KR100887519B1 - A method to concentrate organic matter and a mineral ingredient from deep-ocean water or bottom of the sea depths bedrock water - Google Patents

A method to concentrate organic matter and a mineral ingredient from deep-ocean water or bottom of the sea depths bedrock water Download PDF

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Abstract

본 발명은 해양 심층수 또는 해저 심층암반수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해양 심층수 또는 해저 심층암반수로부터 화장품 및 화장수, 비누, 목욕용수, 의약품 등의 제조용수로 사용할 수 있는 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for concentrating organic matter and minerals from deep seawater or deep sea bedrock. More specifically, the present invention relates to cosmetic and cosmetic water, soap, bath water, and pharmaceuticals from deep sea water or deep sea bedrock. It relates to a method of concentrating organic and mineral components.

이를 위하여 본 발명은, 해수면에서 수심 200m보다 깊은 심층해저의 해양 심층수 또는 해저 심층암반수를 취수하여 음료수를 제조하는 과정에서 역삼투 여과공정으로부터 여과되지 않고 배출되는 농축수의 NaCl을 탈염처리하는 단계, NaCl이 탈염처리된 탈 염수를 2차 역삼투 여과공정에서 1차 농축하는 단계, 1차 농축된 유기물과 미네랄성분을 2차 증발·농축공정에서 고도로 유기물과 미네랄성분을 농축하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.To this end, the present invention, the step of desalting NaCl of the concentrated water discharged from the reverse osmosis filtration process in the process of producing a beverage by taking the deep sea water or the deep sea bedrock of deep seabed deeper than 200m from the sea surface, Firstly, the desalted water subjected to NaCl desalination is concentrated in a second reverse osmosis filtration process, and the organic and mineral components are concentrated in a second step of evaporation and concentration. There is this.

해양 심층수, 유기물, 미네랄, 농축, 탈염, 역삼투 여과, 전기추출, 전기투석 Deep sea water, organic matter, minerals, concentration, desalination, reverse osmosis filtration, electroextraction, electrodialysis

Description

해양 심층수 또는 해저 심층암반수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법{A method to concentrate organic matter and a mineral ingredient from deep-ocean water or bottom of the sea depths bedrock water}A method to concentrate organic matter and a mineral ingredient from deep-ocean water or bottom of the sea depths bedrock water}

제1도는 해양 심층수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 공정도1 is a process chart for concentrating organic matter and minerals from deep sea water

제2도는 전기추출법에 의한 탈염처리 메커니즘 설명도2 is a diagram illustrating the desalination mechanism by the electroextraction method

제3도는 전기추출법에 의한 탈염처리 공정도3 is a desalination process chart by the electroextraction method

제4도는 전기투석법에 의한 탈염처리 공정도4 is a desalination process chart by electrodialysis

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

1; 염수 저장조 2; 염수 이송펌프One; Brine reservoir 2; Brine Transfer Pump

3; 염추출장치 4; 염 추출실3; Salt extraction apparatus 4; Salt extraction chamber

5; 탈염실 6; 양극5; Desalting chamber 6; anode

7; 음극 8; 음이온교환 격막7; Negative electrode 8; Anion exchange diaphragm

9; 1가 양이온선택교환 격막 10; 격막 서포터(supporter)9; Monovalent cation selective exchange diaphragm 10; Diaphragm supporter

11; 송풍기 12; 산기관11; Blower 12; Diffuser

13; 전기투석장치 14; 양극실 13; Electrodialysis apparatus 14; Anode chamber

15; 음극실 16; 염 농축실 15; Cathode chamber 16; Salt concentration room

17; 농축 염수 저장조 18; 농축 염수 이송펌프17; Concentrated brine reservoir 18; Concentrated brine transfer pump

ⓢ; 솔레노이드 밸브(Solenoid valve) LS; 레벨 스위치(Level switch) Ⓢ; Solenoid valve LS; Level switch

BIS; 보메도 비중 지시제어기(Baume's hydrometer indicating switch)BIS; Baume's hydrometer indicating switch

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

본 발명은 해양 심층수 또는 해저 심층암반수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해수면에서 수심 200m보다 깊은 심층해저의 해양 심층수 또는 해저 심층암반수를 취수하여 음료수를 제조하는 과정에서 역삼투 여과공정으로부터 여과되지 않고 배출되는 농축된 염수를 탈염처리한 다음에, 2차 역삼투 여과와 증발·농축에 의해서 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for concentrating organic matter and minerals from deep seawater or deep sea bedrock, and more specifically, in the process of preparing a beverage by taking the deep sea water or deep sea bedrock of deep seabed deeper than 200m from the sea surface. The present invention relates to a method of concentrating organic matter and minerals by desalting concentrated brine discharged from the reverse osmosis filtration process without being filtered, followed by secondary reverse osmosis filtration and evaporation and concentration.

해양 심층수는 통상 해수면에서 수심 200m보다 깊은 심층해저의 해수를 해양 심층수라고 부르며, 표층 해수와는 달리 햇빛이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton) 및 생명체가 증식하지 못하기 때문에 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높으면서 수온에 따른 밀도차이로 표층해수와 혼합되지 않아 표층해수에 존재하는 오염물질이 거의 존재하지 않으며, 표층의 해수와 비교하였을 때 저온안정성(低溫安定性), 부유물질의 농도가 낮으면서 오염물질과 유해세균이나 유기물이 매우 적은 청정성(淸淨性), 식물의 성장에 매우 중요한 무기영양염류가 풍부한 부영양성(富榮養性)과 다양한 미네랄성분이 균형(均衡)있게 존재하는 미네랄밸런스특성과 고압 저온상태에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화(小集團化)되어 표면장력이 적어 침투성이 좋은 물로 숙성된 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있는 것으로 알려져 있으며, 해양 심층수와 표층해수에 함유되어 있는 주요성분의 분석은 표1의 내용과 같다.Deep sea water is generally called deep sea water that is deeper than 200m above sea level, and unlike surface sea water, sunlight does not reach the sun so that plankton and life do not proliferate. Due to the high concentration and the difference in density due to the water temperature, there is almost no contaminant present in the surface seawater because it is not mixed with the surface seawater, and it has low temperature stability and low concentration of suspended solids when compared with the surface seawater. Mineral balance characteristics with a very low level of contaminants, harmful bacteria and organic matters, rich in nutrients, which are very important for plant growth, and balanced minerals. Under long periods of high pressure and low temperature, the clusters of water molecules are small grouped for a long time, so that the surface tension is low and the permeability is good. Analysis of the aged sex (熟 成 性) major components which are known to have properties such, is contained in the deep sea water and surface sea water is equal to the contents of Table 1.

