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본 연구는 막 손상을 검지하기 위한 압력손실시험(pressure decay test, PDT)에서 분리막의 초기 상태(virgin state) 의 물성을 고려하여 산정하는 초기설정압력(Ptest, Pmax)에 대한 오차범위를 확인하고자 하였다. 여과 공정을 수행하면서 불가 피하게 발생하는 막오염으로 인하여 변화하는 접촉각을 연속적으로 측정하여 막간차압(transmembrane pressure, TMP)과의 상관관계를 확인한 결과, 막간차압이 0~200 kPa 증가할 때 막 표면에서의 접촉각이 83~41° 범위로 선형 감소하는 결과로 측 정되었다. 물리세척에 의한 회복율이 높은 가역적인 오염구간보다 비가역적인 막오염 구간에서 접촉각의 변화폭이 커지는 것 을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 종래 고정된 초기설정압력에서 막의 물성과 막오염도에 따라 적용의 필요성을 확인할 수 있었으며, 막 손상 면적 대비 일정한 압력손실율(pressure decay rate, PDR)을 얻기 위해서 압력손실시험을 수행할 때 막오염의 간접지표인 TMP를 고려하여 동적으로 초기설정압력값을 산정 및 적용해야만 절대적인 수질 보증을 유지할 수 있을 것이다.
This study aimed to evaluate and correct the error range of the initial set pressure (Ptest), which is determined based on the intrinsic properties of the membrane in its virgin state, in pressure decay test (PDT) used for membrane damage detection. During filtration processes, membrane fouling inevitably occurs, leading to changes in surface properties. By continuously measuring the contact angle and analyzing its correlation with transmembrane pressure (TMP), it was observed that the contact angle on the membrane surface decreased from 83° to 41° as TMP increased from 0 to 200 kPa. Furthermore, a greater variation in contact angle was identified in irreversible fouling regions compared to reversible fouling regions with high recovery rates through physical cleaning. These findings indicate that the conventional approach using a fixed initial set pressure is insufficient, as membrane properties and fouling conditions significantly influence test accuracy. Therefore, to achieve a consistent pressure decay rate (PDR) relative to membrane damage area, it is necessary to dynamically determine and apply the initial set pressure by incorporating TMP as an indirect indicator of membrane fouling. This approach is expected to ensure reliable and absolute water quality assurance during membrane integrity testing.
1. 서 론
2. 연구 방법
2.1. 분리막 및 실험 조건
2.2. PDT의 초기압력설정
2.3. 막오염과 초기설정압력 분석
3. 결과 및 고찰
3.1. 막여과 운전에 의한 막오염 변화
3.2. 막오염에 의한 초기설정압력 결정
3.3. 실증 막여과 시설의 초기설정압력 적용 결과
4. 결 론
Reference
