Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
J. Korean Soc. Environ. Eng., 38(9), 497~503, 2016
Original Paper
http://dx.doi.org/10.4491/KSEE.2016.38.9.497
ISSN 1225-5025, e-ISSN 2383-7810
โ Corresponding author E-mail: [email protected] Tel: 041-539-4251 Fax: 041-539-4259
์ด๊ท ์ ๋ฐ๋ฆฌ ๋ฐ ๋ถ์ฐ ๊ธฐ๋ฅ์ด ์ถ๊ฐ๋ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ํ ์ญ์ผํฌ(RO)๋ง์์์ ํจ๊ณผ ๊ฒ์ฆ ์ฐ๊ตฌ
Evaulation of Developing New-Fusion Eco-Friendly Biocide on the Reverse Osmosis Membranes
๋ฐ๋์คโ โค์ค์์ โค๊น์ฑํโค์๊ดํ
Duk Joon Parkโ โคEun Jung OhโคSung Han KimโคKwang Taek Ahn
ํ๊ตญ์์์๊ณต์ฌ
Korea Water Resources Corporation
(Received June 7, 2016; Revised July 7, 2016; Accepted August 25, 2016)
Abstract : Eco-friendly biocide that do not have noxious chemicals, have a role of disinfection adding of dispersion and strengthening peer power on RO membranes surfaces. Eco-friendly biocide show an 93% improvement of differential pressures arrival time. Also, eco-friendly biocideโs Autopsy result show less the percentage of organic pollutants than currently in using biocide. Adding dispersion & peeling strength power to remove the microorganisms is upgrading. Eco-friendly biocide that have a dispersion and peering power is non-toxicant chemicals and is safe for user.Key Words : Anti-Scalant, Biocide, Enzymes, Reverse Osmosis Membrane
์์ฝ : ์ด๊ท ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ฐ๋ฆฌ์ ํ๋ฆฌ๊ธฐ๋ฅ ์ถ๊ฐ๋ ๋น์ ๋ ๋ฌผ์ธ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ๋ฅผ ์ญ์ผํฌ(RO)๋ง ๋ถ์ฐฉ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋ฑ ์ค์ผ๋ฌผ์ง ์ ๊ฑฐ๋ฅผ
์ํ์ฌ ํ์ฅ ์ ์ฉ์ ์ญ์ผํฌ๋ง ์ฐจ์์ฆ๊ฐ ๋๋ฌ์๊ฐ์ ๊ธฐ์ค ์ ์ฉ์ ํ๊ท 93.0%์ ๊ฐ์ ํจ์จ์ ๋ณด์๋ค, ๋ํ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ญ์ผํฌ๋ง์ Autopsyํ ๊ฒฐ๊ณผ, ๋ฌด๊ธฐ ๋ฐ ์ ๊ธฐ์ค์ผ์ ๋น์จ์ด ๊ธฐ์กด์ด๊ท ์ ์ ๋นํ์ฌ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ์ญ์ผํฌ๋ง์ด ์ ๊ธฐ์ค์ผ์ ๋น์จ์ด ์ ์ ๊ฒ์ผ๋ก ์กฐ์ฌ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ฐ์ด์คํ๋ฆ ์ ๊ฑฐ(๋ถ์ฐ, ๋ฐ๋ฆฌ) ๋ฐ ์ด๊ท ๋ ฅ์ด ๊ธฐ์กด ์ฝํ๋ณด๋ค ์ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ์ธ๋์๋ค.์ฃผ์ ์ด : ์ญ์ผํฌ๋ง, ๋ฏธ์๋ฌผ, Bio-fouling, ๋น์ฐํ์ฑ์ด๊ท ์ , ํจ์, ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์
