CATALOG -------목차--------- MICRO FILTER( 미세여과장치)------------------------------2 다층여과장치 ( 多層濾過裝置 ) MULTI MEDIA FILTER-------------8 ACTIVITY CARBON FILTER( 활성탄여과장치)-------------------9 SOFTENER( 경수연화장치)--------------------------------12 REVERSE OSMOSIS SYSTEM( 역삼투압여과장치)---------------18 DEGASFIFER( 용존가스제거장치) ---------------------------26 CEDI( 연속식전기이온분해장치)-----------------------------31 UV STERILIZATION( 자외선살균장치)-------------------------36 ULTRA FILTER( 한외여과장치)------------------------------38 MIXED BED( 혼상식이온교환수지탑--------------------------42 R/O MEMBRANE 설계수량결정 ---------------------------44 관련용어모음집 ---------------------------------------46
MICRO FILTER( 미세여과장치) 1. MICRO FILTER( 미세여과법) Filter Medium을통하여유체를 0.025 에서 10μm정도의오염물질을제거하 는공정입니다. micron 크기의입자들을제거하는데에는여러종류의 filter가사용되는데크 게 Membrane filter 와 Depth filter 로구분된다. Membrane filter는주로 final공정에많이사용하며전처리용으로 Depth filter 를사용합니다. 그러나식품, 화학등많은분야에서는상황에따라 Depth filter를 final로사 용합니다. Filter를적용할때 Filter medium 은여과할액의화학적성질, 분자, 정전기 적특성, 작업여건등에영향을받으므로 filter를선정할시충분한검토를바 랍니다. 2. 여과원리 위에서보는바와같이기본원리는 filter media가액체또는기체속에있는 이물질( 입자등) 을여과합니다. 이때불순물의크기에따라적당한 Pore Size의 filter 를사용해야합니다. 여과를하면표면에가형성되면가여과할수있는 filter cake(sludge) filter 입자보다더미세한입자도여과할수있게됩니다. - 2 -
3. MICRO FILTER HOUSING 의규격 MODEL Flow NO of connections ApprosDimenssions (mm) Rate cartidge (m3/hr) No Length Inlet/Outlet A B C D E F 3MF2 5-8 3 500 1½B 40A 200 800 365 635 1000 500 6MF2 12-18 6 500 2B 50A 250 800 365 635 1000 500 9MF2 18-27 9 750 2½B 65A 200 1000 390 900 1290 600 12MF2 25-35 12 750 3B 80A 350 1170 480 940 1420 650 15MF2 30-45 15 750 3B 80A 400 1170 480 940 1420 700 19MF2 35-60 19 750 4B 100A 450 1190 500 940 1440 750 27MF2 55-80 27 750 4B 100A 500 1190 500 940 1440 800 30MF2 70-90 30 750 5B 125A 500 1240 550 940 1490 850 40MF2 80-120 40 750 6B 125A 600 1310 580 980 1560 900 45MF2 90-135 45 750 6B 150A 650 1380 630 1000 1630 950 50MF2 130-180 50 750 6B 150A 700 1380 630 1000 1630 1000 65MF2 150-200 65 750 6B 150A 750 1400 650 1000 1650 1050 80MF2 160-240 80 750 8B 200A 800 1550 770 1050 1820 1160 100MF2 200-300 100 750 8B 200A 900 1700 840 1060 2000 1260 150MF2 300-450 150 750 10B 250A 1000 1650 840 1060 2000 1360 200MF2 500-600 200 750 12B 300A 1200 1710 1000 1060 2060 1560-3 -
4. FILTER 및 FILTER HOUSING 사진 5. 국내 SPP 사의자료 (Water Flow rate comparison) (L/min) Differential Pressure(kg/c m2) Bard 호칭입자경 0.2 0.3 0.5 SYP A5 0.5 μm 18 30 43 SYP 01 1 μm 28 41 53 SYP 03 3 μm 30 43 56 SYP 05 5 μm 35 47 60 SYP 10 10 μm 44 52 71 SYP 25 25 μm 48 58 76 SYP 50 50 μm 52 62 87 SYP 75 75 μm 54 70 95 SYP 100 100 μm 58 75 104-4 -
6. BIG SIZE(US FILTER) Cartridge Filter Specifications and Performance Data Model Maximum Dimensions Micron Rating (Nominal) Initial P (psi) @ Flow Rate (gpm) DGD-2501 4-1/2" x 10" (114 mm x 254 mm) Pre-filter: 25 Post Filter: 1 1 psi @ 10 gpm ( 0.1 bar @ 38 L/min) DGD-2501-20 4-1/2" x 20" (114 mm x 508 mm) Pre-filter: 25 Post Filter: 1 1 psi @ 20 gpm ( 0.1 bar @ 76 L/min) DGD-5005 4-1/2" x 10" (114 mm x 254 mm) Pre-filter: 50 Post Filter: 5 1 psi @ 10 gpm ( 0.1 bar @ 38 L/min) DGD-5005-20 4-1/2" x 20" (114 mm x 508 mm) Pre-filter: 50 Post Filter: 5 1 psi @ 20 gpm ( 0.1 bar @ 76 L/min) DGD-7525 4-1/2" x 10" (114 mm x 254 mm) Pre-filter: 75 Post Filter: 25 1 psi @ 10 gpm ( 0.1 bar @ 38 L/min) DGD-7525-20 4-1/2" x 20" (114 mm x 508 mm) Pre-filter: 75 Post Filter: 25 1 psi @ 20 gpm ( 0.1 bar @ 76 L/min) * Based on manufacturer s internal testing (Pre-filter: 는 filter 겉표면의여과입자 Post Filter : 는 filter 안쪽의여과입자) - 5 -
다층여과장치 ( 多層濾過裝置 ) MULTI MEDIA FILTER 1. 용도 UP TECH에서제작한多層濾過裝置는 8층의최양질여과재로구성되어있어 매우여과효과가높다. 여재는하부부터 GRAVEL, SAND, GARNET, ANTHRACITE 등으로구성되 어있으며, 여과층상층의여과재ANTHRACITE는가볍고굵고하부는 GARNET 와같은무겁고가는여과재를사용하여상부에서는진흙등부유물 질을흡착여과하며하층에서는매우작은이물질을여과제거하여약 10-30 MICRON 까지불순물을여과한다. 미립자제거탁도제거 SILT제거 (10-30um) (SDI RATE 5) - 6 -
2. 여과사의규격 MEDIA SIZE (mm) GRAVEL( 중) 10-15 GRAVEL( 소) 5-10 SAND( 대) 2.0-5.0 SAND( 중) 0.9-1.0 SAND( 소) 0.45-0.7 GARNET G25 GARNET G50 ANTHRACITE 3-5 3. 장치의운전 역세를자동으로실시하며방법으로는시각, 시간사용량, PUMP 가동시간, IN, OUT 측의압력차를 SETTING 하여자동, 반자동수동으로역세할수 있다. 자동밸브는 한다 PNEUMATIC, AUTO TIMER CONTROL VALVE 등을사용 3-1. 각공정의 VALVE 열림상태도표 역세공정시밸브작동(O - 열림, X - 닫힘) 공정 V1 V2 V3 V4 V5 시간 통수 O O X X X ( 분) 역세 X X O O X 5 세척 O X X X O 3 비고 미립자제거 ( 여과) 흡착및 부유물질 제거 여과사 세척 통수 O O X X X - 7 -
