매체에 압력, 중력 차, 농도 차, 온도차 등의 구동력(driving force)을 가하여 입자를 분리해내는 기술로서, 주로 정수처리 공정에 많이 활용되고 있다.In general, membrane filtration technology separates particles by applying a driving force such as pressure, gravity difference, concentration difference, and temperature difference to a medium having a pore size smaller than the particle to be separated. It is widely used.
통상 정수처리 공정에 활용되는 막모듈은 통상 정밀여과 또는 한외여과 막으로서 0.001~0.1㎛ 정도의 공극을 갖고 있는 막이며, 이러한 막모듈에 구동력을 가하여 수중에 존재하는 입자성 물질, 콜로이드, 병원성 미생물 등을 분리하여 제거하게 된다. The membrane module used in the ordinary water treatment process is usually a microfiltration or ultrafiltration membrane having a pore size of about 0.001 to 0.1 탆. By applying a driving force to the membrane module, particulate matter, colloid, pathogenic microorganism And so on.
상기 막모듈이 전술한 입자들을 계속해서 걸러내는 과정에서 막의 공극이 제거대상 물질들에 의해 막히게 되므로, 막모듈의 공극을 막은 물질들을 제거하기 위하여 공기나 물, 또는 소량의 약품을 첨가한 물 등을 이용하여 막을 정기적으로 세척하게 되며 이를 역세정이라 부른다.Since the pores of the membrane are clogged by the substances to be removed in the process of continuously filtering out the particles described above, air, water, or water with a small amount of chemical added to remove substances blocking the pores of the membrane module Is used to periodically clean the membrane and is referred to as backwash.
전술한 역세정 공정을 통하여 막모듈의 공극을 막는 물질들의 일부분은 제거되지만, 역세정 공정을 수행하더라도 회복되지 못하는 비가역적 막모듈의 오염은 불가피하다. 역세정 공정에 의해서도 막 모듈에서 제거되지 못한 오염물에 의해 막모듈의 차압이 증가하게 되고 그 차압이 막모듈의 한계 차압에 도달하게 되면 막모듈에 의한 처리를 정지하고 화학약품에 의해 막모듈을 세척하게 되는데 이를 CIP(Clean In Place) 공정 또는 화학세정 공정이라고 부르며 이하 본 명세서에서는 두 가지 용어를 혼용하기로 한다. Part of the material that blocks the pores of the membrane module is removed through the above-described backwash process, but irreversible membrane module contamination that is not recovered even if a backwash process is performed is inevitable. If the differential pressure of the membrane module is increased due to contaminants that have not been removed from the membrane module by the back washing process and the differential pressure reaches the limit differential pressure of the membrane module, the treatment by the membrane module is stopped and the membrane module is washed Which is referred to as a CIP (Clean In Place) process or a chemical cleaning process. Hereinafter, the two terms will be used in combination.
이러한 화학세정 공정은 고농도의 다양한 약품을 통해 막모듈 내에 축적된 막오염 물질을 씻어내는 공정으로서 통상 하루 이상 막모듈 정수처리 공정을 정지하게 되며, 정수장에 설계된 유량만큼을 생산하기 위해 세정하지 않는 다른 막모듈 공정에서 화학세정을 하는 막모듈 공정이 부담해야 할 정수량을 처리해야 하므로 화학세정을 하지 않는 막모듈 공정의 막오염을 증가시킬 수 있는 문제점도 있다.Such a chemical cleaning process is a process of washing membrane contaminants accumulated in a membrane module through various chemicals of high concentration. In general, the membrane module water treatment process is stopped for one day or more. In order to produce only the flow rate designed for a water purification plant, There is a problem that the membrane contamination of the membrane module process which does not perform chemical cleaning can be increased because the purified water amount to be burdened by the membrane module process for chemical cleaning in the membrane module process must be treated.
