Membrane Filtration Plant

Filtration Type

가압식과 침지식 막여과 비교

Ⅰ. 가압식 막여과

가압식 막여과는 막 모듈의 형태, 운전방식, 즉 구동방식에 따라 침지식과 구별되는데, 일반적인 가압식은 원통용기 속에 멤브레인을 넣어 모듈화한 것으로 지상에 설치, 펌프로 압력을 가해 여과하는 방식, 즉 케이스가 있는 형태로 가압에 의해 외압식 또는 내압식으로 운영된다.

(가압식 막여과시설_하와이 하수재이용시설)

1. 가압식 제조사별 특징

가압식 (압력식) : Pentair, Asahi-Kasei(Pall), Toray, Degremont, SIEMENS, H2L, METAWATER 등
※ NF/RO막 (압력식) : Filmtec, Hydranautics, Koch, Toray, 웅진케미칼 …

1) Pentair (Norit → Pentair('11))

① Xiga (Inside Out, 중공사막, 내압식)


제품명	재질	공칭공경	모듈규격	막면적	TMP(운전압)
Xiga	PES	0.03㎛	직경 8인치 1.0m, 1.5M	1.0m : 20m2 1.5m : 35m2	0.3 ~ 0.4bar

※ Inside Out로 구동되며, NF/R형태로 베셀 내 수평으로 설치

② 주요 적용 실적 :

Minneapolis 정수장(미국): 시설용량 365,000㎥/일(2005년), UF 가압식 중공사막

(네덜란드 Heemskerk 정수장)

2) Asahi KASEI

① MICROZA MF (Outside Inflow, 중공사막)


제품명	재질	공칭공경(㎛)	막 면적(㎡)	용도
UNA-620A	PVDF	01	50	정수,하수재이용, 해수 담수화 R/O전처리

※미국 Pall 사와 협력관계 :북미 ,남미 ,유럽 ,중동 및 아시아 일부 (Aria System)

② 주요 적용 실적

막 여과 정수 :중국 항주 정수장 300,000 ㎥/일 (2012 년 /아시아 최대 규모 )
한국 금산 /무주 정수장 : 27,000 ㎥/일 (2012 년 /K-Water 발주 )
※ 시흥정수장 : 시설용량 3,600㎥/일(2006년), UF 가압식 중공사막 (2011년 철거)
하수 재이용 :싱가폴 Newater 총 264,000 ㎥/일 (2007 년 /Bedok &Ulupandan )
Yucaipa Valley 정수장(미국): 시설용량 45,00㎥/일,(2007년), MF 가압식 중공사막, NF (Koch)
Pittsburgh 정수장(미국): 시설용량 76,00㎥/일,(2007년), MF 가압식

(좌)필리핀 Maynilad 정수장 : 100,000 ㎥/일 (2010 년 )),(우)금산 /무주 정수장 : 27,000 ㎥/일 (2012 년 )

3) Toray① Torayfil MF (Outside In, 중공사막)


제품명	재질	공칭공경	모듈규격	막면적	TMP(운전압)
Torayfil MF	PVDF	0.05㎛ 0.10㎛	직경 8인치 216 x 2,160L 무게 110kg(건조 50) 하우징 재질 : PVC 접착제 : 에폭시	HFS-2020 72m2	최고 3.0bar

※ 2002년 부터 판매 시작, 고유량, 기계적 강도 우수

② 주요 적용 실적

공주정수장: 시설용량 30,000㎥/일(2009년), MF 가압식 중공사막
동경도 키누타 정수장(일본): 시설용량 10,000㎥/일(2007년), MF 가압식 중공사막

4) Degremont(Aquasource)① Ultrazur (Inside Out, 중공사막, 외압식)


제품명	재질	공칭공경	모듈규격	막면적	TMP (운전압)
Ultrazur	CA	0.01㎛		125m2	최대 2.5bar

※ 단일 모듈당 여과면적 최대

② 주요 적용 실적

그린필드 정수장(러시아): 시설용량 250,000㎥/일(2009년), MF 가압식 중공사막
세노 정수장(일본): 시설용량 10,000㎥/일(2009년), UF 가압식 중공사막
Bexar 정수장(미국): 시설용량 34,000㎥/일(1999년), UF 가압식 중공사막
Koper 정수장(슬로베니아): 시설용량 34,500㎥/일(1997년), UF 가압식 중공사막
Lausane 정수장(스위스): 1차 43,200㎥/일(2000년), 2차 70,000㎥/일(2002년), UF 가압식 중공사막

5) Hydranautics① HYDRAcap (Inside Out, 중공사막, 내압식)


제품명	재질	공칭공경	모듈규격	막면적	TMP(운전압)
HYDRAcap	PES	0.015㎛ MWC150,000		1.0m : 30m2 1.5m : 46m2	최대 2.5bar

※ 단일 모듈당 여과면적 최대

② 주요 적용 실적

양평 양동정수장: 시설용량 1,000㎥/일(2005년), UF 가압식 중공사막

6) H2L① HIFIM (Outside In,, 중공사막, 외압식)