4. LV RATE 를기준한여과장치, MULTI FILTER의 TANK SPECIFICATION 유량 : ( m3/h) dia ( 지름) (mm) H ( 층고) (mm) LV RATE(m/h) 8 10 12 15 18 20 25 30 35 MEDIA ( 여제량) (L) TANK 지름 259-544 mm 의재질은 POLYGLASS TANK 사용상기 TANK 의크기는견적, 제작상약간변경될수있슴 RESIN ( 수지) (L) 역세량 ( m3/h) 259 1,194 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.1 1.3 1.6 1.8 45 35 2 323 1,323 0.7 0.8 1.0 1.2 1.5 1.7 2.1 2.5 2.9 75 61 4 356 1,626 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0 3.5 110 89 5 409 1,631 1.1 1.3 1.6 2.0 2.4 2.6 3.3 3.9 4.6 145 118 7 485 1,520 1.5 1.8 2.2 2.8 3.3 3.7 4.6 5.5 6.5 205 154 10 554 1,520 2.1 2.7 3.2 4.0 4.8 5.3 6.7 8.0 9.3 295 222 14 720 1,520 3.3 4.1 4.9 6.1 7.3 8.1 10.2 12.2 14.3 450 340 22 776 1,520 3.8 4.7 5.7 7.1 8.5 9.5 11.8 14.2 16.6 520 395 25 873 1,520 4.8 6.0 7.2 9.0 10.8 12.0 15.0 18.0 21.0 660 500 32 970 1,520 5.9 7.4 8.9 11.1 13.3 14.8 18.5 22.2 25.9 815 617 39 1,164 1,830 8.5 10.6 12.8 16.0 19.2 21.3 26.6 31.9 37.2 1,385 1,069 66 1,455 1,830 13.3 16.6 20.0 24.9 29.9 33.3 41.6 49.9 58.2 2,165 1,671 104 1,552 1,830 15.1 18.9 22.7 28.4 34.1 37.8 47.3 56.8 66.2 2,460 1,901 118 1,940 1,830 23.6 29.6 35.5 44.3 53.2 59.1 73.9 88.7 103.5 3,845 2,971 185 2,911 1,830 53.2 66.6 79.9 99.8 119.8 133.1 166.4 199.7 232.9 8,655 6,689 415 3,881 1,830 94.6 118.3 142.0 177.4 212.9 236.6 295.7 354.9 414.0 15,380 11,889 738-8 -
ACTIVITY CARBON FILTER( 활성탄여과장치) 1. 개요 여과기는냄새, 맛색등을흡착제거하며동시에여과작용도하며초순수에서 는 Cl- 및유기물제거에목적을두고있다. 활성탄은분말탄, 입상탄, 성형탄등이있는데용수처리용으로는분말탄과입 상탄을사용한다. 활성탄은과실각( 껍질; 야자) 을태운후파쇄한것을하부층에모래나안스라싸 이트의지지대를 30~50cm 채우고상부에 70cm 정도의활성탄을채운다. 통수시 LV=8~15m/hr, SV=15~20m/hr, 팽창률 40% 로설계하는것이바람 직하다. 활성탄비중이작고단단하지못해서운전조작하는동안에상당량이마모되 어소실되므로최초투입시에소실량을감안하여충진하여주어야하며역세는 비중이낮아팽창시월류소실에주의를요한다. 본시설은이온교환장치의전처리시설로많이사용된다.( 상수도사용시유리 염소로인하여 R/O MEMBRANE, RESIN 을손상으로부터보호한다.) - 9 -
2. 잔류염소의흡착관계 1) 활성탄소의물질 : 요오드흡착력 950mg/g-1,050mg/g ( 평균 1,000mg/g 기준) 원수중농도 통수의비 ( 통수량/ 활성탄체적량) 잔류염소 1ppm 140,000 l/ l 이상 잔류염소 5ppm 30,000 l/ l 이상 잔류염소 10ppm 16,000 l/ l 이상 비 고 활성탄소층의높이 1,000m/m 유속 (LV):7m/hr 3. 설계기준( 예) ㆍ선속도 (Linear Velocity) ㆍ공간속도 (Space Velocity) ㆍ역류세정속도 (Backwashing Velocity) ㆍ역류세정시간 (Backwashing Time) 8-20 m/h 15-20 m/h 25-50 m/h 5-20 min ㆍ흡착장치의전체높이대직경의비약 2 : 1 ㆍ활성탄층높이(Bed Height) 와직경의비약 1:1-4:1 ㆍ접촉시간 (Contact Time) 10-40 min * 컬럼시험에의한파과곡선을작성, 일련의접근방식으로서결정하는것이가장바람직하다. * 흡착장치전에전처리여과시설을두는것이활성탄의흡착능력을향상시킨다. 4. 용어설명 1) 접촉시간(Contact Time, CT) 활성탄의충진량을처리수량으로나눈값 "CT = AC Vol( m3) Q( m3/hr)" 2) 선속도(Linear Velocity, LV) 활성탄과물의접촉을나타내는것으로처리수량을흡착장치단면적으로나눈값 3) 공간속도(Space Velocity, SV) 활성탄층을통과하는 1 시간당처리수량을활성탄용량으로나눈값. 즉, 1 시간에충진된활성탄량의몇배의물을흘려보내는가하는통수량이다. 공간속도와선속도사이의관계는 "SV( m3 /Hr) = LV(m/h) BH(m)" 이다. 4) 활성탄층고(Bed Height, (BH) 활성탄층이높을경우, 탄층의압력손실이크게되기때문에운전수위를높게취할필요가있어서흡착장치의높이가커지며, 활성탄층높이를낮게하여일정의접촉시간을유지하면흡착탑의면적이커진다. 이와같이활성탄층높이는흡착장치크기를결정하는중요한인자이다. - 10 -
즉 5. "BH=LV x CT" 로구할수있다. 운전방법운전방법및밸브작동 역세공정시밸브작동(O - 열림, X - 닫힘) 공정 V1 V2 V3 V4 V5 시간 ( 분) 비고 통수 O O X X X 역세 X X O O X 5 잔류염소제거흡착및부유물질제거 급속세척 O X X X O 3 여제( 활성탄) 세척 통수 O O X X X 6. LV RATE 를기준한여과장치, ACTIVITY CARBON FILTER의 TANK SPECIFICATION 유량 : ( m3/h) dia H( 층고 ) (mm) LV RATE(m/h) MEDIA RESIN 역세량 ( m3/h) ( 지름) ( 여제량) ( 수지) 8 10 12 15 18 20 25 30 35 (mm) (L) (L) 259 1,194 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.1 1.3 1.6 1.8 45 35 2 323 1,323 0.7 0.8 1.0 1.2 1.5 1.7 2.1 2.5 2.9 75 61 4 356 1,626 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 3.0 3.5 110 89 5 409 1,631 1.1 1.3 1.6 2.0 2.4 2.6 3.3 3.9 4.6 145 118 7 485 1,520 1.5 1.8 2.2 2.8 3.3 3.7 4.6 5.5 6.5 205 154 10 554 1,520 2.1 2.7 3.2 4.0 4.8 5.3 6.7 8.0 9.3 295 222 14 720 1,520 3.3 4.1 4.9 6.1 7.3 8.1 10.2 12.2 14.3 450 340 22 776 1,520 3.8 4.7 5.7 7.1 8.5 9.5 11.8 14.2 16.6 520 395 25 873 1,520 4.8 6.0 7.2 9.0 10.8 12.0 15.0 18.0 21.0 660 500 32 970 1,520 5.9 7.4 8.9 11.1 13.3 14.8 18.5 22.2 25.9 815 617 39 1,164 1,830 8.5 10.6 12.8 16.0 19.2 21.3 26.6 31.9 37.2 1,385 1,069 66 1,455 1,830 13.3 16.6 20.0 24.9 29.9 33.3 41.6 49.9 58.2 2,165 1,671 104 1,552 1,830 15.1 18.9 22.7 28.4 34.1 37.8 47.3 56.8 66.2 2,460 1,901 118 1,940 1,830 23.6 29.6 35.5 44.3 53.2 59.1 73.9 88.7 103.5 3,845 2,971 185 2,911 1,830 53.2 66.6 79.9 99.8 119.8 133.1 166.4 199.7 232.9 8,655 6,689 415 3,881 1,830 94.6 118.3 142.0 177.4 212.9 236.6 295.7 354.9 414.0 15,380 11,889 738 TANK 지름 259-544 mm 의재질은 POLYGLASS TANK 사용 상기 TANK 의크기는견적, 제작상약간변경될수있슴 - 11 -
경수연화장치 (SOFTENER) 1. 개요 경수연화장치는수중에함유되어있는경도성분인칼슘, 마그네슘, 철등을양이온교환수지의이온교환반응을이용하여경수를연수로바꾸어주는장치. 양이온교환수지재생은 10% 의소금물을사용하여경도성분을밖으로배출하여재생한후반복사용한다. 1) 반응원리 1-1 연화반응(SOFT) 1-2 재생반응(REGENERATION) * 설계는 LV=20~35m/hr, RESIN 1리터당 20,000~40,000mg의경도농도(HARDNESS WATER) 제거능력이있다. - 12 -
