KR100762008B1 - Water-treatment system of improved recovery rate - Google Patents

Water-treatment system of improved recovery rate Download PDF

Info

Publication number
KR100762008B1
KR100762008B1 KR1020060047949A KR20060047949A KR100762008B1 KR 100762008 B1 KR100762008 B1 KR 100762008B1 KR 1020060047949 A KR1020060047949 A KR 1020060047949A KR 20060047949 A KR20060047949 A KR 20060047949A KR 100762008 B1 KR100762008 B1 KR 100762008B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
membrane
salt
water treatment
raw water
Prior art date
Application number
KR1020060047949A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정선 허 데이비드
이민수
Original Assignee
(주)경인양행
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)경인양행 filed Critical (주)경인양행
Priority to KR1020060047949A priority Critical patent/KR100762008B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100762008B1 publication Critical patent/KR100762008B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4604Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for desalination of seawater or brackish water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

A water treatment system which substantially increases the recovery ratio of contained salts, relieves a concentration polarization phenomenon of a membrane, and increases the treatment capacity at the same time by supplying the retreated concentrated water together with raw water to the membrane apparatus again after retreating a portion of concentrated water passing through a membrane apparatus in a non-filtration type salt recovery apparatus is provided. As a water treatment system for improving the recovery ratio of a membrane apparatus, the water treatment system comprises: a pump that provides a drive force for flowing raw water; a pre-treatment filter for eliminating contaminants contained in raw water; a non-filtration type salt recovery apparatus; and a filtration type membrane apparatus, wherein the water treatment system is constructed in such a structure that the retreated concentrated water together with raw water passing through the pre-treatment filter flow into the membrane apparatus again after retreating a portion of concentrated water passing through the membrane apparatus in the salt recovery apparatus such that the salt concentration of the portion of concentrated water is lowered. The membrane apparatus, as an apparatus for removing salts contained in raw water, includes a laminated structure of a graphite sheet, a polymer membrane containing a carbon-based material, and a spacer, and a minute voltage is applied to the graphite sheet.

Description

회수율을 향상시킨 수처리 장치 {Water-treatment System of Improved Recovery Rate}Water-treatment System of Improved Recovery Rate

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 수처리 장치의 순서도이다.1 is a flow chart of a water treatment apparatus according to one embodiment of the present invention.

본 발명은 회수율이 향상된 수처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분리막 설비의 염의 회수율을 높이기 위한 방법으로 분리막 설비의 가동시 발생하는 농축수의 일부를 비여과 방식의 염 회수장치로 유도하여 염 농도(TDS : Total dissolved solids)를 떨어뜨린 후 원수와 함께 분리막 장치로 다시 유입시켜 분리막 설비의 회수율을 향상시킨 수처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment apparatus with improved recovery rate, and more particularly, to increase the recovery rate of salts in a membrane facility, by introducing a portion of the concentrated water generated during operation of the membrane facility into a non-filtration type salt recovery device. The present invention relates to a water treatment device that improves the recovery rate of a membrane facility by dropping (TDS: Total dissolved solids) and then flowing the raw water back into the membrane device together with raw water.

분리막 설비를 이용한 수처리 장치는 폐수를 적은 에너지를 이용하여 선별적으로 분리할 수는 있으나, 막의 성능을 저하시키는 분리막 오염으로 인해, 막분리 공정의 보급이 보편화되지는 못하고 있는 실정이다. 분리막 오염 현상은 폐수에 함유된 부유 물질이나 분리막 표면에 쉽게 흡착되는 성질을 가진 물질들이 막 표면과 공경에 축적되어 유체의 흐름을 방해하여 투과율을 감소시키는 현상이다. Although a water treatment apparatus using a separation membrane facility can selectively separate wastewater using less energy, it is not widely used to spread the membrane separation process due to separation membrane contamination that degrades the performance of the membrane. Membrane contamination is a phenomenon in which suspended solids contained in waste water or substances having a property of being easily adsorbed on the surface of the membrane accumulate on the membrane surface and the pore size, which impedes the flow of fluid and thereby reduces permeability.

일반적으로 막분리 공정에서 발생하는 문제점들 중의 하나는 투과율 감소 현상으로, 그 원인으로는 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫째는 막의 오염으로 인한 투과율의 감소 및 막의 특성 변화로 분리기능이 저해되는 경우이며, 둘째는 농도분극 현상(concentration polarization)으로 용액이 막을 통과시 막표면에서의 용질의 농도 증가로 인하여 유효 압력이 감소하기 경우이다.In general, one of the problems occurring in the membrane separation process is a decrease in permeability, which can be classified into two types. First, the separation function is impaired due to the decrease of permeability due to the contamination of the membrane and the change of the characteristics of the membrane. Second, the concentration of solute at the membrane surface increases as the solution passes through the membrane due to concentration polarization. It is the case to decrease.