표1, 해양 심층수와 표층해수의 주요성분 분석표           Table 1, Analysis of Principal Components of Deep Sea Water and Surface Sea Water

구 분         division 울릉도 현포       Ulleungdo Hyunpo 일본 고지현무로도(高知縣室戶)Koji Prefecture Murodo, Japan 650m해양 심층수650m deep sea water 표층해수Surface waters 374m 해양 심층수374m deep sea water 표층해수 Surface waters 일 반 항 목 General Item 수온(℃) Water temperature (℃) 0.5 0.5 23 23 11.5 11.5 20.3 20.3 pH pH 7.15 7.15 8.1 8.1 7.98 7.98 8.15 8.15 DO 용존산소(㎎/ℓ) DO dissolved oxygen (mg / l) 6 6 8 8 7.80 7.80 8.91 8.91 TOC 총유기 탄소(㎎/ℓ) TOC Total Organic Carbon (mg / l) 1.023   1.023 1.547 1.547 0.962 0.962 1.780 1.780 CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / L) 0.2 0.2 0.6 0.6 -   - -   - 용해성 증발잔류물(㎎/ℓ) Soluble evaporation residue (mg / l) 37,000 37,000 -  - 47,750 47,750 37,590 37,590 M-알칼리도(㎎/ℓ) M-alkalido (mg / l) -   - -  - 114.7 114.7 110.5 110.5 주 요 원 소 Main element Cl 염화물이온(wt%) Cl chloride ion (wt%) NaCl로 3.41  3.41 with NaCl NaCl로 3.40 3.40 with NaCl 2.237 2.237 2.192 2.192 Na 나트륨(wt%) Na sodium (wt%) 1.080 1.080 1.030 1.030 Mg 마그네슘(㎎/ℓ) Mg magnesium (mg / l) 1,320 1,320 1,280 1,280 1,300 1,300 1,310 1,310 Ca 칼슘(㎎/ℓ) Ca calcium (mg / L) 393 393 403 403 456 456 441 441 K 칼륨(㎎/ℓ) K potassium (mg / L) 380 380 356 356 414 414 399 399 Br 취소(㎎/ℓ) Br Cancel (mg / L) 65 65 -  - 68.8 68.8 68.1 68.1 Sr 스트론튬(㎎/ℓ) Sr Strontium (mg / L) 9.9 9.9 -  - 7.77 7.77 7.61 7.61 B 붕소(㎎/ℓ) B boron (mg / L) 4.7 4.7 -  - 4.44 4.44 4.48 4.48 Ba 바륨(㎎/ℓ) Ba barium (mg / l) 0.01 0.01 -  - 0.044 0.044 0.025 0.025 F 불소(㎎/ℓ) F Fluorine (mg / l) 1.2 1.2 -  - 0.53 0.53 0.56 0.56 SO4 2-황산 이온(㎎/ℓ)SO 4 2- sulfate ion (mg / l) 2,630 2,630 -  - 2,833 2,833 2,627 2,627 영 양 염 류 Nutrient salts NH4 +암모니아태질소(㎎/ℓ)NH 4 + ammonia nitrogen (mg / l) 0.05 0.05 -  - 0.05 0.05 0.03 0.03 NO3 -질산태질소(㎎/ℓ)NO 3 - Nitrogen Nitrate (mg / l) 0.28 0.28 0.04 0.04 1.158 1.158 0.081 0.081 PO4 3-인산태인(㎎/ℓ)PO 4 3- phosphate (mg / l) 0.16 0.16 0.026 0.026 0.177 0.177 0.028 0.028 Si 규소(㎎/ℓ) Si silicon (mg / l) 2.8 2.8 0.44 0.44 1.89 1.89 0.32 0.32 미 량 원 소 Trace element Pb 납(㎍/ℓ) Pb lead (μg / ℓ) 0.11 0.11 -  - 0.102 0.102 0.087 0.087 Cd 카드뮴(㎍/ℓ) Cd cadmium (µg / l) 0.05 0.05 -  - 0.028 0.028 0.008 0.008 Cu 구리(㎍/ℓ) Cu copper (µg / l) 0.26 0.26 -  - 0.153 0.153 0.272 0.272 Fe 철(㎍/ℓ) Fe iron (㎍ / ℓ) 0.20 0.20 -  - 0.217 0.217 0.355 0.355 Mn 망간(㎍/ℓ) Mn manganese (㎍ / ℓ) 0.45 0.45 -  - 0.265 0.265 0.313 0.313 Ni 니켈(㎍/ℓ) Ni nickel (µg / l) 0.36 0.36 -  - 0.387 0.387 0.496 0.496 Zn 아연(㎍/ℓ) Zn zinc (µg / l) 0.45 0.45 -  - 0.624 0.624 0.452 0.452 As 비소(㎍/ℓ) As arsenic (㎍ / ℓ) 0.04 0.04 -  - 1.051 1.051 0.440 0.440 Mo 몰리브덴(㎍/ℓ) Mo molybdenum (µg / l) 7.60 7.60 -  - 5.095 5.095 5.565 5.565 Cr 크롬(㎍/ℓ) Cr chromium (µg / l) 0.021 0.021 -  - 균 수Number of bacteria 생균 수(개/㎖) Number of live bacteria (dog / ml) 0   0 520 520 0  0 540 540 대장균 수(개/㎖) E. coli count (pcs / ml) 음성  voice 음성 voice 음성   voice 음성   voice

해양 심층수 중에는 상기 표1에 나타난 바와 같이 생물의 생육에 필요한 다종 다양한 미네랄성분이 함유되어 있으며, 아직까지 과학적으로 정확한 근거가 입 증 되고 있지는 않았지만, 최근의 연구에 의하면, 해양 심층수(海洋深層水)나 해저 심층암반수(深層岩盤水)에는 해양성 미생물인 쥬드아르테로모나스·데니트리피칸스(Pseudoalteromonas denitrificans), 아르테로모나스 마크레오디(Alteromonas macleodii) 등은 대식세포(大食細胞; Macrophage)의 증식을 활성화하여 아토피성 피부염(Atopic dermatitis) 등에 효과가 있는 시크로프로지기오신 염산염(Cycloprodigiosin hydrochloride)과 같은 유기물질을 대사산물(代謝産物)로 배설하는 것으로 알려져 있으며, 그리고 갑각류(甲殼類)와 같은 어류로부터는 보습성이 우수한 트레할로스(Trehalose) 및 키토산(Chitosan)과 같은 당류를, 해조류로부터는 알긴산(Alginic acid)과 같은 유기물을 배설하여 올리고머(Oligomer) 상태의 유기물이 표1에서 보는 바와 같이 총유기 탄소(TOC; Total organic carbon) 기준으로 1㎎/ℓ정도 함유되어 있다.As shown in Table 1, the deep ocean water contains various minerals necessary for the growth of living organisms, and although scientifically accurate evidence has not yet been proved, recent research shows that deep sea water B. In deep-sea bedrock, marine microorganisms such as Pseudoalteromonas denitrificans, and Alteromonas macleodii, proliferate macrophages. It is known to excrete organic substances such as Cycloprodigiosin hydrochloride, which is effective for Atopic dermatitis, as metabolites, and it is also known as crustaceans. From fish, sugars such as trehalose and chitosan, which are excellent in moisture retention, From the alginate (Alginic acid) and total organic carbon, as shown in the organic oligomer (Oligomer) state to excrete such organisms in Table 1; can contain about 1㎎ / ℓ to (TOC Total organic carbon) standard.

