한외여과는 만병통치약이 아닙니다.{0}}한외여과 시스템 막힘의 80%는 전처리 실패로 인해 발생합니다. 많은 프로젝트에서는 한외여과를 "최후의 수단"으로 취급하여 전처리 과정을 단순화하고 비용을 절감합니다. 중공 섬유, 플랫 시트, 관형 또는 세라믹 멤브레인을 사용하는지 여부에 관계없이 급격한 압력 차이 증가, 빈번한 화학 세척 및 현저하게 단축된 멤브레인 수명이 발생합니다.
일반적인 주류 한외여과 전처리 공정에는 응고 침전, 멀티미디어-매체 여과, 활성탄 여과, 디스크 필터, 자가{1}}세정 필터, 한외여과 전-미세여과, 오존-생물학적 활성탄 및 연화 전처리가 포함됩니다. 전처리 조합은 유입수 품질(광산수, 석탄 화학 광미, 도시 2차 배출수, 지표수)에 따라 크게 달라집니다.
I. 전처리 공정의 상세 비교
1. 응고-침전(응고 정화)
공정 원리: PAC/PAM을 첨가하면 콜로이드, 부유 고형물, 일부 인 및 대형 유기 분자의 응집이 발생하여 침전을 통해 고체-액체가 분리됩니다.
장점: 부유 물질, 콜로이드 및 탁도의 탁월한 제거; 일부 소수성 유기 물질을 제거합니다. 대규모 프로젝트에 적합한 성숙한 작업- 상대적으로 통제 가능한 투자.
단점: 시약 투여량 조절에 대한 높은 요구 사항; 시약이 너무 많으면 잔류 알루미늄염과 고분자 응집제가 유입되어 한외여과 시스템이 돌이킬 수 없는 막힘을 직접 일으킬 수 있습니다. 대규모 슬러지 배출; 큰 설치 공간; 저온 환경에서는 응집 효과가 저하됩니다-.
일반적인 유입수 호환성: 지표수, 광산수, 탁도가 높은-산업 폐수.
한외여과와의 매칭: 외부 압력 중공사막 한외여과에 가장 일반적으로 사용되는{0}}전처리 단계입니다. 과도한 PAM 첨가는 엄격히 금지됩니다. 잔류 PAM은 한외여과의 킬러이기 때문입니다.
설계 및 운영 포인트: 유출수 탁도를 5 NTU 이하로 제어합니다. PAM 용량을 엄격하게 제어하고 음이온성 PAM 사용을 최소화합니다. 겨울철 저온에서 응집 시간을 적절하게 연장하십시오.
2. 멀티미디어-여과(석영모래 + 무연탄)
공정 원리: 중력 압력 여과, 필터 매체층을 사용하여 미세한 부유 물질과 콜로이드를 포착합니다.
장점: 침전 후 남은 미세 입자를 제거합니다. 안정적인 작동; 유지보수 담당자에게 친숙함; 대량의 물에 적합합니다. 역세척되어 재생될 수 있다.
단점: 충격 부하에 대한 저항력이 약합니다. 유입수 탁도의 큰 변동, 매체 유출 경향; 미디어 케이킹, 케이킹 후 한외여과 시스템에 유입되는 미세한 모래 입자, 멤브레인 섬유 긁힘; 용해된 유기물 제거 능력이 거의 0에 가깝습니다.
일반적인 유입수 호환성: 응고 및 침전 후 배출수; 광산수, 도시 재생수.
한외여과 호환성: 압력-형 외부 압력 한외여과용 표준 사전{0}}필터 장치; 한외여과를 위한 유일한 전처리제로 사용할 수 없습니다.
설계 및 유지 관리 고려 사항: 유출을 방지하기 위해 필터 매체를 정기적으로 확인하십시오. 합리적인 역세 강도를 보장합니다. 모래가 한외여과막 하우징에 들어가는 것을 방지하기 위해 유출 탁도의 급격한 증가를 즉시 조사하십시오.
3. 활성탄 여과(입상 활성탄 GAC)
공정 원리: 흡착은 일부 부식산, 색상 및 일부 소수성 유기 물질을 제거합니다.
장점: 유기물 부하를 줄이고 한외여과 시스템의 유기물 오염을 줄입니다. 일부 잔류 염소를 제거합니다.
단점: 부유 물질을 제거할 수 없습니다. 폐수에는 다량의 박테리아와 생물학적 잔해가 운반되어 한외여과 시스템에 심각한 생물 오염을 유발하여 운영 후반 단계에서 미생물이 성장하기 쉽습니다. 활성탄은 정기적인 재생 또는 교체가 필요합니다. 기름진 유입수는 활성탄 열화 및 케이킹을 쉽게 일으킬 수 있습니다.
일반적인 유입수 호환성: 지표수, 일부 화학 폐수, 유기물 함량이 높은 물.