막분리 공정에서 압력을 가하면 용질은 분리막을 통과하지 못하고 체류하지만 용매는 분리막을 자유롭게 통과한다. 즉, 분리막을 경계로 고농도의 용질이 용액 중에 체류하며 투과수에는 상대적으로 낮은 농도의 용질층이 존재하게 된다. 용질이 막표면에 계속적으로 농축되면, 막표면에 고농도의 용질층에 의한 삼투압 증가로 투과율은 감소한다. 더불어, 막의 선택성과 용매 투과율에 영향을 받게 된다. When pressure is applied in the membrane separation process, the solute does not pass through the membrane but the solvent freely passes through the membrane. That is, a high concentration of solute stays in the solution at the boundary of the separation membrane and a relatively low concentration of solute layer exists in the permeate. If the solute is continuously concentrated on the membrane surface, the permeability decreases due to an increase in the osmotic pressure due to the high concentration of the solute layer on the membrane surface. In addition, the membrane selectivity and solvent permeability are affected.

결과적으로, 투과 유효 압력을 감소시켜 투과율의 감소를 야기시키기 때문에, 농도분극 현상을 방지하는 여러 방법을 적용하여 투과율의 저하를 최소화시켜야 한다. 또한, 막의 오염은 원수의 특성에 따라 막표면에 오염물질이 강하게 결합, 축적되기 때문에 막의 투과율을 영구히 감소시킬 수도 있으며, 분리막의 성질 또한 변하게 하여 분리능을 변화시키는 작용을 한다.As a result, since the effective permeation pressure is reduced to cause a decrease in transmittance, various methods of preventing concentration polarization should be applied to minimize the decrease in transmittance. In addition, the contamination of the membrane may permanently reduce the permeability of the membrane due to the strong binding and accumulation of contaminants on the membrane surface according to the characteristics of the raw water, and also changes the properties of the membrane to change the separation ability.

상기의 문제점을 해결하기 위한 기술들이 일부 알려져 있으며, 현재 염 농도를 제거할 수 있는 기술로는 증발법, 이온교환수지법, 전기투석법, 활성탄 흡착법 등이 개발되어 왔으며, 현재도 연구 중에 있다. Some techniques for solving the above problems are known, and as a technique for removing salt concentration, evaporation, ion exchange resin, electrodialysis, activated carbon adsorption, etc. have been developed and are currently being studied.

그러나, 이러한 방법들은 대부분의 공정이 고가로서 분리막 설비에 적용하기에는 경제적 부담이 가중되어 실용화에 한계가 있으며, 또한 상기 기술들은 염의 회수율을 높이기 보다는 염의 효율적인 제거에 주안점을 맞춘 경우가 대부분이다. However, these methods are expensive and most of the processes are economically expensive to apply to the membrane installation, and there is a limitation in practical use. Also, the techniques focus on the efficient removal of salts rather than increasing the recovery rate of salts.

따라서, 공정 단가를 낮추면서도 효율적으로 염의 회수율을 높일 수 있는 기술에 대한 필요성이 절실한 실정이다.Therefore, there is an urgent need for a technology capable of efficiently increasing the recovery rate of salts while lowering the cost of the process.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.

본 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 분리막 설비의 가동시 발생하는 농축수의 일부를 비여과 방식의 염 회수장치로 유도하여 염 농도(TDS : Total dissolved solids)를 떨어뜨린 후 원수와 함께 분리막 장치로 다시 유입시킴으로써, 농도분극 현상을 완화하면서 동시에 염의 회수율을 획기적으로 향상시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After in-depth research and various experiments, the inventors induced a portion of the concentrated water generated during operation of the membrane facility to a non-filtration salt recovery device to reduce the salt concentration (TDS: Total dissolved solids). By reflowing into the separator together, it was confirmed that the concentration polarization phenomenon could be alleviated and the recovery rate of the salts could be significantly improved, thereby completing the present invention.

따라서, 본 발명에 따른 수처리 장치는, 분리막 설비의 회수율을 향상시킨 수처리 장치로서, 원수의 유동을 위한 구동력을 제공하는 펌프, 원수 중의 오염물을 제거하는 전처리용 필터, 비여과 방식의 염 회수장치, 및 여과 방식의 분리막 장치를 포함하고 있고, 상기 분리막 장치를 거친 농축수의 일부는 상기 염 회수장치에서 염 농도(TDS : Total dissolved solids)를 낮추는 재처리 후 상기 전처리용 필터를 거친 원수와 함께 상기 분리막 장치로 재유입 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다. Accordingly, the water treatment device according to the present invention is a water treatment device that improves the recovery rate of the membrane facility, a pump for providing a driving force for the flow of raw water, a filter for pretreatment to remove contaminants in the raw water, a non-filtration type salt recovery device, And a filtration separator, wherein a part of the concentrated water that has passed through the separator is combined with the raw water that has passed through the filter for pretreatment after retreatment to reduce the salt concentration (TDS: Total dissolved solids) in the salt recovery apparatus. It is characterized in that it is configured to be re-introduced into the separator device.