Table 1. Harmfulness of RO biocide
Substance Molecular formula CAS No Classification of toxicant
CMIT (5-chloro-2- methyl-4-isothiazol-3 -one) C4H4ClNOS 26172-55-4 2012-1-644 (containing more than 0.1%)
MIT (2-methyl-4- isothiazol-3-one) C4H5NOS 2682-20-4 2012-1-645 (containing more than 0.1%)
DBNPA (Dibromonitrilo propionamide) C3H2Br2N2O 10222-01-2
Glutaraldehyde C5H8O2 111-30-8 97-1-5 (containing more than 25%)
Hydrogen peroxide H2O2 7722-84-1 97-1-2 (containing more than 6%)
Peracetic acid C2H4O3 79-21-0
Sodium hypochlorite NaOCl 7681-52-9
1. ์ ๋ก
์ญ์ผํฌ๋ง์์์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋ฐ ๋ฏธ์๋ฌผ, ์กฐ๋ฅ ์ค์ผ์ ์ํ ์ญ์ผ
ํฌ๋ง์ ๋ฏธ์๋ฌผ๋ง(Biofilm)์ ํ์ฑ์ผ๋ก Biofouling์ด ๋ฐ์ํ
์ฌ RO๋ง ์ด์์ ์ ๋ก์ ์ด ๋ฐ์ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๋ฏธ์๋ฌผ๋ง์ ์
ํ์ฌ ์ญ์ผํฌ๋ง ์ด์์๊ฐ์ด ๋จ์ถ๋๊ฑฐ๋ ์์ฐ์์ง์ ์ํฅ์
์ฃผ์ด ์ด์ ๋ํ ๋์ฑ ์ผ๋ก ์ด๊ท ์ ๋ฅผ ์์ ์ฃผ์ ํ๊ณ ์๋ค. ์ด๊ท ์ ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ ๊ฒ์ ํฌ๊ฒ 1) Oraganic Biocide; CMIT & MIT (Methylchloroisothiazolinone, Methylisozolinone), DBNPA (dibromonitrilopropionamide), 2) ์ฐํ์ฑ์ด๊ท ์ (NaOCl, NaOBr ๋ฑ) 3) ๊ฒฐํฉํ์ผ์๊ณ(Chloramine, Chloramine-T), 4) ๊ธฐํ(ํฉ
์ฐ๋, ์ค์กด ๋ฑ)๊ฐ ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์์ผ๋, PA์ฌ์ง์ ์ญ์ผํฌ๋ง์ ์
์ ๋ฐฉ์ง๋ฅผ ์ํด ๋น์ฐํ์ฑ์ด๊ท ์ ๋ฅผ ๋ง์ด ์ฌ์ฉํ๊ณ ์๋ค.1,2)
๋น์ฐํ์ฑ์ด๊ท ์ ์ธ CMIT/MIT(์ ๊ธฐ์ง์ ์ ํฉ๊ณ ํํฉ๋ฌผ)๊ณผ
DBNPA๋ ํธํกํจ์์ธ Cystein๊ธฐ(-SH)์ ๋ฐ์ํ์ฌ ํธํก์
์ต์ ํจ์ผ๋ก์จ ์ด๊ท ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ฐํํ๊ณ Non-oxidation Biocide๋ก์จ Membrane์ ์ ์ฉ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ฉฐ, ์ด์ก ๋ฐ ๋ณด๊ด์ด ์ฉ์ด ๊ทธ
๋ฆฌ๊ณ ์ ํ์ ์์ ์ฑ ๋ฐ ์ทจ๊ธํธ๋ฆฌ์ฑ์ผ๋ก ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์
๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ CMIT/MIT๋ ๊ฐ์ต๊ธฐ์ด๊ท ์ ๋ก ์ฌ์ฉ๋ ํ ์ธ์ฒด์
ํด์ฑ ํ์ ํ ๊ตญ๋ฆฝํ๊ฒฝ๊ณผํ์์ ์ํด CMIT/MIT ํจ๋ ๊ฐ 1% ์ด์์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ๋ ๋ฌผ๋ก ๋ถ๋ฅ๋์ด ๊ทธ ์ฌ์ฉ์ ๋ง์ ์์ ๊ด๋ฆฌ๊ฐ
ํ์๋ก ํ๊ณ , DBNPA๋ ์ฌ์ฉ๋๋ ์ํธ๋ ๊ธ๋ฆฌ์ฝ์ ์ํ๋ฌผ๋ก
498 J. Korean Soc. Environ. Eng.
๋ฐ๋์คโค์ค์์ โค๊น์ฑํโค์๊ดํ
Journal of KSEE Vol.38, No.9 September, 2016
Fig. 1. Criteria of eco-freindly biocide4).
Fig. 2. Goal of eco-friendly biocide developing.