한외여과와 함께 사용: 외부 압력 한외여과는 전처리를 통해 향상될 수 있습니다. 기름 함량이 높거나 SS 함량이 높은 폐수에는 권장되지 않습니다.
설계 및 유지 관리 고려 사항: 정기적인 역세; 빈 침대 접촉 시간을 제어하고; 활성탄 탱크 내 미생물 발생에 주의하십시오. 활성탄이 효과가 없게 되면 즉시 교체하십시오.
4. 자가-필터 청소
공정 원리: 금속 필터 스크린, 온라인 자동 브러시/흡입 여과, 일반적으로 정밀도 50-200μm.
장점: 완전 자동 연속 작동; 작은 설치 공간; 필터 미디어를 교체할 필요가 없습니다. 높은 유량에 적합합니다. 낮은 유지 관리 작업량.
단점: 큰 입자성 불순물만 차단하며 콜로이드 및 미세한 부유 물질에 대해서는 전혀 효과가 없습니다. 탁도를 줄일 수 없습니다. 손상된 필터 스크린으로 인해 불순물이 직접 하류 공정으로 유입될 수 있습니다.
일반적인 유입수 호환성: 다운스트림 장비를 보호합니다. 안전을 위해{0}}사전 여과를 실시합니다.
한외여과와의 조화: 한외여과의 주요 전처리-가 아닌 보호용으로만 사용됩니다. 일반적으로 멀티미디어 필터 뒤와 한외여과 보안 필터 앞에 배치됩니다.
설계 및 유지 관리 포인트: 모델 선택 시 흐름 마진을 허용합니다. 정기적으로 필터 화면의 무결성을 확인하십시오.
5. 디스크 필터(스택형 디스크 필터)
공정 원리: 플라스틱 디스크 압축 여과, 정확도 5-100μm, 자동 역세.
장점: 일반 자가 세척 필터보다 여과 정확도가-더 높습니다. 빠른 역세; 작은 설치 공간; 높은 수준의 자동화.
단점: 콜로이드 및 용해된 유기물에 대해서는 효과가 없습니다. 기름진 물은 쉽게 디스크 접착과 막힘을 일으킬 수 있습니다. 높은 SS 조건에서 빈번한 역세.
일반적인 유입수 호환성: 사전-침전 여과 후 재생수, 광산수.
한외여과와의 매칭: 종종 외부 압력 한외여과 시스템의 사전-필터로 사용되며 일부 멀티미디어 필터를 대체합니다.- 탁도가 높은 유입수에는 단독으로 사용할 수 없습니다.
설계 및 유지 관리 고려 사항: 유성 폐수에는 주의하여 사용하십시오. 정기적으로 분해하여 필터 디스크 접착 여부를 확인하십시오.
6. 보안 필터(미세여과, 5-10μm 필터 요소)
공정 원리: 필터 요소는 단단한 입자와 누출된 필터 매체 잔해물을 차단하여 한외여과막 요소를 보호합니다.
장점: 매체 누출로 인해 유입되는 모래와 단단한 불순물을 차단하여 멤브레인 섬유를 물리적 긁힘으로부터 보호합니다.
단점: 콜로이드나 유기물을 처리하지 않습니다. 필터 요소는 소모품입니다. 차압이 증가하면 필터 요소를 교체해야 합니다. 손상된 필터 요소로 인해 불순물이 한외 여과 시스템으로 직접 유입됩니다.
일반적인 유입수 호환성: 모든 압력- 유형의 한외여과 시스템에 필수적입니다.
한외여과 호환성: 압력- 유형의 외부 및 내부 압력 한외여과 시스템에 필요합니다. 일반적으로 수중 MBR, 관형 시스템 및 세라믹 멤브레인에는 필요하지 않습니다.
설계 및 유지 관리 고려 사항: 차압 경보를 설정합니다. 차압이 한계를 초과하면 작동을 엄격히 금지합니다. 손상되었거나 표준 이하의 필터 요소를 사용하지 마십시오.
7. 오존-생물학적 활성탄(O₃-BAC)
공정 원리: 오존은 큰 유기 분자를 산화시킨 후 생물학적 활성탄에 의해 일부 유기 물질을 분해합니다.
장점: 유입되는 유기물을 크게 줄이고 한외여과막의 유기 및 생물학적 오염을 크게 줄입니다. 색상을 제거합니다.
단점: 높은 투자; 작동 중 높은 화학 물질 소비; 과도한 오존 투여량은 PVDF 유기 한외여과막을 손상시킬 수 있습니다. 복잡한 공정 제어; 운영 및 관리에 대한 높은 요구 사항.
일반적인 유입수 호환성: 지표수, 유기물 함량이 높은 도시 재생수.
한외여과 호환성: 외부 압력 한외여과 심층 전처리; 멤브레인에 유입되는 잔류 오존은 PVDF 멤브레인 섬유를 산화시키므로 잔류 오존을 제어해야 합니다.