* RESIN 1리터에재생제소금 100g 이필요로설계한다. * 원수중에유리염소( 잔류염소), 철분이많은경우는전처리에 AC CARBON, FEROXER 설치가필요하다. * 장점 : 배관, 보일러에 SCALE 이형성되지않으며, 세척효과가좋다. 2) 용도 ( 지하수사용을전제로함) * 염색, 재료, 제지공장 * 냉각수, 보일러용수 * 각종정수장치의전처리공정 2. 연수장치 (SOFTENER) 의규격표수지량 200L까지의 TANK는 POLYGLASS, VALVE는 AUTO TIMER CONTROL VALVE 수지량 ( 리터) PIPE 구경 연수량 ( m3/hr) 1 회재생당정수량( m3) 탱크크기 ( Φ*H*cm) 설치면적 (cm) 60ppm 150ppm 200ppm 연수조재생조가로세로높이 6 20 1.4 7 3 2 15*45 13.6L 30 50 100 12 20 1.4 14 6 4 15*88 37.6L 40 60 130 16 20 1.8 19 8 6 18*88 37.6L 40 60 130 20 20 1.8 23 9 7 20*88 37.6L 40 60 130 30 20 1.9 34 14 10 25*88 37.6L 40 60 130 40 20 2.0 46 18 14 30*90 45*90 100 60 110 50 20 2.0 57 22 18 30*150 45*90 100 60 130 60 20 2.0 69 27 21 30*130 45*90 100 60 150 80 20 2.1 86 34 26 33*135 45*90 100 60 160 100 20 2.2 115 46 35 35*163 45*90 100 60 200 40 25 2.4 46 18 14 30*90 45*90 100 60 110 50 15 2.4 57 22 18 30*105 45*90 100 60 130 60 25 2.4 69 27 21 30*135 45*90 100 60 150 80 25 2.7 86 34 26 33*135 45*90 100 60 160 100 25 3.4 115 46 35 35*163 45*90 110 60 200 120 25 3.6 138 55 40 40*163 45*90 120 60 200 150 25 3.8 172 68 52 50*155 51*100 130 60 200 120 40 4.1 138 55 40 40*163 51*100 120 60 200 150 40 6.0 172 68 52 50*155 51*100 130 80 200 200 40 6.5 230 92 72 55*150 60*110 150 90 200 250 40 7.0 286 114 86 60*150 75*105 150 90 200 300 50 7.5 344 137 103 60*178 75*105 150 90 200 120 50 4.5 138 55 40 40*163 51*100 120 60 200 150 50 6.5 172 68 52 50*155 51*100 130 80 200 200 50 7.0 230 92 72 55*150 60*110 150 90 200 250 50 7.5 286 114 86 60*150 75*105 150 90 200 300 50 8.0 344 137 103 60*178 75*105 150 90 210 500 50 8.5 572 229 170 75*180 90*120 180 110 210 700 50 9.0 800 320 240 90*180 90*120 210 120 210 700 80 25.5 800 320 240 90*180 90*120 210 120 210 1000 80 36.0 1145 458 344 150*180 110*130 260 150 210 상수도를사용하는경우당사에전국의상수도를분석한표가있으므로꼭분 - 13 -
석을하지않아도되나지하수의경우필히경도 (WATER HARDNESS) RATE 를필히분석하여야한다. 3. 이온교환수지의개요및성질 이온교환수지는미세한 3 차원구조의고분자기체에이온교환기(functional group) 를결합시킨것으로서극성, 비극성용액중에녹아있는이온성물질을 교환, 정제하여주는고분자물질이다. 즉, 이온교환수지가 가지고 있는 가동이온이 용액중의 다른 이온과 서로 치환하여주는 합성수지라고 할 수 있다. 이온교환수지는 교환기에 따라서 이온교환성이 다르며 양이온을 교환하는 양이온교환수지 (Cation exchange resin) 와음이온을교환하여주는음이온교환수지(Anion exchange resin) 로 크게나눌수있다. 관능기에따른분류 - 강산성, 약산성양이온교환수지 - 강염기성, 약염기성음이온교환수지 제조방법에따른분류 - GEL형수지 - 다공형수지 1) 강산성 양이온교환수지 가장 널리 사용되는 양이온수지로 술폰산기(-SO3H) 를 교환기로 가지고 있으며 그 골조는 styrene과 divinyl benzene 의공중합체로되어있다. sulfonic acid polystyrene-dvb 공중합체는 일반적으로 강산, 강염기에 안정하며산화제에도침해받지않으며, sulfonic acid가교환기로되어있어 전 ph 범위에서이온교환이가능하다. 색, 비중 : 갈색내지흑갈색으로불투명하며일반적으로가교도가커서 색이짙게되는경향이있다. 수중에서의겉보기비중은 1.3 전후이다. 안정성 : sulfonic acid polystyrene-dvb 수지의 안정성은 유리산의 형태는 100 정도까지는 교환용량의 변화가 없고, 염형에서는 120 의 고온까지안정하다. 가열하면분해되어교환용량, 밀도, 수분흡착이저하하고 186 에서 24시간 가열하면 교환용량이 15 40% 저하한다. 가교도가 증가할수록 열에 대한 안정성이좋아지며수지의근본적인성질을지배하는것은교환기의종류및 성질, 교환기의 수( 교환용량) 및 가교도의 정도로서 가교도란 1차원의 중합체를 3차원적으로 결합시키는 역할을 하는 bridge에 관계되는 것을 나타내는 것으로서 구체적으로는 수지중의 분자망목의 크기에 대응하여 있으며일반적으로 DVB 의함유량을나타낸다. 2) 약산성양이온교환수지는 Porous type 으로서교환용량이높고재생효율이뛰어나의약품, 식품, 유기화합물등의정제에사용된다. 교환기는 carboxyl radical(-cooh) 을가진것으로 acid radical의해리도가적으므로보통비교적높은 ph 영역(4~14) 에있어서자체이온교환이가능하다. - 14 -
구분강산성양이온교환수지약산성양이온교환수지 구조식 R - SO 3H R - COOH 산도 ( 酸度 ) 강산성약산성 유효 ph 1.14 5.14 교환용량작다크다 재생효율낮다높다 이온흡착성강하다약하다 3) 강염기성음이온교환수지제4급 ammonium 수지로가장널리사용되고있으며 styrene과 DVB의공중합체에 chloromethylethele을반응시켜 methylene chlorite radical을도입시키고다시제3급 amine 과반응시키면, 제4급 ammonium 교환기를가진음이온교환수지가된다. 염의형태는 80 까지안정하고 OH형은안정치못하며상온에서도서서히분해하여 amine 냄새를발산한다. 갈색내지담갈색구형또는입상으로비중은수중에서 1.08 1.14로서 sulfonic acid 수지보다약간가볍다. 또한강염기성음이온교환수지는 I형과 II형의 2 가지가있다. 4) 약염기성음이온교환수지제3급이하의 amine은해리정수가아주작고약염기성을나타내므로교환기에제3급이하의 amine을도입하면약염기성음이온교환수지를만들수가있다. 당, 효소정제, Formalin 정제및촉매용도로사용된다. 구분강염기성음이온교환수지약염기성음이온교환수지 염기도강염기성약염기성 유효 ph 1.14 0.9 교환용량작다크다 재생효율낮다높다 이온흡착성강하다약하다 sio2 제거가능불가능 - 15 -
5) 일반적으로가교도 이온교환수지의가교도와특성 8% 의것을표준가교도수지라하고특성은다음과같다. 구분저가교도고가교도 구조모형 수분 (%) 많다 적다 교환용량 작다 크다 팽윤성 크다 작다 반응속도 빠르다 느리다 재생효율 높다 낮다 탈이온시 Leak 적다 많다 내산화성 - 양호하다 내유기오염성 양호하다 - 용적변화 크다 작다 4. SOFTENER의재생공정 SERVICE( 통수) : 원수를 FILTER의상부에서하부로여과하는하향식통수공정. BACK WASH( 역세) : FILTER의하부에서상부로통수하며침적된이물질을외부로배출시키는공정. RINE INJECTION( 소금물투입) : 용수와혼합한 10% 소금물을장치의상부에서하부로통수케하여 RESIN에붙어있는Ca, Mg 등의이온을 Na 와치환. SLOW RINSE ( 축출) : 상기 BRINE INJECTION 공정중소금물인입없이용수를통수하여 RESIN 의소금기를제거한다. FAST RINSE( 세척) : FILTER 상부에서하부로통수하여내부에산재한이물질과소금물을외부로배출시키는공정 - 16 -
< 재생시 VALVE 작동상태 > PROCESS V1 V2 V3 V4 V5 V6 TIME ( 분) SERVICE ( 통수) O O X X X X 통상 역세 X X O O X X 4 소금물투입 X X X X O O 30 축출 X X X X O O 20 급속세척 O X X X O X 15-17 -
REVERSE OSMOSIS SYSTEM( 역삼투압여과장치) 1. 개요 역삼투현상은자연상태에서나타나는삼투현상을응용하여과학적인방법으로처리하는첨단기술로써삼투압력을초과하는높은압력을인위적으로농도가높은용액에가하고, 특수제작된반투막(Membrane) 을통하여반대방향으로용액의흐름을유도하는기술적장치이며, 이때나타나는현상을역삼투 (Reverse Osmosis) 라한다. 적용분야 * 염분이많은물을음용수로제조, 해수의담수화설비 * 전자, 반도체, 제약증류수, 초순수장치의전처리용 * 고압보일러용수등공업용수제조설비 * 마을상수도정수, 식품, 청량음료, 화장품제조용수, 효소등의분리정체농축 - 18 -
