유입수 품질 및 RO 멤브레인 공정의 전처리

RO 멤브레인 파울링(RO Membrane fouling)은 물질의 입자, 콜로이드 물질 또는 거대분자가 멤브레인과 물리적, 화학적 또는 기계적으로 상호 작용할 때 발생하는 돌이킬 수 없는 변화를 말합니다. 이러한 상호 작용은 멤브레인 표면 또는 기공 내부에 흡착 또는 침착으로 이어져 기공이 좁아지거나 막히게 되며, 이로 인해 투과 플럭스가 감소하고 분리 특성이 손상됩니다.

오염 물질의 유형에 따라 멤브레인 오염은 네 가지 유형으로 분류 할 수 있습니다.

1. 무기 오염: 탄산염, 황산염과 같이 쉽게 스케일을 형성하는 잘 녹는 무기염에 의해 발생합니다.

2. 유기 오염: 주로 급수에 존재하는 부식질 물질, 다당류 및 단백질과 같은 용해된 유기 물질로 인해 발생합니다.

3. 콜로이드 오염: 멤브레인 표면에 콜로이드 입자가 축적되는 것을 포함합니다.

4. 생물학적 오염: 미생물의 성장과 대사 활동으로 인해 막에 생물막이 형성됩니다.

최근 연구에 따르면 멤브레인 표면의 특성이 다음과 같은 측면에서 오염 정도에 직접적인 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌습니다.

1. 멤브레인 표면의 친수성: 대부분의 오염 물질은 소수성입니다. 친수성 멤브레인 표면은 물 분자와 결합하여 멤브레인 표면의 오염 물질의 직접 접촉 및 흡착을 억제하는 "자유 수" 수화층을 형성할 수 있습니다.

2. 멤브레인의 표면 거칠기: 오염 물질의 크기가 멤브레인 표면의 거칠기에 가까울수록 멤브레인 표면에서 흡착 및 침착이 발생할 가능성이 높아집니다.

3. 멤브레인 표면의 전하: 하전된 오염 물질은 멤브레인 표면과 함께 정전기 인력 또는 반발을 경험할 수 있습니다. 오염 물질과 멤브레인 표면의 전하가 반대일 때 정전기 인력은 오염 물질 흡착을 가속화합니다.

4. 멤브레인의 기공 크기: 멤브레인 기공 크기가 파울제의 입자 크기보다 크면 파울제가 멤브레인 기공으로 직접 들어가 모공이 막힐 수 있습니다.

이러한 요인을 이해하는 것은 다양한 응용 분야에서 멤브레인 오염을 완화하고 멤브레인 성능을 향상시키기 위한 전략을 개발하는 데 중요합니다.