중수회용 시스템의 핵심 설비 선형은 시스템의 운행 효율, 출수 수질과 경제 효익과 직결된다.펌프, 필름 부품과 소독 장치는 시스템의 핵심 구성 부분으로서 그 선형은 처리 규모, 수질 특성, 운행 원가와 유지 보수 요구 등 여러 가지 요소를 종합적으로 고려해야 한다.
1. 펌프의 선택 기준
1. 유량 및 양정 계산
유량 확정: 펌프의 유량은 시스템 처리 규모에 따라 확정해야 하며, 일반적으로 최대 유량의 1.1-1.2배를 선형 근거로 한다.계산 공식은 Q = P × / (2.73H)이며, 여기서 Q는 유량 (m3/h), P는 축 출력 (kW), 는 펌프 효율 (%), H는 양정 (m) 이다.
양정 계산: 총 양정은 정양정, 동양정 및 압력 손실로 구성됩니다.정양정은 펌프 출구 중심선과 흡수조 수면 사이의 고차를 가리킨다.동양정은 액체가 펌프를 통해 얻은 운동에너지가 전환되는 압력을 말한다.압력 손실에는 파이프 마찰 손실과 부분 저항 손실이 포함됩니다.총 양정 계산 공식은 H = H 흡입 + H 압력-h 손실이며, 그 중 h 손실은 파이프 마찰, 밸브 저항력의 에너지 손실이다.
2. 모델 선택 원칙
- 트래픽 일치: 선택한 펌프의 정격 트래픽은 시스템 설계 트래픽과 일치하여'큰 말이 작은 차를 끄는 현상'을 피해야 합니다.
- 양정 여유: 계산된 총 양정은 시스템 작동 중 최대 저항 증가에 대응하기 위해 10~20% 의 보안 여유를 추가해야 함
- 효율 최적화: 펌프를 선택할 때 작업 상황이 펌프 고효율 구역 부근에 떨어지도록 확보하고 운행 안정과 경제성을 확보해야 한다
- 매체 적응성: 청수, 하수, 부식성 액체와 같은 수송매체 특성에 따라 적절한 펌프 재질(주철, 스테인리스강, 불소플라스틱 등) 선택
3. 전력 계산
축 전력 계산 공식: P = ρ×g × Q × H/1000 중 ρ는 액체 밀도 (kg/m3), g는 중력 가속도 (9.81m/s?), Q는 유량 (m3/s), H는 양정 (m), 는 펌프 효율 (%) 이다.
2. 필름 부품의 선택 기준
1. 필름 유형 선택
초여과막: 예처리단계에 적용되며 여과정밀도 0.002-0.1μm로 대분자유기물, 교질, 세균 등을 효과적으로 제거할수 있다.PVDF 재질은 친수성이 좋고 유기오염에 강하며 산성알칼리에 강하다는 특징이 있으며 운행압력은 보통 1-7bar이다.
역삼투막: 깊이 탈염에 사용되며 여과 정밀도는 0.0001μm이며 탈염률은 99% 이상에 달한다.주요 재질은 방향족 폴리아미드로 운행 압력이 높아 보통 순수한 물 제조에 쓰인다.
납여과막: 초여과와 반침투 사이에 있으며 공경은 1-2nm로 2가, 3가이온과 분자량 200-800의 유기물을 선택적으로 제거할 수 있으며 탈염률은 20~98% 이다.
2. 선택 매개변수
- 필름 통량: 초여과막 설계 통량은 보통 8-15L/(m?·h)이며, 반침투막 통량은 수질에 따라 선택하며, 일반적으로 17.8LMH 정도이다
- 필름 크기: 생산 수량이 4T/H보다 작으면 4040 필름 소자, 4T/H보다 크면 8040 필름 소자 선택
- 회수율: 과여과 시스템 회수율 88~90%, 반침투 시스템은 입수 수질에 따라 결정
- 오염 방지 성능: 입수 수질에 따라 오염 방지막 또는 표준막 선택
3. 필름 배열 방식
반침투 시스템은 일반적으로 28 × 14 배열 (1단 28 개 막관, 2단 14 개 막관) 과 같은 다단 직렬 배열을 사용하여 적합한 막관 병합, 직렬 배열을 통해 과학적인 유량, 압력을 형성하여 Z의 낮은 동력 소모와 소자 수량 균형을 보장한다.