상기의 해양 심층수에 함유되어 있는 유기물은 생물의 생육에 유용한 작용을 하면서 아토피성 피부염 등에 효과가 있는 것으로 밝혀져 화장품, 목욕용수 등에 이용되고 있으며, 근간에는 이와 같은 유기물 중에는 항암작용을 하는 미량요소(Oligoelement)도 함유되어 있는 것이 발표되고 있다.The organic matter contained in the deep sea water has been found to be effective in the growth of living organisms and effective in atopic dermatitis, and is used in cosmetics, bath water, and the like. Is also published.

해양 심층수 또는 해저 심층암반수에 함유된 유기물질과 미네랄성분을 농축하는 종래의 기술은 조사된 바가 없으나, 프랑스(France)의 피토메르(Phytomer)사에서는 브레타뉴(Bretagne) 지역의 해양 심층수를 동결건조(Freeze drying)방법으로 농축하여 파우더(Powder) 상태의 입욕제를 생산하고 있으나, NaCl의 농도가 높으면서 시설비와 운전비가 높은 문제점이 있다.Conventional techniques for concentrating organic substances and minerals contained in deep seawater or deep sea bedrock have not been investigated.However, Phytomer of France freeze-dried deep seawater in Bretagne. (Freeze drying) is concentrated to produce a powder (Powder) bath, but there is a problem with high NaCl concentration and high operating costs.

그래서 본 발명에서는 해양 심층수 또는 해저 심층암반수에서 음료수제조과정의 역삼투 여과공정에서 여과되지 않고 농축된 염수로부터 탈염처리를 한 다음, 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법을 제시코자 한다.Therefore, the present invention proposes a method of desalination from concentrated brine without filtering in reverse osmosis filtration process of beverage production in deep seawater or deep sea bedrock, and then concentrates organic and mineral components.

본 발명`은 해양 심층수 또는 해저 심층암반수에서 음료수제조과정의 역삼투 여과공정에서 여과되지 않고 농축된 염수로부터 NaCl이 탈염처리된 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법을 제공하는 데 목적이 있는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for concentrating NaCl desalted organics and minerals from concentrated brine without filtering in reverse osmosis filtration of beverage preparation in deep seawater or deep sea bedrock.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 해양 심층수 또는 해저 심층암반수를 취수하여 음료수를 제조하는 과정에서, 역삼투 여과공정으로부터 여과되지 않고 농축된 염수에서 NaCl을 탈염처리하는 단계, 탈염처리된 탈 염수를 2차 역삼투 여과공정에서 1차 농축하는 단계, 1차 농축된 유기물과 미네랄성분을 2차 증발·농축공정에서 최종적으로 유기물과 미네랄성분을 농축하는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention, in the process of producing a beverage by ingesting deep seawater or deep sea bedrock, desalting NaCl in concentrated brine without filtering from reverse osmosis filtration, desalination The first step is to concentrate the brine in the second reverse osmosis filtration process, the first concentrated organic material and mineral components in the second evaporation, concentration step is characterized in that the organic material and minerals finally concentrated.

본 발명은 해수면에서 수심 200m보다 깊은 심층해저의 해양 심층수(海洋深層水) 또는 해저(海底) 심층암반수(深層巖盤水)를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리를 한 것을 모래여과, 정밀여과(Microfiltration), 한외여과(Ultrafiltration), 나노여과(Nanofiltration) 중에서 한 종류 또는 2종류 이상을 조합한 여과공정에 의해서 전처리 여과를 한 다음, 1차 역삼투 여과공정으로 보내어 여과된 여과수는 음료수제조공정으로 보내고, 여과 되지 않고 농축된 염수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법에 관한 것으로, 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention is to collect the deep sea water or deep sea bedrock of deep seabed deeper than 200m from the sea surface and warmed to 20 ~ 30 ℃ sand filtration, precision filtration Prefiltration by one or two or more combinations of Microfiltration, Ultrafiltration, and Nanofiltration, and then sent to the first reverse osmosis filtration process. The present invention relates to a method for concentrating an organic substance and a mineral component from brine concentrated without being filtered, as described in detail below with reference to the accompanying drawings.

Ⅰ. 염수를 탈염처리하는 단계I. Desalination of brine

해수면에서 수심 200m보다 깊은 심층해저의 해양 심층수 또는 해저 심층암반수를 취수하여 가온 처리와 전처리 여과를 한 다음, 1차 역삼투 여과공정으로 보내어 여과된 여과수는 음료수제조공정으로 보내고, 여과되지 않고 농축된 염수가 염수 저장조(1)에 공급되면 다음의 전기추출법(電氣抽出法)에 의한 탈염처리방법(脫鹽處理方法)과 전기투석법(電氣透析法)에 의한 탈염처리방법 중에서 한 방법에 의해서 염수 중에 함유되어 있는 NaCl성분을 탈염처리 한다.From the sea surface, the deep seawater or deep seawater of deep seabed deeper than 200m is collected, warmed and pretreated and sent to the first reverse osmosis filtration process. When the brine is supplied to the brine storage tank (1), the brine is stored in the brine by one of the following desalination treatment methods by the electroextraction method and desalination treatment method by the electrodialysis method. Desalting the NaCl component contained.

