멤브레인 모니터링

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정수 멤브레인 성능 향상

효율성 개선 및 멤브레인 필터 비용 관리

역삼투(RO) 멤브레인은 어떤 수처리 공정보다 운영상 틀림없이 더 큰 영향력이 있습니다. 무기 오염물을 제거하는 데 매우 효과적이지만 부착물, 산화 및 파울링 등에 매우 취약하기 때문입니다. RO 멤브레인을 실시간 모니터링으로 관리하지 않으면, 막대한 비용을 투입해야 할 수도 있습니다. 바이오부착물이 생성되고, 화학물질을 과도하게 사용하게 되며, 세척과 유지보수가 빈번하게 요구될 뿐 아니라, 플랜트의 가동 중단을 불러올 수 있습니다. 멤브레인 교체를 이른 시기에 해야할 수도 있습니다.

Aria FLEX

RO 부착물로 인한 비용

과학 저널에 게재된 최근 연구에 따르면 네덜란드에 있는 한 담수화 공장에서 RO 부착물로 인한 비용은 전체 공장 운영 비용의 약 24%를 차지하는 것으로 나타났습니다. 이 비용의 대부분은 멤브레인을 예상보다 일찍 교체함에 따라 발생한 것이었습니다.

RO 멤브레인 작동방법

역삼투는 반투과성 멤브레인(막)에 압력을 가하여, 물 분자가 용존 무기 혼합물을 통과하도록 하여, 배수구로 흘러내리게 합니다. 교차로 흐르면서 물을 두 갈래 길로 나눕니다.

RO 시스템 주변의 수처리 및 분석

Reverse Osmosis Diagram

주요사항

  • 대부분의 RO 고객사에 적용됨
  • 소수의 RO 고객사에 적용됨
  • 필터 보조기구
  • 사전 여과 (옵션)
  • 염소 처리
  • 카트리지 필터
  • 스케일 억제제
  • 탈염소 처리
  • RO 멤브레인
  • 살생제 및 멤브레인 세척제
  • 배수
  • 침투

RO 시스템 관리자의 목표

파티클, 이온, 분자를 제거하여, 하류 공정에 적합한 물 제조

부착물 관리, 세척 및 유지보수 등 멤브레인 효율 및 성능 관리를 통한 비용 관리

부착물 등의 관리를 통한 멤브레인 수명 및 신뢰도 연장

앞서 언급된 목표에 영향을 주는 원수의 변화에 대한 빠른 대응

멤브레인 모니터링 및 탈염소 처리

RO 멤브레인의 성능을 모니터링할 때 중요하게 고려되는 많은 측정 항목이 있습니다. 가장 중요한 것 중 하나가 염소입니다. 염소처리 및 탈염소 처리는 RO 멤브레인이 사용되는 모든 산업 및 공공 처리 현장에서 가장 핵심 과정입니다. 염소의 정확한 수준을 감지하는 게 어렵기 때문에 공장의 작업자들은 보통 미량이라도 완전하게 제거하는 것을 선택합니다. 최종 결과가 0의 잔류 염소(수질 목표 충족)이므로 과도한 탈염소 처리는 불필요한 결과 및 비용의 원인이 될 수 있습니다.

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염소를 완전하게 제거하는 데 사용되는 불필요한 화학물질로 인한 비용이 발생할 수 있습니다.

2

염소의 존재는 바이오 부착물을 야기할 수 있습니다. 별도의 세척 또는 유지보수가 필요하며, 비용이 드는 살생제를 사용해야 할 수도 있습니다.

3

멤브레인의 효율성은 요구되는 일반적인 교체 기간 보다 몇 달 빨리 교체하게 만들 수 있습니다.

예시 1:

멤브레인 수명 연장

많은 멤브레인은 염분 통과가 두배가 되기 전에 잔류 염소가 노출되는 시간을 백만 분의 일(ppm)로 표시합니다. 만약 첫번째 단계의 RO에 평균적으로 38 ppb에 연속 노출됐다면, 36개월 안에 1,000 ppm-시간에 도달할 것입니다.

만약 평균 노출이 단 10 ppb 정도 늘어나 48 ppb로 증가했다면, 1,000 ppm-시간에 도달하는 데 28.5 개월 정도 걸릴 것입니다. 이것은 잠재적으로 평균 10 ppb 잔류 염소 노출의 증가가 첫번째 단계의 RO 멤브레인 교체 시점을 7.5개월 정도 빠르게 앞당기게 됨을 의미합니다.

예시 2:

세척 비용 감소

제대로 유지보수가 수행되지 않는다면, 설비에서 동일한 물 단위의 세척 멤브레인의 4배에 달하는 비용을 지출할 수 있습니다. 반면 제대로 유지보수된 시스템은 비용의 1/4 을 차지합니다.