제품명	재질	공칭공경	모듈규격	막면적	TMP(운전압)
HIFIM	PVDF	0.05㎛	직경 8인치 216 x 2,300L 무게 110kg(건조 50) 하우징 재질 : PVC 접착제 : 우레탄	75m2 (모듈당 유량 1.5 m3/m2day)	최고3.0bar

※ 단일 모듈당 여과면적 최대

② 주요 적용 실적

영등포정수장: 시설용량 25,000㎥/일(2010년), MF 가압식 중공사막
※ 영등포정수장 : 시설용량 50,000㎥/일
- ․ 가압식 25,000(H2L), 침지식 25,000(코오롱)

(H2L_영등포정수장)

7) METAWATER (일본)① CFL2KHM01 (Outside In, 모노리스막, 가압식, 여과방식 Dead end)


제품명	재질	공칭공경	모듈규격	막면적	TMP (운전압)
CFL2KHM01	세라믹	㎛		25m2

② 주요 적용 실적

Ⅱ. 가압식과 침지식 특성 비교


구 분	가 압 식	침 지 식
운전특성	-지상에 모듈을 설치하는 형태 -운전압: 1~3 kg/cm2	-처리대상 원수 중에 설치하는 형태 -운전압: 0.2~0.4 kg/cm2
적용대상	-정수, 하․폐수 등 처리 가능하나 전처리 필수로 농도 높은 경우 불리	-일반적으로 MBR, 하수처리, 오폐수처리 등 농도 높은 원수에 적용 -MBR 분야 침지식 거의 적용됨
장 점	-미관 양호하여 이미지 개선 효과 큼 -모듈 형태 제품별로 유사하여 시스템 제작용이 -침지식에 비해 Flux 크다.	-원수 조에 설치 가능하여 모듈 설치를 위한 별도 부지 불필요 -시스템 단순하며 고농도 폐수 처리 가능
단 점	-고농도 폐수 적용 어려움 -전처리가 필요하녀 구조 복잡하다 -설치를 위한 추가 부지 필요	-가압식에 비해 Flux 낮다. -수중 설치로 미관 개선 효과 낮다.

Ⅲ. 침지식 막여과란?

침지식은 가압식과 다르게 멤브레인을 용기 안에 설치하지 않고 일정 개수의 막을 묶음형태로 일체화하여 모듈을 만들어, 수중에 침적시킨 후 펌프로 흡입하여 여과하는 방식, 즉 케이스가 없는 형태로 흡인에 의해 외압식(Outside-inflow)으로 운전된다, 모듈 형식은 중공사막으로 일반적으로 전처리가 불필요 하다.

1. 침지식 제조사별 특징

침지식 (흡입식) : KOLON, GE, SIEMENS, Mitsubishi-Rayon, Koch, Econity 등

1) KOLON ① Cleanfil-S Series

재 질 : PVDF(보강막)
통수방식 : 외압식(Outside-inflow)
주요 특성 : 수평, 수직 형태로 적용분야별로 배열 차별화 가능


제품명	공칭공경	Fiber 외/내경	막면적	TMP (운전압)
Cleanfil-S Series	0.07㎛		모 듈 : 20, 30 m2 카세트 : 600 m2	0.1~0.8bar

② 설치 방법 비교

(코오롱Cleanfil-S Series)

(코오롱 침지식 멤브레인)

③ 주요 적용 실적

영등포정수장: 시설용량 25,000㎥/일,(2010년), MF 침지식 중공사막
※ 영등포정수장 : 시설용량 50,000㎥/일 [침지식 25,000(코오롱), 가압식 25,000(H2L)]

2) GE Water (Zenon → GE Water('06))① ZeeWeed 500 와 ZeeWeed 1000 비교

재질 : PVDF
통수방식 : 외압식(Outside-inflow)
주요 특성


제품명	공칭공경	Fiber 외/내경	막면적	TMP (운전압)
ZeeWeed 500 (고탁도,하수용)	0.04㎛	외:1.9mm 내:0.9mm	모 듈 : 31.7 m 2 카세트 : 2,025 m2	0.07~0.55bar (MAX0.83bar)
ZeeWeed 1000 (저탁도,상수용)	0.02㎛	외:0.7mm	모 듈 : 25 m 2 카세트 : 3,345 m2	0.1~0.8bar

② 설치 방법 비교

(ZeeWeed 500)

(ZeeWeed 1000)

③ 주요 적용 실적

Twin Oaks Valley 정수장(미국) : 시설용량 380,000㎥/일(2008년), MF 침지식 중공사막
NeWater Factory(싱가폴) : 시설용량 42,500㎥/일(2002년)
- 침지식 중공사막 : Zenon, R: Hydranautics (NittDenko)
Collingwood 정수장(캐나다) : 시설용량 30,000㎥/일(2008년), UF 침지형

3) SIEMENS (Memcor → US Filter → Veolia Environment → SIEMENS(’04))① MEMCOR CMF-S