한편, 막여과 공정을 적용함에 있어서 막오염을 줄이기 위해 응집-침전과 같은 기존의 정수처리 공정과 혼합하는 경우가 있는데, 이는 막오염 측면에서는 긍정적이긴 하나, 소요되는 부지면적의 과다 및 관리 포인트가 증대되는 등의 단점이 있다. 특히 침전지의 경우, 정수장에서 가장 큰 부지면적을 차지할 뿐만 아니라, 관련되는 슬러지 처리설비 등의 기기설비도 소요되며, 주기적인 청소 등을 위한 인력이나 유지관리비용도 소요된다. On the other hand, when applying the membrane filtration process, it is mixed with existing water treatment processes such as coagulation-sedimentation to reduce membrane contamination. This is positive in terms of membrane contamination, but excessive site area and management point And the like. Particularly, in the case of sedimentation basin, it occupies the largest site area in the water treatment plant, and it requires the equipment such as the sludge disposal facilities, and also manpower and maintenance cost for periodic cleaning.
종래의 막모듈 공정의 경우 1일~15일 사이의 일정한 주기로 유지세정을 하거나, 이전에 수행한 경험을 토대로 한 복잡한 모델 또는 운전자의 자의적인 판단에 의해 막차압의 상승시기를 예측하고 그 예측된 값을 근거로 유지세정을 해 왔다. 이는 불필요한 세정을 수행하거나 원수 수질 또는 전처리 공정의 성능 변화에 따라 모델과 현실의 이질성이 발생하며, 특히 운전자의 자의적인 판단에 의해 수행할 경우, 막오염의 상승 여부를 판단하는 것이 객관적이지 않아 정확한 유지세정의 최적 시점을 판단하기가 어렵다.
In the case of the conventional membrane module process, maintenance is carried out at a constant cycle from 1 to 15 days, or a complex model based on previous experience or an arbitrary judgment by the driver is used to predict the rise time of the differential pressure, Based on the measured values. This is because the heterogeneity of the model and reality occurs due to the unnecessary cleaning or the change of the performance of the raw water quality or the pretreatment process. Especially, when it is carried out by the driver's self-judgment, it is not objective, It is difficult to judge the optimal timing of the maintenance cleaning.
본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 특정 기간 동안의 막차압 값의 평균과 표준편차를 이용하여 판단지수를 산출하고 산출된 판단지수 값을 이용하여 막의 유지 세정 시점을 적절히 정할 수 있도록 함으로써 화학세정의 주기를 늘리고 막의 사용수명을 증가시킬 수 있는 막여과 공정 운영방법을 제공하는 데 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for calculating a judgment index using an average and a standard deviation of a membrane differential pressure value during a specific period, The present invention also provides a method of operating a membrane filtration process capable of increasing the chemical cleaning cycle and increasing the service life of the membrane by appropriately determining the time of maintenance of the membrane.
전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,As a means for solving the above-mentioned problems,
막모듈을 이용하여 오염물질을 제거하는 막여과 공정의 운영방법에 있어서,A method of operating a membrane filtration process for removing contaminants using membrane modules,
상기 막모듈의 막차압을 일정기간 동안 정기적 또는 비정기적으로 계측한 데이터를 수집하는 계측단계;A measuring step of collecting data obtained by periodically or irregularly measuring the membrane differential pressure of the membrane module over a predetermined period of time;
상기 계측단계에서 수집된 막차압의 평균과 표준편차를 계산하는 계산단계;A calculation step of calculating an average and a standard deviation of the film differential pressure collected in the measuring step;
상기 계산단계에서 계산된 평균과 표준편차 중 적어도 어느 하나를 이용하여 판단지수를 구하는 판단지수 산정단계;Calculating a judgment index by using at least one of an average and a standard deviation calculated in the calculating step;
상기 판단지수 산정단계에서 산정된 판단지수 값을 기준으로 유지세정의 실시 여부를 판단하는 판단단계;A determining step of determining whether or not the maintenance cleaning is performed based on the determination index value calculated in the determination index calculation step;
상기 판단단계의 결과를 바탕으로 유지세정을 하는 세정단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 막여과 공정 운영방법을 제공한다.A cleaning step of performing maintenance cleaning based on the result of the determination step; And a membrane filtration step of operating the membrane filtration process.
