KR100686979B1 - Manufacturing method of a high purity clean-salt from deep sea water - Google Patents

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Abstract

A method of manufacturing high-purity salt from deep sea water by several processes comprising heating, filtering, pH adjusting, reverse osmosis filtering, neutralizing, electro-dialyzing, evaporating, dehydrating and drying treatment is provided. The salt is high in cleanness and rich in nutrient as compared to sea salt and can be widely used as table salt. The high-purity salt is prepared by the steps of: heating deep sea water at 20 to 30deg.C and pretreating by nano-filtration; adjusting the pH of the deep sea water to 4.5 to 6.5 and subjecting to reverse osmosis concentration to give desalinated water which is sent to a drink making process and a concentrated brine solution which is sent to a nano-filtration process; sending mineral components from the nano-filtration to a mineral making process and the brine solution to a neutralization tank; supplying 5 to 10% by weight of alkali to the brine solution and subjecting to desalting treatment by applying direct current and sending to a mineral making process; subjecting the concentrated brine to electro dialysis and sending to an evaporation tower to allow counterflow contact with hot air; and dehydrating and drying deposited salt.

Description

해양 심층수로부터 고순도 청정소금을 제조하는 방법{Manufacturing method of a high purity clean-salt from deep sea water}Manufacturing method of a high purity clean-salt from deep sea water}

도 1은 해양 심층수로부터 청정소금을 제조하는 전체 공정도1 is an overall process of manufacturing clean salt from deep sea water

도 2는 중화 및 전기투석에 의한 농축염수 제조공정도Figure 2 is a concentrated brine production process by neutralization and electrodialysis

도 3은 증발 및 자화처리, 염석출과 탈수처리공정도3 is a process diagram for evaporation and magnetization, salt precipitation and dehydration

도 4는 80℃에서 해양 심층수의 비중변화에 따른 각종 염의 석출율도Figure 4 is a precipitation rate of various salts according to the change in specific gravity of the deep sea water at 80 ℃

도 5는 해양 심층수의 농축에 의한 함유염류의 농도변화도5 is a change in concentration of the salt contained by the concentration of deep sea water

도 6은 해양 심층수의 농축과정에서 함유염류의 석출량(析出量)의 관계도Fig. 6 is a relational chart of precipitation amount of salts in the deep sea water concentration process.

도 7은 전기투석공정에서 함유염류의 농도변화도7 is a change in concentration of the salt contained in the electrodialysis process

도 8은 해수, 함수(鹹水), 간수의 관계도8 is a relational diagram of seawater, water, and a lake

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1: 전기투석장치 2: 음이온교환막 1: electrodialysis apparatus 2: anion exchange membrane

3: 양이온교환막 4: 양극실 3: cation exchange membrane 4: anode chamber

5: 음극실 6: 탈염실 5: cathode chamber 6: desalting chamber

7: 염농축실 8: 양극 7: salt concentration room 8: anode

9: 음극 10: 정류기 9: cathode 10: rectifier

11: 중화조 12: 중화조교반기11: China 12: Chinese Agitator

13: 염수 이송펌프 14: 농축염수 저장조13: brine transfer pump 14: concentrated brine reservoir

15: 농축염수 이송펌프 16: 염석출조(鹽析出槽)15: concentrated brine transfer pump 16: salt extraction tank

17: 염석출조 레이크(Rake) 18: 반송수저장조(返送水貯藏槽)17: salt salt tank Rake 18: return water storage tank

19: 반송 펌프(Pump) 20: 자화기(磁化器)19: return pump 20: magnetizer

21: 증발 탑 22: 분무 노즐(Nozzle)21: Evaporation Tower 22: Spray Nozzle

23: 데미스터(Demister) 24: 송풍기23: Demister 24: Blower

25: 버너(Burner) 26: 열교환기25: burner 26: heat exchanger

27: 석출염이송스크루컨베이어(screw conveyer)27: precipitate conveyer (screw conveyer)

28: 탈수여액저장조 29: 탈수여액이송펌프 28: dehydration liquid storage tank 29: dehydration liquid feed pump

pH: 수소 이온농도 N: N극(N-Pole) S: S극(S-Pole) pH: hydrogen ion concentration N: N-Pole S: S-Pole

ⓢ: 솔레노이드밸브(Solenoid valve) M: 모터(Motor)Ⓢ: Solenoid valve M: Motor

BI: 보메비중지시계(Baume indicator)BI: Baume indicator

BIS: 보메비중지시제어기(Baume indicating switch)BIS: Baume indicating switch

TIC: 온도지시제어기(Temperature indicating controller)TIC: Temperature indicating controller

ECIS: 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch)ECIS: Electric conductivity indicating switch

본 발명은 청정소금을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해양 심층수를 취수하여 나노여과와 역삼투여과를 한 다음, 전기투석(電氣透析)으로 염(NaCl)을 농축한 것을 증발 및 자화처리를 하면서 소금이 석출되면 탈수건조하여 고순도의 청정소금을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing clean salt, and more particularly, to collect deep sea water, perform nanofiltration and reverse osmosis, and then concentrate the salt (NaCl) by electrodialysis to evaporate and magnetize. When the salt is precipitated while dehydrating and drying relates to a method for producing a high purity clean salt.

해양 심층수는 표층해수에 비해서 다음 표 1에서 보는 바와 같이 표층해수에 비해서 온도가 낮은 저온성(低溫性), 인산·규소·질산성 질소 등의 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높으며, 환경오염물질, 부유물질(浮遊物質)과 현탁물질(懸濁物質)의 농도가 낮으면서 미생물의 농도가 낮은 청정성(淸淨性) 등의 특성이 있다.Deep sea water has a higher concentration of nutrients, such as low temperature, low temperature, phosphoric acid, silicon, and nitrate nitrogen, as compared to surface water, as shown in Table 1 below. It has low concentrations of environmental pollutants, suspended solids and suspended solids, and low concentration of microorganisms.

표 1 해양 심층수와 표층해수의 성분 분석표              Table 1 Analysis table of deep seawater and surface seawater

분 류    Classification 항 목        Item 해 양 심 층 수   Deep sea water 표 층 해 수   Surface layer seawater 일 반 항 목   General Item 수온(℃)  Water temperature (℃) 0∼12    0-12 16.5∼24.0   16.5-24.0 pH 산성도  pH acidity 7.98     7.98 8.15    8.15 DO 용존산소 (mg/ℓ)  DO dissolved oxygen (mg / ℓ) 7.80     7.80 8.91    8.91 TOC 유기 탄소 (mg/ℓ)  TOC Organic Carbon (mg / ℓ) 0.962     0.962 1.780    1.780 용해성 증발잔류물(mg/ℓ)  Soluble Evaporation Residue (mg / ℓ) 40750  40750 3759037590 M-알칼리도(mg/ℓ)  M-alkalido (mg / l) 114.7    114.7 110.5  110.5 주 요 원 소      Main element Cℓ-염화물이온(%)  Cl-chloride (%) 2.237      2.237 2.192    2.192 Na 나트륨 (%)  Na sodium (%) 1.080      1.080 1.030    1.030 Mg 마그네슘 (%)  Mg Magnesium (%) 0.130      0.130 0.131    0.131 Ca 칼슘 (mg/ℓ)  Ca calcium (mg / ℓ) 456    456 441  441 K 칼륨 (mg/ℓ)  K potassium (mg / ℓ) 414    414 399  399 Br 브롬 (mg/ℓ)  Br bromine (mg / ℓ) 68.8      68.8 68.1   68.1 Sr 스트론튬 (mg/ℓ)  Sr Strontium (mg / ℓ) 7.77      7.77 7.61    7.61 B 붕소 (mg/ℓ)  B boron (mg / ℓ) 4.44      4.44 4.48    4.48 Ba 바륨 (mg/ℓ)  Ba barium (mg / ℓ) 0.044      0.044 0.025    0.025 F 불소 (mg/ℓ)  F Fluorine (mg / ℓ) 0.53      0.53 0.56    0.56 SO4 2 - (mg/ℓ) SO 4 2 - (mg / ℓ ) 2833   2833 2627 2627 영 양 염 류   Nutrient salts NH4 +암모니아태질소(mg/ℓ)NH 4 + ammonia nitrogen (mg / l) 0.05      0.05 0.03    0.03 NO3 - 질산태질소 (mg/ℓ)NO 3 - Nitrogen Nitrate (mg / ℓ) 1.158      1.158 0.081    0.081 PO4 3 - 인산태인 (mg/ℓ)PO 4 3 - phosphate (mg / ℓ) 0.177      0.177 0.028    0.028 Si 규소 (mg/ℓ)  Si silicon (mg / ℓ) 1.89      1.89 0.32    0.32 미 량 원 소    Trace element Pb 납 (μg/ℓ)  Pb lead (μg / ℓ) 0.102      0.102 0.087    0.087 Cd 카드뮴 (μg/ℓ)  Cd Cadmium (μg / ℓ) 0.028      0.028 0.008    0.008 Cu 구리 (μg/ℓ)  Cu copper (μg / ℓ) 0.153      0.153 0.272    0.272 Fe 철 (μg/ℓ)  Fe iron (μg / ℓ) 0.217      0.217 0.355    0.355 Mn 망간 (μg/ℓ)  Mn manganese (μg / ℓ) 0.265      0.265 0.313    0.313 Ni 니켈 (μg/ℓ)  Ni nickel (μg / ℓ) 0.387      0.387 0.496    0.496 Zn 아연 (μg/ℓ)  Zn Zinc (μg / ℓ) 0.624      0.624 0.452    0.452 As 비소 (μg/ℓ)  As Arsenic (μg / ℓ) 1.051      1.051 0.440    0.440 Mo 몰리브덴 (μg/ℓ)  Mo molybdenum (μg / ℓ) 5.095      5.095 5.555    5.555 균 수   Number of bacteria 생균 수(개/mℓ)  Viable count (pcs / mℓ) 102 10 2 103∼104 10 4 3-10

주) 상기 표 1의 분석표는 일본 고지현 무로도시 무로도등대(高知縣 室戶市 室戶岬) 동쪽의 해저 374m의 해양 심층수와 표층해수의 성분을 분석한 수치임. Note) The analysis table in Table 1 is a numerical analysis of the deep seawater and surface seawater at 374m below the east of Muroro Lighthouse, Muro City, Koji Prefecture, Japan.

