침지형 막분리 공법

1. 개 요

우리나라가 당면하고 있는 물 문제는 쓸 수 있는 용수 즉, 공업용수, 농업용수, 음용수등 질적으로 사용가능한 용수가 얼마나 풍부한가에 있다.

 현시점에 각 하천 본류 지류의 오염으로 나름대로의 효용가치를 잃었으며, 이것은오.폐수의 처리방법, 규제의 한계 등 복합적인 요인으로 작용하고 있다 할 것이다.

중소규모의 오수.폐수처리 시설이 물리, 화학, 생물학적 처리로서의 한계점이 있어  요구수질에 충족하지 못하는 결론에 도달하게 된다.

이에대한 해결방안으로 오.폐수 처리에 가장 적합하며 Compact한 기술이 침지식 막분리 공법이라 할수있겠다.

2. 침지형 중공사막의 특징

침지형 중공사막은 Polyethylene 재질의 다공성 중공사로 이루어진 Screen 형상의 Module을 활성오니(폭기조)조에 침적하여 자흡식 Pump로 흡인하여 침전법에서 구현하기 어려운 고액분리를 완벽하게 수행한다.

중공사 표면은 친수성으로 Coating하여 우수한 내오염성과 내구성을 보여주고 있으며, 최적의 분획특성을 갖도록 막소재, 막의 형상, 기공구조 등을 특성화하였다.

  U/F등과 같이 Filtering 방식인 IN→OUT에서 OUT→IN 방식이므로 폭기조내에 Module    전체를 침적하여 흡인하는 방식이 가능하여졌으며, Module 세정의 일환으로 기존 폭기조 Blower Air Line를 이용하여 Air로 세정하므로서 별도의 기계설비가 필요없는 특징이 있다. 특히, 중공사 공경이 0.1~0.4㎛로 제작되었으며, 활성오니 입자 0.5~15㎛와 대장균  및 일반세균 0.5~2㎛으로 분포하고있어 SS와 대장균 및 일반세균도 거의 제거되어 중수 재이용이 가능해졌다.

3. 중공사막의 물질투과원리

4.분리막 처리공정
5.분리막 모듈

6. 침지형 중공사막의 유지관리

Ⓐ 흡인 차압

 초기 운전에는 거의 차압이 생성되지 않고 Flux량도 충분하나, 시간이 경과하면차츰 차압계가 서서히 올라간다.

일반적으로 20CmHg에서 운전되며 지극히 정상적인 FLUX이 지속적으로 유지된다.수주 내지 수개월(운전조건에 따라) 운전후에 차압이 40CmHg 이상이거나 흡인량 이 현저히 떨어졌을 경우 침지식 Module을 들어올려 간단한 물 세척으로 중공사사이에 끼어있는 오니를 제거하고 Module 주변을 깨끗이 청소후 침지하여 정상전을 한다.이후 빠른 시일내에 다시 FOULING이 생길때는 약품 세정을 실시하여 재운전에들어간다.

Ⓑ 간헐 운전

   분리막을 쉬는 시간없이 계속해서 운전하면 막 표면에 오염물질이 축적되어 FLUX 이 줄어들며 연속적인 운전이 불가능하게 된다. 타이머에 의한 운전과 휴식을 반복한다.

흡입운전 15~20분에 휴식 1~2분을 현장조건에 따라 임의적으로 선택하여 자동 운전을 행한다.

Ⓒ 흡인 펌프와 Air 세정

   흡인펌프는 청수자흡식 펌프(Mechanical Seal Type)을 선정하여 예비 펌프를 포함한 2대1조로 구성한다.

 비자흡식 펌프 사용시 운전조작상에 난해도가 있으며 배관내의 Air 배출시 어려움이 있으므로 펌프선정에 유의하여야 한다.

 세정 Air는 별도의 Blower를 선정할 필요없이 폭기조 공급 Air 배관에 분리막 Air라인을 결속하여 투입하며 밸브를 통하여 세정공기량의 강, 약을 조정하여 세정한다.

 Ⓓ약품 세정

  간헐 운전과 Air 세정을 실시함에도 불구하고, 오랜시간 운전과 운전상의 오류로 (과다한 흡입) 막의 폐색이 와서 차압이 계속 상승(40CmHg이상)하고 흡인량이 시간이 흐를수록 차차 줄어들때에 화학 세정을 실시한다.

 ① 먼저 막 UNIT를 끌어올려 1차적으로 깨끗한 물로 Membrane Module에 오염되어 있는 오니류 및 기타 협잡물을 씻어 낸다.

 ② 약품 세정조에 [가성소다(NaOH 2~5%)-무기물에의한 오염] 또는 [차아염소산나트륨(NaClO 0.5%)-유기물에의한 오염]을 막 UNIT가 잠길수 있는 충분한 양을 충만한다.

 ③ 1~2시간 침적후 중공사 표면에 침적된 오니 및 오염 물질의 세정 상태가 양호할 때 세정을 중단하고 막분리조의 제자리에 삽입한후 정상 운전에 들어간다.

 ④ 여러 SET의 막 UNIT가 시공된 경우에는 수일에 나누어 약품 세정을하며, 긴시간을 두고 막세정을 1SET씩 실시하는것도 좋은 방법이라 하겠다.

 ⑤ 약품 세정후 막 Module속에 녹아있는 적갈색의 침적물이 유출가능성이 있으므로 유의하여야 하며, 5~10분간 원수 유입조로 이송한다.

 Ⓔ 분리막의 보관

 침지식 중공사막은 건식Type으로 외부 상온에서 보관이 가능하며,막분리조에서 사용하던 막을 대기중에서 방치한채로 건조되면 중공사 표면에 얇은 분자막이 형성되어 여과 Flux에 영향을 줄수있으므로 사용중이던 분리막을 보관할시에는 수돗물 기타 깨끗한 용액에 건조되지 않게 보관하며, 만약 건조시에는 알콜 95% 용액에 5~10분 침적후 사용한다.