* 공장폐수의복원재생처리및유기물회수장치에적용 2. R/O(REVERSE OSMOSIS : 역삼투압)UNIT의운전 OPERATION Operating Limits - Membrane Type Thin-Film Composite Polyamide - Maximum Operating Temperature 113 F (45 C) - Free Chlorine Tolerance < 0.1 ppm - ph Range, Continuous Operation... 2-11 TFC Type Membrane의운전은 4-45 에서운전잔류염소는최대한검출되 지말아야한다. PH는 2-11사이에서운전 Maximum feed Flow and Minimum Concentrate flow Rates Per Vessel :------------------ Feed ------- Concentrate - 4" Diameter Element ------- 16 GPM ------- 3 GPM - 6" Diameter Element ------- 30 GPM ------- 7 GPM - 8" Diameter Element ------- 75 GPM ------- 12 GPM - 8.5" Diameter Element ----- 85 GPM ------- 14 GPM Maximum Combined Recovery Ratio for Pressure Vessel using 40 inch ong Elements: Elements per Vessel : 1 2 3 4 5 6 7 Recovery Ratio, % : 16 29 38 46 53 59 64 Rej : Rejection=1-Pass 제거율 Pass : Passage={(Cp/Cage)x100} Cp : Concentration of Permeate ( 생산된용수의농도 TDS) Cf : Concentration of Feed ( 원수 RO MEMBRANE 입구농도) Cage : Average Concentration Over the Membrane = (Cf+Cc)/2 Cc : Concentration of Concentrate ( 농축수의농도) = [{Cf(1-RecxPass)}/(1-Rec)] Rrec : Recovery = Qp/Qf(Qf=Qp+Qc) 회수율 ( 인입수량- 배수량) Qp : Premeate Flow Rate Qf : Feed Flow Rate Qc : Concentration Flow Rate Y : Yield (Salt Rejection) = (Cp/Cf)x100) 평균 95% 이상 TCF : Temperature Correction Factor RO Membrane 는온도에따라생산량이변동된다. 변동되는양을우리회사 (UP TECH에서 data 를통계하여공식으로만든것이다.( 어느정도정확하다) 인자 =0.013 x F Qp-77=QpxTCF( 유량을77 F 로보정) T : Temperature ( F) ex) 77 F (25 ) =0.013*77 =1.001 (Membrane 생산량의기준) 59 F (15 ) =0.013*59 = 0.767 인자 25 에서시간당 1001m3생산하는 RO UNIT는시간당 767m3정도의용수를 - 19 -
생산한다. Cf x Qf = Cp x Qp = Cc x Qc μs/cm : Conductivity MΩ/cm : resistivity TDS :Total dissolved solids μs=1/ MΩ =TDS(ppm)/0.454 EX) 10 μs/cm의용수는 1/10 MΩ/cm =0.1 MΩ/cm 10 *0.454 44.5ppm/TDS이다 기타좀더자세한것을알기원하시어연락주시면현장운전경험등을설명하여드리겠습니다. 역삼투압의설계 역삼투압을이용하여원수중의무기물, 유기물, 미립자, 미생물을 97% 이상제거하는장치로정수장치에서가장핵심적인역할을한다. Membrane 수량결정 : Ne Fp/0.8*Fm Ne = MEMBRANE 수량 Fp = 일일생산량( m3/hr) Fm = MEMBRANE 의시간당최대총수량 0.8 = FACTOR 4 8 MEMBRANE 비교표 Feed Source 표면적 R/O 수지하수 Softener 시수여과수최대공급수최소농축수 4 Diameter 6.5m2 346 l/hr 8 Diameter 37.2m2 1750 l/hr 283 l/hr 1416 l/hr 254 l/hr 1250 l/hr 233 l/hr 1125 l/hr 158 l/hr 791 l/hr 3633 l/hr 17033 l/hr 681 l/hr 2725 l/hr 4 m3/h일때 4 8 MEMBRANE 수량비교 규격지하수소프너시수여과수 4 MEMBRANE 18EA 20EA 22EA 32EA - 20 -
8 MEMBRANE 4EA 4EA 6(5)EA 8(7)EA (ROSA PROGRAM 실행) ROSA PROGRAM을클릭하면 FILMTEC사에서제공하는설계 PROGRAM 을사용할수있습니다설계는시간당사용량, TDS, ARRAY 등을간단히입력하여설계할수있는프로그램입니다 3. R/O( 역삼투) 정수장치의설계 1) 역삼투장치의오염물질제거률( 역삼투의맴브레인의이온제거율 FILMTEC사자료에서 추출 ) 이 온 분 자 량 제거 율 (%) Sodium fluoride NaF¹ 불소 42 99 Formaldehyde Sodium cyanide NaCN(pH11) 시안 49 97 Methanol 이 온 포름알데히드 ( 유기물) 메탄올 ( 유기물) 분 자 량 제거 율 (%) 30 35 32 25 Sodium choloride NaCl 연소 58 99 Ethanol 에탄올( 유기물) 46 70 Silica SiO ₂(50ppm) 규소 60 98 Isopropanol Sodium bicarbonate NaHCO₃ 이소프로필렌 ( 유기물) 60 90 중탄산 84 99 Urea 요소 60 70 Sodium nitrate NaNO₃ 질산성질소 85 97 Lactic acid (ph2) 젖산 90 94 Magnesium chloride Mgcl₂ Calcium chloride CaCl₂ Magnesium sulfate MgSO₄ Nickel sulfate NiSO₄ 망간 95 99 Lactic acid (ph5) 젖산 90 99 칼슘 111 99 Glucose 포도당 180 98 마그네슘 120 >99 Sucrose 자당 342 99 니켈 ( 중금속 ) 155 >99 Chlorinated pesticides(traces) 염화물 - >99 * Solute Rejection(approximate)2000ppm Solute, 225psi(1.6MPa),77 (25 ) * ph7(unless otherwise noted). * 상기의표는 TDS( 물속에녹아있는총고형물질의농도) 2000ppm의용액을 * 25 와 PH7에서 1.6MPa의역삼투압으로운전할때이온의제거능력 - 21 -
아래의표는 R/O UNIT 설치전나열한수질분석항목을분석하시어상기프로그램에입력하면회수율예상되는농도농축수의농도등알수있습니다. 단위 원수 인입수 농축수생산수단1 단2 합계단1 단2 최종수 NH4 as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 K as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 Na as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 Mg as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 Ca as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 Sr as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 Fe as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 Ba as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 HCO3 as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 NO3 as lon 20.0 20.0 33.2 56.5 0.36 0.28 0.50 0.36 CI as lon 42.0 42.0 69.9 119.3 0.37 0.28 0.50 0.37 F as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 Boron as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 SO4 as lon 20.0 20.0 33.3 57.0 0.09 0.07 0.12 0.09 SiO2 as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 CO2 as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 CO3 as lon 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 ph _ 7.0 7.0 7.2 7.4 5.14 5.03 5.28 5.14 TDS mg/l 82.0 82.0 136.5 232.8 0.81 0.62 1.12 0.81 SDI _ 0.0 _ TOC mg/l 0.0 _ COD mg/l 0.0 _ BOD mg/l 0.0 _ Hardness as CaCO3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4. R/O( 역삼투) 장치관리요령 R/O( 역삼투) 장치는 HIGH PRESSURE PUMP, MEMBRANE 및 SKID로구성되며각종 ACCESSORIES 가부착되어있습니다. 각부품에이상이발생되면정상운전이불가능한상태나성능저하등이발생되므로항상일일점검 LIST 를작성하고필요한부품은사전에구입, 휴대하십시오. - 22 -
* 반드시갖추어야할부품 * 1 HIGH PRESSURE PUMP 2 전처리 FILTER - HYTREX FILTER가장착되어있으며원수의수질에따라교체주기에차이가있다. 주기적으로교체되는소모품으로통상 2주정도사용후나운전시간과관련하여교체주기를정한다. 3 HIGH PRESSURE PUMP - R/O 장치중가장중요하다고할수있다. 운전중소모성이많으며소음및진동등으로이상유/ 무를확인한다. BEARING PART의 OIL상태를점검하고표시량이하시상부 CAP을열고 보충한다. OIL은쉽게구할수있는자동차엔진OIL이무난하며최소 3개월에한번 정도는전량교체한다. PUMP고장시 R/O장치를가동할수없으므로반드시 PUMP는 SPARE PART 로구비하는게바람직하다. 적색의 BEARING PART 는고온( 섭씨 105 도정도) 으로주의하십시오. 뒷 MOTOR 부분은절대로밟거나무리한힘을가하지마십시오. 4 PRESSURE VESSEL - 양쪽 END CAP 및 CLAMP 의누수현상확인. 특별한관리요령은없지만외부의무리한힘으로찌그러짐을방지하여주십시오. 5 R/O MEMBRANE - 개당약 290LPH의유량을나타내며초기운전시약15% 증가됨. POLYAMIDE(PA) 재질로운전압력이낮고 ph에강하며 SIZE는 DIA. 4", 길이 40" 의 EXTERNAL TUBE TYPE 입니다. 수명은대략 3 년이나사용량및원수수질에따라사용기간이달라진다. 생산유량및제거율이감소되면약품을이용하여세정하여사용한다. 6. FITTINGS - 파손되지않는한영구적으로사용하며세정시내부세척이가능하다. 7. INDICATORS - 23 -