또한, 해양 심층수는 인체에 필요한 다양한 필수 미량원소가 함유되어 있으면서 장기간 고압 하에서 물 분자의 집단체(Cluster)가 소집단수(Microclustered water)로 숙성되어 있는 특성이 있다. In addition, the deep ocean water contains various essential trace elements necessary for the human body, and has a characteristic that the cluster of water molecules is matured as microclustered water under high pressure for a long time.

해양 심층수의 물 분자의 집단수(集團數)는 핵자기공명(核磁氣共鳴; Nuclear magnetic resonance)의 17O-NMR 반치폭의 값이 70∼80㎐로, 17O-NMR 반치폭의 값이 70∼80㎐인 물 분자 집단수는 17O-NMR 반치폭의 값의 1/10에 해당하는 7∼8개의 물 분자가 상호 수소결합(水素結合)에 의해 집단체(集團體; Cluster)로 되어있다.The number of groups of water molecules in deep ocean water is 70-80 Hz for the value of 17 O-NMR half width of Nuclear magnetic resonance, and 70-80 values for the half-width of 17 O-NMR value. As for the number of water molecule population of 80 microseconds, 7-8 water molecules corresponding to 1/10 of the value of 17 O-NMR half width | variety are clustered by mutual hydrogen bond.

해양 심층수를 취수하여 식염을 제조할 때 고려하여야 할 사항을 검토하면 다음과 같다.Considering the considerations when preparing the salt by taking deep ocean water is as follows.

① 인체에 유해한 브롬(Br)과 붕소(B)는 최대한 제거되어야 한다. ① Bromine (Br) and boron (B) harmful to human body should be removed as much as possible.

② 염수농축 역삼투여과공정에서는 운전 중에 스케일(Scale)생성으로 인한 막의 막힘 현상(Fouling)을 유발시켜 압력손실계수의 상승, 공급원수의 편류(偏流) 및 역삼투막의 성능저하를 초래하지 않은 운전조건에서 운전하여야 한다.(2) In the brine concentrated reverse osmosis process, membrane clogging due to scale generation during operation may cause fouling, resulting in an increase in pressure loss coefficient, drift of feed water, and deterioration of reverse osmosis membrane. You must drive.

③ 각종 미네랄성분이 자화처리(磁化處理)를 하여 활성화된 염으로 처리하는 것이 흡수효율이 향상되는 활성화된 염을 생산할 수 있다.③ Various mineral components are magnetized and treated with activated salts to produce activated salts with improved absorption efficiency.

해양 심층수에서 종래의 식염제조방법으로는 일본 특허공개 평(平) 10-150947호의 경우는 가열을 하지 않고 상온에서 농축염수(鹹水)를 제조하는 경우에 는 제조시간이 길어 장치의 규모와 부지면적이 커지면서, 기후와 일기조건에 따라서 염 생산에 제약을 받는 문제점이 있다. Conventional salt production methods in deep sea water use Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-150947, where the production time is long when concentrated brine is produced at room temperature without heating. As it grows larger, there is a problem in that salt production is restricted depending on weather and weather conditions.

그리고 종래의 식염제조방법에서는 발암물질로 알려진 취소(Br)와 장기간 다량섭취할 경우에는 인체의 소화기나 신경계통에 장애를 야기하는 물질로 알려진 붕소(硼素: B)를 제거한 건강에 좋은 소금의 합리적인 제조방법은 아직까지 제시되지 않고 있다.In addition, in the conventional salt preparation method, a reasonable amount of healthy salt is removed, which is known as a carcinogen (Br) and boron (硼 素: B), which is known to cause a disorder of the digestive or nervous system of the human body when a large amount is ingested for a long time. The production method has not been proposed yet.

본 발명에서 해수의 비중을 나타내는 보메비중계(Baume's hydrometer)의 보메도(°Be)는 액체의 비중을 측정하기 위하여 보메비중계를 액체에 띄웠을 때의 눈금의 수치로 나타낸 것으로, 물의 비중보다 무거운 중액용(重液用)의 무거운 보메도(중보메도)와 물의 비중보다 가벼운 경액용(輕液用)의 가벼운 보메도(경보메도)가 있으며, 이 중에서 중액용은 순수(純水)를 0°Be로 하고, 15% 식염수를 15°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 가지며, 경액용은 10% 식염수를 0°Be로 하고, 순수(純水)를 10°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 매기고 있으며, 보메도(°Be)는 해수의 경우 염 농도(wt%)와 근사(近似)하기 때문에 농도를 표시하는 척도로도 널리 사용되고 있다.In the present invention, the Bomedo (° Be) of the Baume's hydrometer representing the specific gravity of the seawater is expressed as a numerical value of the scale when the Bomeviometer floated on the liquid to measure the specific gravity of the liquid, the heavy liquid heavier than the specific gravity of the water Heavy bomedoes of the dragon and light bomedoes of the light liquids which are lighter than the specific gravity of water are used. Among these, the heavy liquids have a pure water of 0 °. Be, 15% saline solution at 15 ° Be, and 15 divisions in between. The liquid solution is 10% saline solution at 0 ° Be, and pure water is 10 ° Be. The scale is divided into 15 equal parts, and the bomedo (° Be) is widely used as a measure of concentration because it approximates the salt concentration (wt%) in seawater.

보메도(°Be)와 액체의 비중(d)과의 관계는 다음과 같다.The relationship between the Bume (° Be) and the specific gravity (d) of the liquid is

액체의 비중이 물의 비중보다 무거운 중보메도의 경우For heavy media that has a specific gravity of liquid greater than that of water

d = 144.3/(144.3-Be) ………………………………………………① d = 144.3 / (144.3-Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ①

액체의 비중이 물의 비중보다 가벼운 경보메도의 경우In the case of an alarm field where the specific gravity of the liquid is lower than the specific gravity of the water

d = 144.3/(134.3+Be) ………………………………………………② d = 144.3 / (134.3 + Be)... … … … … … … … … … … … … … … … … … ②

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하면서 붕소와 브롬의 농도가 낮으면서 활성화된 고순도의 청정식염을 제조하는 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention is to provide a method for producing a high-purity clean salt activated while having a low concentration of boron and bromine while solving the above problems.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수심 200m이하의 해양 심층수를 취수하여 온도를 20∼30℃로 가온하는 단계, 모래여과, 정밀여과, 한외여과 등에 의한 수중의 부유고형물질을 전처리 여과단계, pH를 4.5∼6.5로 조정하는 단계, 나노여과를 한 다음 역삼투여과를 하여 염수를 생산하는 단계, 염수를 중화처리하는 단계, 중화처리된 염수를 전기투석공정에서 농축염수를 생산하는 단계, 농축염수를 증발 및 자화처리를 하여 활성화된 염을 석출하는 단계, 석출된 염을 탈수 및 건조하는 단계, 포장 및 검사 단계로 이루어진 공정에 의해서 고순도의 청정식염을 제조하는 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is to take a deep sea water of 200m or less in depth to warm the temperature to 20 ~ 30 ℃, pretreatment filtration step of suspended solids in water by sand filtration, microfiltration, ultrafiltration, etc. adjusting the pH to 4.5-6.5, nanofiltration followed by reverse osmosis to produce brine, neutralizing the brine, neutralizing brine to produce concentrated brine in the electrodialysis process, concentration It is characterized by producing a high purity clean salt by a process consisting of evaporation and magnetization of the brine to precipitate the activated salt, dehydration and drying the precipitated salt, packaging and inspection step.

먼저, 해양 심층수의 특징을 검토하면, 수심 200m이하의 해양 심층수는 표층의 해수와는 달리 태양 광이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton)을 증식하지 못하기 때문에 표층의 해수에는 없는 고영양성(高榮養性), 청정성(淸淨性), 저온안정성(低溫安定性), 미네랄밸런스특성 등의 특징이 있다. First of all, the characteristics of deep ocean water are 200 meters below sea level, and since the deep sea water does not reach the plankton because it does not reach the sun, unlike the sea water at the surface, high nutrients do not exist in the surface water. It is characterized by cleanliness, low temperature stability and mineral balance characteristics.

1. 고영양성(高榮養性)1. High nutrition

태양 광이 닿지 않는 심해에서는 표층의 해수와는 달리 플랑크톤에 의한 광합성은 거의 행해지지 않기 때문에 표층의 해수에서는 광합성에 의해서 소비되는 무기 영양염류(질소, 질산염, 인산염, 규소)의 소모가 없으며, 광합성 활동을 할 수 없기 때문에 유기물이 적고 표층으로부터 침강한 생물의 사체 등의 유기물로부터 다량의 영양염류가 분해·용출되며, 이를 이용하는 플랑크톤이 없기 때문에 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높게 존재한다.In the deep sea where sunlight does not reach, the photosynthesis by plankton is hardly performed, unlike seawater in the surface layer, so there is no consumption of inorganic nutrients (nitrogen, nitrate, phosphate, silicon) consumed by photosynthesis in the surface seawater. Due to the lack of activity, large amounts of nutrients are decomposed and eluted from organic matter, such as dead bodies of organisms that have settled from the surface, and high concentrations of nutrients exist because there is no plankton to use. .

2. 청정성(淸淨性)2. Cleanliness

태양 광이 닿지 않는 심해에서는 플랑크톤이 적기 때문에 어류 등의 생물이 적으면서 병원성 미생물이 거의 존재하지 않으며, 또한, 육지나 대기로부터의 오염물질에 의한 오염의 가능성도 표층수에 비해 극히 적기 때문에 매우 깨끗하다.In the deep sea where sunlight does not reach, there is little plankton, so there are few organisms such as fish, there are few pathogenic microorganisms, and the possibility of contamination by pollutants from land and the atmosphere is very small compared to surface water, and it is very clean. .

3. 저온안정성(低溫安定性)3. Low Temperature Stability

해양 심층수는 온도와 염분농도의 차이로부터 표층수와 서로 섞이는 일 없이 저온 고압상태에서 수온의 변화가 지극히 안정되어 있는 특징이 있다.Deep sea water is characterized by extremely stable water temperature changes at low temperature and high pressure without mixing with surface water from the difference in temperature and salinity.