본 발명에 따르면, 분리막 설비 가동시 발생하는 농축수의 일부를 비여과 방식의 염 회수장치로 유도하여 염 농도를 떨어뜨린 후 원수와 함께 분리막 장치로 다시 유입시킴으로써, 분리막 장치에서의 농도분극 현상을 억제하는 등 분리막 장치 가동시의 부하를 낮추면서, 염의 회수율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, a portion of the concentrated water generated during operation of the membrane facility is led to a non-filtration type salt recovery device to reduce the salt concentration, and then flows back into the membrane device together with the raw water, thereby reducing the concentration polarization phenomenon in the membrane device. The recovery rate of salt can be improved, reducing the load at the time of operating a membrane apparatus, such as suppressing.

상기 펌프는 수처리 장치에서 용액의 흐름을 제공하는 구동원으로서 작용하며, 원수를 전처리용 필터로 공급하는 1차 펌프 외에 전처리 필터를 통과한 용액을 분리막 장치로 유입시키는 고압 펌프 등이 사용될 수 있으며, 선택적으로 유량계를 설치하여 펌프의 작동 압력을 제어함으로써 용액의 흐름을 조절할 수 있다.The pump acts as a driving source for providing a solution flow in the water treatment device, in addition to the primary pump for supplying the raw water to the pretreatment filter, a high pressure pump for introducing the solution passed through the pretreatment filter into the membrane device, etc. may be used. By installing a flow meter to control the working pressure of the pump can be adjusted the flow of the solution.

상기 전처리용 필터는 일정 크기 이상의 입자성 물질 또는 부유 물질을 걸러주는 역할을 하며, 사용 용도에 따라 다양한 크기의 다공성을 갖는 필터를 선택할 수 있다. 전처리용 필터는 일반적으로 화학 반응성을 갖지 않는 소재를 선택하여 물리적 여과부재로서 사용된다.The pretreatment filter serves to filter particulate matter or suspended matter of a predetermined size or more, and may select a filter having a porosity of various sizes depending on the intended use. The filter for pretreatment is generally used as a physical filtration member by selecting a material having no chemical reactivity.

상기 분리막 장치는 원수 중의 염을 제거하는 장치로서, 하나의 바람직한 예에서, (i) 그라파이트 시트, (ii) 카본계 물질을 포함하는 고분자 분리막, 및 (iii) 스페이서(spacer)의 적층 구조를 포함하고, 상기 그라파이트 시트에 미소 전압이 인가되는 것으로 구성되어 있다. 구체적으로 살펴보면, 상기 그라파이트 시트는 전류를 인가하기 위한 전극용 부재로서 사용되는 바, 카본계 고분자 분리막 사이에 적층된 그라파이트 시트는 교대로 양극과 음극의 역할을 하면서 분리막 장치 전체적으로 균일한 전위차가 반복적으로 발생하게 된다. 상기 카본계 고분자 분리막은 분리막에 공급되는 전위차로 인한 극성에 따라 유도되는 이온성 물질을 흡착하여 유입되는 유/무기물을 걸러 주는 역할을 한다. 한편, 상기 스페이서는 적층구조의 평막 사이에 유입 용액이 흐를 수 있는 통로의 역할을 하며, 막과 막의 표면 사이에 반응성이 없는 망상 구조의 재질을 갖는 스페이서를 삽입할 경우, 와류를 증대시켜 물질전달을 촉진시키고 농도 분극을 감소시킨다.The separator device is a device for removing salt in raw water, and in one preferred embodiment, the separator comprises: (i) a graphite sheet, (ii) a polymer separator comprising a carbon-based material, and (iii) a stacked structure of spacers. In addition, a small voltage is applied to the graphite sheet. Specifically, the graphite sheet is used as an electrode member for applying an electric current, and the graphite sheets stacked between the carbon-based polymer separators alternately serve as an anode and a cathode, and a uniform potential difference throughout the separator device is repeatedly. Will occur. The carbon-based polymer membrane serves to filter the organic / inorganic material introduced by adsorbing the ionic material induced according to the polarity due to the potential difference supplied to the membrane. On the other hand, the spacer serves as a passage through which the inflow solution flows between the flat membrane of the laminated structure, and when the spacer having a non-reactive network material between the membrane and the surface of the membrane is inserted, the vortex increases the material transfer Promotes and reduces concentration polarization.