A. PRESSURE GAUGES * PREFILTER PRESSURE - 원수유입압력확인. * POST PRESSURE - 전처리 FILTER를통과한압력으로반드시 20PSI 이상유지. 상기압력계를이용하면원수유입및전처리 FILTER 의교체시기를알수있다. * PRIMARY PRESSURE - HIGH PRESSURE PUMP 압력표시 * FINAL PRESSURE - R/O MEMBRANE 통과후압력표시. 농축수압력과동일하다. 상기 압력계를 이용하면 MEMBRANE 의 상태를 알수있으며 세척(CIP) 주 기를판단할수있다. B. 지시계 * PERMEATE FLOW : 단위 GPM (GALLON PER MIN ( 생산수량표시) * CONCENTRATE FLOW : 단위 GPM ( 농축수량표시) * ph : 원수 ph * CONDUCTIVITY : 생산수수질표시 ( 전도도) * GPM : GPM * 3.785 * 60 = LPH 각종 ALARM 및설정치변경은 KEY PAD로가능하나기존 SETTING치 는 MAKER 에서최적으로설정되어있으므로변경하지않는편이무방하다. 5. R/O 장치정체시관리 1) 48 시간이내 : 오전/ 오후 1시간정도운전요망특별히운전하지않아도무방하나하절기엔 0.5% 포르말린으로충진. 2) 48 시간이상 : 0.5% 포르말린용액으로충진. CIP방법으로약 10 분간순환후정체. 모든밸브를잠그고사용시 1시간정도 FLUSHING 시킨다. 박테리아번식억제방법으로최대 3 개월간보존가능. 3 개월이상정체시새용액으로교체. 6. CIP (CLEAN IN PLACE) 의세척방법최소 1 월, 1회가바람직하며경우에따라 1회시 2 번까지허용된다. 1) 모든밸브를 CIP 위치로전환한다. 2) R/O 생산수를 CIP TANK 에저장후약품투입. 일반적으로사용하는 CHEMICAL SOLUTION은 - 박테리아 : 0.5% 포르말린용액 - 유/ 무기물 : ph 12의 NaOH - 24 -
또는 MAKER에서판매하는 CLEANING CHEMICAL SOLUTION을구입하여사용한다. 3) 약 15-20 분간정상운전. 이때, 농축수및 RETURN 밸브는최대및최소로열어준다. 4) 순환후, 약 10-15 분간정체. (SOAKING) 5) 정체후, 다시 15-20 분간순환. 6) 순환후, 원수를연결하여한시간에서한시간삼십분간 FLUSHING. 생산수의 ph 및전도도를확인하여사용. 농축수및 RETURN 밸브를정상위치로조절. 세정은정상적으로이루어져야효과적이며 CIP후에도별다른개선효과가없으면 MEMBRANE 교체시기임. 7. 예상되는문제점해결방법 1) ALARM LAMP ON - 대부분원수유입량에인한압력저하시발생. POST PRESSURE를 20PSI 이상으로조절. - 전처리 FILTER교체주기확인 - 원수 ph 조절 ( 5.5-7 ) - 원수온도가높다. ( 섭씨 29 도이하 ) 2) 전도도가높다 / 생상량감소 - INTERCONNECTOR O-RING 확인 - CIP 를한다. 3) PUMP소음및진동 - OIL량확인 - IMPELLER 및 BEARING PART점검 4) 수동/ 자동운전시이상 - LEVEL SWITCH 확인 - MAGNET SWITCH 확인 - 전원공급확인 - 결선확인 문제점은관리요령을숙지하면최소로줄일수있으며대부분소모품교체주기시발생된다. ( 항시청결유지요망 ) - 25 -
DEGASFIFER( 용존가스제거기) 1. 장치의일반 DEGASFIFER Membrane Contactors는물에서용해된가스를제거하는데광범위하게사용됩니다. Membrane Contactors는가스와액체를혼합하지않고서로접촉시킬수있는소수성분리막입니다. 액체와접촉한가스의압력과농도를조절하여용해된가스를물에서제거할수있습니다. CO2 제거용으로설계된일반적인분리막접촉기시스템은분리막의한쪽에서물이흐르고다른쪽에서는진공상태의장치로공기가유입됩니다. Membrane Contactors는압력하에서일렬로작동하며서지탱크또는이송펌프가필요하지않습니다. 이시스템은 R/O의하류와 EDI 장치의상류에설치하여 CO2 수준을 1-5ppm 으로낮출수있습니다. Membrane Contactor 시스템은용존 CO2를시스템에실질적으로필요한수준으로낮추도록설계할수있습니다. 또한이온부하가감소하면 EDI 시스템의전력소모량이줄어들기때문에 EDI 운영비용을줄일수있습니다. 게다가음이온부하가감소하면이산화규소와붕소와같이약한전하를띤음이온제거가향상됩니다. - 26 -
요약 Membrane Contactors는 EDI 장치에중요한전처리공정입니다. CO2는 EDI 의이온부하를현저하게증가시킬수있습니다. Membrane Contactors는장 치의음이온이과부하되지않도록하기위해급수에서용존 CO2 가스를제거 하는작고효과적인장치입니다. 이러한두가지의분리막기반기술을바탕으로환경친화적인청정공정을 실시하여정제수를생성할수있습니다. 2. 장치의적용분야 1) 반도체전자산업의 Point of Use나 Main 물처리시스템에서의용존산소제거 2) 메이크업시스템의용존산소제거 3) 오존분해에따라발생되는용존산소제거 4) Storage 탱크의질소브랑켓에서발생되는용존질소제거 5) 오존분해에따라발생되는용존산소제거 6) 이온교환베드의효율향상을위한 CO₂가스제거 7) EDI/CEDI의성능향상을위한 CO₂가스제거 8) Point of Use에서의용존기체의종합조정 9) 액체에서의 VOC 제거 10) 음료산업에서의탄산가스의주기및탈기, 질소가스의주기 - 27 -
3. DEGASFIFER작동모드가스의분압을변화함으로써우리는용존가스를기체로주입하거나제거할수있다. 1) 모드의종류및도시 스윕가스모드진공모드콤보모드 분압이낮으면가스는물에서제거된다 분압을높이면가스는물에용존된다 물에서 O2제거 DEGASFIFER CEL는액체나물의가스제거를위해전세계적으로사용됩니다. O2 는많은프로세스에서부정적인영향을미칩니다. 예를들어재료를부식시키고산화시킬수있습니다. 전력과공업부문에서공기제거를사용하지않으면파이프, 보일러및장치가부식되기쉽습니다.DEGASFIFER CEL Contactors는화학약품및대형진공타워또는공기제거기없이물에서가스와 O2 를제거하는운영하기쉬운모듈형솔루션입니다. Liqui-Cel Contactors는또한한단계에서 N2 조절뿐아니라물에서 O2 및 CO2를동시에제거하는이점을제공합니다. 1) 보일러급수공기제거기및부식억제많은공장에서보일러급수의탈산화를위해현재 DEGASFIFER CEL을사용하고있습니다. 2) 반도체용도에서의유연성반도체및평판/TFT 산업에서는산소레벨이높으면웨이퍼및평판수율을낮출수있습니다. DEGASFIFER CEL은용해산소사양이중요한마이크로전자장치부문에서가스제거표준으로사용되고있습니다. 당사의접촉기는용해산소를 1ppb 이하로만들며성능을보장합니다. 현제전세계에서수천 - 28 -
가지의시스템이작동되고있습니다. 3) 식음료공정의용도 DEGASFIFER CEL Membrane Contactors 는전세계적으로식음료산업에서물, 맥 주및기타액체로부터산소를제거하기위해사용됩니다. 산소는저장수명, 제품 품질, 제품농도및맛에부정적인영향을미칩니다. DEGASFIFER CEL Contactors 는음료에서용해가스를조절하기위한작은모듈형의비용대비효과적인수단을 제공합니다. 맥주, 와인및주스공정은당사의막공기제거의일반적인용도분야 입니다. 물에서이산화탄소(CO2) 제거 수년동안많은산업분야에서는물에서이산화탄소를제거하기위해 DEGASFIFER CEL Contactors 를사용해왔습니다. R/O 및 EDI 또는 CDI 기술을활용하는시스템은물에서이산화탄소양을줄여야합니다 EDI 또는 CDI 장치로의높은수준의흡입전도성은방출되는물의저항력을줄입니다. 높은전도성의일반적인원인은용해이산화탄소때문입니다. 분리막접촉기는청결하고유지보수가필요없는방법을제공하여화학적인 ph의조정없이도물에서이산화탄소를제거할수있습니다. EDI 및 CDI 시스템은 CO2가앞단계에서제거될경우품질을높일수있습니다. CO2 가존재하지않는경우, EDI/CDI 장치의규소및붕소배출구도품질을개선할수있습니다. 추가적으로 DEGASFIFER CEL Contactors는이온교환수지의앞단계에서 CO2 제거를위해사용됩니다. 물속의 CO2로인해화학적재생이보다빈번하게일어나야하는이온교환수지에많은부하가집중됩니다. 화학물질대신에 DEGASFIFER CEL Contactors 를사용할경우비용절감과환경적인측면에서이점이얻을수있습니다. 공기유입압력계물배출 - 29 -
물유입체크펌프 EDI의부하를낮추는가장경제적인방법은 CO2 를제거하는것입니다. 해당방법은다음과같습니다. 음이온부하 5ppm CO2/ 1.5ppm HCO3 1ppm CO2/ 1.0ppm HCO3 TEA(as CaCO3) 12.2 3.6 FCE(US/cm) 13.3 26.6-30 -