4. 미네랄 특성 4. Mineral Properties

해양 심층수에는 인체혈액의 미네랄성분과 유사한 다양한 필수 미량원소가 함유되어 있다.Deep sea water contains a variety of essential trace elements similar to the minerals in human blood.

해양 심층수에 용해되어 있는 염은 상기와 같은 특징이 있기 때문에 표층해수로부터 생산된 천일염에 비해서는 위생적으로 안전하면서 인체에 유용한 다양한 미네랄성분이 함유되어 있기 때문에 양질의 청정소금을 생산할 수 있다.Since the salt dissolved in the deep sea water has the above characteristics, it is possible to produce high-quality clean salt because it contains various minerals that are hygienic and safe and useful to the human body compared to the natural salt produced from surface sea water.

표 1에서 보는 바와 같이 인체에 유해한 납(Pb), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 비소(As)와 같은 중금속성분과 불소(F) 등은 미량으로 존재하기 때문에 인체건강에 별문제가 되지 않으나, 발암성 물질로 알려진 브롬(Br)과 위장 및 피부장애를 주는 붕소(B)는 최대한 제거하여야 한다.As shown in Table 1, since heavy metals such as lead (Pb), cadmium (Cd), copper (Cu), and arsenic (As) and fluorine (F) are present in trace amounts, they are not a problem for human health. However, bromine (Br), known as a carcinogenic substance, and boron (B), which causes gastrointestinal and skin disorders, should be removed as much as possible.

그래서 본 발명에서는 브롬(Br)과 붕소(B)를 최대한 제거하여 위생적으로 안전한 소금을 생산 도록 하면서, 인체에 흡수효율이 좋게 활성화된 고순도의 청정소금을 제조하는 방법을 제시한다. Thus, the present invention proposes a method for producing clean salt of high purity, which is activated to have a good absorption efficiency to the human body, while removing bromine (Br) and boron (B) as much as possible to produce hygienically safe salt.

해양 심층수에는 붕소가 4∼5㎎/ℓ가 함유되어 있으면서 붕산(H3BO3)의 형태로 존재하며, 붕산은 산성상태에서는 B(OH)3의 상태로 이온반경이 0.23Å 정도로 입자의 크기가 적기 때문에 나노여과 및 역삼투여과에 의해서 농축되지 않는다.Deep sea water contains 4 to 5 mg / l of boron and is present in the form of boric acid (H 3 BO 3 ). Boric acid is B (OH) 3 in acidic state with an ion radius of 0.23Å. Is less concentrated by nanofiltration and reverse osmosis.

붕산(硼酸)은 산성상태에서는 B(OH)3의 상태로 존재하지만, pH가 중성 내지 알칼리(Alkali) 상태에서는 다음 반응식 ③에서와 같이 붕산은 겔(Gel) 상태의 폴리(Poly) 붕산으로 전환한다.Boric acid is present in the acidic state as B (OH) 3 , but when the pH is neutral to alkaline, the boric acid is converted to gel boric acid as shown in the following reaction ③. do.

B(OH)3 + OH_ → Poly Boric acid([B(OH)4]- , [B3O3(OH)4]- , [B4O5(OH)4]2-, [B5O6(OH)4]- ) ………………………………………………………………………………③B (OH) 3 + OH _ → Poly Boric acid ([B (OH) 4 ] - , [B 3 O 3 (OH) 4 ] - , [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2- , [B 5 O 6 (OH) 4 ] - ). … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ③

따라서 본 발명에서는 해양 심층수를 20∼30℃로 가온 처리 후 모래여과, 정밀여과, 한외여과 등에 의해서 수중의 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거한 다음에, pH를 4.5∼6.5 범위의 약산성의 상태로 조정하여 붕산은 입자의 크기가 적은 B(OH)3의 상태로 처리를 한 후 나노여과와 역삼투여과를 하여 붕산이 제거된 염수를 얻도록 한다.Therefore, the present invention removes suspended solids (SS; Suspended solid) in the water by sand filtration, microfiltration, ultrafiltration, etc. Boric acid is treated in the state of B (OH) 3 having a small particle size, followed by nanofiltration and reverse osmosis to obtain brine from which boric acid has been removed.

표 2와 표 3에서 보는 봐와 같이 브롬(臭素; Br)은 해수 중에서 주로 MgBr2의 형태로 존재하면서 수중에서 용해도가 NaCl보다 높으면서, 고온(40∼100℃)에서 NaCl은 용해도의 차이가 미약한데, 고온에서는 용해도가 증가하는 특성이 있다.As shown in Tables 2 and 3, bromine (Br) exists mainly in the form of MgBr 2 in seawater, and its solubility in water is higher than that of NaCl, while NaCl has a slight difference in solubility at high temperatures (40 to 100 ° C). However, there is a characteristic that the solubility increases at high temperature.

그래서 본 발명에서는 소금의 증발·석출공정에서 보메도 30∼32°Be범위의 70∼90℃ 범위의 온도에서 소금을 석출(析出)도록 하여 석출된 소금 중에서 취소(Br)의 함량이 적은 소금이 생산되도록 한다. Therefore, in the present invention, salts having a low content of cancel (Br) in the precipitated salts are precipitated at a temperature in the range of 70-90 ° C. in the range of 30-32 ° Be. To be produced.

표 2 해수 중에 함유된 주요염의 온도에 따른 물에 용해도(단위; g/100ℓ물)Table 2 Solubility in water according to the temperature of major salts in seawater (unit: g / 100ℓ water)

염의 종류Kind of salt 0℃  0 10℃  10 20℃  20 30℃  30 40℃  40 50℃  50 ℃ 60℃  60 ℃ 70℃  70 80℃  80 90℃  90 100℃  100 ℃ CaSO4 CaSO 4 0.1759 0.1759 0.1928 0.1928 -   - 0.2090 0.2090 0.2097 0.2097 -   - 0.2047 0.2047 0.1966 0.1966 -   - -   - 0.1619 0.1619 MgBr2 6H2OMgBr 2 6H 2 O 91.0 91.0 94.5 94.5 96.5 96.5 99.2 99.2 101.6 101.6 104.1 104.1 107.5 107.5 -   - 113.7 113.7 -   - 120.2 120.2 MgSO4 6H2OMgSO 4 6H 2 O 40.8 40.8 42.2 42.2 44.5 44.5 45.3 45.3 -   - 50.4 50.4 53.5 53.5 59.5 59.5 64.2 64.2 69.0 69.0 74.0 74.0 KCℓ KCℓ 27.6 27.6 31.0 31.0 34.0 34.0 37.0 37.0 40.0 40.0 42.6 42.6 45.5 45.5 48.3 48.3 51.1 51.1 54.0 54.0 56.7 56.7 NaCℓ NaCℓ 35.7 35.7 35.8 35.8 36.0 36.0 36.3 36.3 36.6 36.6 37.0 37.0 37.3 37.3 37.8 37.8 38.4 38.4 39.0 39.0 39.8 39.8

도 5의 "해양 심층수의 농축에 의한 각종염류의 농도변화도"와 도 6의 "해양 심층수의 농축과정에서 함유염류의 석출량(析出量)의 관계도" 및 표 3의 "해수의 증발농축에서 석출물"에서 보면, 보메도 비중이 3∼4°Be정도인 해수를 증발농축하여 11.5°Be가 되면 CaSO4가 석출(析出)하기 시작하며, NaCℓ은 25∼26°Be에서부터 석출하기 시작하며, 32°Be이상이 되면 MgSO4, MgCl2 가 석출하게 되며, 이어서 MgBr2이 석출하기 시작한다.Figure 5 shows the relationship between the concentration changes of various salts due to the concentration of deep sea water and the relationship between the precipitation amounts of salts in the deep sea water concentration process and the evaporative concentration of sea water in Table 3. In the "precipitates", CaSO 4 begins to precipitate at 11.5 ° Be by evaporating seawater with a specific gravity of 3 ~ 4 ° Be and NaCℓ begins to precipitate from 25 ~ 26 ° Be. MgSO 4 , MgCl 2 precipitates when the temperature is above 32 ° Be. MgBr 2 begins to precipitate.

표 3 해수의 증발농축에서 석출물(g/ℓ)                Table 3 Precipitation (g / l) in Seawater Evaporative Concentration

비중 (°Be)Specific gravity (° Be) 부피(cc)Volume (cc) Fe2O3 Fe 2 O 3 CaCO3 CaCO 3 CaSO4 CaSO 4 MgSO4 MgSO 4 MgCℓ2 MgCℓ 2 NaCℓNaCℓ MgBr2 MgBr 2 KCℓKCℓ 3.43.4 1,0001,000 7.17.1 533533 0.00300.0030 0.06420.0642 11.511.5 316316 TraceTrace 14.014.0 245245 TraceTrace 16.7516.75 190190 0.05300.0530 0.56000.5600 20.6020.60 145.5145.5 0.50200.5020 22.0022.00 131.0131.0 0.16000.1600 25.0025.00 112.0112.0 0.15080.1508 26.2526.25 95.095.0 0.14760.1476 0.00400.0040 0.00780.0078 3.26143.2614 27.027.0 64.064.0 0.14400.1440 0.01300.0130 0.03560.0356 9.65009.6500 28.5028.50 39.039.0 0.07000.0700 0.02600.0260 0.04370.0437 7.89607.8960 0.07280.0728 32.3032.30 30.030.0 0.01440.0144 0.01740.0174 0.01500.0150 2.62402.6240 0.03580.0358 32.4032.40 23.023.0 0.02540.0254 0.02400.0240 2.27202.2720 0.05180.0518 35.035.0 16.216.2 0.53820.5382 0.02740.0274 1.40401.4040 0.06200.0620 전석출량Total precipitation -  - 0.00300.0030 0.11720.1172 1.74881.7488 0.62400.6240 0.15350.1535 27.107427.1074 0.22240.2224 간수 중 잔존량Remaining water -  - 1.85481.8548 3.16403.1640 0.58850.5885 0.33000.3300 0.53350.5335 합 계Sum -  - 0.00300.0030 0.11720.1172 1.74881.7488 2.47882.4788 3.31753.3175 27.695927.6959 0.55240.5524 0.53350.5335

전기투석공정에서는 18∼20°Be 범위로 농축된 농축염수를 증발농축하여 25∼26°Be에서부터 NaCl이 석출하기 시작하면서 32°Be이상이 되면 MgSO4, MgCl2 등이 석출하며, 이어서 MgBr2도 석출하기 때문에 32°Be이하에서 브롬(Br)성분의 농도가 낮은 염이 석출되도록 한다. In the electrodialysis process, concentrated brine concentrated in the range of 18 ~ 20 ° Be is evaporated and NaCl starts to precipitate from 25 ~ 26 ° Be, and when MgSO 4 , MgCl 2 The back is precipitated, and then Since MgBr 2 also precipitates, salts with a low concentration of bromine (Br) are precipitated below 32 ° Be.

