역삼투막 소자 막힘의 원인과 해결방안

1. 역삼투압 막 막힘의 3가지 경고 신호.

• 초기값에 비해 생산량이 10% 이상 감소하였고, 압력은 상당히 증가하였습니다.
• 담수화율은 5% 감소하였고, 생산수의 총 용해고형물(TDS) 값이 급격히 상승하였습니다.
• 멤브레인 모듈의 압력 차이가 0.07MPa를 초과하면 작동 소음이 커집니다.

2. 일반적인 오염 유형 3가지

• 무기 오염(가장 흔함)
• 원인: 원수에 존재하는 칼슘 및 마그네슘 이온, 탄산염, 황산염, 철 및 망간 이온 등이 막 표면에 스케일(탄산칼슘, 황산바륨 등)로 침전되는데, 특히 회수율이 너무 높고 수온 변화가 심할 때 이러한 현상이 발생하기 쉽습니다.
• 일반적인 증상: 멤브레인 모듈의 압력차가 급격히 상승하고, 생산수량이 서서히 감소하며, 염산으로 세척한 후 효과가 뚜렷합니다.
• 고위험 시나리오: 지하수 처리, 고경도 원수 시스템.
• 유기 오염
• 원인: 원수에 포함된 부식산, 타닌, 오일, 계면활성제 등의 유기물질이 막 표면에 달라붙어 끈적끈적한 먼지를 형성하여 막의 기공 통로를 막습니다.
• 일반적인 증상: 유출수의 수질이 저하되고(TDS 수치 증가), 멤브레인 표면에 황갈색 또는 검은색의 끈적끈적한 침전물이 나타납니다. 이러한 침전물은 알칼리 세척 후 효과적으로 제거할 수 있습니다.
• 고위험 시나리오: 표면수 처리, 도시 폐수 재활용 시스템.
• 생물학적 오염
• 원인: 원수에 존재하는 박테리아, 곰팡이, 조류와 같은 미생물이 막 표면에서 증식하여 바이오필름을 형성합니다. 이는 막 기공을 막을 뿐만 아니라 막 구성 요소를 부식시키는 대사산물을 분비합니다.
• 일반적인 증상: 멤브레인 모듈에서 불쾌한 냄새가 나고, 물 생산량이 급격히 감소하며, 미생물이 과도하게 증식합니다. 이러한 경우 세척과 함께 소독제를 사용해야 합니다.
• 고위험 시나리오: 소독 장치가 없는 원수 시스템, 습기가 많고 어두운 운영 환경.

3. 4단계 표준 세척 방법

• 1단계: 사전 처리 —— 오래된 물을 배출하고 세척 용액을 준비합니다.
• 역삼투압 시스템을 끄고 농축수의 배출 밸브를 열고 멤브레인 모듈에 남아 있는 원수를 완전히 배출합니다.
• 물탱크를 청소하고 규정된 비율로 세척액을 준비합니다(새로운 불순물이 들어가는 것을 방지하기 위해 탈이온수나 증류수를 사용하는 것이 좋습니다):
• 알칼리 세척 용액: 0.1~0.5% 수산화나트륨(NaOH) + 0.05~0.1% 계면활성제(예: 도데실벤젠설포네이트나트륨), pH 값은 10~11로 조절됨.
• 산세 용액: 0.5~1% 구연산(또는 0.2~0.5% 염산), pH 값은 2~3으로 조절됨

• 2단계: 알칼리 세척 - 침지 + 순환, 유기/생물학적 오염물질 용해
• 준비된 알칼리성 세척액을 세척수 탱크에 주입한 후 부스터 펌프(압력 ≤ 0.2 MPa)를 통해 멤브레인 모듈로 펌핑하여 멤브레인 요소가 완전히 잠기도록 합니다.
• 배출 밸브를 닫고 30~60분 동안 세척을 진행하세요. 이 기간 동안 10분마다 기계를 멈추고 5분간 담가 세척액이 오염물에 완전히 스며들도록 하세요.
• 사이클이 완료되면 배출 밸브를 열고 알칼리성 세척액을 완전히 비우세요. 멤브레인 모듈을 깨끗한 물로 2~3회 헹구어 거품이나 냄새가 없어질 때까지 세척하세요.