CEDI( 연속식전기이온분해장치) EDI(Electroid Deionization System): CDI, EDI, CDEI 등각명칭이많으나 같은 ITEM 이다. 1. 개요 EDI장치는 이온교환막, 이온교환수지그리고전기를이용하여고순도의물을 생산해내는장치입니다. 직류전원은시스템에공급되는액으로부터이온을 제거하기위한구동력이며, 이때이온교환수지는계속적으로재생됩니다. 이장치는 Single-Stage System으로전도도 4~30 μs/cm의공급액에서 99% 이상의이온을제거할수있습니다. 전도도가 4~10 μs/cm미만인 R/O 처리수를공급액으로사용하면 17MΩ-cm 까지도달할수있습니다 - 31 -
2. 원리 Ion Exchange Membrane Ion Exchange Resin Electricity(DC) 1) 이온제거 : 음이온은인접한음이온교환막만을양이온은인접한양이온교환막만을통과하므로희석실에서이온이제거된순수를얻는다. 2) 양이온교환막 : 음이온할성기를가지고있으므로정전기적으로양이온만을선택적으로통과시킨다. 3) 음이온교환막 : 양이온할성기를가지고있으므로정전기적으로음이온만을선택적으로통과시킨다. 4) 이온교환수지 : 전극방향으로이온의이동속도를증가시키는매개체로작용하여전기저항을감소시키는역할을한다. 5) 직류전원 : 전극방향으로이온의이동을유발한다. 장점 * 재생하지않는다.(No Chemicals) * 연속적으로고순도수질생산(Max.18MΩ cm) * 폐수중하설비필요치않음. * Stand-By System 요구되지않음. * 전기적으로처리하므로운전이용이함. * Maintenance 간편함. * 운전비용이매우적음. * 장치가 Compact 하므로설치면적이적음. * 다양한용량구비함. - 32 -
용도 * 반도체초순수설비 * TFT LCD 초순수설비 * 제약, 정제, 무균수설비 ( 증류수, PW, WFI, cgmp, KGMP) * Electric Coating 순수설비 * 도금, 전착도장 * Fine Chemical 순수설비 * Boiler Make-Up * 실험실 * 기타( 초) 순수사용부문 경제성 * 초기투자비는일반적인기종의이온교환수지 System에비하여다소높았 * 으나근간에는사용량( 적은) 에따라설치비검토필요있음 운전경비는탁월하게저렴함 설치 * 새로운수처리설비뿐만아니라기존설비교체에도상당한잇점이있음 * 설치면적이적다. 각사 OPERATION PARAMETERS 제작사 사용압력 TEA COND UCT PH HARDNE SS SILIC A TOC CL- Fe, Mn CO2 BAR ppm μs/ cm ppm ppm ppm ppm ppm ELECROPUR E -4 30 5-9.5 1.0 0.5 5 0.01 5 GE 3,1-6.8 25 65 5-9 0.5 0.5 0.5 0.05 0.01 5 IONPURE 1.4-7 40 4-11 1.0 1.0 0.5 0.02 0.01 5-33 -
EDI 각사별 M/N 및용량등 ELECTROPURE M/N GPM m3/h 전력 XL-100 1/4-3/4 50-150LPH 30-60VDC *8A XL-200 1/2-1.5 100-300LPH 60-120VDC *8A XL-300 1.5-4 300-900LPH 100-160VDC *8A XL-400 3-7 0.7-1.5 m3/h 150-200VDC *8A XL-500 6-10 1.3-2.3 m3/h 250-300VDC *8A IONPURE M/N MIN NOL MAX GMP m3/h GMP m3/h GMP m3/h 전력 LX-04X 1.O 0.22 2.O 0.44 3.O 0.66 0-50VDC*10A LX-10X 2.5 0.55 5 1.1 7.5 1.65 0-125VDC*10A LX-18X 4.5 1.1 9 2.0 13.5 3.1 0-225VDC*10A LX-24X 6.3 1.4 12.5 2.8 18.8 4.2 0-300VDC*10A LX-30X 7.5 1.65 15 3.3 22.5 5.11 0-375VDC*10A CC-10CP - - 0.5 0.11 - - - CC-20CP - - 1.0 0.22 - - - GE M/N MIN NOL MAX GM m3 / GM GM m3 / m3 /H P H P P H 전력 CELL MK-3 7.5 1.7 11.3 2.55 15 3.4 600VDC(1.5-4.5A) 5,500K - 34 -
MIXED BED와 EDI의비교표 구분 EDI MIXED BED 양, 음이온수지를이용하여 RO UNIT 전기분해하여 RO UNIT 이후에설치하여이후에설치하여 RO에서미쳐제거못 R/O 에서미쳐제거못한무기물( 양, 음이기능한무기물( 양, 음이온) 을제거한다실제 온) 을제거한다실제 10 MΩ/ cm정도의비 저항치를나타낸다 10 MΩ/ cm 정도의비저항치를나타낸다 장점 단점 1. 설치면적이적다 (1.2*2.4m) 2. 설치후제거능력이떨어지면무기 물세척하여장기간사용가능하다 3. 독극물등을사용하지않으므로사 1. 설치비가 EDI의설치비보다적다용상안전하다 2. 전처리 (RO UNIT) 의성능에문제가 4. 비저항치등물속에녹아있는이온등있어도어느정도사용이가능하다 ( 재의잔류치가어느정도일정하다생주기가짧아짐 ) 5. 폐수발생이없다 6.MIXED BED 전하다 ( 살균작용있음) 7. 운전이간단하다 보다미생물에대하여안 1. 설치면적이넓다 (2*8m) 2. 설치하중이높고천정고가높다(3m 이상의천정고필요 ) 3. 매번재생때마다염산, 가성소다를 사용하므로주변부식, 폐수발생이된다 1. 초기설치비가고가이다 4. 재생실패로독극물이현장에공급 2. 전처리(RO UNIT) 의성능이좋아야한될수도있다다 5.RO 이후잔류하는이온보다통수량 이많아통수량기준으로장치의크기 (D400*2100H) 로제작하므로재생주기 가 1개월 1회이므로미생물에대하여 매우불안하다 안정성을기준할때 EDI 가경제적이다. - 35 -
UV STERILIZATION( 자외선살균장치) 1, 개요 자외선은파장의종류에따라서다른성질이있어서, 각각이중요한활동을 하고있다. 자외선파장의범위는 100nm~400nm( 나노메타,1nm=10-7cm) 로 되어있는데 00nm~280nm를 UV-C( 단파), 280nm~315nm를 UV-B( 중파), 315nm~400nm를 UV-A( 장파) 로분류하고있습니다. 이러한파장을인공적으 로가장효율적으로만든수단으로서, 각종의자외선방전램프가이용되고있 다. 자외선살균램프는 UV-C( 단파) 의자외선중에서, 가장살균력이강한 253.7nm 의자외선이풍부하게발생하는램프입니다. 자외선에의한살균은 세균, 바이러스, 곰팡이등의대부분의세균에대해효과적입니다. 살균램프를 점등시키는것만으로살균할수있기때문에사용방법이간단하고설치비와 유지비도싸고경제적입니다. 또, 살균램프의종류도풍부하게갖추어져있기 때문에용도에따라서여러가지로사용방법이다양합니다. 살균램프는이러 한특성을살려서식품, 의료, 화장품, 전자공업등많은분야에서고도의살 균방법으로활용됨과동시에음료수살균과실내의공기살균등우리주변에 서도흔히이용되고있습니다. 재질은고순도석영관(SiO2 99.99% 이상) 으로 살균선(253.7nm) 의출력은 Germicidal Lamp와동일하나일반 U.V Lamp 와 는달리오존을발생시키는 자외선이못미치는비조사면의살균도가능하다. 184.9nm의자외선도방출하여강력한탈취효과와 일반적으로오존생성은전 기적고전압방전으로이루어지기때문에질소산화물(NOX,SOX) 등과같은유 해물질이동시발생과고전압의사용에따른안전도등이문제가있습니다. - 36 -
Light is electromagnetic radiation, or radiant energy traveling in the form of waves. UV energy is found in the electromagnetic spectrum between visible light and x-rays and can best be described as invisible radiation. The energy employed for UV water treatment is further categorized into two primary levels measured as wavelengths - 254 nm and 185 nm, where nm = 1/1000 of a micron. For disinfection and ozone destruction applications, the 254nm wavelength is utilized. For TOC reduction and chlorine destruction applications a unique wavelength are utilized. Aquafine UV systems feature low pressure mercury discharge lamps. The lamps are constructed with a special quartz envelope material that looks like glass, but is actually a discriminating filter. This exclusive design allows predominantly 254 nm or 185 nm UV energy to be transmitted into a water stream as it flows through the UV system's treatment chamber. The primary uses of UV for water treatment are: Disinfection, TOC Reduction, Ozone Destruction and Chlorine Destruction. - 37 -