이하 도면을 중심으로 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에서 해양 심층수는 수심 200m이하의 해저심층에서 취수를 하며, 취수방법은 선상(船上)에서 해저 200m이하에 배관을 내려 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 펌프(Pump)로 취수하던가, 해저 수심 200m이하까지 배관을 설치하여 취수정을 해수면 이하로 설치하여 사이펀(siphon) 원리에 의해서 취수를 한다.In FIG. 1, the deep sea water is taken from the deep seabed of 200 m or less, and the intake method is to take the pipe down to 200 m or less from the ship's bottom, or install the pipe to the sea level 200 m or less, and then take it with a pump. Or, pipes are installed up to 200m below sea level, and the intake wells are installed below sea level to take water according to siphon principle.

집수조에 취수된 해양 심층수는 온도가 낮으면서 점도가 높아 여과효율이 떨 어지기 때문에 20∼30℃로 가온 처리를 한다.The deep ocean water collected in the sump is warmed to 20 ~ 30 ℃ because of its low viscosity and high filtration efficiency.

가온 방법은 보일러에서 열을 공급받거나, 여름철에는 해양 표층수를 이용할 수도 있다.The warming method may be supplied with heat from a boiler, or may use sea surface water in summer.

가온 처리된 해양 심층수는 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Micro filter ), 한외여과(限外濾過; Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 후단의 나노여과(Nano filter)와 역삼투여과(Reverse Osmosis filter)에서 막 막힘(Fouling) 현상이 야기될 수 있는 부유고형물질(SS; Suspended solid)을 제거하는 전처리 여과를 한다. The warmed deep sea water is filtered through sand filtration, micro filtration, ultra filtration alone or a combination of two or more of them. And pretreatment filtration to remove suspended solids (SS) which may cause fouling in Reverse Osmosis filter.

취수된 해양 심층수의 탁도(濁度)가 2㎎/ℓ이하인 경우는 모래여과는 할 필요가 없다.Sand filtration does not need to be performed if the turbidity of the ocean waters withdrawn is less than 2 mg / l.

이때 여과압력은 운전조건에 따른 여과기의 압력손실과 배관의 압력손실을 고려하여 결정하며, 모래여과의 여과속도는 6∼10m/시간으로 하고, 여과사(濾過砂)의 유효경(有效徑)은 0.3∼0.45㎜, 균등계수(均等係數)는 2.0 이하로 하며, 여층(濾層)의 두께는 0.5∼1.0m로 한다.At this time, the filtration pressure is determined in consideration of the pressure loss of the filter and the pressure loss of the pipe according to the operating conditions.The filtration speed of sand filtration is 6-10 m / hour, and the effective diameter of the filter sand is 0.3-0.45 mm, the uniformity coefficient shall be 2.0 or less, and the thickness of the filtrate layer shall be 0.5-1.0 m.

그리고 정밀여과와 한외여과는 여과 막의 종류에는 구애받지 않으며, 벤더(Vendor)의 사양에 따라서 여과속도와 압력손실을 고려하여 펌프(Pump)의 공급압력을 결정한다.Microfiltration and ultrafiltration are independent of the type of filtration membrane, and the supply pressure of the pump is determined in consideration of the filtration speed and the pressure loss according to the specifications of the vendor.

전처리여과공정에서 수중의 부유고형물질이 제거된 해양 심층수는 pH조정공정으로 보내어 나노여과 막이나 역삼투여과 막에서 스케일(Scale)이 최대한 억제되도록 pH를 4.5∼6.5 범위의 약산성으로 조정하며, 이때 pH조정제로는 무기산 중에 서 염산(HCl)을 사용한다.Deep seawater from which suspended solids have been removed from the pre-filtration process is sent to a pH adjustment process to adjust the pH to a weak acidity in the range of 4.5 to 6.5 so that the scale is suppressed as much as possible in the nanofiltration membrane or the reverse osmosis membrane. Hydrochloric acid (HCl) is used as inorganic modifier.

pH조정 방법은 교반시간(체류시간)을 15∼30분간, 180∼360RPM(회전속도)의 프로펠러 교반기(Propeller Agitator)로 교반하면서 전처리 여과된 해양 심층수에 pH조정제를 주입하면서 pH를 4.5∼6.5로 조정한 다음에 나노여과공정으로 보낸다.In the pH adjustment method, the pH is adjusted to 4.5 to 6.5 while injecting a pH adjuster into the pre-filtered deep sea water while stirring the stirring time (retention time) for 15 to 30 minutes with a propeller agitator of 180 to 360 RPM (rotation speed). After adjustment, it is sent to the nanofiltration process.

나노여과와 역삼투여과의 막 모듈(Module) 형태는 관형(管形; tubular), 중공사형(中空絲形; hollow fiber), 나선형(螺旋形; spiral wound), 평판형(平板形; plate and frame) 등 어떠한 형태를 사용하여도 상관이 없으며, 그리고 막(膜)의 재질(材質)도 특별히 제한하지는 않는다.The membrane modules of nanofiltration and reverse osmosis are tubular, hollow fiber, spiral wound, and plate and frame. It may be used in any form such as), and the material of the film is not particularly limited.

염 농도가 3∼3.5wt%인 해양 심층수를 전처리여과공정에서 부유고형물질을 제거한 다음, pH조정공정에서 pH를 4.5∼6.5의 범위로 조정하여 나노여과(Nano filter)공정에 공급되면 해양 심층수 중에 용해되어 있는 CaCO3, CaSO4, SrSO4와 같이 용해도가 작아 역삼투여과공정과 전기투석공정에서 염을 농축하는 과정에, 막(膜)에서 스케일(Scale)이 생성되어 막 막힘(Fouling) 현상을 최대한 억제하면서 염농축효율을 향상하기 위해서 2가 이상 미네랄성분인 CaCO3, CaSO4, MgCl2, MgSO4, SrSO4가 80∼90wt% 범위로 제거되도록 공급압력을 15∼25기압(atm)으로 운전하고, 나선형의 경우 막투과수량은 0.7∼1.4㎥/㎡·일로 하며, 이때 막 투과수량은 유입수량의 80∼90%가 된다.After removing the suspended solids in the pretreatment filtration process, the deep seawater with the salt concentration of 3 ~ 3.5wt% is adjusted to the range of 4.5 ~ 6.5 in the pH adjustment process and supplied to the nano filter process. As the solubility of CaCO 3 , CaSO 4 , SrSO 4 is small, the salt is concentrated in reverse osmosis and electrodialysis, and scale is formed in the membrane to prevent fouling. Supply pressure is 15-25 atmosphere (atm) to remove CaCO 3 , CaSO 4 , MgCl 2 , MgSO 4 , SrSO 4, which are divalent or more minerals, in the range of 80-90 wt% In the case of the spiral, the membrane permeate amount is 0.7 to 1.4 m 3 / m 2 · day, and the membrane permeate amount is 80 to 90% of the inflow.

나노여과에서 2가 이상의 미네랄성분인 CaCO3, CaSO4, MgCl2, MgSO4, SrSO4가 제거된 탈미네랄수가 역삼투여과공정에 공급되면 운전압력을 50∼60기압으로 여과 막에 공급하며, 나선형 여과 막의 경우 막 투과수량(膜透過水量)은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 염분(NaCl)은 99.0 ∼ 99.85wt% 범위로 제거되며, 염분이 탈염된 탈염수는 음용수제조공정으로 보내고, 염수는 중화조(11)로 보낸다.When demineralized water from which CaCO 3 , CaSO 4 , MgCl 2 , MgSO 4 and SrSO 4 has been removed from the nanofiltration is supplied to the reverse osmosis process, the operating pressure is supplied to the filtration membrane at 50 to 60 atm. In the case of the filtration membrane, when the membrane permeated water is operated at 0.5 to 0.8 ㎥ / ㎡ · day, the salt (NaCl) is removed in the range of 99.0 to 99.85wt%, and the demineralized salt desalted is sent to the drinking water manufacturing process. Is sent to the neutralization tank (11).

이때 염수의 회수율은 50∼60%이며, 염 농도는 5∼6wt%가 된다. At this time, the recovery rate of the brine is 50 to 60%, the salt concentration is 5 to 6wt%.

중화처리공정의 중화조(11)에 유입된 염수는 중화제로 NaOH, NaHCO3, Na2CO3 중 한 종류의 5∼10wt%의 수용액을 공급하면서 중화조교반기(12)로 교반하면서 pH를 6.5∼7.5의 범위로 중화처리를 하여 염수이송펌프(13)에 의해서 전기투석공정의 탈염실(6)로 보낸다.The brine flowing into the neutralization tank (11) of the neutralization process is pH 6.5 while stirring with the neutralization tank stirrer (12) while supplying 5-10 wt% of an aqueous solution of NaOH, NaHCO 3 , Na 2 CO 3 as a neutralizing agent. Neutralization is carried out in the range of ˜7.5 and sent to the desalination chamber 6 of the electrodialysis process by the brine transfer pump 13.

본 발명에서 전기투석공정의 전기투석장치(電氣透析裝置: 1)는 정류기(10)로부터 직류전원의 전위차(電位差)를 구동력(Driving force)로 하여 이온성 용질의 막 투과에 의해 분리하는 것으로, 양이온교환막(3)은 고정부전하(固定負電荷)를 가지는 양이온을 선택적으로 투과하고, 음이온교환막(2)은 고정정전하(固定正電荷)를 가지는 음이온을 선택적으로 투과하는 이온교환막을 사용한다.In the present invention, the electrodialysis apparatus of the electrodialysis process is to separate the potential difference of the direct current power supply from the rectifier 10 by the membrane permeation of the ionic solute with the driving force. The cation exchange membrane 3 selectively permeates cations having a fixed negative charge, and the anion exchange membrane 2 uses an ion exchange membrane that selectively permeates an anion having a fixed static charge. .