1. 전기추출법에 의한 탈염처리방법 1. Desalination Treatment by Electro Extraction

본 발명에서 전기추출법에 의한 염 추출장치(3)는 도 2에서와 같이 염 추출실(4) 내부에는 양극(6)과 음극(7) 사이에 탈염실(5)을 설치하고, 탈염실(5)은 양극(6) 쪽에는 모든 음이온을 투과하는 음이온교환 격막(8)을 설치하고, 음극(7) 쪽에는 1가 양이온만을 투과하는 1가 양이온선택교환 격막(9)을 설치하며, 처리용량이 큰 경우에는 도 3에서와 같이 양극(6)과 음극(7) 사이에 탈염실(5)을 교호적(交互的)으로 다단(多段)을 설치한 구조로 구성되어 있다. In the present invention, the salt extraction apparatus 3 by the electroextraction method is provided with a desalination chamber 5 between the anode 6 and the cathode 7 inside the salt extraction chamber 4 as shown in FIG. 5) an anion exchange diaphragm 8 is formed on the positive electrode 6 side to transmit all anions, and a monovalent cation selective exchange diaphragm 9 penetrates the monovalent cation on the negative electrode 7 side. When the capacity is large, as shown in Fig. 3, the desalination chamber 5 is alternately provided with a plurality of stages between the anode 6 and the cathode 7.

다시 말해서 본 발명에서 사용하는 음이온교환 격막(8)은 1가 및 2가 이상의 모든 음이온을 투과하는 음이온교환 격막(8)을 사용하고, 양이온교환 격막은 1가 양이온만 선택적으로 투과하는 1가 양이온선택교환 격막(9)을 사용하여 염수 중에 함유되어 있는 1가 염인 NaCl과 황산 이온(SO4 2 -)을 제거(탈염)할 수 있는 격막을 사용한다.In other words, the anion exchange diaphragm 8 used in the present invention uses an anion exchange diaphragm 8 that permeates all monovalent and divalent or more anions, and the cation exchange diaphragm monovalent cation selectively transmits only monovalent cations. The selective exchange diaphragm 9 is used to remove (demineralize) the monovalent salt NaCl and sulfate ions (SO 4 2 ) contained in the brine.

본 발명의 전기추출법에 의한 탈염방법은, 도 2에서와 같이 염 추출실(4) 내에 양극(6)과 음극(7) 사이에 음이온교환 격막(8)은 모든 음이온을 투과하는 격막을 사용하고, 양이온선택교환 격막은 1가 양이온만을 투과하는 막을 사용하여 격리된 탈염실(5)로 구성된 전기추출법에 의한 탈염장치에 염수 저장조(1)의 염수를 염수 이송펌프(2)에 의해서 염 추출실(4)과 에 해양 심층수 또는 해저 심층암반수를 공급하고, 염수 저장조(1)의 염수를 염수 이송펌프(2)에 의해서 탈염실(5)에 공급하여 염수 저장조(1)로 반송하면서 정류기로부터 직류전기를 인가(印加)하면 다음과 같은 전기화학적 반응 메커니즘(Mechanism)에 의해서 탈염실(5)의 염수에 함유된 염분이 제거(탈염)하게 된다.In the desalination method according to the electroextraction method of the present invention, an anion exchange diaphragm 8 between the anode 6 and the cathode 7 is used in the salt extraction chamber 4 as shown in FIG. , The cation selective exchange diaphragm is a salt extraction chamber of the brine storage tank (1) by the brine transfer pump (2) to the desalination apparatus by an electroextraction method composed of a desalting chamber (5) separated using a membrane that transmits only monovalent cations. (4) supplies deep seawater or deep sea bedrock to the seawater, and supplies the brine from the brine reservoir (1) to the desalination chamber (5) by the brine transfer pump (2) and returns it to the brine reservoir (1) while direct current When electricity is applied, the salt contained in the brine of the desalting chamber 5 is removed (desalting) by the following electrochemical reaction mechanism (Mechanism).

탈염실(5) 내의 염수에 함유된 염분은 가수분해반응에 의해서 반응식①과 같이 이온화되어 있다.The salts contained in the brine in the desalting chamber 5 are ionized by the hydrolysis reaction as in the reaction formula ①.

㎜X ⇔ ㎜+ + Xm - …………………………………………………………① ㎜X ⇔ ㎜ + + X m - ... … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ①

여기서 M+는 1가 양이온(Na+, K+ …등)이고, Xm -는 모든 음이온(Cl-, Br-, SO4 2- …등)이며, m는 음이온의 원자가이다.Where M + is a monovalent cation (Na + , K + ..., Etc.), X m is all anions (Cl , Br , SO 4 2−, etc.) and m is the valence of the anion.

탈염실(5)의 염수에 함유된 1가 양이온(M+)은 반응식②와 같이 음극(7) 쪽의 1가 양이온선택교환 격막(9)을 투과하여 염 추출실(4)로 이동하고, 모든 음이온(Xm -)은 반응식③과 같이 양극(6) 쪽의 음이온교환 격막(8)을 투과하여 염 추출실(4)로 이동하게 된다.The monovalent cation (M + ) contained in the brine of the desalting chamber (5) passes through the monovalent cation selective exchange diaphragm (9) on the side of the cathode (7), and moves to the salt extraction chamber (4), as shown in Scheme (2). All anions (X m ) are transferred to the salt extraction chamber 4 through the anion exchange diaphragm 8 on the anode 6 side as in the reaction equation ③.

+(탈염실) ――1가 양이온선택교환 격막 → ㎜+(염 추출실) ………②Mm + (desalting chamber)-monovalent cation selective exchange membrane → mm + (salt extraction chamber). … … ②

Xm -(탈염실) ――음이온교환 격막→ Xm -(염 추출실) …………………③X m - (desalting chambers) - anion-exchange membrane → X m - (extraction chamber salt) ... … … … … … … ③

결과적으로 탈염실(5)의 염수에 함유된 1가 양이온(M+)과 모든 음이온(Xn -)은 격막을 투과하여 반응식④와 같이 염 추출실(4)로 추출제거되어 탈염처리된다.As a result, the monovalent cation (M + ) and all the anions (X n ) contained in the brine in the desalting chamber 5 pass through the diaphragm and are extracted and removed by the salt extraction chamber 4 as shown in Scheme ④ and desalted.

+ + Xm - → ㎜X …………………………………………………………④ ㎜ + + X m - → ㎜X ... … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ④

양이온은 1가 이온만 선택적으로 투과하는 1가 양이온선택교환 격막(9)과 음이온은 모든 음이온을 투과하는 음이온교환 격막(8)을 사용한 염 추출장치(3)나 전기투석장치(13)를 사용하여 염수로부터 1가 양이온과 2가 이온인 황산 이온(SO4 2 -)을 제거하면, 탈염실(5) 내의 염수 중에 황산 이온과 결합한 CaSO4와 같은 황산염은 황산 이온이 제거되면서 여분(餘分)의 염소 이온(Cl-)과 결합하여 염화칼슘(CaCl2)으로 되는 특징이 있다.A salt extraction device (3) or an electrodialysis device (13) using a monovalent cation selective exchange diaphragm (9) through which cations selectively permeate only monovalent ions and an anion exchange diaphragm (8) through which all anions permeate When the sulfate ion (SO 4 2 ), which is a monovalent cation and a divalent ion, is removed from the brine, sulfates such as CaSO 4 bonded with sulfate ions in the brine in the desalting chamber 5 are removed as sulfate ions are removed. It is characterized by the combination of chlorine ions (Cl ) of) to calcium chloride (CaCl 2 ).