상기 판단지수는 표준편차를 평균으로 나누어 구하는 것이 바람직하다.The determination index is preferably obtained by dividing the standard deviation by the average.
상기 유지세정은 막세정을 위한 화학약품의 희석액을 막모듈의 내부로 주입하여 순환시키는 방식이나, 역세척시 화학약품의 희석액을 동시에 주입하여 막모듈의 내부에서 일정기간 머물게 한 후 배출하는 방식을 적용할 수 있다.
The retentive cleaning is a method in which a diluent of a chemical for membrane cleaning is injected into the membrane module to circulate it, or a method in which a diluent of a chemical is injected at the same time during backwashing, Can be applied.
본 발명에 의하면 막차압의 평균과 표준 편차를 이용하여 가장 효율적으로 막모듈을 관리할 수 있는 막여과 공정 운영방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a method of operating a membrane filtration process capable of managing the membrane module most efficiently by using the mean and standard deviation of membrane pressure differences.
이로 인하여 불필요한 유지세정의 횟수를 줄임으로써 화학약품의 사용량이나 화학세정 폐액의 발생량을 줄일 수 있게 되며, 자연스럽게 막여과 공정의 운영비용을 줄일 수 있다. As a result, by reducing the number of unnecessary maintenance rinses, it is possible to reduce the amount of chemical use or the amount of chemical cleaning waste generated, and the operation cost of the membrane filtration process can be reduced naturally.
또한, 막오염 물질을 효과적으로 적시에 제거함으로써 안정적인 막여과 공정의 운영이 가능하다. 막여과 공정의 안정적인 운영은 주기적으로 실시해야 하는 화학세정(CIP)의 실시주기를 늘릴 수 있게 되는 효과를 도출하게 된다. 한편, 화학세정의 주기를 늘리게 되면 고농도의 약품에 노출되는 과정에서 발생하는 막모듈의 손상을 줄여 막모듈의 수명을 연장하게 되는 효과도 기대할 수 있게 된다.
In addition, it is possible to operate a stable membrane filtration process by effectively and timely removing membrane contaminants. The stable operation of the membrane filtration process can lead to an increase in the cycle time of the chemical cleaning (CIP) which must be performed periodically. On the other hand, if the period of the chemical cleaning is increased, the damage of the membrane module occurring in the process of exposing to a high concentration of chemicals can be reduced, and the life of the membrane module can be prolonged.
도 1은 일반적인 막여과 공정을 설명하기 위한 도면.
도 2는 일반적인 막오염의 발생을 막차압의 형태로 표시한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 막여과 공정 운영방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 운영한 결과를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 유지세정의 하나의 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 유지세정의 다른 하나의 실시예를 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining a general membrane filtration process;
2 is a diagram showing the occurrence of a general film contamination in the form of a differential pressure.
3 is a flow diagram of a method of operating a membrane filtration process in accordance with one embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating the results of operating according to one embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining one embodiment of the maintenance cleaning of the present invention;
6 is a view for explaining another embodiment of the maintenance cleaning of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.
Hereinafter, one preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, and specific details for carrying out the present invention will be provided.
도 1은 일반적인 막여과 공정을 설명하기 위한 도면, 도 2는 일반적인 막오염의 발생을 막차압의 형태로 표시한 도면, 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 막여과 공정 운영방법의 흐름도, 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 운영한 결과를 나타낸 그래프, 도 5는 본 발명의 유지세정의 하나의 실시예를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 유지세정의 다른 하나의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a view for explaining a general membrane filtration process, FIG. 2 is a view showing the occurrence of general membrane fouling in the form of membrane pressure difference, and FIG. 3 is a flow chart of a membrane filtration process operating method according to one embodiment of the present invention FIG. 4 is a graph showing the results of operating according to one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view for explaining one embodiment of the maintenance cleaning of the present invention, and FIG. Fig.