도 2에서와 같이 전기투석장치(1)는 스케일 트러블(Scale trouble)을 억제하며, 염 농축 효율을 향상하면서 한계전류밀도(限界電流密度)를 크게 하여 처리효율이 향상되도록 양이온교환막(3)과 음이온교환막(2)을 양극(8)과 음극(9) 사이에 교호적(交互的)으로 일열로 다단(多段)으로 설치를 하고, 양단의 양극실(4)의 양극(8)과 음극실(5)의 음극(9)에 정류기(10)로부터 직류전류를 인가(印加)하면서 중화처리된 염수를 염수이송펌프(13)로 탈염실(6)에 공급하여 염류의 농도를 400∼800㎎/ℓ범위로 탈염처리를 하면서 일부는 중화조(11)로 반송하고, 탈염된 미네랄수(탈염수)는 전기전도율지시제어기(ECIS: Electric conductivity indicating switch)에 의해서 솔레노이드밸브(Solenoid valve; ⓢ) 작동에 의해 미네랄제조공정으로 보내고, 염농축실(7)에는 농축염수저장조(14)의 농축염수를 농축염수 이송펌프(15)에 의해 순환·공급하면 염수 중의 양이온은 전기적인 인력에 의해서 양이온교환막(3)을 투과하여 음극(9) 쪽의 염농축실(7)로 이동하고, 음이온은 음이온교환막(2)을 투과하여 양극(8) 쪽의 염농축실(7)로 이동하면서 염의 농축·제거가 일어나 농축염수 저장조(14)의 보메도 비중이 18∼20°Be범위로 농축된 농축염수는 보메도비중지시제어기(Baume indicating switch; BIS)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해서 증발 및 자화처리공정의 증발탑(25) 상부로 보낸다. As shown in FIG. 2, the electrodialysis apparatus 1 suppresses scale troubles, increases the limit current density while improving salt concentration efficiency, and improves the treatment efficiency so as to improve the treatment efficiency. The anion exchange membrane 2 is alternately installed between the anode 8 and the cathode 9 in a row in a row, and the anode 8 and the cathode chamber of the anode chamber 4 at both ends are arranged. The neutralized brine was supplied to the desalination chamber 6 with the brine feed pump 13 while applying a direct current from the rectifier 10 to the cathode 9 of (5). Desalination in the range of / l while some are returned to the neutralization tank (11), the demineralized mineral water (demineralized water) is operated by the electric conductivity indicating switch (ECIS: Electric conductivity indicating switch (Solenoid valve; ⓢ) operation To the mineral manufacturing process, the concentrated brine of the concentrated brine storage tank (14) in the salt concentration chamber (7) When circulated and supplied by the concentrated brine transfer pump 15, the cations in the brine pass through the cation exchange membrane 3 by electric attraction, and move to the salt concentration chamber 7 on the negative electrode 9 side, and the anion is anion exchange membrane. (2) is concentrated and removed as the salt is concentrated and removed as it moves to the salt concentration chamber (7) on the anode side (8). It is sent to the upper part of the evaporation tower 25 of the evaporation and magnetization process by the operation of the solenoid valve ⓢ by a bame indicating switch (BIS).

여기서 전기전도율(Electric conductivity)은 수용액이 전기를 전도하는 정도를 나타내는 지표로서 수중의 염류농도를 나타내는 기준으로 단위는 수용액의 전기저항율의 역수에 상당하는 S/m(Siemens/m)이며, 전기전도도(EC)와 수중의 가용성염(TSS)과의 관계는 다음 식④와 같다.In this case, the electrical conductivity is an index indicating the degree of conductivity of the aqueous solution, and the salt concentration in the water is measured. The unit is S / m (Siemens / m) corresponding to the inverse of the electrical resistivity of the aqueous solution. The relationship between (EC) and soluble salts (TSS) in water is as follows.

 TSS(ppm)=640 X EC (mS/cm) …………………………………………………④TSS (ppm) = 640 X EC (mS / cm). … … … … … … … … … … … … … … … … … … ④

전기투석장치(1)는 처리성능을 높이기 위해서는 전류밀도(電流密度)를 한계전류밀도(限界電流密度) 이하의 범위에서 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하지만, 한계전류밀도는 염류농도에 비례해 확산층(散層層)의 두께에 반비례하므로, 확산층의 두께가 일정한 경우, 배수(排水)되는 탈염수인 미네랄수 중의 염농도와 농축염수의 염농도에 의해 좌우되므로, 본 발명에서는 양이온교환막(3)과 음이온교환막 (2)을 양극(8)과 음극(9) 사이에 교대로 배열한 탈염실(6)과 염농축실(7)을 형성하는 전기투석장치(1)에 중화처리된 염수는 염수이송펌프(13)로 탈염실(5)에 보내어 탈염 후 일부는 순환하며, 농축염수는 농축염수이송펌프(15)에 의해 염농축실(7)로 보내어 순환함으로써 탈염 및 염농축 효율을 향상하면서 염농축실(7)에서 스케일성분이 염농축실(7)에서 생성하지 않도록 염농축실(7)에 통수하는 농축염수를 다량으로 공급하면, 스케일 트러블을 확실히 방지할 수 있으며, 염농축실(7)에 염 농도가 높은 농축염수를 공급함으로써 전류의 액저항(液抵抗) 적어지므로 한계전류밀도를 높일 수 있으므로, 전기투석 장치(1)의 처리성능을 향상시킬 수 있는 특징이 있다. The electrodialysis apparatus 1 preferably increases the current density as much as possible within the range below the limit current density in order to increase the processing performance. However, the limit current density is proportional to the salt concentration, Since the thickness of the diffusion layer is inversely proportional to the thickness of (iii), it depends on the salt concentration in the mineral water, which is the demineralized water to be drained, and the salt concentration of the concentrated brine. Thus, in the present invention, the cation exchange membrane 3 and the anion exchange membrane ( The brine neutralized in the electrodialysis apparatus 1 forming the desalination chamber 6 and the salt concentration chamber 7 in which 2) is alternately arranged between the anode 8 and the cathode 9 is a salt transfer pump 13 The desalination chamber (5) is sent to the desalination chamber (5) after desalination, and part of the circulation is concentrated, and the concentrated brine is sent to the salt concentration chamber (7) by the concentrated brine transfer pump (15), thereby improving the desalination and salt concentration efficiency. 7) scale components are produced in the salt concentration chamber (7). By supplying a large amount of concentrated brine passing through the salt concentration chamber 7 so as not to form, scale trouble can be prevented reliably, and by supplying the concentrated salt solution with a high salt concentration to the salt concentration chamber 7, the liquid resistance of the current ( I) Since the limit current density can be increased because there is less, there is a feature that the processing performance of the electrodialysis apparatus 1 can be improved.

전기투석장치(1)에서 한계전류밀도를 높게 하여 통전량(通電量)을 크게 함으로써 전기투석효율을 향상하면서 스케일 트러블을 억제하기 위해서는 탈염실(6)에 공급하는 유량은 막면선속도(膜面線速度)가 10~30 ㎝/초 범위로 탈염된 탈염수(미네랄수)를 중화조(11)로 반송하며, 염농축실(7)에 공급하는 농축염수의 유량은 막면선속도가 1~3 cm/초 범위가 유지되도록 농축염수를 농축염수 저장조(14)로 반송한다.In order to improve the electrodialysis efficiency and to suppress scale trouble by increasing the amount of energization by increasing the limit current density in the electrodialysis apparatus 1, the flow rate supplied to the desalination chamber 6 is the membrane surface velocity. Demineralized water (mineral water) desalted in the range of 10 to 30 cm / sec is returned to the neutralization tank 11, and the flow rate of the concentrated brine supplied to the salt concentration chamber 7 is 1 to 3 The concentrated brine is returned to the concentrated brine reservoir 14 so that the cm / sec range is maintained.

해양 심층수에는 CaSO4, CaCO3와 같이 물에 용해도가 낮아 농축시 스케일(Scale)이 생성되어 막의 오염(fouling)으로 인하여 처리효율을 저하할 수 있기 때문에 본 발명에서는 전술한 나노여과에서 2가 이상의 다가(多價)의 이온성물질(CaSO4, CaCO3, MgCl2, MgSO4, SrSO4 …등)을 1차 제거하였으며, 미제거된 CaSO4, CaCO3, SrSO4 … 등에 의해서 스케일의 생성을 최대한 억제하기 위해서 2가 이상의 이온성 물질은 난투과성(難透過性)이면서 1가 이온성 물질만 선택적으로 투과하는 이온교환막을 사용한다.In the deep sea water, such as CaSO 4 , CaCO 3 , solubility in water is low, and when concentrated, a scale is generated, so that the treatment efficiency may be reduced due to fouling of the membrane. Multivalent ionic substances (CaSO 4 , CaCO 3 , MgCl 2 , MgSO 4 , SrSO 4 ..., Etc.) were first removed, and CaSO 4 , CaCO 3 , SrSO 4 . In order to suppress the generation of scale as much as possible, an ion-exchange membrane is used in which the divalent or higher ionic material is poorly permeable and selectively transmits only the monovalent ionic material.