본 발명에 따른 수처리 장치의 작동 원리를 간략히 설명하면 다음과 같다. Briefly described the operating principle of the water treatment device according to the present invention.

오염물을 포함하고 있는 원수는 펌프의 구동력에 의해 전처리용 필터를 통과하면서 물리적 여과 과정을 거치게 되고, 그 후 분리막 장치를 통과하면서 함유되어 있던 염이 걸러지게 된다. 원수가 분리막 장치를 통과하는 과정에서, 염이 제거된 처리수와 고농도의 염을 포함하는 농축수로 나뉘어지며, 그 중 처리수는 소망하는 용도 또는 목적에서 공정수 등으로 사용되고, 농축수는 별도의 후처리 공정을 거쳐 함유된 염이 회수된다. Raw water containing contaminants is subjected to physical filtration while passing through the pretreatment filter by the driving force of the pump, and then, the salt contained in the filter is filtered through the membrane device. In the process of passing the raw water through the membrane device, the salt is divided into the treated water from which the salt is removed and the concentrated water including the salt of high concentration, among which the treated water is used as the process water for the desired use or purpose, and the concentrated water is separately After the post-treatment process, the contained salt is recovered.

상기 농축수 중 일부는 비여과 방식의 염 회수장치 장치로 유도된다. 염 회수장치로 유도된 농축수는 일련의 염 회수 공정을 거치면서 염 농도(TDS : Total dissolved solids)가 낮아지게 되고, 그 후 원수와 합쳐져 다시 분리막 장치로 유입되어 분리막 장치의 농도분극 현상(concentration polarization)을 완화시킴과 동시에 장치 전체적으로는 염의 회수율을 향상시키는 역할을 한다. Some of the concentrated water is directed to a non-filtration salt recovery device. The concentrated water induced by the salt recovery device has a low salt concentration (TDS: Total dissolved solids) through a series of salt recovery processes, and then merges with the raw water and flows back into the membrane device to concentrate the concentration of the membrane device. It also reduces polarization and improves the recovery of salts throughout the device.

본 발명에 따른 수처리 장치에서, 상기와 같은 비여과 방식의 염 회수장치를 사용하지 않는 경우, 염의 회수율을 높이기 위해서 분리막 장치의 분해능을 증가시켜야 하고, 분해능을 향상시키기 위해서는 더욱 많은 양의 분리막을 사용해야 하므로, 결과적으로 처리 비용이 상승하게 된다. 또한, 한번의 공정에서 많은 양의 염을 처리하여야 하기 때문에 염의 농도분극 현상(concentration polarization)이 악화되고 유효 압력이 증가해 분리막 설비에 가해지는 부하의 증가와 처리 용량의 감소를 초래하게 된다.In the water treatment apparatus according to the present invention, when the non-filtration type salt recovery apparatus is not used, the resolution of the membrane apparatus must be increased to increase the salt recovery rate, and a larger amount of the membrane must be used to improve the resolution. As a result, the processing cost increases. In addition, since a large amount of salt must be treated in one process, the concentration polarization of the salt is deteriorated and the effective pressure is increased, resulting in an increase in load on the membrane facility and a decrease in processing capacity.

상기 염 회수장치는 여과 방식을 사용하지 않고 염을 회수하는 장치로서, 높은 수준의 염 분해능을 요하지는 않는다. 즉, 염 회수장치는 회수율을 높이기 위한 분리막 장치의 보조 설비로서, 분리막 장치를 거쳐 고농도의 염을 포함하는 농축수를 재처리하여 일정 수준 이하로 염 농도(TDS : Total dissolved solids)를 낮추는 역할을 한다. 여과 방식을 사용하지 않기 때문에 이온교환수지 등 별도의 부재를 필요로 하지 않으며, 고농축된 상태의 용액으로부터 일부 염을 회수하기 때문에 많은 양의 에너지를 필요로 하지 않아 낮은 처리 비용으로 높은 회수율을 충족시킬 수 있다.The salt recovery device is a device for recovering salt without using a filtration method, and does not require a high level of salt resolution. In other words, the salt recovery device is an auxiliary facility for the membrane device to increase the recovery rate, and serves to lower the total dissolved solids (TDS) to a certain level by reprocessing the concentrated water containing a high concentration of salt through the membrane device. do. Since no filtration method is required, no additional components such as ion exchange resins are required, and some salts are recovered from a highly concentrated solution, which does not require a large amount of energy, thereby achieving high recovery rates at low processing costs. Can be.

상기 염 회수장치의 바람직한 일 예로는, 미소 전압의 인가를 바탕으로 한 비여과 방식의 전기흡탈착 장치를 들 수 있다.As a preferable example of the salt recovery device, there is a non-filtration electrosorption and desorption device based on the application of a small voltage.