재질 : PVDF
통수방식 : 외압식(Outside-inflow)
주요 특성 : 외형의 클로버 형태로 4개가 묶인 형태


제품명	공칭공경	Fiber 외/내경	막면적 (모듈 SIZE)	TMP (운전압)
S10 V (저농도용)	0.1㎛		31.5 m2	0.85bar
S20 V	0.04㎛	외경: 1.0 내경: 0.53	75 m2 (119× 1,800)	0.85bar

※ CMF-S (Continuous Microfiltration-Submerged)

② 설치 방법 비교

(MEMCOR CS)

③ 주요 적용 실적

Manitowac 정수장(미국): 시설용량 150,000㎥/일
- 가압식 : 95,000㎥/일 (1999년), 침지식 : 55,000㎥/일(2005년)
BEN야해 정수장(호주): 시설용량 126,000㎥/일, MF 침지형

4)Asahi KASEI

①UHS-620A 와 MUNC-620A

재질 : PVDF
통수방식 : 외압식(Outside-inflow)

②UHS-620A 와 MUNC-620A 비교


제품명	공칭공경(㎛)	용도	막 면적(㎡)	TMP (운전압)
UHS-620A	0.08	고 탁도 상수, 하수재이용	모듈 : 50	MAX -80 bar
MUNC-620A Ⅱ	0.1	MBR용	모듈 : 25	3 bar

③ 설치 방법 비교

UHS-620A

oMUNC-620A

④주요 적용 실적

UHS-620A :중국 하수 재이용 20,000 ㎥/일 (2010 년 ),한국 S 社 정수 시설 2,500 ㎥/일 (2009 년 )
MUNC-620A Ⅱ(MBR) :파주 폐수 종말 처리장 90,000 ㎥/일 (2012 년 ), L 社 폐수 처리장 36,500 ㎥/일 (2008 년 ) 천안 제 3 산단 폐수처리장 10,000 ㎥/일 (2010 년 )

Ⅳ. MBR(Membrane Bio-Reactor) 공법

1) MBR 여과 원리ㅇ MBR 공법은 Membrane의 고액분리 기능을 활용한 기술로서 N, P 제거는 기존 생물학적 고도처리기술인 BNR 공정에 의해 이뤄진다.ㅇ MBR 공법은 고액분리 효율이 멤브레인 공경크기에 의해 결정되는 반면 활성슬러지를 이용한 생물학적처리 공정은 침강성에 의해 이뤄진다.
2) MBR 공법의 특징ㅇ 부유고형물을 100% 제거할 수 있어 슬러지의 침강성에 관계없이 안정적이다.ㅇ 활성슬러지법에 비해 미생물 농도를 3 ~ 4배 높아 폭기조 용량 감소효과 크다.ㅇ 침전조가 필요 없고, 농축조 부피 또한 감소되어 공정의 compact화 가능하다.ㅇ 질산화 매우 유리, 잉여슬러지 발생량이 적다.ㅇ 소독 및 여과공정 불필요 하다.
3) MBR공법과 생물학적하수처리 비교ㅇ 유기물, 질소, 인 제거 : BNR 공정ㅇ SS, 대장균 제거 : Membrane 공정

(생물학적 처리공정과 MBR 처리 공정)

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Ⅰ. 가압식 막여과

1. 가압식 제조사별 특징

1) Pentair (Norit → Pentair('11))

2) Asahi KASEI

3) Toray① Torayfil MF (Outside In, 중공사막)

4) Degremont(Aquasource)① Ultrazur (Inside Out, 중공사막, 외압식)

5) Hydranautics① HYDRAcap (Inside Out, 중공사막, 내압식)

6) H2L① HIFIM (Outside In,, 중공사막, 외압식)

7) METAWATER (일본)① CFL2KHM01 (Outside In, 모노리스막, 가압식, 여과방식 Dead end)

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Ⅲ. 침지식 막여과란?

1. 침지식 제조사별 특징

1) KOLON ① Cleanfil-S Series

2) GE Water (Zenon → GE Water('06))① ZeeWeed 500 와 ZeeWeed 1000 비교

3) SIEMENS (Memcor → US Filter → Veolia Environment → SIEMENS(’04))① MEMCOR CMF-S

4)Asahi KASEI

Ⅳ. MBR(Membrane Bio-Reactor) 공법

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Ⅰ. 가압식 막여과

1. 가압식 제조사별 특징

1) Pentair (Norit → Pentair('11))

2) Asahi KASEI

3) Toray① Torayfil MF (Outside In, 중공사막)

4) Degremont(Aquasource)① Ultrazur (Inside Out, 중공사막, 외압식)

5) Hydranautics① HYDRAcap (Inside Out, 중공사막, 내압식)

6) H2L① HIFIM (Outside In,, 중공사막, 외압식)

7) METAWATER (일본)① CFL2KHM01 (Outside In, 모노리스막, 가압식, 여과방식 Dead end)

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1) KOLON ① Cleanfil-S Series

2) GE Water (Zenon → GE Water('06))① ZeeWeed 500 와 ZeeWeed 1000 비교

3) SIEMENS (Memcor → US Filter → Veolia Environment → SIEMENS(’04))① MEMCOR CMF-S

4)Asahi KASEI

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