CaSO4 + 2NaCl → CaCl2 + Na2SO4 …………………………………………⑤CaSO 4 + 2NaCl → CaCl 2 + Na 2 SO 4 ... … … … … … … … … … … … … … … … ⑤

이와 같이 함수(鹹水)의 조성이 변화하는 현상을 이온의 선택투과성(選擇透 過性)이라 한다.This phenomenon of changing the composition of the hydrous is called selective permeability of ions.

이와 같은 경우 CaCl2 는 용해도가 크기 때문에 칼슘염에 의한 스케일(Scale)이 생성되는 문제는 없다.In this case, since CaCl 2 has a high solubility, there is no problem of generating scale due to calcium salt.

상술한 설명에서와 같이 염 추출장치(3)의 특징은, 탈염실(5) 내의 염수에 함유되어 있는 염분이 전기투석장치(13)의 양단(兩端)의 양극실(14)과 음극실(15)에서 일어나는 전기분해반응이 전혀 일어나지 않으면서 염 추출실(4)로 원래 염의 상태로 분리제거(추출)되어 농축됨으로써 염분이 분해되면서 소요되는 전류(電流)가 필요 없으며, 양극(6)과 음극(7)의 거리가 가깝게 설치될 수 있기 때문에 인가전압(印加電壓)이 3∼6볼트(Volt)로 적은 전압이 인가되기 때문에 전력소모가 적은 특징이 있다.As described in the above description, the salt extracting apparatus 3 is characterized in that the salt contained in the brine in the desalting chamber 5 has the anode chamber 14 and the cathode chamber at both ends of the electrodialysis apparatus 13. The electrolysis reaction (15) does not occur at all, and the salt extraction chamber (4) is separated and removed (condensed) in the original salt state, so that no current is required as the salt is decomposed, and the anode (6) Since the distance between the cathode 7 and the cathode 7 can be set close to each other, since a small voltage is applied at an applied voltage of 3 to 6 volts, the power consumption is low.

도 3의 탈염공정은 전기추출법에 의한 탈염장치(脫鹽裝置)로 염 추출실(4) 내에 양극(6)과 음극(7)을 교호적(交互的)으로 다단(多段)을 설치하고, 양극(6)과 음극(7) 사이에는 음이온교환 격막(8)은 모든 음이온을 투과할 수 있도록 표면을 수식처리(修飾處理)하지 않은 격막을 사용하고, 양이온선택교환 격막은 1가 양이온만을 선택적으로 투과할 수 있도록 표면을 수식처리한 격막을 사용하여 격리(隔離)한 탈염실(5)로 구성된 전기추출법에 의한 염 추출장치(3)의 공정도이다.In the desalination process of FIG. 3, the anode 6 and the cathode 7 are alternately provided with multiple stages in the salt extraction chamber 4 by a desalination apparatus by an electroextraction method, and the anode Between (6) and cathode (7), anion exchange diaphragm (8) uses a diaphragm with no surface modification to permeate all anions, and cation selective exchange diaphragm selectively It is a process chart of the salt extraction apparatus 3 by the electroextraction method comprised by the desalination chamber 5 isolate | separated using the diaphragm whose surface was modified so that it could permeate | transmit.

상기의 음료수제조공정에서 1차 역삼투 여과공정에서 여과되지 않은 염수가 염수 저장조(1)에 유입되면, 염수 이송펌프(2)로 염 추출장치(3)의 염 추출실(4)로 공급하고, 탈염실(5)로도 공급하여 염수 저장조(1)로 순환한다. When the brine that is not filtered in the first reverse osmosis filtration process in the beverage production process is introduced into the brine storage tank (1), the brine transfer pump (2) is supplied to the salt extraction chamber (4) of the salt extraction device (3) It is also supplied to the desalination chamber 5 and circulated to the brine reservoir 1.

송풍기(11)로부터 대기 중의 공기를 산기관(12)을 통해서 폭기하면서 정류기로부터 3∼10볼트(Volt)의 직류전기를 인가(印加)하여 탈염실(5) 내부에 전기장(電氣場; Electric field)을 형성하면, 전기영동(電氣泳動; Electrophoresis)에 의해서 탈염실(5) 내의 염수에 함유된 양이온(+)은 음극(7) 쪽의 1가 양이온선택교환 격막(9)을 투과하여 염 추출실(4)로 이동하게 되며, 음이온(-)은 양극(6) 쪽의 음이온교환 격막(8)을 투과하여 염 추출실(4)로 이동하게 되면서 염 추출실(4)에서 염분의 농도가 농축된 농축 염수의 보메도 비중 지시제어스위치(BIS; Baume's hydrometer indicating switch)의 보메도 비중이 10∼20°Be가 되면 솔레노이드 밸브(ⓢ; Solenoid valve)를 작동하여 농축된 농축 염수는 소금제조공정으로 배출한다. While blowing the air in the air from the blower 11 through the diffuser 12, 3 to 10 volts of direct current is applied from the rectifier, and the electric field inside the desalination chamber 5 is removed. ), The cation (+) contained in the brine in the desalting chamber (5) by electrophoresis passes through the monovalent cation selective exchange membrane (9) toward the cathode (7) to extract the salt. In the salt extraction chamber 4, the anion (-) is transferred to the salt extraction chamber 4 while passing through the anion exchange diaphragm 8 at the anode 6 side. When the Bomedo specific gravity control switch (BIS; Baume's hydrometer indicating switch) reaches 10-20 ° Be, the concentrated concentrated brine is operated by operating a solenoid valve (ⓢ). To be discharged.

그리고 탈염실(5) 내의 염수 중에서 NaCl이 제거되어 염수 라인의 전기전도율지시제어스위치(ECIS; Electric conductivity indicating switch)의 전기전도도 값이 6∼20㎳/㎝ 범위로 탈염된 탈 염수는 솔레노이드 밸브(ⓢ)를 작동하여 2차 역삼투 여과공정으로 보낸다.The desalted water in which the NaCl is removed from the brine in the desalination chamber 5 and the decontaminated water is desalted in the electric conductivity value range of 6-20 kV / cm in the electric conductivity indicating switch (ECIS) of the saline line is a solenoid valve ( Ⓢ) is sent to the second reverse osmosis filtration process.