상기 전기흡탈착 장치는 직류 전원공급장치로부터 미소 전압을 전극을 통해 인가하여 이온 내지 이온성 유/무기 물질을 흡착하는 방식으로 작동한다. 반응조 내에 (+) 전위와 (-) 전위를 가지는 전극을 각각 하나 또는 그 이상을 위치시켜 유입된 용액이 전극 사이를 지나가면서 선택적으로 흡착된다. 상기 전극에 흡착이 포화되면 각 전극에 반대 전위를 인가함으로써 흡착된 물질을 탈착시켜 제거하게 된다. The electrosorption and desorption device operates by applying a minute voltage from a DC power supply device through an electrode to adsorb ions to ionic organic / inorganic materials. One or more electrodes having a (+) potential and a (-) potential are placed in the reactor, respectively, and the introduced solution is selectively adsorbed as it passes between the electrodes. When adsorption is saturated on the electrodes, the adsorbed material is desorbed and removed by applying an opposite potential to each electrode.

상기 미소 전압은 1.2 V 이하 범위 내에서 다양하게 선택될 수 있다. 인가되는 전압이 1.2 V 미만이면, 이온 내지 이온성 유/무기물이 전극에 흡착되도록 하는 구동력이 약해 효율적인 염 회수가 이루어지지 못하고, 반대로, 1.2 V를 초과하면, 유입되는 물질의 상변화 내지 전기분해가 일어나 물질의 특성이 변할 수 있고 많은 양의 에너지를 요구하여 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으므로 바람직하지 못하다.The minute voltage may be variously selected within a range of 1.2 V or less. If the applied voltage is less than 1.2V, the driving force for adsorbing the ions to the ionic organic / inorganic substance is weak, and efficient salt recovery is not achieved. On the contrary, if the voltage exceeds 1.2V, the phase change or electrolysis of the incoming material is performed. This is undesirable because it may change the properties of the material and may require a large amount of energy, resulting in a problem of low efficiency.

상기 전극은 바람직하게는 활성 탄소 전극을 사용할 수 있다. 활성 탄소는 다공성이 커서 물질을 흡착하는 성질이 뛰어나며, 온도나 pH 등 외부 환경의 급격한 변화에 대한 내성이 강해서 우수한 흡착재로 사용할 수 있다.The electrode is preferably an activated carbon electrode. Activated carbon has a high porosity, which is excellent in adsorbing materials, and has excellent resistance to rapid changes in external environment such as temperature and pH, and thus can be used as an excellent adsorbent.

상기 비여과 방식의 염 회수장치의 또 다른 예로는 소정량의 응집제를 첨가하여 염을 응집 및 침전시키는 장치를 들 수 있다. Another example of the non-filtration type salt recovery device is a device for agglomeration and precipitation of salts by adding a predetermined amount of flocculant.

일반적으로 콜로이드 성분은 (-) 전하를 띠고 있으며, 상호 (-) 전하 때문에 서로 반발하면서 안정된 분산 상태로 수중에 존재하게 된다. 따라서 이러한 콜로이드의 안정된 상태를 와해시켜서 상호 접촉하고 결집시켜 콜로이드의 불안정화를 조작하여 응집시킬 수 있다.In general, the colloidal components have a negative charge, and due to mutual (-) charge, they collide with each other and exist in the water in a stable dispersed state. Therefore, the stable state of the colloid can be broken down, and they can be brought into contact with each other and aggregated to manipulate the colloid destabilization and aggregate.

구체적으로 살펴보면, (+) 전하를 띤 응집제를 투여하여 응집 대상 입자표면에 전하를 중화시켜 주면, 전기적 반발력을 상실한 입자가 상호 접촉하여 인력에 의해 결합하게 된다. 이러한 결합방식을 통해 입자가 성장함에 따라 침전이 일어 나게 되고, 침전된 물질을 수거함으로써 이를 분리해 낼 수 있다. Specifically, the neutralization of the charge on the surface of the particles to be aggregated by administering a positively charged flocculant causes the particles that have lost the electrical repulsive force to come into contact with each other and bind by attraction force. Through this binding method, precipitation occurs as the particles grow, and can be separated by collecting the precipitated material.

따라서, 상기 응집제로는 응집시키려는 콜로이드의 하전을 중화하는 능력과 콜로이드 입자를 상호 결합시키는 가교 능력을 가진 물질이라면 제한없이 사용 가능하다. 일반적으로 광범위하게 사용되고 있는 응집제는 쉽게 가수 분해되어 (+) 전하를 띠는 수산화물 폴리머를 형성하는 금속 염, 예를 들어 알루미늄 염, 철 염 등이 있다.Therefore, the coagulant may be used without limitation as long as it has a material capable of neutralizing the charge of the colloid to agglomerate and a crosslinking ability to bond the colloid particles to each other. Coagulants which are widely used in general are metal salts, such as aluminum salts, iron salts, which are easily hydrolyzed to form a positively charged hydroxide polymer.