우선 본 발명을 설명하기 이전에 도 1을 참조하면서 막여과 공정에 대하여 간략하게 설명하기로 한다.Prior to describing the present invention, the membrane filtration process will be briefly described with reference to FIG.
막여과 공정은 일반적으로 착수정(10)과 혼화/응집지(20), 침전지(30), 막모듈(40)로 구성되며 필요한 경우 혼화/응집지(20)를 인라인 믹서(In-line Mixer)로 대체하거나 침전지(30)를 생략할 수 있다. 착수정(10), 혼화/응집지(20)와 침전지(30)를 거치면서 입자가 큰 부유물들이 제거된 원수가 막모듈(40)으로 유입되는 구성이며 막모듈(40)을 통과한 유출수(41)는 정수가 완료된 물로 보관 후 필요한 곳으로 이송된다.The membrane filtration process generally comprises a
도면부호 42로 표시된 구성은 막모듈(40)을 역세정한 처리수나 화학세정을 한 처리수 또는 드레인수(drain water)를 의미한다. (상기 역세정 공정 후에 막모듈의 케이싱 내부에 있는 물을 전부 외부로 배출하게 되는데 이를 드레인(drain) 공정이라고 하고 이때 나오는 물을 드레인수라고 한다.) 한편, 화학세정을 하는 경우에는 세정수 탱크(51)의 물에 화학약품조(52)에서 화학약품을 적당량 주입하여 원하는 농도의 화학세정수를 제조한 후 펌프(P)를 통하여 막모듈(40)에 공급하고 화학약품 희석액에 의해 막의 표면의 오염물질을 제거한다.The structure denoted by
처리 대상수가 막모듈(40)을 통과하여 정화됨에 따라 막모듈에는 오염물이 쌓이게 되고 이로 인하여 막차압이 증가하게 된다. 도 2에는 막차압이 증가하는 형태가 도시되어 있다. 막차압은 도시된 바와 같이 지수함수적으로 증가하게 되는데 특정시점부터는 그 기울기가 현저하게 커지게 되며, 이 기울기가 현저하게 커지게 되는 시점에 유지세정과 같은 적절한 조치를 취하게 되면 주기적으로 수행해야 하는 화학세정의 주기를 경제적으로 연장시킬 수 있다. 본 발명은 이 기울기가 현저하게 커지는 시점을 찾기 위한 방법을 찾고, 그 적절한 조치로서 도면에 표시된 바와 같이 유지세정을 제안하는 것이며 이하에서 설명하기로 한다.
As the object to be treated passes through the
본 발명의 막여과 공정 운영방법은 막모듈을 이용하여 오염물질을 제거하는 막여과 공정을 효율적으로 운영하기 위한 방법에 관한 것이다. The method of operating the membrane filtration process of the present invention relates to a method for efficiently operating a membrane filtration process for removing contaminants using a membrane module.
본 발명의 막여과 공정 운영방법은 계측단계, 계산단계, 판단지수 산정단계, 판단단계 및 세정단계로 이루어진다.The method of operating the membrane filtration process of the present invention comprises a measurement step, a calculation step, a judgment index calculation step, a judgment step and a cleaning step.
상기 계측단계는 막모듈의 막차압을 일정기간 동안 계측한 데이터를 수집하는 단계이다. 일정기간 동안 정기적 혹은 비정기적으로 계측을 하게 된다. 통상적으로 막모듈을 이용한 공정에서는 30분 또는 1시간 간격으로 정기적으로 막차압을 계측하며 이 계측된 데이터는 데이터 베이스에 저장된다.The measuring step is a step of collecting data obtained by measuring the membrane differential pressure of the membrane module for a predetermined period of time. Periodic or periodic measurements are made for a period of time. Typically, in a process using a membrane module, the differential pressure is periodically measured at intervals of 30 minutes or 1 hour, and the measured data is stored in a database.