ULTRA FILTER( 한외여과장치) 1. 개요 한외여과방식은다양한선택적분리를수행할수있는반투막과조절식압력 활성장치로서 Process원액은지름이 10A 에서 200A 크기의구멍으로 이루어진막이다. 그러므로 0.05μm이상의미립자를제거할수있다 따라서분자의분자량크기가 MEMBRANE 분화분자량이하인물질은막을 통과하여투과물로나오는반면에통과하지못한물질은점차로원액흐름속 에서농축되며이농축수는 R/O MEMBRANE 과같이배수시키는원리이다. 한외여과방식은일종의 Filteration Type 으로적절한압력을이용하여, 원액속 에있는저분자물질을 물질로부터분리하는장치이다. UF MEMBRANE을통해서고분자물질및콜로이드 보통분획분자량 1000MW 이상의물질이제거되며, 저압(0.5kg/cm2) 으로운 전한다. 2. 적용분야 * 식품, 제약, 효소, 과즙등의분리, 정제농축공정 * 초순수제조설비전처리용, 반도체세척순수여과 * 전착도료회수장치( 양이온, 음이온) * 기타화학공정중미반응물유가자원회수및재사용 - 38 -
3. 운전의방법 1) 통수 (SERVICE) 통수는 1-5Kg/ cm2압력으로 MODULE(UF FILTER) FEED측으로용수를 공급하면용수는 VESSEL 내부의군집되어있는 HOLLOW FIBER ( 중공사 막) MODULE의내부로유입되어공급압력으로 0.05 μm이상의미립자, 100,000MW 다 2) 역세 (BACK WASH) 이상의유기물등을제거한처리수가 MODULE의막을통과 역세는통수과장에서시간이지나면막이막혀처리량이부족하여진다이 때용수를생산측과같은 VESSEL 측(MODULE 의외부) 으로역세수를투입 하여막에붙어있는이물질을제거한다소용량 에서역세수는처리수를미리저장한 같이혼합하여세척압력을높여주며 을높인다 10 m3/h 미만의 SYSTEM BACK WASH TANK에압축공기와 BUMPING 효과도발휘하여역세효율 또한 10 m3/h 이상의 SYSTEM에서는원수 PUMP 용량에 2배되는 PUMP 를처리수조에설치하여약 2 분간역세를실시한다. 역세가끝난용수는배수관으로축출된다. 역세주기는생산량, 압력차, TIMER 등을선정하여자동으로역세한다. 3) 급속세척 ( FAST FLUSH) 역세가끝난후표면에붙어있는입자를원수를공급받아막을통과하지 않고세척한다. 시간은약 1-2분사이가바람직하다 SERVICE BACKWASH FAST FLUSH DRAIN DRAIN DRAIN PRODUCT BACKWASH FEED FEED Modules operate in three modes: 1) single-pass ultrafiltration 2) backwash 3) fast-flush - 39 -
4) 약품세척 MODULE을장시간사용하면 BACK WASH 하여도무기물에의한막막 힘등이발생한다. 이를산과알카리약품으로막을세척(CIP) 하여계속 사용한다. 이때에는폐수가발생하므로폐수처리가필요하다. 4. 소용량의장치의운전및역세도해 V2 V2 V5 PRODUCT V5 PRODUCT AIR AIR V6 V3 V6 V3 VENT DRAIN VENT DRAIN V1 V4 V1 V4 FEED FEED DRAIN DRAIN Service Fast Fiush V2 V2 V5 PRODUCT V5 PRODUCT AIR AIR V6 V3 V6 V3 VENT DRAIN VENT DRAIN V1 V4 V1 V4 FEED FEED DRAIN DRAIN Backwash Filling 운전공정은상기와같이통수 -역세 -급속세척 -역세수충수 -통수공정이다 5. 한외여과장치의오염물질제거능력 오염물질 한외여과장치통과수효과 Colloidal silica ( 실리카 = 규소) <1% of the feed ( 공급수의 1% 이하) Colloidal Aluminum ( 철) <1% of the feed ( 공급수의 1% 이하) Colloidal Aluminum ( 알루미늄) <1% of the feed ( 공급수의 1% 이하) Turbidity ( 탁도) <0.5 NTU Suspended solids ( 부유물질) Nil ( 존재하지않음) Total Organic Carbon(TOC) <70% ( 고분자유기물을제거) Micro-organisms ( 저분자유기물) 0.1% of the feed ( 공급수의 0.1% 이하) SDI(Silt density index) 진흙오염도 SDI 2이하 - 40 -
6. 장치의규격별생산량규격표 M/N 용량모듈크기모듈배관구 SKID( 설계에의해변경됨) ( m3/h) 수량경 (in) L(cm) * D(cm) *H(cm) UF-02-BW 2 D6"*48" 2EA 1 90 * 55 * 162 UF-04-BW 4 D6"*48" 4EA 1 90 * 70 * 162 UF-10-BW 10 D9"*60" 2EA 1-1/2 291 * 80 * 230 UF-15-BW 15 D9"*60" 3EA 2 328 * 80 * 230 UF-20-BW 20 D9"*60" 4EA 2-1/2 365 * 80 * 230 UF-25-BW 25 D9"*60" 5EA 2-1/2 402 * 80 * 230 UF-30-BW 30 D9"*60" 6EA 3 328 * 140 * 230 UF-40-BW 40 D9"*60" 8EA 3 365 * 140 * 230 UF-50-BW 50 D9"*60" 10EA 4 402 * 140 * 230 UF-60-BW 60 D9"*60" 12EA 4 440 * 140 * 230 UF-70-BW 70 D9"*60" 14EA 4 470 * 140 * 230 Note: 상기의용수량은탁도 5NTU 이하일때용량이며최고탁도 15NTU까지제거할수있다 7. 여과막에따른여과범위와적용사례 CROSSFLOW SEPARATIONS PROCESS Reverse Osmosis (Hyperfiltration) MEMB RANE PORE SIZE 5A- 20A Ultrafiltration 10A- 0.1 μm Microfiltration 0.1 μm -2 μm Gas Permeation 2A- 50A FLUID COMPONENTS RETAINED lons and most organics over 100molecular weight(mw) Most organics 1000MW. including pyrogens, viruses, bacteria, colloids Very small suspended particles.some emulsion, most bacteria Gases with low permeability through the membrane polymer, particles in gas, vapors in gas TRANSMEM BRAME PRESSURE (Typical) 200psing (1380kPa) -1000psing (6890kPa) 10psing (69kPa) -200psing (1380kPa) 1psing(7kPa) -25psing (172kPa) Vacuum to 2000psig (13,800kPa) 적용사례 지하수, 바닷물의정수, 이온교환순수의전, 후처리금속이온회수, 설탕농축액, 보일러인입수와순환수처리, 공장수처리, 폐수의 BOD, COD감소 이온교환순수의전, 후처리, 단백질, 혈액, 식료품, 야채즙의분류및농축발효액의정화와순도조절, 산업유기물의회수와종축, 불용성기름의희석 박테리아와작은고형물의많은량제거, 잦은여과막교체방지, 초순수사용에있어초미세필터 (SUB-MICRON-FILTER) 의수명연장, 청정음료의정화. 혼합개스의정화와분리, 기름회수, 감미향신가스, 탄산가스의첨가및회수, 의료및연소용공기에산소의유지. - 41 -
MIXED BED ( 혼상식이온교환수지탑) 1. 혼상식순수장치(Mixed Bed Deionizer) 의개요 혼상식순수장치는강산성양이온교환수지및강염기성음이온교환수지가한개 의탑에충진된장치로서, 원수의용존이온이적으며, 알카리도가낮을경우, 혼상식순수장치만단독으로사용하여간단하게고순도의순수를얻을수있 다. 원수는양이온교환수지및음이온교환수지가혼합된수지층을통과하 며, 양이온교환및음이온교환이무수히반복되기때문에처리수순도는 복상식순수장치처리수보다상당히높아진다. 재생은역세조작을하여음이온교환수지를수지층상부에, 양이온교환수지 는수지층하부로분리시킨후양이온(CATION RESIN) 은 HCl, 음이온 (ANION) 은 NaOH 를사용하여재생하게된다. 재생된수지는다시압축공기를수지층하부로넣어양이온과음이온을잘섞 어준다. 다시수지층상부로부터정밀여과기와활성탄여과기를거친원수를 흘려주면수지층을통과하면서양이온및음이온이제거된순수가수지층하 부로부터생성된다. - 42 -
2. 반응원리및용도 반응원리 순수제조 용도 순수및초순수제조반도체세척용수도금용수실험실용수전착도장용수 재생 제약및사진용수 각종화학공업용수 3. 처리수량및규격 Flow Rate (m3/hr) Diameter φ Hight H(mm) ION Exchange Resin Cation Anion 2 200 1830 10 20 3 300 1830 20 40 4 435 1830 50 100 5 580 2440 100 200 10 770 2745 200 400 15 960 2745 300 600 25 1200 2745 500 1000 50 1700 3050 1000 2000 75 1930 3050 1500 3000 100 2300 3050 2000 4000-43 -