๋ถ๋ฅ๋์ด ์๊ณ , ์ฌ์ฉ์ RO์ฒ๋ฆฌ์์ TOC ์์น์์ธ์ผ๋ก ์
์ฉํ๋ค. ๋ํ ์์๋์์ ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๊ณ ์๋ ์ฐํ์ฑ์ด๊ท ์
์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๋ ฅํ ์ฐํ๋ ฅ์ ์ด์ฉํ์ฌ ๋ฏธ์๋ฌผ ๊ตฌ์ฑ์ฒด์ธ ๋จ๋ฐฑ์ง
์ ์ฐํ์์ผ ์ธํฌ๋ฒฝ์ ํ๊ดด์ํค๊ณ ์ ์ง๋์ฌ ํ๋์ ์ฐจ๋จํจ
์ผ๋ก์จ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ์ด๊ท ํ๋ ์ฅ์ ์ด ์์ผ๋, PA Membrane์
์ฐํ์ ์ํ ์์์ ์ด์ง์ํค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ SBS (NaHSO4)์ ๊ฐ
์ ํ์์ ๋ฅผ ๋ณํ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ ๋ฌธ์ ์ ์ด ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ญ
์ผํฌ๋ง์์ ๊ฐ์ฅ ๋์ ์ฅํด ์์ธ์ธ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ฅํด(Bio-fouling) ๋ถ์ผ์์ ์ข ๋ ์ฌ์ฉ ์ค์ธ ๋จ์ํ ์ด๊ท ์ ๊ฐ๋ ์ ๋ฒ์ด๋ ๋ค
๋ชฉ์ ์ญํ ์ ์ํํ๋ ์ ์ตํฉ ๊ฐ๋ ์ผ๋ก ์ ๊ทผํ๊ณ โ15๋ 1์๋ถํฐ ๊ฐํ๋ ๋ฒ๊ท์ธ ํํ๋ฌผ์ง์ ๋ฑ๋ก ๋ฐ ํ๊ฐ ๋ฑ์ ๊ดํ ๋ฒ
๋ฅ (์ดํ ํํ๋ฒ) ๋ฐ ํํ๋ฌผ์ง๊ด๋ฆฌ๋ฒ(์ดํ ํ๊ด๋ฒ) ์ํ์ ๋ฐ
๋ฅธ ๋ฒ์ ๊ธฐ์ค์ ๋ง์กฑํ๋ ๋น์ ๋ ๋ฌผ ์กฐ์ฑ์ ์นํ๊ฒฝ(Green ๋๋ Eco-friendly) ์ด๊ท ์ ์ ๋ํ ๊ฐ๋ฐ๊ณผ ์ฒ๋ฆฌํจ๊ณผ ๊ฒํ ๋ฅผ ์ฐ
๊ตฌ ๋ชฉ์ ์ผ๋ก ํ๋ค.3)
2. ์ฐ๊ตฌ๋ฐฉ๋ฒ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ๋ ์์ฐํธ๋ฅผ ์์๋ฅผ ์ฝํ์์ง์นจ์ ์ฒ๋ฆฌํ ์นจ์ ์
๋ฅผ ์ ์ ์๋ฅผ ์ญ์ผํฌ๋ง ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ํด ํ์ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ ์ง
ํํ์ฌ ํจ๊ณผ๊ฒ์ฆ ๋ฐ ํ์ฅ ์ ์ฉ์ฑ์ ์ ํฉ์ฌ๋ถ๋ฅผ ํ๋จํ๊ธฐ ์
ํ์ฌ ํ์ฅ์ ๋ณ๋ ๋ชจํํ๋ํธ๋ฅผ ์ค์น ์ด์ฉํ์ฌ ํ์ฅ ํ๊ฐ๋ฅผ
์งํํ์๋ค.
2.1. ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ๊ฐ๋ฐ
์์ ํ๊ฒฐํฉ์ผ์(Stabilized combined chlorine)์ธ Chlorosul-famate(์ดํ CS) ๋ฐ Bromosulfamate(์ดํ BS)์ ๊ฒฐํฉ์ผ์๋ก
๋ฎ์ ์ฐํ๋ ฅ์ ๊ฐ์ง ์นํ๊ฒฝ ์ด๊ท ์ ๋ก ๋ถ๋ฅ๋๋ค. ๊ณผ๊ฑฐ์ CS๋ ์์ ํ ๊ฒฐํฉ์ผ์ ํ์ฑ์ผ๋ก ์ ์ง๊ณต์ฅ์์ ์ฌ์ฉ๋์๊ณ ์ผ๋ถ
ํด์ธ์์๋ ์์์ฅ์์ ์คํ๋ฏผ์ฐ์ด ์ผ์์์ ์ ๋ก ์ฌ์ฉ๋๊ณ
์๋ค. ์ด๋ฒ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ฃผ์์กฐ์ฑ์ธ์์ธ ์์ ํ๊ฒฐํฉ์ผ์
(CS + BS)๋ก ํ์ฌ ํด๋ฆฌ๋จธ์ฑ๋ถ์ ๋ฐ์ด์ค์ฑ๋ถ์ ๋ถ์ฐ์ ๊ธฐ๋ฅ
์ ํฉ์ฑํ์ฌ ์ด๊ท ๊ณผ ๋์์ ๋ฐ๋ฆฌ, ํ๋ฆฌ๊ธฐ๋ฅ์ ํฅ์์์ผฐ๋ค.
Table 2. Classification of CS & BS
ClassificationMolecular formula
CAS No Toxic
CS-Na : Na-Chlorosulfamate ClHNSO3-Na 17172-27-9not
applicable
BS-Na : Na-Bromosulfamate BrHNSO3-Na 134509-56-1not
applicable
PTI : Mixture of CS-Na and BS-Na (and polymer +
phosphonate)
ClHNSO3-NaBrHNSO3-Na
17172-27-9134509-56-1
not applicable
499J. Korean Soc. Environ. Eng.