상기 계산단계는 상기 계측단계에서 수집된 막차압 데이터의 일정기간 동안의 평균과 표준편차를 계산하는 단계이다. 예를 들어 30분 간격으로 막차압이 측정된다고 가정할 때 최근 10시간 또는 20시간 동안 측정된 데이터의 평균과 표준편차를 계산하는 것이다. 10시간 동안 측정된 데이터라면 20개의 데이터이고 20시간 동안 측정된 데이터라면 40개의 데이터의 평균과 표준편차를 계산하는 것이다.The calculation step is a step of calculating an average and a standard deviation of the membrane pressure data collected in the measurement step for a predetermined period. For example, the average and standard deviation of the data measured over the last 10 or 20 hours are calculated, assuming that the differential pressure is measured every 30 minutes. If the data measured for 10 hours is 20 data and if it is measured for 20 hours, the average and standard deviation of 40 data are calculated.
상기 판단지수 산정단계는 상기 계산단계에서 계산된 평균과 표준편차를 이용하여 판단지수를 구하는 단계이다.The step of calculating the judgment index is a step of obtaining a judgment index by using the average and standard deviation calculated in the calculation step.
본 실시예에서 판단지수는 표준편차를 평균으로 나누어 구한다. 이는 소위 변동계수라는 것으로서 데이터가 얼마나 큰 폭으로 변동하고 있는지를 표시하는 지표이다. 약간의 진동을 하지만 막차압은 시간이 지남에 따라 전반적으로 증가하는 추세를 보이게 되므로 표준편차가 증가한다는 것은 막차압의 변동률이 커진다는 것이며 이는 막차압이 증가한다는 의미이다. 따라서 표준편차를 평균으로 나눈 변동계수는 막차압이 급격하게 증가하는 시점을 찾기 위한 좋은 지표가 되는 것이다.In the present embodiment, the judgment index is obtained by dividing the standard deviation by the average. This is a so-called coefficient of variation and is an indicator of how large the data is fluctuating. A slight oscillation, but the instantaneous differential pressure increases over time, so the increase in the standard deviation means that the variation of the differential pressure increases, which means that the differential pressure increases. Therefore, the coefficient of variation, which is the standard deviation of the mean, is a good indicator for finding the point at which the differential pressure increases sharply.
물론 판단지수로서 반드시 앞서 설명한 변동계수를 사용해야 하는 것은 아니다. 일정기간 동안 평균을 계산하고, 계산된 평균이 얼마나 증가하는지(평균의 증가율)를 판단하여 막차압이 급격하게 증가하는 시점을 찾을 수도 있다. Of course, the coefficient of variation described above does not necessarily have to be used as a judgment index. It is also possible to calculate the average during a certain period of time and determine the time at which the differential pressure increases sharply by judging how much the calculated average increases (the rate of increase of the average).
예를 들어 30분에 한 번씩 막차압을 계측하고 10시간 동안 측정된 데이터의 평균을 사용한다고 가정하는 경우 1번째부터 20번째 데이터의 평균을 a1, 2번째부터 21번째 데이터의 평균을 a2, ... n번째부터 n+19번째의 평균 an을 계속해서 구한 다음 a2-a1, a3-a2,.... an-an -1 등의 값을 구하고 이 각각의 값들이 얼마나 증가하는지(평균의 증가율)를 판단하여 급격하게 증가하는 구간을 찾는 방법을 생각할 수 있는 것이다.For example, if it is assumed that the pressure difference is measured once every 30 minutes and the average of the measured data is used for 10 hours, a 1 is averaged from the first to the 20th data, a 2 , ... n to continue obtaining the average of a n-th from the n + 19-th, and then a 2 -a 1, a 3 -a 2, .... to obtain a value, such as a n -a n -1, respectively (The rate of increase of the average), and finds a region that increases abruptly.