이때 송풍기(11)로부터 산기관(12)을 통해서 공급하는 공기의 공급량은 폭기강도(Intensity of aeration)가 1.2∼2.0공기(㎥)/조 용적(㎥)이 되도록 한다. At this time, the supply amount of air supplied from the blower 11 through the diffuser 12 is such that the intensity of aeration is 1.2 to 2.0 air (m 3) / tank volume (m 3).

1가 양이온선택교환 격막(9)은 2가 이상 다가(多價) 의 양이온투과는 억제하면서 1가 양이온만을 선택적으로 투과하는 격막으로, 폴리스티렌-디비닐 벤젠(Polystyrene-divinylbenzene)계의 주 사슬(主鎖: Main chain)에 부전하(負電荷) R-SO3 -를 고정하고 있는 부하전막(負荷電膜)에, 측쇄(側鎖: side chain)와 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 교환 격막의 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 측쇄(側鎖)에 1가 양이온만 투과능(透過能)을 가지는 분자구조인 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine), 폴리비닐 아민(Polyethyleneamine) 또는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 막과 같은 양이온선택교환 격막을 사용할 수 있으며, 특히, 폴리스티렌-디비닐벤젠계의 폴리스티렌-그래프트-에틸렌 이민이 가장 바람직하게 사용할 수 있다.The monovalent cation selective exchange diaphragm 9 is a diaphragm that selectively transmits only monovalent cations while suppressing divalent or more multivalent cation permeation. The polystyrene-divinylbenzene-based main chain ( Main side: The side chain and polyethyleneimine or polyvinyl pyridine to the load electrode film in which the negative charge R-SO 3 - is fixed to the main chain. Graft polymer such as Polyvinylpyridine or an ion exchange membrane composed of a graft polymer whose main chain is polystyrene as a side chain of polyethyleneimine or polyvinyl pyridine, and the main chain of the graft polymer is formed from the main chain or side chain of the cation exchange diaphragm. Any structure having the same molecular structure can be used without limitation. Preferably, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, poly Styrene (polystyrene) or the like negatively charged R-SO 3 - for a fixed cation-exchange membrane the main chain or the side chain (側鎖) with the same molecular structure and a polymer consisting of a monovalent cation only permeability of the molecular structure of polyester having a (透過能) Cation selective exchange membranes such as polyvinylpyridine, polyvinylamine or polyethyleneimine membranes may be used, in particular polystyrene-graft-ethylene imine of polystyrene-divinylbenzene. Can be.

그리고 모든 음이온을 투과하는 음이온교환 격막(8)은 기재의 폴리머 사슬(Polymer chain)에 1급으로부터 3급의 아민(Amine)이나 암모늄기를 막에 고정하여 아미노화(Amination)하여 양이온을 도입한 정하전막(正荷電膜)의 표면에 1가 음이온을 선택적으로 투과하도록 막 표면을 수식처리(修飾處理)하지 않은 막을 사 용한다.The anion exchange diaphragm 8 which permeates all anions is fixed to the polymer chain of the base material by immobilizing primary and tertiary amines or ammonium groups on the membrane and amination to introduce cations. A membrane is used that does not modify the surface of the membrane to selectively permeate monovalent anions to the surface of the entire membrane.

염 추출실(4)과 탈염실(5)의 재질은 내염성 스테인리스강(Stainless steel), 티타늄(Titanium), PVC(Poly vinyl chloride), PE(Polyethylene), SBS(Styrene-Butadiene-Styrene Block Copolymer), PP(Polypropylene), FRP(Fiber glass reinforced plastic), 베이클라이트(Bakelite), 에보나이트(Ebonite)를 사용하던가 카본 스틸(Carbon steel)에 에폭시(Epoxy) 코팅(Coating)이나 라이닝(Lining)을 하던가, 유리섬유강화플라스틱(FRP; Fiber glass reinforced plastic)을 라이닝(Lining) 한다.Salt extraction chamber (4) and desalination chamber (5) are made of flame resistant stainless steel, titanium, polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), and SBS (Styrene-Butadiene-Styrene Block Copolymer). Polypropylene (PP), Fiber glass reinforced plastic (FRP), Bakelite, Ebonite, Epoxy coating or lining of carbon steel, Glass Lining of fiber glass reinforced plastic (FRP).

음극(7) 판의 재질은 수소발생과전압(水素發生過電壓))이 높은 재질인 스틸 강판에 레이니 니켈(Ranney nickel)을 라이닝(Lining) 한 것이나 내염성 스테인리스강, 티타늄(Titanium)판을 사용하며, 양극(6) 판은 내식성이 우수하면서 산소(酸素) 및 염소 발생과전압이 높은 재질인 티타늄판(Titanium plate)에 TiO2-RuO2를 소부(燒付) 코팅(Coating)한 디에스에이(DSA; Dimensionally Stable Anode) 전극을 사용한다.The material of the negative electrode (7) plate is lined with Rainy nickel on a steel sheet of high hydrogen generating overvoltage, and is made of flameproof stainless steel or titanium plate. , The anode (6) plate is a DSA coated with TiO 2 -RuO 2 coated on a titanium plate, which is a material having excellent corrosion resistance and high oxygen and chlorine generation overvoltage. ; Dimensionally Stable Anode electrode.

격막을 지지(支持)하기 위한 격막 서포터(9)는 음이온교환 격막(8)과 1가 양이온선택교환 격막(9)의 외부에 1∼10㎜ 두께의 비스코스레이온(Viscose rayon)이나 나이론 등의 합성수지의 부직포(不織布) 위에 내염성 스테인리스강, 티타늄, PVC, PE, SBS, PP, FRP, 베이클라이트, 에보나이트 중에서 한 종류의 다공판(多孔板)이나 격자판(格子板)으로 지지고정시킨다.The diaphragm supporter 9 for supporting the diaphragm is a synthetic resin such as viscose rayon or nylon having a thickness of 1 to 10 mm outside the anion exchange diaphragm 8 and the monovalent cation selective exchange diaphragm 9. Is fixed on nonwoven fabric of flame resistant stainless steel, titanium, PVC, PE, SBS, PP, FRP, bakelite, and ebony by a porous sheet or lattice.