์ด๊ท ์ ๋ฐ๋ฆฌ ๋ฐ ๋ถ์ฐ ๊ธฐ๋ฅ์ด ์ถ๊ฐ๋ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ํ ์ญ์ผํฌ(RO)๋ง์์์ ํจ๊ณผ ๊ฒ์ฆ ์ฐ๊ตฌ
๋ํํ๊ฒฝ๊ณตํํ์ง ์ 38๊ถ ์ 9ํธ 2016๋ 9์
Fig. 4. Configuration of pilot test.
CS ๋ฐ BS์ ๋ถ์๊ตฌ์กฐ๋ Fig. 3๊ณผ ๊ฐ๋ค.
Molecular structure of CS Molecular structure of BS
Fig. 3. Molecular structure of CS & BS.
2.2. ์ฐ๊ตฌ๊ธฐ๊ฐ ๋ฐ ๋ฐฉ๋ฒ
Table 3. Target chemicals of the field test
ClassificationComparison chemicals Analysis chemicals
Using biocide Eco-friendly biocide
Analysis period'15. 4. 6 ~ 7. 7
(about 3 months)'15. 4. 6 ~ 7. 7
(about 3 months)
Composition - Less than CMIT 1% - Combined Cl2 (CS+BS) - Sludge anti-scalant
* Chlorosulfamate (CS) & Bromosulfamate (BS) : combined chlorine that have a low oxidizing power is classified to eco-friendly biocide
2.3. Pilot Test
2.3.1. Pilot Test ๊ตฌ์ฑ
ํ์ฅ ์ด์์กฐ๊ฑด๊ณผ ๋์ผํ๊ฒ 2๊ณ์ด๋ก ํ์ฌ ๋น๊ต๋ถ์ํ์๋ค.ํ์ฅ์ ์ฉ ์ํ์ฅ์น์ ๊ฐ ๊ณ์ด๋ณ ์ ์ ํํ์ RO๋ชจ๋ ์,
Vessel ์๋ ์๋์ ๊ฐ์ด ๊ตฌ์ฑํ์๋ค.
Table 4. Specification of Pump, Ro Module, Vessel
ClassificationHigh pressure
pumpRO
moduleVessel
Stage or Pass
Line #1 1 3 3 1stage
Line #2 1 3 3 1stage
SUM 2 6 6
์ญ์ผํฌ๋ง ๋ฐ Vessel, ํํ์ ์ ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
โ์ญ์ผํฌ๋ง
- ์ค์น์๋ : ๊ฐ ๊ณ์ด๋น 3๋ณธ, ์ด 6๋ณธ
- ์ ์กฐ์ฌ: D์ฌ ์ ํ
- ๋ง์ฌ์ง: PA (Polyamid)- ๊ท๊ฒฉ : 4'' ร 40''
โVessel- ์ค์น์๋: ๊ฐ๊ณ์ด๋น 3 ea, ํฉ๊ณ 6 ea- 4'' ร 40'' End port (1m)
โํํ์ค๋น
Table 5. Specification of pump
Classification Quantity Height Power Quantity Remarks
Unit m3/hr m kW Set
High pressure pump 2.0 212 4 2
CIP pump 4.8 36.3 1.1 1
Chemical pump 2
2.4. ์คํ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ๊ธฐ์ค
2.4.1. ์คํ๋ฐฉ๋ฒ
D-์ฌ๋ฌด์์ ์ค์น๋์ด ์๋ ๋ชจํํ๋ํธ(4์ธ์น RO๋ง , 2๊ณ์ด)๋ฅผ ๋์ผ์ด์ ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ๊ณ ์ฑ๋ฅ๋ค๋ชฉ์ ์ด๊ท ์ ๋ฐ ์นํ๊ฒฝ์ด
๊ท ์ ์ ๊ธฐ์กด์ ์ฌ์ฉ๋์ด์ง ์ด๊ท ์ (CMIT1% ๋ฏธ๋ง)๋ฅผ ๋์ผ์ฃผ
์ ๋๋ 5 ppm์ผ๋ก ์ฃผ์ ํ๊ณ ๋น๊ตํ์ฌ ํ๊ฐํ์๊ณ , ๋ชจํํ
๋ํธ ์ด์ ๊ธฐ์ค์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
Table 6. Experimental conditions of pilot plant
Classifi-cation
Inflow Outflow Flux Return rateRemarks
LPM LPM LMH %
Line #1 36 9~11 22.8~27.8 25.0~30.5 Developing
Line #2 36 9~11 22.8~27.8 25.0~30.5In use
products
2.4.2. ํ๊ฐ๊ธฐ์ค
โํ์ฅํ๊ฐ ์ฃผ์์ฑ๋ฅ์งํ
์๋์ ๊ฐ์ด ์ค์ ํ์ฌ ๋น๊ต๋ถ์ํ์๋ค.