운영 비용 절감

멤브레인에 부착물이 쌓이면, 비용은 상당히 증가합니다. 일반적인 공장의 경우 작업이 50%에서 최대 100%까지 증가할 수 있습니다. 2

정확하고 믿을 수 있는 온라인 염소 모니터링

Hach(하크)의 초저농도 염소 분석기 ULR CL17sc는 이전과 비교하여 훨씬 낮은 농도의 염소까지 분석할 수 있습니다. 이를 통해 공장의 멤브레인 부착물을 최소화하고, 운영 비용을 절감하며, 규제 보고에 필요한 요구조건을 충족할 수 있습니다.

ULR CL17sc

ULR CL17sc 주요 기능 및 특징:

  • 검출하한값, 측정 범위 및 정확도
    • 검출하한값: 8 ppb
    • 0 - 4 mg/L: ± 5% 또는 ± 0.01 mg/L (큰 값 적용), 4 - 5 mg/L: ± 10%
    • 정밀도: 3ppb
  • 누적 염소 카운터 TM
    • 시간의 흐름에 따라 염소 노출 추적
  • 적용분야 - 탈염소처리, 멤브레인 보호 및 수질 관리를 위한 잔류 염소 모니터링
    • 탈염소 공정 효율 관리
    • RO 멤브레인 수명 연장
    • 염격한 잔류염소 제한 충족

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정확하고 믿을 수 있는 채취 샘플의 염소 및 아황산염 모니터링

Hach(하크)의 DR1300 FL 형광 광도계는 전보다 훨씬 낮은 수준의 염소와 아황산염을 감지할 수 있습니다. 이를 통해 공장 내 멤브레인 파울링을 최소화하고 운영 비용을 줄일 수 있으며, 수질 요구조건을 확실하게 충족할 수 있습니다.

DR1300FL

Pyxis ® 제조

DR1300 FL 주요 기능 및 특징:

  • 간단한 테스트지만 향상된 정확도와 검출 하한값 지원:
    • 총 염소 측정 범위: 3 - 100 ppb
    • 잔류 염소 측정 범위: 2 - 100 ppb
    • 아황산염 측정 범위: 6 - 500 ppb
      • Precision (95% confidence interval) 50.0 ± 1.0 µg/L - Free and Total Chlorine
      • Precision (95% confidence interval) 250.0 ± 5.0 µg/L Sulfite
  • 총 염소, 잔류 염소 및 아황산염을 아주 낮은 농도까지 간편하게 측정할 수 있는 새로운 기술
    • 아황산수소나트륨을 얼마나 투입해야하는지 더이상 추측할 필요가 없는 새로운 아황산염 테스트
    • 비용 절감 및 위험 감소
  • 적용분야 - 물리적 및 화학적 탈염소처리, 멤브레인 보호 및 수질 관리를 위한 잔류염소 모니터링
    • 탈염소 처리 효율 관리
    • RO 멤브레인 수명 연장

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멤브레인 모니터링을 위한 Hach(하크) 제품 라인업

TU5300sc/TU5400sc 온라인 레이저 탁도계

TU5300sc/TU5400sc 온라인 레이저 탁도계

탁도

멤브레인의 성능을 확인하여 나노여과(NF) 및 RO 전 후의 탁도를 모니터링할 수 있습니다. 탁도계로 측정한 정보를 활용하여 프로세스 상류에서 멤브레인의 수명을 개선하고, 유지보수 활동을 줄일 수 있습니다.

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Surface Scatter 7sc 고범위 탁도계

Surface Scatter 7 sc 고농도 탁도계

탁도

탁도 판독값은 탁도의 농도가 높고, 부착물이 생길 가능성이 있는 급수의 프로세스 관리를 모니터링할 수 있도록 돕습니다. 탁도 농도가 급격히 높아지는 것에 대한 실시간 가시성을 확보함으로써 멤브레인 파울링을 사전에 예방할 수 있습니다.

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EZ 시리즈 경도 분석기

EZ 시리즈 경도 분석기

경도 및 멤브레인 파울링

경도는 부착물 생성의 가능성을 증가시켜, 멤브레인 성능 및 수명에 영향을 끼칩니다. 경도 수준을 관리함으로써 이온 교환 프로세스의 성능을 모니터링할 수 있습니다.

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Hach pHD sc 온라인 프로세스 pH 센서 - 다목적 pH 센서

pH & ORP 센서

멤브레인 보호를 위한 pH 관리

많은 NF 및 RO 멤브레인은 pH 수준에 민감합니다. 부착물 생성 가능성, 멤브레인 성능 저하, 효율성 손실 등의 사전 경고 신호를 pH 로 모니터링할 수 있습니다.

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1 자파리, M. 외 "네덜란드의 전면적인 역삼투 및 나노필터 설비에서의 파울링 비용." Desalination, 2021년 3월. https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114865

2 SAMCO "파울링의 위협이 있는 멤브레인과 비교하여 멤브레인 여과 시스템을 유지하는 데 적절하게 투입되는 비용은 얼마일까요?" 2019년 2월. https://www.samcotech.com/cost-to-properly-maintain-membrane-filtration-systems