본 발명에서 사용하는 양이온교환막(3)은 2가 이상 다가(多價) 양이온의 투과는 억제하면서 1가 양이온만을 선택투과하는 교환 막으로, 폴리스티렌-디비닐 벤젠(Polystyrene-divinylbenzene)계의 주 사슬(主鎖: Main chain)에 부전하(負電荷) -SO3 -를 고정하고 있는 부전하막(負荷電膜)에 측쇄(側鎖: side chain)가 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 또는 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine) 등의 그래프트 폴리머(Graft polymer)나 주 사슬이 폴리에틸렌이민 또는 폴리비닐 피리딘으로 된 측쇄가 폴리스티렌인 그래프트 폴리머로 합성된 이온교환막으로, 그래프트 폴리머의 주 사슬이 양이온 교환막의 주 사슬 또는 측쇄와 동일한 분자구조를 하고 있는 것이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchlorde), 폴리스티렌(polystyrene) 등에 부전하 R-SO3 -를 고정한 양이온교환막으로 구성된 고분자와 동일한 분자구조를 가진 주 사슬 혹은 측쇄에 1가 양이온만 투과능(透過能)을 가지는 분자구조인 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine), 폴리비닐 아민(Polyethyleneamine) 또는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 막과 같은 양이온교환막을 사용할 수 있으며, 특히, 폴리스티렌-디비닐벤젠계의 폴리스티렌-그래프트-에틸렌 이민이 가장 바람직하게 사용할 수 있다.The cation exchange membrane (3) used in the present invention is an exchange membrane that selectively permeates only monovalent cations while suppressing the permeation of divalent or higher polyvalent cations, and is a polystyrene-divinylbenzene-based main chain. The side chain of polyethyleneimine or polyvinylpyridine is attached to the negatively charged membrane that fixes negative charge -SO 3 - in the main chain. Graft polymer such as) or an ion exchange membrane synthesized with a graft polymer whose main chain is polystyrene is a side chain of polyethyleneimine or polyvinyl pyridine, and the main chain of the graft polymer is the same molecule as the main chain or side chain of the cation exchange membrane. Any structure can be used without limitation, and preferably, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, Polyvinyl pyridine molecular structure having a cation exchange membrane in the main chain or a side chain only one cation permeability (透過能) with the same molecular structure and a polymer consisting of fixing the (- Li styrene (polystyrene) or the like negatively charged R-SO 3 Cation exchange membranes such as Polyvinylpyridine, Polyvinylamine or Polyethyleneimine membranes may be used, and in particular, polystyrene-graft-ethylene imine based on polystyrene-divinylbenzene may be most preferably used.

그리고 음이온교환막(2)은 양이온교환막(3)과는 반대로 음이온을 교환할 수 있는 막으로 정전하(正電荷) R-NH3 +를 폴리머사슬(Polymer chain)에 고정하고 있으며, 정전하를 막에 고정하고 있으므로 정하전막(正荷電膜)이라고도 하며, 이온교환기가 지방족탄화수소(脂肪族炭化水素)에 의해서 가교(架橋)되고 있어 막표면부(膜表面部)에는 양이온교환기를 가지는 고분자물질의 박층(薄層)이 형성되고 있는 음이온교환막으로, 교환기의 도입 모노머(Monomer; 單位體)에 지방족탄화수소로 가교와 동시에 4급화를 실시한 것이 좋으며, 양이온교환기를 가지는 고분자물질로서는 양이온교환기를 가지는 고분자전해질 및 선상고분자전해질(線高分子電解質)이나 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자 등으로, 구체적으로는, 리그닌설폰산염(Ligninsulfonate)과 같은 설폰산염((Sulfonate), 고급 알코올인산에스테르와 같은 인산에스테르염 등에서 분자량 500 이상의 양이온교환기를 가지는 고분자전해질, 메타크릴산(methacrylic acid), 스틸렌설폰산(Styrene sulfonic acid)과 같은 카르본산기(-COOH)나 설폰산기(-SO3H)를 가지는 단량체(單量體) 유닛(Unit)을 다수개(多數個) 포함한 선상고분자 전해질, 양이온교환기를 포함한 페놀류와 알데히드류를 축합(縮合)시킨 것과 같은 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자 등의 1가 음이온을 선택적으로 교환하는 막을 사용한다.The anion exchange membrane (2) is a membrane capable of exchanging anions on the contrary to the cation exchange membrane (3), which fixes the static charge R-NH 3 + to the polymer chain and prevents the static charge. It is also called a static charge membrane because it is fixed to the membrane, and an ion exchange group is crosslinked by aliphatic hydrocarbons, and a thin layer of a polymer material having a cation exchange group on the surface of the membrane. (Iii) It is preferable to cross-link and quaternize the monomer introduced into the exchanger with aliphatic hydrocarbon at the same time. The polymer material having a cation exchange group includes a polymer electrolyte having a cation exchange group and a cation exchange group. Insoluble polymers having a linear polymer electrolyte or a cation exchange group, specifically, sulfonic acid such as Ligninsulfonate. ((Sulfonate), phosphate ester salts such as higher alcohol phosphate esters, such as polymer electrolytes having a cation exchange group with a molecular weight of 500 or more, methacrylic acid, carboxylic acid groups such as styrene sulfonic acid (-COOH) Cations such as condensation of linear polymer electrolytes containing a large number of monomer units having a sulfonic acid group (-SO 3 H), phenols and aldehydes including cation exchange groups. A membrane for selectively exchanging monovalent anions such as an insoluble polymer having an exchange group is used.

전기투석장치(1)의 양극실(5)의 양극(8)은 내식성(耐蝕性) 재질이면서 수소 및 산소발생 과전압(過電壓)이 높은 DSA(Dimensionally stable anode)전극이나 백금도금 전극을 사용하여 음극실(5)를 통과한 용액을 주입하여 양극(8) 표면에서 염 소 및 산소의 발생을 억제하도록 하며, 음극(9)은 수소발생과전압(水素發生過電壓)이 높은 랜니니켈(Ranney nickel)이나 스테인레스 스틸(Stainless steel) 강판을 사용하고, 음극실(5)에 가장 인접한 양이온교환막(3)은 수소 이온 난투과성막(難透過性膜)이나 1가음이온투과막을 이용하는 것에 의해서 음극(9) 표면에서의 수소 이온의 발생량을 저감도록하여 전력효율의 향상과 악취발생이 저감되도록 하는 것이 좋다.The anode 8 of the anode chamber 5 of the electrodialysis apparatus 1 is made of a corrosion-resistant material and a DSA (Dimensionally Stable Anode) electrode or a platinum plated electrode having high hydrogen and oxygen generation overvoltage. The solution passed through the cathode chamber 5 is injected to suppress the generation of chlorine and oxygen on the surface of the anode 8, and the cathode 9 has a high nickel generation overvoltage (Ranney nickel). ) Or a cation exchange membrane 3 closest to the cathode chamber 5 by using a stainless steel sheet and using a hydrogen ion impermeable membrane or a monoanionic ion permeable membrane. It is preferable to reduce the amount of hydrogen ions generated on the surface to improve power efficiency and reduce odor.

그리고 염농축실(7)에서 스케일의 생성이나 유기물 등의 슬라임(Slime)이 부착되어 처리효율을 저하할 때를 대비하여 정류기(10)에 극성전환장치(極性換置)를 설치하여 양극(8)과 음극(9)의 전원을 전환하여 부착된 스케일과 슬라임(Slime)을 탈리(脫離) 시키도록 한다.In addition, in the salt concentration chamber 7, a polarity switching device is installed in the rectifier 10 in preparation for the generation of scale or slimes such as organic matters to reduce the processing efficiency. ) And the negative electrode 9 are switched to detach the attached scale and slime.

전극실의 전해질 용액은 음극실(5)로 공급하여 음극실(5)에서 배출되는 전해질 용액을 양극실(4)에 공급하며, 음극실(5)에 공급하는 전해질 용액(음극실 용액)은 해수(해양 심층수 원수)를 이용할 수 있으나, 3∼10wt%의 Na2SO4 수용액을 사용하는 것이 전극의 부식 및 양극(8)에서 염소(Cl2)가스의 발생을 억제할 수 있다. The electrolyte solution of the electrode chamber is supplied to the cathode chamber 5 to supply the electrolyte solution discharged from the cathode chamber 5 to the cathode chamber 4, and the electrolyte solution (cathode chamber solution) supplied to the cathode chamber 5 is Seawater (deep sea water) may be used, but 3-10 wt% Na 2 SO 4 Using an aqueous solution can suppress corrosion of the electrode and generation of chlorine (Cl 2 ) gas at the anode 8.

전기투석공정에서 보메도비중이 18∼20°Be 범위로 농축된 농축염수는 염석출조(16)의 함수(鹹水)를 반송 펌프(19)에 의해 자화기(20)로 보내어 자화처리한 것과 압축공기를 함께 증발탑(21) 상부로 보내어 분무 노즐(26)을 통해 분무(噴霧)하면서 송풍기(24)에서 공급된 공기가 버너(25)에 의해서 가열한 열교환기(26)를 통해 하부로 공급되면, 열풍공기와 향류접촉(向流接觸)하면서 증발된 수분은 데미 스터(Demister; 23)를 통해 대기로 방출되고, 증발농축된 함수는 염석출조(鹽析出槽; 16)의 센터 웰(Center well)로 보내어 석출된 염이 침전되면 염석출조 레이크(17)에 의해서 하부 중앙 콘(Cone)으로 모이면 석출염이송스크루컨베이어(27)에 의해서 탈수공정으로 보내어 탈수 여액은 탈수여액저장조(28)로 보내어 탈수여액이송펌프(29)에 의해서 염석출조(16) 센터 웰(Center well)로 반송하면서 보메도비중이 30∼32°Be 범위가 되면 보메도비중지시제어기(BIS)에 의해서 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해서 간수(苦汁)제품으로 배출하며, 석출된 염은 탈수처리하여 탈수 후 건조공정으로 보내어 건조하여 청정소금을 제조하며, 건조된 청정소금은 포장한 다음 검사 후 제품화한다 Concentrated brine concentrated in the range of 18-20 ° Be in the electrodialysis process is compressed to the magnetization process by sending the water of the salt-precipitation tank 16 to the magnetizer 20 by the conveying pump 19. The air supplied from the blower 24 is supplied downward through the heat exchanger 26 heated by the burner 25 while the air is sent together to the upper part of the evaporation tower 21 and sprayed through the spray nozzle 26. Then, the evaporated water is discharged to the atmosphere through the demister 23 while the countercurrent contact with the hot air air is carried out, and the evaporated water is concentrated in the center well of the salt extraction tank 16. When the precipitated salt is sent to the well), when the salt is precipitated, it is collected by the salt precipitation tank rake 17 to the lower center cone. Center wells by dehydration feed pump (29) b) when the bomedo specific gravity is within the range of 30 ~ 32 ° Be while returning to the elbow, it is discharged into the product of the water by the operation of the solenoid valve (ⓢ) by the bomedo specific gravity control controller (BIS), and the deposited salt It is processed, dehydrated and sent to a drying process to make clean salt. The dried clean salt is packaged and then commercialized.