[실시 예1]Example 1

표1의 내용과 같은 해양 심층수를 취수하여 25℃로 가온 처리하여 모래여과와 나선형(Spiral wound type)의 한외여과를 하여 FI(Fouling index) 값을 3.2로 여과한 여과수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社) 모델번호 SU-610의 나선형 나노여과 막을 사용하여 압력을 20㎏/㎠G로 막에 공급하여 여과된 여과수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 고압용 역삼투막 모델번호 SU-810의 나선형 역삼투 여과 막을 사용하여 압력을 60㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 52%가 되었으며, 이때 여과된 탈 염수와 여과되지 않은 염수의 주요성분 분석치는 다음 표 2의 내용과 같다.Take the deep sea water as shown in Table 1, heat it to 25 ℃, perform ultrafiltration of sand filtration and spiral wound type, and filter the filtrate with FI (Fouling index) value of 3.2 to Japan Toray Co., Ltd. (東 レ 株 式) Spiral Reverse Osmosis of High Pressure Reverse Osmosis Membrane Model No. SU-810 from Toray Corporation of Japan by supplying the filtered filtrate with a pressure of 20 kg / cm 2 G using a spiral nanofiltration membrane of Model No. SU-610. When the membrane permeate was 0.72m 3 / m 2 · day by supplying pressure to the membrane at 60 kg / cm 2 G using a permeate membrane, the membrane permeate amount was 52% of the influent flow rate. Analysis of the main components of the brine is shown in Table 2.

표2, 1차 역삼투 여과에서 여과수와 염수의 주요성분 분석치     Table 2 Analysis of Principal Components of Filtrate and Brine in First Reverse Osmosis Filtration

항 목           Item 여과수인 탈 염수     Demineralized water 여과되지 않은 염수    Unfiltered saline pH  pH 6.2       6.2 7.9        7.9 총유기물농도(TOC; ㎎/ℓ) Total Organic Concentration (TOC; mg / l) nil       nil 2.01        2.01 Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 38.7      38.7 21,470   21,470 Cl-(㎎/ℓ)Cl - (㎎ / ℓ) 71.6      71.6 52,540   52,540 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 0.6       0.6 856      856 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 1.9       1.9 2,445    2,445 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 1.7       1.7 822      822 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 4.7       4.7 2,368     2,368

[실시 예2]Example 2

실시 예1의 1차 역삼투 여과공정에서 배출되는 여과되지 않은 염수를 4㎥/시간 10㎥ 용량의 염수 저장조(1)에 공급하면서, 염 추출장치의 사양이, 탈염실(5)은 용량이 0.1㎥(25㎜×1,000㎜×4,000㎜)×11실, 염 추출실(4)의 용량은 4.2㎥(875㎜×1,200㎜×4,000㎜), 양극은 1,000㎜×1,200㎜ 티타늄판에 TiO2-RuO2를 소부 코팅 한 DSA전극을 3×6매, 음극은 1,000㎜×1,200㎜ 티타늄판 전극을 3×6매, 양극(6) 쪽의 음이온교환 격막(8)은 일본 아사히카세이 주식회사(旭化成株式會社)의 Aciplex A-101 3,600㎜×1,000㎜ 크기의 11매를 을 사용하고, 음극(5) 쪽의 1가 양이온선택교환 격막(9)은 아사히카세이 주식회사의 Aciplex K-102 3,600㎜×1,000㎜ 크기의 11매를 사용한 탈염실(5)로 구성된 염 추출장치(3)에, 10㎥ 용량의 염수 저장조(1)의 염수를 염수 이송펌프(2)로 염 추출실(4)에 주입하고, 4㎥/hr의 유량으로 탈염실(5)에도 공급하여 염수 저장조(1)로 반송하면서 정류기로부터 4.5볼트의 직류전기를 인가하여 염 추출실(4)의 농축 염수는 보베도 비중을 14°Be로 배출하면서 탈 염수 라인의 전기전도도 값이 8㎳/㎝에서 탈 염수를 배출하였을 때, 탈 염수의 주요성분 분석치는 표3의 내용과 같았으며, 이때 인가되는 전류는 58암페어(Ampere)가 인가되었다. While supplying the unfiltered brine discharged from the first reverse osmosis filtration process of Example 1 to the brine storage tank 1 having a capacity of 4 m 3 / hour 10 m 3, the specification of the salt extraction device was reduced, and the desalting chamber 5 had a capacity. 0.1 m3 (25 mm x 1,000 mm x 4,000 mm) x 11 chambers, the capacity of the salt extraction chamber 4 is 4.2 m3 (875 mm x 1200 mm x 4,000 mm), and the anode is TiO 2 on a 1,000 mm x 1200 mm titanium plate. -3 x 6 sheets of RuO 2 -coated DSA electrode, 3 x 6 sheets of 1,000 mm x 1,200 mm titanium plate electrode, and the anion exchange membrane 8 on the positive side 6 are manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. 11 monolithic cation selective exchange diaphragms 9 on the negative electrode 5 side were prepared using 11 sheets of Aciplex A-101 3,600 mm × 1,000 mm, and Aciplex K-102 3,600 mm × 1,000 of Asahi Kasei Co., Ltd. In the salt extraction device (3) consisting of a desalting chamber (5) using 11 sheets of mm size, the brine of the salt storage tank (1) having a capacity of 10 m3 is injected into the salt extraction chamber (4) by the brine transfer pump (2). Flow rate of 4㎥ / hr In order to supply the desalination chamber (5) to the brine storage tank (1) and return it to the brine reservoir (1), a 4.5 volt direct current is applied from the rectifier. When the deionized water was discharged at 8 kW / cm, the main component analysis of demineralized water was as shown in Table 3, and the applied current was 58 amperes (Ampere).

표3, 염수를 전기추출에 의해서 탈염처리한 탈 염수의 주요성분 분석치Table 3, Analysis of Major Components of Demineralized Salt after Desalination by Electro-Extraction

항 목                Item 성 분            ingredient pH(수소 이온 농도)       pH (hydrogen ion concentration) 7.8               7.8 TOC(총 유기물 농도; ㎎/ℓ)       TOC (Total Organics Concentration; mg / l) 2.0               2.0 나트륨(Na; ㎎/ℓ)       Sodium (Na; mg / l) 552.6             552.6 염소(Cl; (㎎/ℓ)       Chlorine (Cl; (mg / L)) 9,361.1           9,361.1 칼슘(Ca; ㎎/ℓ)       Calcium (Ca; mg / L) 813.2             813.2 마그네슘(Mg; ㎎/ℓ)       Magnesium (Mg; mg / l) 2,322.7           2,322.7 칼륨(K; ㎎/ℓ)       Potassium (K; mg / l) 20.3              20.3 황산 이온(SO4 2 -; ㎎/ℓ)A sulfate ion (SO 4 2 -; ㎎ / ℓ) 82.3               82.3

2. 전기투석법에 의한 탈염처리방법2. Desalination treatment by electrodialysis

염수에 함유된 염분을 전기투석에 의한 탈염처리는 정류기로부터 직류전기를 인가하면 직류전원의 전위차(電位差)를 구동력(Driving force)으로 하여 이온성 용 질을 막 투과에 의해 분리하는 것으로, 격막은 상기의 염 추출장치(3)와 동일한 양이온교환 격막은 1가 이온만 선택적으로 투과하는 1가 양이온선택교환 격막(9)을 사용하고, 음이온을 교환하는 격막은 모든 음이온을 투과하는 음이온교환 격막(8)을 사용한다.In the desalination process by electrodialysis of the salt contained in the brine, when the direct current is applied from the rectifier, the ionic solute is separated by membrane permeation using the potential difference of the direct current as a driving force. The same cation exchange diaphragm as the salt extraction device 3 described above uses a monovalent cation selective exchange diaphragm 9 that selectively transmits monovalent ions, and the anion exchange diaphragm is an anion exchange diaphragm that transmits all anions ( 8).