• 3단계: 산 세척 - 순환 + 중화, 무기 스케일 제거
• 나준비된 산성 세척액을 주입하고 0.2 MPa 이하의 압력에서 20~40분 동안 주기적 세척을 수행합니다. 이 과정 동안 10분의 침지 간격을 두어야 합니다.
• 멤브레인 모듈의 입구부(스케일 농도가 높은 부분)를 집중적으로 세척하면 순환시간을 적절히 연장할 수 있습니다.
• 산세 공정이 완료되면 물의 pH 값이 중성(6.5~7.5)으로 돌아올 때까지 깨끗한 물로 즉시 헹구십시오. 멤브레인 부품을 부식시킬 수 있는 산성 잔류물이 남지 않도록 주의하십시오.

• 4단계: 후처리 - 파일럿 실행, 세척 효과 확인
• 역삼투압 시스템을 가동하고 저압 시험 운전(압력 0.3~0.5 MPa)을 실시합니다. 생산량 및 담수화율과 같은 지표를 관찰합니다.
• 물 생산량이 초기값의 90% 이상으로 돌아오고, 담수화 속도가 정상으로 돌아오면 세척 과정이 성공적으로 진행되었음을 나타냅니다.
• 효과가 만족스럽지 않을 경우, "알칼리 세척 → 산 세척" 과정을 1회 반복할 수 있습니다. 2회를 초과하지 않도록 주의하세요. (과도한 세척은 막 기공 크기를 손상시킬 수 있습니다.)
• 1시간 시운전 후, 생산수의 TDS 값, 유량, 압력차를 측정하고 데이터를 기록하여 세척 전 데이터와 비교합니다. 그런 다음 유지관리 파일을 작성합니다.

주요 내용:

• 염소나 산화제(84 소독제 등)를 함유한 세척 용액의 사용은 필름 요소를 산화시킬 수 있으므로 공정 전반에 걸쳐 엄격히 금지됩니다.
• 세척 시 압력은 0.3MPa를 초과해서는 안 되며, 유량은 정격 유량의 50~70%로 조절하여 막 기공에 고압 충격을 피해야 합니다.
• 생물학적 오염이 심각한 경우 알칼리 세척 전에 0.1% 과산화수소(H₂O₂) 또는 특수 역삼투막 살균제에 10분간 담가둔 후 정기적인 세척을 실시하면 됩니다.

4. 막 막힘을 줄이는 3가지 팁

• 원수의 전처리 강화: 원수에서 큰 입자, 유기 물질, 잔류 염소를 제거하기 위해 사전 필터와 활성탄 필터를 설치합니다.
• 제어 작동 매개변수: 회수율은 75% 이하로 유지하는 것이 좋습니다. 멤브레인 모듈을 정기적으로 세척하십시오(매번 시동 전 5분, 정지 후 10분 동안 세척).
• 정기적인 유지관리: 3~6개월에 한 번씩 청소하십시오(오염이 심한 지역은 1~2개월에 한 번씩 청소해야 합니다). 장기간 가동 중단 시에는 미생물 증식을 방지하기 위해 멤브레인 모듈을 1% 아황산수소나트륨 용액에 담그십시오.

5. 이런 경우에는 멤브레인 요소를 직접 교체하는 것이 좋습니다!

• 다음과 같은 상황이 발생하면 멤브레인 엘리먼트가 돌이킬 수 없는 손상을 입었으며 세척으로 복구할 수 없음을 의미합니다. 즉시 교체해야 합니다.
• 세척 후에도 물 생산량은 초기값의 70% 이하로 유지되었고, 담수화율은 10% 이상 감소했습니다.
• 멤브레인 구성 요소가 손상되거나 누출이 발생했습니다(압력 테스트를 통해 감지됨).
• 멤브레인 소자의 수명은 3년(일반 수명)을 넘지만, 성능은 계속 저하됩니다.