500 J. Korean Soc. Environ. Eng.
๋ฐ๋์คโค์ค์์ โค๊น์ฑํโค์๊ดํ
Journal of KSEE Vol.38, No.9 September, 2016
Difference pressure, kg/cm3
Fig. 5. Result of pilot test _difference pressure (kg/cm2)
Table 7. Criteria of evaluation
Perfor-mance index
Unit
GoalsObjective measurement
method
Eco-friendly chemicals
Quantity of sample (nโฅ5)
Test standard
Microbe dispersion,
peering
RO running time (hr)
More than 5% improvement
(Criteria : beginningdifferential pressures
to the 150% reaching time)
-on-site
assessment
โ์ด์ ์ข ๋ฃ์์ ํ๊ฐ
์ญ์ผํฌ๋ง์ ์ด๊ธฐ์ค์น์์ ์ด์ ์ฐจ์์ 150% ์ฆ๊ฐ์์ ์ธ
1.5 kg/cm2์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ๋, ํํ์ธ์ (CIP) ํ์ ์ฐจ์์ด ์ด
๊ธฐ ์ฐจ์๋๋น ๋ณ๋์ด ๋ฐ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ๊ทธ ์ฐจ์ด๋งํผ ๊ฐ๊ฐํ์ฌ ์ข ๋ฃ
์์ ์ ์ ํ์๋ค.
Table 8. Criteria of operating pilot Palnt
ClassificationOperating pressure
Beginning pressure
Final pressure
Remarks
Line #1 developing 8.05 1.05 1.58
Line #2In use
products8.05 1.05 1.58
โ์ฐจ์ ๋ฐ ์ฐจ์๊ฐ์ ์จ์ ์ฐ์ถ
- ์ฐจ์
- ์ด์ ์ข ๋ฃ ์ฐจ์๊น์ง ์ด์ ์ ์ฐจ์๊ฐ์ ์จ(a)- ๋์ผ์ด์ ์๊ฐ ๊ธฐ์ค ์ฐจ์๊ฐ์ ์จ(b)
3. ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
3.1. ๋ชจํํ๋ํธ ์ด์๊ฒฐ๊ณผ
3.1.1. ์ฐจ์ ๋ฐ ๋ณด์ ์๋ ๋ณํ
์นํ๊ฒฝ ์ด๊ท ์ ๋ โ15๋ 4์ ๊ฐ์๊ธฐ์ 1ํ, 6์๋ถํฐ 7์๊น
์ง 2ํ์ ๊ฑธ์ณ ์ด 3ํ์ ๋ชจํํ๋ํธ ํ๊ฐ๋ฅผ ์งํํ์๋ค. Table 9์ Fig. 5๋ ๋ชจํํ๋ํธ ์ด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋
๊ฒ์ผ๋ก ์ด์ ์ฐจ์์ ๊ฒฝ์ฐ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ์ด์ ์๊ฐ์ด ๊ธฐ์กด
์ฌ์ฉ์ฝํ ๋๋น 1์ฐจ 229%, 2์ฐจ 27%, 3์ฐจ 23%์ ์ด์ ์๊ฐ
์ด ์ฆ๊ฐ๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ์๊ธฐ์ธ 1์ฐจ ํ ์คํธ
์ ์ฐจ์๊ฐ์ ์จ์ด ๋ณด๋ค ๋์ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. 2, 3์ฐจ
ํ ์คํธ์ ๋์ผ ์ฐจ์๋๋ฌ์๊ฐ์ ๋น๊ตํด ๋ณด๋ฉด ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์
๊ฐ ์ด์ ์๊ฐ์ด ๊ธธ์ด์ง ๊ฒ์ผ๋ก ์กฐ์ฌ๋์ด ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ํจ
๋ฅ์ด ์ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
Table 9. Result of pilot test_difference pressure (kg/cm2) & cali-bration flow rate (L/min)
ClassificationBeginning Termination
Operating time
Rate of improvement
kg/cm2 kg/cm2 h:m %
1st
test
Line #1 1.10 1.65 148:44228.8
Line #2 0.90 1.48 45:14
2nd test
Line #1 1.10 1.63 152:5527.0
Line #2 1.00 1.53 120:26
3rd
test
Line #1 1.10 1.63 200:3523.1
Line #2 1.10 1.63 162:55
Average 93.0
๋ํ Table 10๊ณผ Fig. 6๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ณด์ ์์ฐ์๋ ์ญ์ ๋์ผ์ด
์ ์๊ฐ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ์ฌ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ณด์ ์์ฐ์๋ ๊ฐ
์์จ์ด 3~25% ์์ค์ผ๋ก ๋ฎ์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ์ธํ ์ ์์ด, ๊ธฐ์กด
์ฝํ๋ณด๋ค ๋ง์ค์ผ ๋ฐฉ์ง์ ํจ๊ณผ์ ์ธ ๊ฒ์ ์ ์ ์์๋ค.๋ฐ๋ผ์, ์ด๊ท ๊ธฐ๋ฅ์ ๋ฐ๋ฆฌ์ ํ๋ฆฌ๊ธฐ๋ฅ์ด ์ถ๊ฐ๋ ์นํ๊ฒฝ์ด
๊ท ์ ๋ ๋์ผ๊ฐ๋์๊ฐ๋์ ์ฐจ์ ์์นํจ๊ณผ๊ฐ ์ ๊ณ , ๋ณด์ ์ ๋
๊ฐ์๋น๋ ์ ์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋๋ ๋ฑ ํจ๊ณผ๊ฐ ์ฐ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก
์กฐ์ฌ๋์๋ค.