증발탑(21)의 재질은 내염성 재질인 티타늄(Titanium)이나 SUS-316L을 사용하는 것이 바람직하지만 경제성을 감안하여 스틸(Steel) 강판에 FRP(Fiber reinforced plastics) 수지나 에폭시 수지(Epoxy resin)를 라이닝(Lining) 또는 코팅(Coating)을 한다. The evaporation tower 21 is preferably made of flame-resistant titanium or SUS-316L. However, in consideration of economical efficiency, FRP (Fiber reinforced plastics) resin or epoxy resin is applied to the steel sheet. Lining or coating.

분부 노즐(22)의 분무효율을 향상하기 위해서 공급하는 압축공기는 입구(Up-stream) 측에 1∼6기압(atm)의 압력으로, 공기와 액체의 질량비가 1.1∼1.2의 비율로 공급한다.In order to improve the spraying efficiency of the injection nozzle 22, compressed air is supplied at a pressure of 1 to 6 atm on the upstream side, and a mass ratio of air and liquid is supplied at a ratio of 1.1 to 1.2. .

송풍기(24)에서 공급되는 열풍공기의 가열은 버너(25)에서 중유나 경유를 사용하나 천연가스(LNG; Liquid Natural Gas )나 LPG(Liquid Petroleum Gas)를 사용할 수도 있으며, 열풍의 온도는 150∼400℃로 하고, 데미스터(23)를 통해서 대기로 배기되는 습윤공기의 온도는 60∼80℃로, 그리고 증발탑(25)에서 건조증발은 항율 건조(恒率乾燥)만 진행되며, 하부에서 염석출조(16)로 배출되는 증발농축된 함수의 온도는, 열에 약한 성분이 열 분해되지 않도록 80℃이하가 되게 탑의 높이를 설계한다.The heating of the hot air air supplied from the blower 24 uses heavy oil or light oil in the burner 25, but may use natural gas (LNG) or liquid petroleum gas (LPG), and the temperature of the hot air is 150 to The temperature of the wet air discharged to the atmosphere through the demister 23 is set to 400 ° C, and the evaporation tower 25 is only subjected to the constant drying. The temperature of the evaporated brine discharged to the salt-precipitation tank 16 is designed so that the height of the tower is 80 ° C. or less so that thermally weak components are not thermally decomposed.

염석출조(16)의 익류수가 반송수 저장조(18)로 익류되어 반송 펌프(19)의 반송수의 유량은 중화처리된 농축염수 및 농축미네랄수의 유입수량에 2∼4배의 유량으로 한다. The water flow in the salt-precipitation tank 16 flows into the return water storage tank 18, and the flow rate of the return water of the return pump 19 is 2 to 4 times the flow rate of the neutralized treated brine and the concentrated mineral water. .

건조증발에 필요한 송풍기(28)에서 공급되는 열풍공기의 유량은 장치출입구의 엔탈피(Enthalpy) 및 물질수지(Material balance)에서 구한 값에 열손실을 5∼10%감안하여 결정한다.The flow rate of the hot air air supplied from the blower 28 required for drying evaporation is determined by reducing the heat loss by 5-10% to the value obtained from the enthalpy and the material balance of the device entrance.

송풍기(28)에서 공급되는 열풍공기의 유량이 결정되면 증발탑(25)의 탑경(塔徑)은 열풍공기의 유속이 3∼5m/sec의 범위로 한다.When the flow rate of the hot air air supplied from the blower 28 is determined, the top diameter of the evaporation tower 25 shall have the flow rate of hot air air of 3 to 5 m / sec.

증발탑(21)의 하부 콘(Cone)의 각도(α)는 10°≤α≤60°로 설계하고, 배출 부의 관경( D。)과 증발탑(21)의 관경(D)의 비(比)는 0.3≤D。/D≤0.7의 범위로 설계한다.The angle α of the lower cone of the evaporation tower 21 is designed to be 10 ° ≦ α ≦ 60 °, and the ratio of the diameter D of the discharge portion to the diameter D of the evaporation tower 21 is compared. ) Is designed in the range of 0.3≤D。 / D≤0.7.

염석출조(16), 반송수저장조(18)와 탈수여액저장조(28) 의 재질은 철근 콘크리트(Reinforced concrete)에 에폭시 코팅을 한 조나 티타늄이나 SUS-316L 또는 스틸 강판에 FRP수지나 에폭시 수지를 라이닝 또는 코팅을 한 것을 사용한다. The salt-precipitation tank (16), return water storage tank (18) and dehydration liquid storage tank (28) are made of epoxy coated on reinforced concrete, or lined with FRP resin or epoxy resin on titanium, SUS-316L, or steel sheet. Or coated.

염석출조(16)의 직경은 석출염의 고형물부하가 60∼90㎏/㎡·일의 범위로, 깊이는 3∼4m로, 하부 바닥의 경사는 1.5/10∼2.5/10 범위의 구배(句配)가 되게 설계한다.The diameter of the salt-precipitation tank 16 has a solid load of 60-90 kg / m 2 · day of precipitation salt, a depth of 3-4 m, and a slope of the bottom of the bottom in the range of 1.5 / 10 to 2.5 / 10. To be designed).

염석출조 레이크(17)의 재질도 전술한 내염성 재질을 사용하던가, 스틸 강판에 에폭시 수지를 코팅하여 사용하며, 회전속도는 0.02∼0.05rpm으로 하며, 감속기의 동력은 염석출조(16)의 직경과 침전된 염의 상태를 고려하여 토르크(Torque)를 계산하여 결정한다.The salt-precipitation tank rake 17 also uses the above-described flame-retardant material or coated with an epoxy resin on a steel sheet, and the rotation speed is 0.02 to 0.05 rpm, and the power of the speed reducer is equal to the diameter of the salt-precipitation tank 16. The torque is determined by taking into account the state of the precipitated salt.

반송 펌프(19), 스크루컨베이어(27), 탈수여액이송펌프(29) 및 탈수기의 재질은 티타늄이나 SUS-316L 을 사용하며, 모든 염수배관은 티타늄, SUS-316L 이나 PE(Poly ethylene), PVC(Poly vinyl chlorde) 수지관을 사용한다.The conveying pump (19), screw conveyor (27), dehydration liquid feed pump (29), and dehydrator are made of titanium or SUS-316L. All brine pipes are made of titanium, SUS-316L, PE (polyethylene), and PVC. (Poly vinyl chlorde) Resin tube is used.

반송펌프의 토출(吐出) 측에 설치된 자화기(20)는 12,000∼15,000G(Gauss)범위로 착자된 영구자석을 설치하던가, 합성수지(PVC, PE, 스티렌 수지 등), 에보나이트 (Ebonite), FRP, 베이클라이트(Bakelite)와 같은 절연성재료의 원통형 도전관에 감은 코일(Coil)에 0.5∼5V 범위의 교류 또는 직류의 저전압을 인가하면 코일의 내부에는 자기장(磁氣場)이 형성하도록 한 정전압도전관자화기(靜電壓導電管磁化器)를 사용한다.The magnetizer 20 installed on the discharge side of the conveying pump may be installed with a permanent magnet magnetized in the range of 12,000 to 15,000 G (Gauss), synthetic resin (PVC, PE, styrene resin, etc.), ebonite, FRP. Is applied to a coil wound around a cylindrical conductive tube of insulating material such as Bakelite, when a low voltage of AC or DC is applied in the range of 0.5 to 5 V, a constant voltage conductor is formed so that a magnetic field is formed inside the coil. Use firearms.

전기투석공정에서 농축된 농축염수가 증발 및 자화처리공정의 증발탑(21) 상부로 보내면, 농축미네랄수를 염석출조(16)의 함수를 자화처리를 한 후 반송하는 것과 압축 공기(분무입자를 적게 하기 위함)를 함께 증발탑(21) 상부로 공급하면서 증발탑(21) 하부로는 열풍공기를 공급하면 상호 향류접촉을 하면서 수분이 증발하여 상부 데미스터(23)를 통해서 대기로 방출하고, 증발농축된 함수를 염석출조(16)로 보내면 도 4, 도 5 및 표 4에서 보는 봐와 같이 함수(鹹水)가 증발농축되어 보메도 비중이 25∼26°Be가 되면 NaCℓ이 석출하게 된다.Concentrated brine concentrated in the electrodialysis process is sent to the upper part of the evaporation tower 21 of the evaporation and magnetization process, and the concentrated mineral water is returned after the hydrolysis process of the salt precipitation tank 16 is magnetized and compressed air (spray particles Supplying hot air to the lower part of the evaporation tower 21 while supplying hot air to the lower part of the evaporation tower 21 together, the water is evaporated while making countercurrent contact with each other, and is discharged to the atmosphere through the upper demister 23, When the evaporated water is sent to the salt-precipitation tank 16, as shown in FIGS. 4, 5, and 4, the water is evaporated, and NaCl is precipitated when the specific gravity is 25 to 26 ° Be.

증발농축을 계속하여 염석출조(16)의 온도가 80℃에서 보메도 비중이 30∼32 °Be가 되면 MgCℓ2과 MgSO4가 석출하게 되며, 이어서 MgBr2도 석출(析出)하기 시작한다.When the evaporation is continued and the temperature of the salt-precipitation tank 16 reaches a specific gravity of 30 to 32 ° Be at 80 ° C, MgCℓ 2 and MgSO 4 are precipitated, and then MgBr 2 also begins to precipitate.

따라서 본 발명에서는 보메도 비중이 30∼32°Be에서 탈수여액은 간수제품으로 배출하여 브롬(臭素)농도가 낮은 염(소금)이 생산되도록 한다.Therefore, in the present invention, the dehydration liquid at a specific gravity of 30-32 ° Be is discharged to the liver water product so that a low bromine concentration (salt) is produced.