3. 소독장치의 선형표준
1. 소독방식 비교
| 소독 방식 | 사용량 | 접촉 시간 | 장점 | 단점 |
| 자외선 소독
| 10-40mJ/cm² | 10-15초
| 부산물이 없고 소독 속도가 빠르며 설치 면적이 작다 | 수질의 영향을 많이 받고, 등관을 정기적으로 교체해야 하며, 지속적인 소독 능력이 없다 |
| 이산화염소 소독
| 0.5-2mg/L | 10-20분
| 소독 효과가 좋고, 부산물이 적으며, 암모니아 질소의 영향을 받지 않는다 | 복잡한 장비, 높은 운영 비용, 폭발에 대비한 현장 준비 |
| 오존 소독
| 2-5mg/L | 5-10분
| 소독 효과가 매우 강하고, 동시에 유기물을 분해하며, 염소가 남아 있지 않다 | 고가의 장비, 높은 운영 비용, 배기가스 처리 |
| 염소 소독
| 10mg/L | 10-30분
| 가격이 싸고 살균력이 강하며 지속적인 소독능력이 있다 | 소독 부산물이 발생하여 일부 바이러스에 효과가 없다 |
2. 모델 선택 원칙
자외선 소독: 재활용 오수, 엄격한 배출 표준 장면에 적용되며, 수질 SS가 30mg/L 미만이고 탁도가 관통 요구를 만족시키도록 확보해야 한다.자외선 등관 출력은 200W/cm의 UV 등관과 같은 처리 수량에 따라 선택할 수 있으며 소독 효율을 보장합니다.
이산화염소 소독: 중대규모 정수장, 부산물에 민감한 장면에 적용된다.자동투입설비를 갖추어야 하며 투입점은 주요사용자의 취수점에서 물흐름시간이 15분보다 큰 주관선에 설치해야 한다.
염소 소독: 대형 정수장에 적용되며 운행 비용이 낮고 조작이 간단하다.누출 경보 장치를 갖추어야 하며, 염소 가스 농도 ≥ 0.5ppm 시 경보해야 한다.
3. 연합 소독 방안
중수회용시스템에 대해서는 자외선과 이산화염소의 타지방련합소독을 채용할것을 건의한다.배관망 시작부분에 자외선 소독기를 설치하여 일회용 소독 (조사용량 40-80mJ/cm2) 을 하고, 송수 핵심 노드에 이산화염소 (투여량 0.5-2mg/L) 를 투여하면 살균력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 화학제제 투여량도 줄일 수 있다.
4. 종합적인 선형건의
1. 선택 프로세스
- 수질 분석: 원수의 수질 특성과 재활용 수질 요구사항 명확화
- 처리 규모 결정: 일평균 처리량 및 피크 계수를 기준으로 장비 처리 능력 결정
- 공정 선택: 수질 특성과 재활용 용도를 결합하여 필름 분리 기술과 소독 방식 선택
- 장비 구성: 처리 프로세스에 따라 적절한 펌프, 필름 구성 요소 및 소독 장치 구성
- 성능 검증: 성능 곡선을 통해 장비 선택 합리성을 검증하고 작업 공간이 효율적인 영역에 있는지 확인
2. 경제성 고려
- 설비 투자: 기술이 성숙하고 안정적인 설비를 우선적으로 선택하여 과도한 배치를 피한다
- 운영 비용: 에너지 소비, 약품 소비, 소모품 교체 주기 등을 고려
- 유지 보수 비용: 유지보수가 편리하고 예비 부품이 충분한 설비를 선택하여 유지 보수의 난이도를 낮춘다
- 사용 수명: 필름 부품의 사용 수명은 ≥5년, 펌프류 설비는 양호한 내부식성을 갖추어야 한다
3. 안전과 환경 보호
- 안전 보호: 소독 설비는 안전 보호 장치를 갖추어야 한다. 예를 들어 이산화염소 발생기는 폭발 방지 설계를 해야 한다.
- 친환경 요구 사항: 에너지 소비량이 적고 소음이 적은 장치를 선택하여 친환경 표준 준수
- 자동화 제어: 자동화 제어 시스템을 사용하여 장비 작동 상태를 실시간으로 모니터링하고 자동으로 조정
과학적이고 합리적인 설비 선형을 통해 중수 회수 시스템은 효율적이고 안정적인 운행을 실현할 수 있으며, 출수 수질은 회수 표준을 만족시킬 수 있으며, 동시에 운행 원가를 낮추고 경제 효익과 환경 효익을 높일 수 있다.