알루미늄이나 철과 같은 금속 염을 응집제로 사용하면 물의 pH에 따라서 응집제의 효과가 크게 달라진다. 따라서, 경우에 따라서는 물의 pH 변화를 완충시킬 수 있는 물질을 첨가하기도 한다. 즉, 상기의 금속 염은 일반적으로 약산이므로 물에 투여하면 처리해야 할 물의 pH가 저하되고, pH가 필요 이상으로 저하되면 응집제의 작용능력이 약화되므로 이를 일정수준으로 유지하기 위해 알칼리 제(가성소다, 소석회, 탄산칼슘 등)가 투여된다. 이러한 약품을 알칼리 보조제 (pH 조정제)라고 한다.When a metal salt such as aluminum or iron is used as a flocculant, the effect of the flocculant varies greatly depending on the pH of the water. Therefore, in some cases, a substance capable of buffering the pH change of water may be added. That is, since the metal salt is generally a weak acid, when it is administered to water, the pH of the water to be treated is lowered, and when the pH is lower than necessary, the ability of the coagulant is weakened, so that the alkali salt (caustic soda) is maintained. , Slaked lime, calcium carbonate, and the like). Such drugs are called alkali adjuvants (pH regulators).

분리막 장치로부터 배출된 농축수 중, 염 회수장치로 순환되는 양은 농축수의 농도, 농축수의 양, 분리막 장치 및 염 회수장치의 구체적인 구성 조건 등에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 배출 농축수의 10 내지 90 부피%, 바람직하게는 30 내지 70 부피%일 수 있다. In the concentrated water discharged from the membrane device, the amount circulated to the salt recovery device may vary depending on the concentration of the concentrated water, the amount of the concentrated water, the specific configuration conditions of the membrane device and the salt recovery device, and the like. It may be 10 to 90% by volume, preferably 30 to 70% by volume.

본 발명의 하나의 실시예에 따른 수처리 장치의 작동 원리에 대해 도 1을 참조하여 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.The operating principle of the water treatment apparatus according to one embodiment of the present invention is further described with reference to FIG. 1, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1을 참조하면, 제 1 저장조에 저장되어 있던 원수는 공급 펌프를 통해 전처리용 필터인 마이크로 필터로 보내어 진다. 마이크로 필터에서는 수 마이크론 이상의 물질을 걸러주는 물리적 여과장치로서의 역할을 한다. 전처리 과정을 거친 용액은 고압 펌프를 통해 분리막 장치에 공급된다. 분리막 장치는 그라파이트 시트, 카본계 물질을 포함하는 고분자 분리막 (카본계 분리막), 및 스페이서(spacer)의 적층 구조를 포함하고 있고 상기 그라파이트 시트에 미소 전압이 인가되어 염을 제거한다.Referring to FIG. 1, raw water stored in the first reservoir is sent to a micro filter which is a filter for pretreatment through a feed pump. In microfilters, it acts as a physical filtration device that filters materials above several microns. The pretreated solution is supplied to the membrane device via a high pressure pump. The separator device includes a laminate structure of a graphite sheet, a polymer separator including a carbon-based material (carbon-based separator), and a spacer, and a minute voltage is applied to the graphite sheet to remove salts.

분리막 장치를 통과하면서 용액속에 함유되어 있던 염은 대부분 걸러지게 되고, 염이 제거된 상태의 처리수는 제 2 저장조로 유입되고, 염이 고농도로 함유되어 있는 농축수는 제 3 저장조로 유입되어 건조 과정 등을 통해 염을 회수하는 과정을 거치게 된다. Most of the salt contained in the solution is filtered while passing through the membrane device, the treated water in which the salt is removed flows into the second reservoir, and the concentrated water containing the salt in a high concentration flows into the third reservoir and dried. The process of recovering salts is carried out through the process.

상기 농축수의 일부는 상기 비여과 방식의 염 회수장치로 유입되어 재처리 공정을 거치게 되는데, 이 과정에서 농축수의 염 농도는 현저히 감소하게 된다. 재처리 공정을 거친 농축수는 고압 펌프를 통해 원수와 합쳐져 다시 분리막 장치로 유입되고, 분리막 장치를 통과하면서 대부분의 염이 회수된다.Part of the concentrated water is introduced into the non-filtration type salt recovery device is subjected to a reprocessing process, during which the salt concentration of the concentrated water is significantly reduced. After the reprocessing process, the concentrated water is combined with the raw water through a high pressure pump and flows back into the membrane device, and most of the salt is recovered while passing through the membrane device.