501J. Korean Soc. Environ. Eng.
์ด๊ท ์ ๋ฐ๋ฆฌ ๋ฐ ๋ถ์ฐ ๊ธฐ๋ฅ์ด ์ถ๊ฐ๋ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ํ ์ญ์ผํฌ(RO)๋ง์์์ ํจ๊ณผ ๊ฒ์ฆ ์ฐ๊ตฌ
๋ํํ๊ฒฝ๊ณตํํ์ง ์ 38๊ถ ์ 9ํธ 2016๋ 9์
Classification No 1. Membrane No 2. Membrane
SEM
Contact angle 50.363 48.503
Fig. 7. Result of SEM analysis.
Normalized permeat flow, L/min
Fig. 6. Result of Pilot Test_Normalized permeat flow (L/min).
Table 10. Result of pilot test_ normalized permeat flow (L/min)
ClassificationBeginging Termination
RemarksL/min L/min
1st testLine #1 9.52 8.8
Line #2 9.80 7.90
2nd testLine #1 6.32 6.69
Line #2 6.68 7.08
3rd testLine #1 7.44 5.36
Line #2 7.72 4.65
3.2. ์ญ์ผํฌ๋ง Autopsy ๊ฒฐ๊ณผ
3.2.1. ๋ถ์๋์ ์ญ์ผํฌ๋ง ์ด๋ ฅ
๋ถ์๋์ ๋ง์ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๊ธฐ์กด์ฌ์ฉ์ฝํ(CMIT 1%๋ฏธ๋ง)์ ์ฃผ์ ํ์ฌ ๋น๊ต ํ๊ฐํ RO๋ง์ 3์ฐจ ํ ์คํธ ์ด์ ์ข
๋ฃ ํ ๋ถ์์ ์ค์ํ์๋ค.
Table 11. Contents of autopsy
Classification Input chemicals Operating time Remarks
Line #1 eco-friendly 200 : 35 No.1
Line #2 using (less than CMIT1%) 162 : 55 No.2
3.2.2. SEM/EDX (Scanning electron microscope/Energy dispersive X-ray spectroscope)
๋ง ํ๋ฉด์ ๊ฑฐ์น ๊ธฐ ๋ฑ ์ก์์ผ๋ก ๊ด์ฐฐ๊ฒฐ๊ณผ ๋ ๋ง ๋ชจ๋ ๊ฐ์
Table 12. Result of EDX
No 1. Membrane No 2. Membrane
Membrane surface
SpacerMembrane
surfaceSpacer
At (%) At (%) At (%) At (%)
C 74.42 C 84.73 C 57.66 C 81.92
O 18.66 O 12.85 O 29.18 O 15.46
S 3.65 S 1.13
Al 0.80 Al 0.78 Al 5.15 Al 1.12
Na 0.68
P 0.55 P 0.55 P 1.40 P 0.54
Cl 0.47 Cl 0.20
Ta 0.41
In 0.37 In 0.37
Si 0.87 Si 2.49 Si 0.96
Eu 1.54
Zn 0.31
Mg 0.10 Mg 0.30
Fe 0.28
K 0.12
์ ์ ์๊ฐ ์กด์ฌ SEM ๊ฒฐ๊ณผ, ํ์์์ ํฐ ์ฐจ์ด๊ฐ ์กด์ฌํ์ง
์์์ ํ์ธํ์์ผ๋ฉฐ, ์ค์ผ๋ฌผ๋์ No 2. ๋ง์ด ๋ ํฐ ๊ฒ์ผ๋ก
๋ํ๋ฌ๋ค.
502 J. Korean Soc. Environ. Eng.
๋ฐ๋์คโค์ค์์ โค๊น์ฑํโค์๊ดํ
Journal of KSEE Vol.38, No.9 September, 2016
Fig. 9. Structure of polyamide thin-film.
No 1. Membrane No 2. Membrane
No 1. Spacer No 2. Spacer
* EEM analysis (DOC concentaration: 1 mg/L)
Fig. 10. Result of EEM.