상기 판단단계는 상기 판단지수 산정단계에서 산정된 판단지수 값을 기준으로 유지세정의 실시 여부를 판단하는 단계이다.The determining step may include determining whether maintenance is performed based on the determination index calculated in the determining step.
본 실시예에서는 전술한 바와 같이 소위 변동계수라는 지수를 판단지수로 사용하며, 도 3에 도시된 순서도에서 확인할 수 있는 바와 같이 판단지수(변동계수)가 0.15 이상이 되면 유지세정을 하는 것으로 판단한다.In this embodiment, as described above, the so-called coefficient of variation is used as the judgment index. As can be seen from the flowchart shown in FIG. 3, when the judgment index (variation coefficient) is 0.15 or more, .
0.15는 본 출원의 발명자가 여러 가지 실험 및 시뮬레이션을 통하여 결정한 값으로서 시스템의 특성이나 처리 대상수의 수질, 운전 조건 등에 따라 달라질 수 있다. 0.15보다 큰 값을 기준으로 유지세정 여부를 판단할 경우 막차압이 급격하게 올라간 시점으로부터 일정 시간 후에 유지세정을 하게 되며 이로 인하여 높은 막차압하에서 공정이 운영된다. 이때 발생한 막 오염물질들은 막표면에 압말화되며 유지세정으로는 막으로부터 제거하기가 어려워진다.0.15 is a value determined by the inventor of the present application through various experiments and simulations, and may vary depending on the characteristics of the system, the quality of the water to be treated, the operating conditions, and the like. When it is judged that the maintenance is performed based on a value larger than 0.15, the maintenance is performed after a certain time from the point in time when the differential pressure of the fluid is suddenly increased. At this time, the membrane contaminants are pressed to the surface of the membrane and the retentive cleaning makes it difficult to remove them from the membrane.
한편, 0.15 보다 작은 값을 기준으로 유지세정 여부를 결정할 경우, 막차압이 급격하게 증가하는 시점으로부터 상대적으로 짧은 시간 내에 유지세정 여부를 결정할 수 있는 장점이 있지만, 너무 낮은 값을 기준으로 유지세정을 판단할 경우 그다지 급격하지 않은 막차압의 증가에도(막오염이 발생하지 않았음에도 불구하고) 유지세정을 해야하는 것으로 판단할 가능성이 있다. 또한, 막모듈에 유입되는 처리 대상수에 일시적으로 많은 오염부하가 걸릴 수 있는데 이런 경우 순간적으로 막차압이 증가했다가 다시 감소하게 되며 감소한 이후에는 막차압의 증가율이 낮은 수준을 유지하는 경우가 있는데 이러한 경우에 유지세정을 판단하는 변동계수의 값이 낮음에도 막오염이 발생한 것으로 인식하여 유지세정을 해야하는 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, when determining whether or not the cleaning is performed based on a value smaller than 0.15, there is an advantage in that it is possible to determine whether or not the cleaning is performed within a relatively short period of time from the point at which the differential pressure of the membrane suddenly increases. However, It is possible to judge that it is necessary to perform the maintenance cleaning even if the sudden increase in the differential pressure (even if no membrane contamination has occurred) is judged. In addition, a large amount of pollutant load may be temporarily applied to the water to be treated in the membrane module. In this case, the instantaneous differential pressure increases and then decreases again. After the decrease, the differential pressure increase rate remains low In this case, even if the value of the coefficient of variation for judging the maintenance cleaning is low, it can be judged that the membrane cleaning is required to be recognized as the occurrence of the membrane contamination.
따라서 유지세정을 할 것인지 아닌지를 판단하는 판단단계에서의 기준 값은 이러한 점을 고려하여 판단해야 하며 본 출원의 발명자는 판단단계에서 판단지수가 0.15보다 큰 경우에 유지세정을 하는 것으로 판단한 것이다.Therefore, the reference value at the judgment step for judging whether or not to perform the maintenance cleaning should be determined in consideration of this point, and the inventor of the present application determined that the maintenance cleaning is performed when the judgment index is larger than 0.15.