그리고 상술한 이온교환막전기투석법에 의한 해양 심층수의 농축에서는, 해양 심층수 중의 Na+, K+, Ca2 +, Mg2 + 등의 양이온은 양이온교환막을 통과하며, Cl-, Br-, SO4 2 - 등의 음이온은 음이온교환막을 통과하는 것에 의해서 염은 농축되며, 이때, 2가 이온보다는 1가의 양이온(Na+, K+)과 음이온(Cl-)이 통과하기 쉬우며, 이것은 Ca2+, Mg2 +, SO4 2 - 등의 이온의 농도가 낮은 함수(鹹水)가 생성되는 것을 의미하고 있으며, 특히 이온의 크기가 큰 황산이온(SO4 2-)은 통과하기 어렵기 때문에 황산이온농도는 낮게 되어 남은 Ca2 +는 염화물이온(Cl-)과 결합하여 염화칼슘(CaCl2)이 되어 도 7의 "전기투석공정에서 함유염류의 농도변화도"에서와 같이 각 염류 농도는 변화하게 되어 간수 중에 염화칼슘이 함유된 간수가 생성되는 특성이 있다.In the above-described concentration of deep sea water by ion exchange membrane electrodialysis, cations such as Na + , K + , Ca 2 + , Mg 2 + in the deep sea water pass through the cation exchange membrane, and Cl , Br , SO 4 2 - is an anion such as a salt is concentrated by passing through an anion exchange membrane that, at this time, the two monovalent cations than ion (Na +, K +) and negative ions (Cl -) It is easy to pass through, which is Ca 2+ Hydrated water with low concentrations of ions such as, Mg 2 + , and SO 4 2 - is produced. In particular, sulfate ions (SO 4 2- ) with large ions are difficult to pass through. concentration is remaining Ca 2 + low as chloride ion is particularly change each salt concentration, as in the combination with calcium chloride (CaCl 2) of Figure 7 is the "concentration of salts contained in the electrodialysis step also" (Cl) There is a characteristic that the water containing calcium chloride is produced in the water.

반송 펌프(19) 토출(吐出) 배관에는 자화기(20)를 설치하여 반송하는 함수를 자화처리하면 염은 활성화하며, 활성화된 염은 섭취하였을 때 흡수효율이 향상될 수 있다.The magnetization of the transfer function by installing the magnetizer 20 in the discharge pipe of the conveying pump 19 causes the salt to be activated, and the activated salt can be improved in absorption efficiency when ingested.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 해양 심층수는 무한한 양이 있으면서 청정성(淸淨性)과 인체에 유용한 다양한 미네랄이 함유되어 있는 특징이 있기 때문에 해양 지표수에서 생산된 천일염(天日鹽)에 비해서는 위생적으로 안전하면서 양질의 식염을 생산할 수 있음으로 앞으로 식염생산에 널리 보급될 수 있는 효과가 있을 것으로 기대된다.As described above, in the present invention, since the deep sea water has an infinite amount of pure water and contains various minerals useful for the human body, the present invention compares to the natural salt produced in marine surface water. It is expected to have a widespread effect on salt production since it can produce high quality salts while being hygienically safe.

Claims (1)

1. 수심 200m이하에서 취수한 해양 심층수를 20∼30℃로 가온 처리한 후 모래여과, 정밀여과, 한외여과를 단독 또는 2종류 이상을 조합하여 전처리여과를 한다.1. After warming the deep seawater collected at a depth of 200m or below at 20 ~ 30 ℃, perform pretreatment filtration of sand filtration, microfiltration and ultrafiltration alone or in combination of two or more. 2. 전처리여과를 한 여과수는 pH를 4.5∼6.5로 조정하여 1차 역삼투여과공정으로 보내어 탈염수는 음료수제조공정으로 보내고, 농축된 염수는 나노여과공정으로 보낸다.2. The pre-filtered filtrate is adjusted to 4.5 ~ 6.5 and sent to the first reverse osmosis filtration process. The demineralized water is sent to the beverage manufacturing process and the concentrated brine is sent to the nanofiltration process. 3. 1차 역삼투여과공정에서 농축된 염수는 나노여과에 보내어 15∼25기압(atm)으로 여과 막에 공급하여 2가 이상의 미네랄성분인 CaCO3, CaSO4, MgCl2, MgSO4, SrSO4는 미네랄제조공정으로 보내고, 2가 이상의 미네랄성분인 CaCO3, CaSO4, MgCl2, MgSO4, SrSO4이 제거된 염수는 중화조(11)로 보낸다.3. The concentrated brine from the first reverse osmosis filtration process is sent to the nanofiltration and supplied to the filtration membrane at 15-25 atm. The divalent or higher minerals CaCO 3 , CaSO 4 , MgCl 2 , MgSO 4 , and SrSO 4 are The brine from which CaCO 3 , CaSO 4 , MgCl 2 , MgSO 4 , and SrSO 4 , which is a divalent or higher mineral component, is sent to the mineral manufacturing process, is sent to the neutralization tank 11. 4. 중화조(11)로 보내어진 미네랄성분이 제거된 염수에 중화제로 NaOH, NaHCO3, Na2CO3 중 한 종류의 5∼10wt%의 수용액을 공급하여 중화조교반기(12)로 교반하면서 pH를 6.5∼7.5의 범위로 중화처리한다.4. A 5-10 wt% aqueous solution of one of NaOH, NaHCO 3 and Na 2 CO 3 was supplied to the brine from which the mineral component sent to the neutralization tank 11 was removed as a neutralizer, and stirred with a neutralization agitator 12. The pH is neutralized in the range of 6.5 to 7.5. 5. 정류기(10)로부터 직류전류를 인가(印加)하면서 중화처리된 염수를 염수이송펌프(13)로 탈염실(6)에 공급하여 염류의 농도를 400∼800㎎/ℓ범위로 탈염처리를 하면서 일부는 중화조(11)로 반송하고, 탈염된 미네랄수는 전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch; ECIS)에 의해서 솔레노이드밸브(Solenoid valve; ⓢ)의 작동에 의해 미네랄제조공정으로 보내고, 염농축실(7)에는 농축염수저장조(14)의 농축염수는 농축염수 이송펌프(15)에 의해 공급하여 순환하면 염수 중의 양이온은 전기적인 인력에 의해서 양이온교환막(3)을 투과하여 음극(9) 쪽의 염농축실(7)로 이동하고, 음이온은 음이온교환막(2)을 투과하여 양극(8) 쪽의 염농축실(7)로 이동하면서 농축염수 저장조(14)의 보메도비중이 18∼20°Be범위로 농축된 농축 염수는 보메도비중지시제어기(Baume indicating switch; BIS)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해서 증발 및 자화처리공정의 증발탑(21) 상부로 보낸다.5. The desalination treatment was carried out in the range of 400-800 mg / l by supplying the neutralized brine to the desalination chamber 6 while applying a direct current from the rectifier 10 to the desalination chamber 6 with a brine transfer pump 13. While some are returned to the neutralization tank (11), the demineralized mineral water is sent to the mineral manufacturing process by the operation of a solenoid valve (ⓢ) by an electric conductivity indicating switch (ECIS), salt The concentrated brine of the concentrated brine storage tank 14 is supplied to the concentrated chamber 7 by the concentrated brine transfer pump 15 and circulated, so that the cations in the brine penetrate the cation exchange membrane 3 by electrical attraction to the cathode 9. It moves to the salt concentration chamber 7 of the side, and anion passes through the anion-exchange membrane 2, and moves to the salt concentration chamber 7 of the anode 8 side, and the bomedo gravity of the concentrated brine storage tank 14 is 18-. Concentrated brine concentrated in the range of 20 ° Be It is sent to the upper part of the evaporation tower 21 of the evaporation and magnetization process by the operation of the solenoid valve ⓢ by a dicating switch (BIS). 6. 보메도비중이 18∼20°Be범위로 농축된 농축 염수가 증발 및 자화처리공정의 증발탑(21) 상부로 보내지면, 염석출조(16)의 함수(鹹水)를 반송 펌프(19)에 의해 자화기(20)로 보내어 자화처리된 함수와 압축공기를 함께 증발탑(21) 상부로 보내어 분무 노즐(22)을 통해 분무하면서 송풍기(24)에서 공급된 공기를 버너(25)로 가열한 열교환기(30)를 통해 가열한 열풍을 증발 탑(21) 하부로 공급되면, 열풍공기와 향류접촉(向流接觸)하면서 증발된 수분은 데미스터(Demister; 27)를 통해 대기로 방출되고, 증발농축된 함수는 염석출조(30)의 센터 웰(Center well)로 보내어 석출된 염이 침전되면 염석출조 레이크(31)에 의해서 하부 중앙 콘(Cone)으로 모이면 스크루 컨베이어(34)에 의해서 탈수공정으로 보낸다.6. When the concentrated brine concentrated in the range of 18 to 20 ° Be is sent to the upper part of the evaporation tower 21 of the evaporation and magnetization process, the water of the salt precipitation tank 16 is returned to the conveying pump 19. The air supplied from the blower 24 is heated to the burner 25 by sending the magnetized water and compressed air together to the upper portion of the evaporation tower 21 by spraying through the spray nozzle 22. When the hot air heated by the heat exchanger 30 is supplied to the lower portion of the evaporation tower 21, the evaporated water is released to the atmosphere through the demister 27 while countercurrently contacting the hot air air. , The evaporated concentrated function is sent to the center well of the salt-precipitation tank 30, and when the precipitated salts are precipitated, they are collected by the salt-precipitation tank rake 31 to the lower center cone. Send to dehydration process. 7. 석출된 염이 탈수공정에 보내어 탈수된 여액은 탈수여액저장조(35)로 보내어 탈수여액이송펌프(36)에 의해서 염석출조(30) 센터 웰로 반송하면서 보메도비중이 30∼32°Be범위가 되면 보메도비중지시제어기(BIS)에 의해서 솔레노이드(ⓢ)밸브의 작동에 의해서 간수제품으로 배출하면서 석출된 염은 탈수처리하여 탈수 후 건조공정으로 보내어 건조하여 청정소금을 제조한다.7. The precipitated salt is sent to the dehydration process and the dehydrated filtrate is sent to the dehydration filtrate storage tank (35) and returned to the center well of the salt precipitation tank (30) by the dehydration filtrate transfer pump (36). When it is discharged to the water products by the operation of the solenoid (ⓢ) valve by the BOME, the precipitated salt is dehydrated, dehydrated and sent to a drying process to produce clean salt. 상술한 과정에 의해서 해양 심층수로부터 고순도 청정소금을 제조하는 방법.Method for producing a high purity clean salt from deep sea water by the above-described process.
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