설계 및 유지 관리 고려 사항: 잔류 오존이 한외여과 시스템에 유입되지 않도록 오존 처리 후에 충분한 탈기를 구현해야 합니다.
8. 연화 전처리(수지/석회-탄산나트륨 연화)
공정 원리: 칼슘, 마그네슘 경도 및 실리콘을 제거하여 스케일링 경향을 줄입니다.
장점: 후속 RO 시스템을 보호하면서 한외여과막 표면의 무기 스케일링을 줄입니다.
단점: 복잡한 시스템; 높은 시약 소비; 수지는 재생이 필요합니다. 투과물의 염도가 증가합니다.
일반적인 유입수 호환성: 고-경도 광산수, 고경도-공업용 재생수.
한외여과와의 조화: 한외여과의 상류에서 전처리를 선택할 수 있으며 주로 경도가 높은-물에 사용됩니다. 보편적인 구성은 아닙니다.
II. 다양한 원수원에 권장되는 전처리 조합
1. 도시의 2차 생물학적 배출수(재생수)
권장사항: 응고침전 → 다중-매체여과 → 보안필터 → 외압 한외여과
주요 관리점: 생물학적 배출수의 부유 물질 및 미생물; 과도한 PAM은 엄격히 금지됩니다.
2. 광산수(부유물질이 많고 경도가 높음)
권장사항: 응고 정화 → 멀티미디어 여과 → 디스크 필터 → 보안 필터 → 외압 한외여과
주요 예방 및 제어 포인트: 필터 매체가 멤브레인 하우징으로 누출됩니다. 높은 경도를 위해 연화 장치를 추가할 수 있습니다.
3. 지표수(저수지, 부식산 및 유기물 함량이 높음)
권장: 응고 및 침전 → 멀티미디어 → 활성탄 여과 → 보안 필터 → 외부 압력 한외여과; 유기물 함량이 매우 높은 경우에는 오존-BAC를 첨가할 수 있습니다.
4. 유분 함량이 높고 고형분 함량이 높은 폐수(파이프라인 한외여과/T-MBR)
권장: 오일 분리-부양 → 응고 및 침전 → 파이프라인 한외여과; 파이프라인 멤브레인은 오염에 대한 저항력이 뛰어나고 다단계 정밀 여과가 필요하지 않지만 오일 분리 및 부양은 필수적입니다.
5. 수중 MBR로 직접 유입되는 도시 폐수
MBR 생물학적 처리조 자체는 전처리 공정으로 프런트 엔드는 주로 스크린과 1차 침전조로 구성됩니다. 모래 여과 및 활성탄은 필요하지 않습니다.
III. 프로젝트 구현 중 자주 사용되는 오해
1. 응고 및 침전이나 다중-매체 없이 자가 세척 필터와 디스크 필터를 한외여과의 유일한 전처리제로 처리하여 콜로이드가 막에 직접 들어가도록 하여 압력차가 급증하게 합니다.
2. 응고시스템에 PAM을 과도하게 첨가하면 육안으로는 보이지 않으나 한외여과막에 비가역적인 유기오염을 일으키고, 아무리 화학적 세척을 하여도 초기 압력차를 회복할 수 없습니다.
3. 멀티미디어 필터 매체의 고착 및 누출로 인해 모래 입자가 멤브레인 하우징에 들어가 멤브레인 섬유가 손상되어 투과물에 비정상적인 SDI가 발생하게 됩니다.
4. 활성탄탱크의 역세척이 장기간-부족하면 많은 수의 미생물이 성장하여 한외여과막에 지속적인 생물오염이 발생하게 됩니다.
5. 오존-BAC 공정에서는 잔류 오존이 완전히 제거되지 않아 PVDF 멤브레인이 산화되고 멤브레인 섬유 강도가 약화됩니다.
6. MBR 시스템에 모래 필터와 활성탄을 추가하는 것은 불필요한 투자이며 막힘 위험이 높아집니다.
전처리의 목표는 한외여과 유입수 기준을 충족하도록 물을 처리하는 것이 아니라 일관되고 안정적으로 기준을 충족시키는 것입니다. 가끔 준수하는 것은 의미가 없습니다. 전처리의 가치는 수질의 변동을 견딜 수 있는 능력에 있습니다. 한외여과는 일정량의 오염물질을 견딜 수 있지만 주기적인 전처리 실패를 견딜 수는 없습니다.
전처리는 한외여과 시스템의 첫 번째 방어선입니다. 다양한 한외여과막은 다양한 수준의 탄력성을 가지고 있습니다. 관형 및 세라믹 막은 충격에 가장 잘 견딥니다. 그 다음은 외부 가압형 중공사막입니다. 내부 가압형 중공사막이 가장 취약합니다.
분리막을 선택할 때에는 단순히 한외여과막을 선택하고 전처리 시스템을 추가하는 것이 아니라, 원수 수질을 고려하여 전처리 조합을 먼저 결정한 후 한외여과막 구성을 선택해야 합니다.