한편, 판단단계에서의 기준 값으로 앞서 설명한 평균의 증가율을 사용하는 경우 일시적으로 많은 오염부하에 의해 막차압이 급격히 증가했다가 다시 감소하는 경우에 유지세정을 하지 않을 수 있도록 평균의 증가율이 급격히 커진 구간이 적어도 몇 구간은 되어야 유지세정을 하는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.On the other hand, when the average growth rate is used as the reference value in the judgment step, if the sudden increase in the differential pressure due to a large amount of pollutant load temporarily decreases again, the average growth rate is rapidly increased It is preferable to judge that the maintenance is performed only when the interval is at least a few intervals.
상기 세정단계는 상기 판단단계의 결과를 바탕으로 유지세정을 하는 단계이다. The cleaning step is a step of performing maintenance cleaning based on the result of the determination step.
유지세정의 방법으로는 도 5에 도시된 바와 같이 역세척을 위한 화학약품의 희석액을 막모듈의 내부로 주입하여 순환시키거나 막모듈의 내부에서 일정기간 머물게 한 후 배출하거나 도 6에 도시된 바와 같이 막세정을 위한 화학약품의 희석액을 처리 대상수와 함께 막모듈의 내부로 주입하여 순환시키는 방식을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 5, the maintenance washing method may include injecting a diluted chemical solution for backwash into the membrane module to circulate the membrane module, or to allow the membrane module to stay in the membrane module for a certain period of time, A dilution liquid of a chemical for membrane washing may be injected into the membrane module together with the water to be treated and circulated.
이하에서는 도 4를 참조하면서 변동계수를 이용하여 유지세정 실시 여부를 판단한 하나의 실험 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, one experimental example for determining whether or not the maintenance and cleaning is performed using the variation coefficient will be described with reference to FIG.
그래프 상 가로축은 운영일수이고, 세로축 중 왼쪽에 표시된 지수는 막차압, 오른편에 표시된 지수는 변동계수이다.On the graph, the abscissa is the number of days in operation, the index on the left side of the vertical axis is the membrane pressure difference, and the index on the right side is the coefficient of variation.
빨간색 사각형은 실험 군의 막차압을 계측한 것을 그래프에 표시한 것이고, 노란색 동그라미는 비교 군의 막차압을 계측한 것을 그래프에 표시한 것이다. 파란색 동그라미는 실험 군의 변동계수이고 주황색 동그라미는 비교 군의 변동계수를 계산한 값을 그래프에 표시한 것이다.The red squares are graphs showing the measurement of the differential pressure of the experimental group, and the yellow circles are graphs showing the measurement of the differential pressure of the comparison group. The blue circle is the coefficient of variation of the experimental group, and the orange circle is the graph showing the coefficient of variation of the comparative group.
운영 20일째 실험 군의 막차압이 비교 군의 막차압보다 약간 높은 수준이며, 시간이 지남에 따라 다소간의 진동은 있지만 실험 군과 비교군 모두 막차압은 전반적으로 상승하게 된다. On the 20th day of operation, the diaphragmatic pressure of the experimental group was slightly higher than the diaphragm pressure of the comparative group and there was a slight oscillation with time, but the diaphragm pressure generally increased in both the experimental group and the comparative group.
운영일수가 26일인 지점에서 막차압이 순간적으로 급격히 올라가지만 이는 일시적인 변동에 의한 것이며 다시 안정화되는 것을 확인할 수 있으며, 이 지점에서의 변동계수는 0.03수준이다.At the point where the operating days are 26 days, the foreclosures rise momentarily, but this is due to the temporary fluctuation and can be confirmed to stabilize again. The coefficient of variation at this point is 0.03.