하나의 예로서, 마이크로 필터에서 배출된 원수의 염 농도를 1000이라 할 때, 분리막 장치를 통과한 처리수는 10의 염 농도를 가지며 농축수는 990의 염 농도를 가진다. 그 중, 비여과 방식의 염 회수장치로 순환되는 농축수는 상기 염 회수장치를 거치면서 염 농도 500으로 저하되며, 마이크로 필터로부터 배출된 원수와 혼합되었을 때, 염 농도 1300으로 높아진 상태로 분리막 장치로 유입된다. As an example, when the salt concentration of the raw water discharged from the micro filter is 1000, the treated water passing through the membrane device has a salt concentration of 10 and the concentrated water has a salt concentration of 990. Among them, the concentrated water circulated to the non-filtration salt recovery device is lowered to salt concentration 500 while passing through the salt recovery device, and when mixed with raw water discharged from the micro filter, the membrane concentration is increased to 1300 salt concentration. Flows into.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described above with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 수처리 장치는 분리막 장치를 통과한 농축수의 일부를 비여과 방식의 염 회수장치에서 재처리 한 후, 원수와 함께 다시 분리막 장치로 공급되도록 함으로써, 함유된 염의 회수율을 획기적으로 증가시킴과 동시에, 분리막의 농도분극 현상을 완화시키고, 처리 용량을 증가시킬 수 있다.As described above, the water treatment apparatus according to the present invention is to re-process a portion of the concentrated water passing through the membrane device in a non-filtration salt recovery device, and then supplied back to the membrane device with the raw water, thereby recovering the contained salt At the same time, the concentration polarization phenomenon of the membrane can be alleviated and treatment capacity can be increased.

Claims (7)

분리막 설비의 회수율을 향상시킨 수처리 장치로서, 원수의 유동을 위한 구동력을 제공하는 펌프, 원수 중의 오염물을 제거하는 전처리용 필터, 비여과 방식의 염 회수장치, 및 여과 방식의 분리막 장치를 포함하고 있고, 상기 분리막 장치를 거친 농축수의 일부는 상기 염 회수장치에서 염 농도를 낮추는 재처리 후 상기 전처리용 필터를 거친 원수와 함께 상기 분리막 장치로 재유입 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.A water treatment device that improves the recovery rate of the membrane facility, which includes a pump providing driving force for the flow of raw water, a pretreatment filter for removing contaminants in the raw water, a non-filtration salt recovery device, and a filtration separation device. And a portion of the concentrated water that has passed through the membrane device is configured to be re-introduced into the membrane device together with the raw water that has passed through the pretreatment filter after the reprocessing to reduce the salt concentration in the salt recovery device. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막 장치는 원수 중의 염을 제거하는 장치로서, 그라파이트 시트, 카본계 물질을 포함하는 고분자 분리막, 및 스페이서의 적층 구조를 포함하고, 상기 그라파이트 시트에 미소 전압이 인가되는 것으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리 장치.According to claim 1, wherein the separator device is a device for removing the salt in the raw water, comprising a laminated structure of a graphite sheet, a polymer separator comprising a carbon-based material, and a spacer, the minute voltage is applied to the graphite sheet It is comprised, The water treatment apparatus characterized by the above-mentioned. 제 1 항에 있어서, 상기 염 회수장치는 미소 전압의 인가를 바탕으로 한 비여과 방식의 전기흡탈착 장치인 것을 특징으로 하는 수처리 장치.The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the salt recovery apparatus is a non-filtration type electrosorption and desorption apparatus based on the application of a small voltage. 제 3 항에 있어서, 상기 미소 전압은 1.2 V 이하인 것을 특징으로 하는 수처리 장치. The water treatment device according to claim 3, wherein the minute voltage is 1.2 V or less. 제 3 항에 있어서, 상기 염 회수장치는 활성 탄소 전극을 사용하는 것을 특징으로 하는 수처리 장치. The water treatment apparatus according to claim 3, wherein the salt recovery apparatus uses an activated carbon electrode. 제 1 항에 있어서, 상기 염 회수장치는 소정량의 응집제를 첨가하여 염을 응집 및 침전시키는 장치인 것을 특징으로 하는 수처리 장치.The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the salt recovery apparatus is an apparatus for agglomeration and precipitation of salts by adding a predetermined amount of flocculant. 제 1 항에 있어서, 상기 분리막 장치로부터 배출된 농축수 중, 염 회수장치로 순환되는 양은 배출 농축수의 10 내지 90 부피%인 것을 특징으로 하는 수처리 장치.The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the amount of the concentrated water discharged from the separator device circulated to the salt recovery device is 10 to 90% by volume of the discharged concentrated water.
KR1020060047949A 2006-05-29 2006-05-29 Water-treatment system of improved recovery rate KR100762008B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060047949A KR100762008B1 (en) 2006-05-29 2006-05-29 Water-treatment system of improved recovery rate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060047949A KR100762008B1 (en) 2006-05-29 2006-05-29 Water-treatment system of improved recovery rate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100762008B1 true KR100762008B1 (en) 2007-10-04