3.2.3. FTIR (Flourier Transform Infra-red) ๋ถ์
๋งํ๋ฉด ํํ ๋ถ์์ ์์ฉ๊ธฐ์ ๋ํ ๋ถ์ ์งํํ์ฌ ๊นจ๋
ํ ๋ง๊ณผ ๋น๊ตํ์ฌ ๊ด์ฐฐ๋๋ peak ์์น์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ฉ๊ธฐ ๋น๊ต
ํ์๋ค. Peak ์์น๋ ๊ฐ๋๊ฐ ๋น์ทํ ๊ฒ์ ๋ฐ๋ผ ๊ด์ฐฐ๋๋ ์
์ฉ๊ธฐ๋ ๊ฐ์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ฉฐ, C-O (N-acetyl group), -COOH (์นด๋ฅด๋ณต์ค์ฐ) ๊ตฌ์กฐ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์ ๋๋ฌผ์ง๋ก๋ถํฐ, Amine N-H ๊ตฌ์กฐ๋ ๋ฏธ์๋ฌผ์ ๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ๊ตฌ์กฐ๋ก ์ถ์ ๋๋ค.
3.2.4. ์ ๊ธฐ๋ฏ ๋ถ์(๊ฑฐ์๋ถ์)COD, DOC๋ No 2. ๋ง์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋๋๊ฐ ๋์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋
ํ๋ฌ์ผ๋ ์ค์ผ๋ฌผ๋๊ณผ ๋น๋กํ๋ค๊ณ ํ๋จํ๊ธฐ๋ ์ด๋ ต๊ณ , ์ด๋ฅผ
ํตํด No 2. ๋ง์ ์กด์ฌํ๋ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ ๋ฌผ์ง์ด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ง
์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จํ ์ ์๋ค.๋ ๋ง ํ๋ฉด์ ์กด์ฌํ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์น์์ฑ์ ๊ฐ์ง๋ค(SUVA
< 2). ๋ํ, Spacer์ ์กด์ฌํ๋ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ง๋๋ No 2. ๋ง์ด ๋์ ๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก No 2. ๋ง ๋ชจ๋์ ์ฉ์กด ์ ๊ธฐ ๋ฌผ์ง์ด ์
๋์ ์ผ๋ก No 1. ๋ง๋ณด๋ค ๋์ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
Table 13. Result of organic test
Classification
NO 1. Membrane(eco-friendly)
No 2. Membrane(using)
Membrane surface
SpacerMembrane
surfaceSpacer
COD (mg/m2) 416.667 219.907 493.528 262.945
DOC (mg/m2) 74.75 32.875 85.525 37.783
UV/VIS@254 nm 0.053 0.024 0.046 0.037
SUVA (L/mg๏ฝฅm) 0.593 0.603 0.446 0.805
3.2.5. ์ ๊ธฐ๋ฌผ ๋ถ์(EEM ๋ถ์)
๋ ๋งํ๋ฉด์ ์กด์ฌํ๋ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ์ ์ฑ์ ์ธ ์ธก๋ฉด์ ์ฐจ์ด์
์ ํฌ๊ฒ ์์ผ๋ฉฐ ๋๋ถ๋ถ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ ๋๋ฌผ์ง๋ก ํ๋จ
๋๋ ๋จ๋ฐฑ์ง ์ฑ๋ถ์ ์ ํธ๊ฐ ๊ฐํ๊ฒ ์กฐ์ฌ๋์๋ค.
* EEM (Three-dimensional excitation-emission matrix flu-orescence spectroscopy)
503J. Korean Soc. Environ. Eng.
์ด๊ท ์ ๋ฐ๋ฆฌ ๋ฐ ๋ถ์ฐ ๊ธฐ๋ฅ์ด ์ถ๊ฐ๋ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ํ ์ญ์ผํฌ(RO)๋ง์์์ ํจ๊ณผ ๊ฒ์ฆ ์ฐ๊ตฌ
๋ํํ๊ฒฝ๊ณตํํ์ง ์ 38๊ถ ์ 9ํธ 2016๋ 9์
3.2.6. ๋ฌด๊ธฐ๋ฌผ ๋ถ์(ICP ๋ถ์)๋งํ๋ฉด ๋ฐ Spacer์ ์กด์ฌํ๋ ๋ฌด๊ธฐ๋ฌผ์ ์ข ๋ฅ๋ ๋ ๋ชจ๋
๊ฐ์ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ฉฐ, Na, Ca๋ฅผ ์ ์ธํ ๋ฌด๊ธฐ๋ฌผ์ ๋๋๋
1 mg/L ์ดํ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
Table 14. Result of ICP analysis (unit : mg/m2)
No 1. Membrane No 2. Membrane
Membrane surface
SpacerMembrane
surfaceSpacer
Na 35.133 Na 36 Na 41.4 Na 34.242
Ca 26.767 Ca 12.558 Ca 25.292 Ca 13.050
K 7.958 K 6.192 K 8.167 K 5.792
Al 6.783 Al 1.917 Al 5.050 Al 4.150
Mn 5.250 Mn N.D. Mn 1.117 Mn 0.608
Mg 3.975 Mg 1.667 Mg 2.850 Mg 1.533
P 1.650 P 1.258 P 2.300 P 2.017
Fe 1.483 Fe 1.075 Fe 1.633 Fe 1.233
Zn 1.217 Zn 0.883 Zn 1.883 Zn 1.458
* CP analysis (detection trusu concentration : 0.05 mg/L)
4. ๊ฒฐ ๋ก
1) ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ์ต์ข ๊ฐ๋ฐ๋ชฉํ์ธ ์ฐจ์์ฆ๊ฐ ๋๋ฌ์๊ฐ์
๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ๋ ๊ฐ์ ํจ์จ์ ๋ชจ๋ ๋ง์กฑํ๋ ํ๊ท 93.0% (23.1~ 228.8%)์ ๊ฐ์ ํจ์จ์ ๋ณด์๋ค.