운영일수가 29일인 지점에서 실험 군과 비교 군의 막차압이 급격하게 올라가게 되며 변동계수도 함께 커지게 되는 것을 확인할 수 있다. 실험 군의 경우 주황색 화살표가 표시된 시점에 유지세정을 하였으며, 이에 따라 막차압이 감소한 것을 확인할 수 있으며 그 이후로는 비교 군에 비하여 낮은 막차압을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 아울러 비교군은 일정 시간이 지난 후에 막차압이 다소 감소하는 추세를 보이는데 감소하는 추세의 임의의 지점에서 유지세정을 수행하여도 막차압의 회복률이 크기 않음도 확인할 수 있다.
At the point where the operating days are 29 days, the pressure differential between the experimental group and the control group is rapidly increased, and the variation coefficient is also increased. In the experimental group, maintenance was performed at the point marked with an orange arrow, and it was confirmed that the membrane pressure difference was decreased. Thereafter, it was confirmed that the membrane pressure difference was maintained lower than that of the comparative group. In addition, the comparative group shows a tendency that the differential pressure slightly decreases after a certain period of time. It is also confirmed that the recovery rate of the differential pressure is not great even if the maintenance cleaning is performed at any point of decreasing tendency.
이상에서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 막여과 공정 운영 방법으로 구체화될 수 있다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It can be embodied in various forms of membrane filtration operating method.
10 : 침전지
20 : 응집조
30 : 침전조
40 : 막모듈10: settling paper 20: coagulation tank
30: settling tank 40: membrane module
Claims (5)
상기 막모듈의 막차압을 일정기간 동안 정기적 또는 비정기적으로 계측한 데이터를 수집하는 계측단계;
상기 계측단계에서 수집된 막차압 데이터의 일정기간 동안의 평균과 표준편차를 계산하는 계산단계;
상기 계산단계에서 계산된 평균과 표준편차 중 적어도 어느 하나를 이용하여 판단지수를 구하는 판단지수 산정단계;
상기 판단지수 산정단계에서 산정된 판단지수 값을 기준으로 유지세정의 실시 여부를 판단하는 판단단계;
상기 판단단계의 결과를 바탕으로 유지세정을 하는 세정단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 막여과 공정 운영방법.
A method of operating a membrane filtration process for removing contaminants using membrane modules,
A measuring step of collecting data obtained by periodically or irregularly measuring the membrane differential pressure of the membrane module over a predetermined period of time;
A calculation step of calculating an average and a standard deviation of the membrane pressure data collected in the measurement step for a predetermined period;
Calculating a judgment index by using at least one of an average and a standard deviation calculated in the calculating step;
A determining step of determining whether or not the maintenance cleaning is performed based on the determination index value calculated in the determination index calculation step;
A cleaning step of performing maintenance cleaning based on the result of the determination step; Wherein the membrane filtration step comprises the steps of:
상기 판단지수는 표준편차를 평균으로 나누어 구하는 것을 특징으로 하는 막여과 공정 운영방법.
The method according to claim 1,
Wherein the determination index is obtained by dividing a standard deviation by an average.
상기 판단지수는 평균의 증가율을 이용하여 구하는 것을 특징으로 하는 막여과 공정 운영방법.
The method according to claim 1,
Wherein the determination index is obtained using an increasing rate of the average.
상기 유지세정은 역세척시 화학약품의 희석액을 동시에 주입하여 막모듈의 내부에서 일정기간 머물게 한 후 배출하는 방식인 것을 특징으로 하는 막여과 공정 운영방법.
The method according to claim 1,
Wherein the retentive cleaning is a method of injecting a diluted solution of a chemical at the same time during backwashing, allowing the membrane module to stay in the membrane module for a predetermined period of time, and then discharging the membrane module.
상기 유지세정은 막세정을 위한 화학약품의 희석액을 처리 대상수와 함께 막모듈의 내부로 주입하여 일정기간 머물게 한 후 배출하는 방식인 것을 특징으로 하는 막여과 공정 운영방법.
The method according to claim 1,
Wherein the maintenance washing is a method of injecting a dilution liquid of a chemical for membrane washing into the inside of the membrane module together with the water to be treated for a predetermined period of time and then discharging the diluted solution.
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