Family

ID=39418701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060047949A KR100762008B1 (en) 2006-05-29 2006-05-29 Water-treatment system of improved recovery rate

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100762008B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115520934A (en) * 2021-06-25 2022-12-27 中国石油化工股份有限公司 Membrane separation recovery system and method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970015470A (en) * 1995-09-22 1997-04-28 김상웅 Treatment method of heavy metal using activated carbon fiber and reverse osmosis
JP2000070679A (en) * 1998-08-26 2000-03-07 Japan Organo Co Ltd Electric deionized water making apparatus
KR200177170Y1 (en) * 1999-10-20 2000-04-15 한국전력공사 Industrial water purification system using activated carbon fiber electrode and membranes
JP2002203755A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Daiso Co Ltd Conductive high molecular material compound electrode
KR20040020476A (en) * 2002-08-30 2004-03-09 재단법인 포항산업과학연구원 Method for treatment of watersoluble oil containing waste water having improved membrane process
KR20040088870A (en) * 2003-04-14 2004-10-20 한국전력공사 Apparatus and method for purifying water through an electrical adsorption-desorption cycle using an activated carbon electrode with both positive and negative
KR20050045562A (en) * 2003-11-12 2005-05-17 한국정수공업 주식회사 A desalination apparatus using ion exchange membrane and carbon electrode

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970015470A (en) * 1995-09-22 1997-04-28 김상웅 Treatment method of heavy metal using activated carbon fiber and reverse osmosis
JP2000070679A (en) * 1998-08-26 2000-03-07 Japan Organo Co Ltd Electric deionized water making apparatus
KR200177170Y1 (en) * 1999-10-20 2000-04-15 한국전력공사 Industrial water purification system using activated carbon fiber electrode and membranes
JP2002203755A (en) * 2000-12-28 2002-07-19 Daiso Co Ltd Conductive high molecular material compound electrode
KR20040020476A (en) * 2002-08-30 2004-03-09 재단법인 포항산업과학연구원 Method for treatment of watersoluble oil containing waste water having improved membrane process
KR20040088870A (en) * 2003-04-14 2004-10-20 한국전력공사 Apparatus and method for purifying water through an electrical adsorption-desorption cycle using an activated carbon electrode with both positive and negative
KR20050045562A (en) * 2003-11-12 2005-05-17 한국정수공업 주식회사 A desalination apparatus using ion exchange membrane and carbon electrode

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115520934A (en) * 2021-06-25 2022-12-27 中国石油化工股份有限公司 Membrane separation recovery system and method
CN115520934B (en) * 2021-06-25 2024-05-03 中国石油化工股份有限公司 Membrane separation recovery system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Azimi et al. Removal of heavy metals from industrial wastewaters: a review
KR101351223B1 (en) Recovery process of metal ions from the seawater
US8460532B2 (en) Deionization and desalination using electrostatic ion pumping
Park et al. Silica treatment technologies in reverse osmosis for industrial desalination: A review
WO2017124798A1 (en) Composite membrane separation method applicable to desalting and recycling of sewage
US20080073288A1 (en) Multifunctional filtration and water purification systems
KR100716206B1 (en) Apparatus for physically separating polar substance
US20080035548A1 (en) Multi-functional filtration and ultra-pure water generator
CN103130363B (en) Desalination system and desalination method
US20140091039A1 (en) System and method for the treatment of hydraulic fracturing backflow water
CN104591459A (en) Acid and alkali resource recovery process technology from sodium saponification waste water
KR101299735B1 (en) Capacitive deionization method for drinking water treatment
WO2014163094A1 (en) Water treatment system
US20210171369A1 (en) Methods of removing contaminants from a solution, and related systems
CN102583831A (en) Wastewater treatment and reusing membrane separation treatment technology
KR101612219B1 (en) Device and Method for Treating Washing Water using combined coagulation-ceramic ultrafiltration membrane system
CN108467140A (en) A kind of coking wastewater combination desalinating process
KR101529477B1 (en) NF/RO water purification system using capacitive deionization
KR100762008B1 (en) Water-treatment system of improved recovery rate
CN209974485U (en) Wastewater treatment system
KR102301795B1 (en) Household water purifier comprising carbon electrode filter
CA3177306A1 (en) Improved chlorine tolerance of continuous electrodeionization modules
JP2004105923A (en) Method of recovering valuable metal in metal-containing waste water and method of utilizing the same
JP2002336865A (en) Desalting apparatus and desalting method
CN105236630A (en) Treatment technology and system for strong brine discharged through reverse osmosis device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee