Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Technical Feasibility for Hollow-Fiber Ultrafiltration Water Treatment System and its Economic Aspects

중공사형 한외여과막 수처리 공정의 기능성과 막을 사용한 수처리공정의 경제성에 관한 연구

  • Wang, Jin-Soo (Department of Chemical & Environmental Engineering, College of Engineering, Soongsil University) ;
  • Kim, Byung-Jick (Department of Chemical & Environmental Engineering, College of Engineering, Soongsil University) ;
  • Choi, Soo Hyoung (School of Chemical Eng. and Tech., Chonbuk University)
  • 왕진수 (숭실대학교 공과대학 환경.화학공학과) ;
  • 김병직 (숭실대학교 공과대학 환경.화학공학과) ;
  • 최수형 (전북대학교 화학공학부)
  • Received : 1997.10.25
  • Accepted : 1998.10.07
  • Published : 1999.02.10
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Abstract

This research was undertaken to do the technical and economical feasibility study of membrane water treatment system. For the technical feasibility study, batch water treatment system using UF(ultrafiltration) was set up and several experiments were carried out. The performance of the UF membrane was tested in terms of turbidity. The experimental results showed that the UF membrane process produced less than 1 NTU water regardless of input water turbidity. For the economical feasibility study, the cost model was analyzed and programmed for simulation. Also costs of the membrane water treatment and the conventional treatment were evaluated. The simulation results showed that the unit production cost increased when design flow or permeate flow decreased. The production cost of membrane water treatment system was lower than that of the conventional system. Both technical and economical feasibility study showed that the UF membrane water purification system was a very competitive water purification process.

상수를 처리하기 위한 공정으로 막여과 수처리 공정을 택하였다. 재래식 수처리 공정과의 비교를 위하여 막사용 수처리 공정의 기능성과 경제성에관한 연구를 하였다. 기능성을 보기 위해서 막분리중에서 막의 기공의 크기가 $0.01{\mu}m$인 한외여과막을 선택하여 탁도 제거 성능을 실험하였다. 탁도 제거 실험은 유입원수의 탁도를 임의로 10에서 85 NTU로 조절하여 세 가지 탁도에서 실험을 하였다. 모든 실험에서 여과막을 통과한 처리수의 탁도는 균질하게 1 NTU 이하로 측정이 되었다. 이 결과는 한외여과막 공정은 원수의 탁도가 증가하여도 일정한 탁도의 처리수를 생산함을 나타낸다. 막여과 공정의 경제성을 검토하기 위하여 막여과처리 비용계산 프로그램을 작성하였다. 실험은 한외여과막으로 한정하여 실시하였지만, 막여과처리 비용계산은 정밀여과막, 한외여과막, 그리고 저압역삼투압 방식을 포함하였다. 먼저 비용계산 프로그램을 사용하여 생산량 및 단위 면적당 투과량에 따른 처리수 생산단가의 변화를 보았다. 그 결과 생산량 및 투과량이 감소할수록 처리비용이 급격히 증가하였다. 그리고 처리용량을 달리 하였을 때 정밀여과막, 한외여과막, 저압역삼투압, 재래식공정, 그리고 고도처리 공정의 다섯 가지 공정에 대하여 총 비용을 계산하였다. 그 결과 막여과 공정은 재래식 공정 및 고도 처리공정과 비교하여경제성이 있게 나타났고 막분리중에서도 한외여과막은 중용량 ($157.5m^3/hr$) 생산량 이상에서 다른 막분리공정과 비교해서 생산가 경쟁력이 있는 것으로 나타났다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국학술진흥재단

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