R/O MEMBRANE 설계시수량결정및 4", 8" MEMBRANE 의설치시비교참고 1. MEMBRANE 1) Ne Fp / 0.8 * Fm 수량결정의방법 Ne = MEMBRANE 수량. Fp = 일일생산수량 ( m3/day) 0.8 = FACTOR Fm = MEMBRANE 일일최대통수량 Feed Source Typical Membrane Active Area R/O수지하수 Softener 시수여과수해수 4 Diameter * 40" Length 6.5 m2 8.3 m2 6.8 m2 6.1 m2 5.6 m2 3.8 m2 8 Diameter * 40" Length 37.2 m2 42 m2 34 m2 30 m2 27 m2 19 m2 예상수도와, 지하수시간당 4m3의 MEMBRANE 수량은 4" 정상적인지하수(SDI 3 이하) Ne Fp / 0.8 *Fm =(4 m3*24hr) /( 0.8 * 6.8 m2) =17.6EA = 18개 4" 비정상적인지하수(SDI 5 이상) Ne Fp / 0.8 *Fm =(4 m3*24hr) /( 0.8 * 3.8 m2 ) =31.6EA = 32개 8" 정상적인지하수(SDI 3 이하) Ne Fp / 0.8 *Fm =(4 m3*24hr) /( 0.8 * 34 m2) =3.5EA = 4개 2) MEMBRANE Operating Limits( 운전조건) - 맴브레인의형식 (Membrane Type) Thin-Film Composite Polyamide - 최고사용온도 (Maximum Operating Temperature) 113 F (45 C) - 잔류염소허용치 (Free Chlorine Tolerance) < 0.1 ppm - 연속운전중 ph의범위 2-11 3) 맴브레인통기준급수의최대유속과 ---- 배수의최소유속 (Vessel: Feed ------- Concentrate -----) 4" 직경의맴브레인최대급수유속 3.6 m3/h, 배수최저유속 0.68 m3/h 4" Element -- 16 GPM --- 3 GPM 8" 직경의맴브레인최대급수유속 17 m3/h 배수최저유속 2.73 m3/h 4" Element -- 16 GPM --- 3 GPM 4) 맴브레인통 (MEMBRANE VESSEL) 의맴브레인충진수량에따른회수율 ( 생산수/ 급수비율) Elements per Vessel : 1 2 3 4 5 6 7 Recovery Ratio, % : 16 29 38 46 53 59 64-44 -
2. 상기의내용을참조하여반월공단에공급되는공업용수를전처리처리가 끝난후역삼투막장치의각용량별회수율과동력비를비교 표 1 용량 1.8 m3/h 3.6 m3/h 5.6 m3/h 8 m3/h 11 m3/h 직경 (") MEM 수량 베셀 수량 베셀배열 (MEM 수량) 생산량 ( m3/h) 공급수 ( m3/h) 회수율 (%) 역삼투압 (BAR) 에너지 소모량 (EA) (EA) (EA) (KWh/ m3) (ppm) 4 9 3 2(6) :1(3) 3.6 50 6.87 0.48 6.79 8 4 2 1(1EA) :1(1EA) 1.8 6.21 29 10.97 1.31 2.71 4 18 6 3(9) :2(6) :1(3) 5.71 63 7.25 0.4 8.24 8 4 2 1(2EA) :1(2EA) 3.6 8.57 42 11.35 0.94 3.2 4 30 10 5(15) :3(9) :2(6) 8.89 62 6.77 0.38 8.614 8 6 3 1(2) :1(2) :1(2) 5.6 10.37 54 12.42 0.8 3.36 4 40 10 5(20) :3(12) :2(8) 8 10.96 73 7.67 0.36 10.01 8 9 3 1(3) :1(3) :1(3) 8 12.31 65 12.31 0.68 4.15 4 60 12 6:3:2:1 * 5EA 11 14.47 76 7.87 0.36 12.45 8 12 4 2(6) :1(3) :1(3) 11 16.92 65 12.39 0.66 4.04 생산 수질 상기내용을검토할때 4 는회수율이높고, 전력소모가적으나 MEMBRANE 수량이많아설치가복잡하고회수율이높아제거효율이떨어진다. - 45 -
관련용어모음집 AC Activated Carbon; 활성탄으로 air, water중유기물을흡착한다 AC CARBON FILTER ACTIVITY CARBON FILTER ; 활성탄여과장치 ADI Acceptable daily intake for man; 인체1일섭취량 AGP Algal growth potential ; 조류생산잠재력조사 Anioin chloride, bicarbonate ion등음극성 ion AOP Advanced oxidation process AWWA American Water Work Association ; 미국수도협회 BOD Biochemical/biological oxygen demand(mg/l); 생물학적산소요구량 Cage RO UNIT의 Average Concentration Over the Membrane, 평균농도 Cage=(Cf+Cc)/2 Cation calcium, sodium ion등양극성 ion Cc RO UNIT의 Concentration of Concentrate 농축액의농도 Cc =[{ Cf (1 - Rec*Pass)}/(1-Rec)] CDI(CEDI) Continuous Electro Deionization ; 연속전기분해( 투석) 이온교환장치 Cf ROUNIT의 Concentration of Feed ; 공급액의농도 CfQf = CpQp = CcQc CEC Cation exchange capacity ; 양이온교환수지 cgmp Current Manufactoring Practice ; 미국우수의약품제조및품질관리기준 COD Chemical oxygen demand (mg/l) ; 화학적산소요구량 Cp RO UNIT의 Concentration of Permeate 삼투액의농도 DF Depth filtration ; 무질서한기공을갖는여과장치 DI(W) Deionization (water) ; ion을제거한순수 DO Dissolved oxygen ; 용존산소 DOC Dissolvable organic carbon ; 용존유기물 DUO BED 복상식순수장치 ED Electro Dialysis ; 전기투석법 EDI Electrodeionization; 전기분해식이온교환장치 FDA Feed & Drank Associates ; 미연방식품의약국 FEROXER 제철제망간여과장치 GAC Granular activated carbon ; 입상활성탄 gpm Gallons per minute ; 1gpm = 3.785lpm GW Ground water ; 지하수 HE(HX) Heat Exchangers ; 열교환기 IOC Inorganic contaminants; 무기질오염 IX Ion exchange ; 이온교환 KGMP Korea Manufacturing Practice ; 한국우수의약품제조및품질관리준 LSI Large Scale Intergrated Circuit ; 고밀도집적회로 LSI Langelier saturation index; CaCo₃형성포화지수 LV Linear velocity; 선속도 m/h MB Mixed bed ; 혼상식이온교환수지탑 MF Micro filtration ; 정밀여과장치 MIXED BED 혼상식순수장치 MULTI MEDIA FILTER 다층여과장치 MW Molecular Weight; 분자량 NF Nanofiltration ; 이온성물질까지여과할수있는 filter Nm Nanometer (one billionth of a meter/ 10- meters) NPDWS National Primary Drink Water Standards O 3 Ozeone - 46 -
OQ Operation Qualification PAC Powdered Activated Carbon; 분말활성탄 Pass RO UNIT의 Passage 통과율 (Cp/Cage)*100 PDA Parenteral Drug Association ; 제약관련국제학술단 ppb Parts per billion (ug/l) ; 10-3 ppm ppm Parts per billion (mg/l) ; 10-3 Kg/L ppt Parts per trillion (pg/l) ;10-3 ppb PQL Practical quantitation level ; 실제사용량 PWS Public water system; 공중수 Qc RO UNIT의 Concentrate Flow Rate 농축액의유량 Qf RO UNIT의 Feed Flow Rate 공급액의유량 Qp RO UNIT의 Permeate Flow Rate 삼투액의유량 Qtr Quarter (quarterly) Rec RO UNIT의 Recovery 회수율 (Qp/Qf) Qf=Qp+Qc Rej RO UNIT의 Rejection 제거율 (1 - pass) RO Reverse osmosis ; 역삼투압 SDI Silt density index; silt 오염농도지수 SOFTENER 경수연화장치 SS Suspended solids (mg/l) ; 부유물질 SV Space velocity ; 체속도 m/h SW Surface water ; 표면수 T RO UNIT의 Temperature ; 온도 F RO UNIT의 Temperature Correction Factor ; 온도교정인자 TCF (0.013* F) 0.013은당사의근사도표치 Qp-77= Qp * TCF( 유량을 77 F 로보정) TDS Total dissolved solids ; 총고형물질 (mg/l) ROC Total organic carbon ; 총유기물질 (mg/l, ppb). inorganic (CO ₃) carbon은제외 UF Ultra filtration UPW Ultra purified water; 초순수 USP United States Pharmacopoeia ; 미국약전 UV Utra violet light; 살균, TOC 제거 UV STERILIZER 자외선살균장치 WFI Water for injection Y RO UNIT의 Yield (Salt Rejection) 효율 (Cp/Cf)*100 μs/ cm2 RO UNIT의 Conductivity 전류의흐름정도의값( 전도도) MΩ/ cm2 RO UNIT의 Resistivity 저항의값 ( 비전도도) μs = 1/ MΩ =TDS(ppm)/0.454 (0.013, 0.454 는당사의근사산출임) - 47 -