2) ๋ํ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ํ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ ๋ง์ Autopsyํ ๊ฒฐ๊ณผ
๋ฌด๊ธฐ ๋ฐ ์ ๊ธฐ์ค์ผ์ ๋น์จ์ด ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ ๋ง์ด
์ ๊ธฐ์ค์ผ์ ๋น์จ์ด ์ ๊ฒ ์กฐ์ฌ๋์๋ค.3) ์ด๋ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ์ํ ์ด๊ท ํจ๊ณผ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋งํ
๋ฉด์ ์์ธ ์ ๊ธฐ๋ฌผ์ ๋ฐ๋ฆฌ, ํ๋ฆฌํจ๊ณผ์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณด์ฌ์ง๋ค. 4) ๋ํ ์ ๊ธฐ์ค์ผ์ ์์ธ์ EEM๋ถ์์์ ๋ฏธ์๋ฌผ ์ ๋
๋ฌผ์ง๋ก๋ถํฐ ๋ฐ์๋ ๊ฒ์์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค.
5) ์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํ์ฌ ๊ฐ๋ฐ๋ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ๋ฐ์ด์ค
ํ๋ฆ ์ ๊ฑฐ(๋ถ์ฐ, ๋ฐ๋ฆฌ)์ ์ด๊ท ๋ ฅ์ด ๊ธฐ์กด ์ฌ์ฉ์ฝํ๋ณด๋ค ์ฐ์
ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.6) Pilot-test ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทผ๊ฐ์ผ๋ก ํ์ฌ ์ค๊ณต์ ์ ์ ์ฉ์ ์นํ
๊ฒฝ์ด๊ท ์ ์ ์ํ ์ด๊ท ํจ๊ณผ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๋ฐ๋ฆฌ ๋ฐ ํ๋ฆฌ ๊ธฐ๋ฅ
์ ์ํ ์ญ์ผํฌ๋ง ํ๋ฉด์ ์ ๊ธฐ๋ฌผ ์ ๊ฑฐ ํจ๊ณผ ๋ฐ ์นํ๊ฒฝ์ด๊ท
์ ์ ํฌํจ๋ ํน์ ์ฑ๋ถ์ ์ํฅ ์ฌ๋ถ ๋ฑ ์ฝํ ์์ ์ฑ์ ๋ํ
์ถ๊ฐ์ ์ธ ์กฐ์ฌ๋ฅผ ์ํํ ๊ณํ์ด๋ค.
Acknowledgement
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ ์ค์๊ธฐ์ ๊ตฌ๋งค์กฐ๊ฑด๋ถ(์ค์๊ธฐ์ ์ฒญ) ์ ์ ํ๊ฐ๋ฐ
์ฌ์ ์ ์ผํ์ผ๋ก ์ํ๋ ์ฐ๊ตฌ์ด๋ฉฐ, ์ด์ ๋ชจ๋ ๋ถ๋ค๊ป ๊ฐ์ฌ๋ฅผ
๋๋ฆฝ๋๋ค.
References
1. Yu, J. H., Baek, Y. B., Ahn, C. H., Kim, S. H., Lee, S. H. and Yoon, J. Y., Development of novel disinfection for bio-fouling control in RO process. KSWW & KSWE fall Research meeting report, pp. 477~478(2010).
2. Lee. Y. H. and Wang, C. K., A Study on Removal Mecha-nism of Organic pollutants and Fouling in Reverse Osmosis and Nanofiltration Process, KSEE. 2001 Spring research meet-ing report(I), pp. 177~178(2010).
3. Muhammad, A. A., Saleem, U., Irshad, A., Ahmad K. Q., Khaled, S. B. and Muhammad A. R., โGreen Biocides, A Pro-mising Technology,โ Curr. Future Appl., 3, 388~403(2014).
4. Yoon, C. S., Kim, S. H., Yoon, J. H. and Kim, K. T., Fou-ling element detect on SEM/EDS in reverse osmosis, KSEE 2003 Spring research meeting report, pp. 897~903(2003).