전기투석장치(13)는 도 4서와 같이 1가 양이온만을 투과하는 1가 양이온선택교환 격막(9)과 모든 음이온을 투과하는 음이온교환 격막(8)으로 격리된 탈염실(5)과 탈염실(5) 사이사이에 염 농축실(16)이 교호적(交互的)으로 일 열로 다단(多段)을 설치하고, 양단의 양극실(14)에는 양극(6)이. 음극실(15)에는 음극(7)이 설치된 구조로 되어 있다.The electrodialysis apparatus 13 is a desalting chamber 5 and a desalting chamber separated by a monovalent cation selective exchange diaphragm 9 penetrating only a monovalent cation and an anion exchange diaphragm 8 penetrating all anions as shown in FIG. 4. (5) The salt concentration chambers 16 alternately provide a plurality of stages in a row, and the anode chambers 14 at both ends have an anode 6 therebetween. The cathode chamber 15 has a structure in which a cathode 7 is provided.

염수 저장조(1)의 염수를 염수 이송펌프(2)로 전기투석장치(13)의 탈염실(5)에 공급하여 염수 저장조(1)로 반송하고, 농축 염수 저장조(17)의 농축 염수를 농축 염수 이송펌프(18)로 염 농축실(16)로 공급하여 농축 염수 저장조(17)로 반송하면서 양극실(14)의 양극(6)과 음극실(15)의 음극(7)에 정류기로부터 직류전기를 인가(印加)하면, 탈염실(5) 내의 염수 중에 함유되어 있는 1가 양이온인 Na+, K+는 전기적인 인력에 의해서 음극(7) 쪽의 1가 양이온선택교환 격막(9)을 투과하여 염 농축실(16)로 이동하고, 모든 음이온(Xm -; X는 음이온, m는 음이온 원자가의 수)은 양극(6) 쪽의 음이온교환 격막(8)을 투과하여 염 농축실(16)로 이동하게 되면서, 탈염실(5) 내의 염수에 함유되어 있는 염분과 황산 이온이 염 농축실(16) 이동하여 농축되면서 탈염실(5) 내의 염수는 탈염처리된다. The brine from the brine reservoir (1) is supplied to the desalination chamber (5) of the electrodialysis apparatus (13) by the brine transfer pump (2) and returned to the brine reservoir (1), and the concentrated brine in the concentrated brine reservoir (17) is concentrated. A direct current from the rectifier to the positive electrode 6 of the positive electrode chamber 14 and the negative electrode 7 of the negative electrode chamber 15 is supplied to the salt concentration chamber 16 by the brine transfer pump 18 and returned to the concentrated brine storage tank 17. When electricity is applied, Na + and K + , which are monovalent cations contained in the brine in the desalting chamber 5, are applied to the monovalent cation selective exchange diaphragm 9 on the negative electrode 7 side by electrical attraction. Permeate to the salt concentration chamber 16, where all anions (X m - X is an anion, m is the number of anion valences) are passed through the anion exchange diaphragm 8 on the anode 6 side to 16, while the salt and sulfate ions contained in the brine in the desalting chamber 5 are concentrated by the salt concentration chamber 16, the brine in the desalting chamber 5 is desalted. Lee.

이때 음극실(15)과 양극실(14)의 전해질 용액은 해양 심층수 원수를 이용할 수 있으나, 양극(6)에서 염소(Cl2)가스의 발생을 방지하면서 양극(6)의 부식을 억제하기 위해서 3∼10wt%의 Na2SO4 수용액을 음극실(15)로 공급하여, 음극실(15)에서 배출되는 전해질 용액을 양극실(14)에 공급한다.In this case, the electrolyte solution of the cathode chamber 15 and the anode chamber 14 may use deep sea water, but in order to suppress corrosion of the anode 6 while preventing the generation of chlorine (Cl 2 ) gas in the anode 6. 3-10 wt% Na 2 SO 4 The aqueous solution is supplied to the cathode chamber 15, and the electrolyte solution discharged from the cathode chamber 15 is supplied to the anode chamber 14.

상기의 1차 역삼투 여과공정에서 여과되지 않은 염수가 염수 저장조(1)에 공급되면, 염수 이송펌프(2)로 전기투석장치(13)의 탈염실(5)에 공급하여 염수 저장조(1)로 반송하고, 농축 염수 저장조(17)의 농축 염수를 농축 염수 이송펌프(18)로 염 농축실(16)로 공급하여 농축 염수 저장조(17)로 반송하면서 양극실(14)의 양극(6)과 음극실(15)의 음극(7)에 정류기로부터 직류전기를 인가(印加)하면, 탈염실(5)의 염수 중의 1가 양이온은 전기적인 인력에 의해서 1가 양이온선택교환 격막(9)을 투과하여 음극(7) 쪽의 염 농축실(16)로 이동하고, 모든 음이온은 음이온교환 격막(8)을 투과하여 양극(6) 쪽의 염 농축실(16)로 이동하면서 농축 염수 저장조(17)의 보메도 비중이 10∼20°Be범위로 농축된 농축 염수는 보메도비중지시제어기(BIS; Baume's hydrometer indicating switch)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 소금제조공정으로 보내고, 탈염실(5)에서 염수 중에 염분이 탈염되어 염수 반송라인에 설치된 전기전도율지시제어기(ECIS; Electric conductivity indicating switch)의 전기전도율의 값이 6∼20㎳/㎝ 범위로 탈염처리된 탈 염수는 솔레노이드밸브(Solenoid valve)를 작동하여 2차 역삼투 여과공정으로 보낸다.When the brine that is not filtered in the first reverse osmosis filtration process is supplied to the brine storage tank (1), the brine transfer pump (2) is supplied to the desalting chamber (5) of the electrodialysis apparatus (13) to the brine storage tank (1) The anode 6 of the anode chamber 14 while feeding the concentrated brine from the concentrated brine reservoir 17 to the salt concentration chamber 16 by the concentrated brine transfer pump 18 and returning it to the concentrated brine reservoir 17. When a direct current is applied to the cathode 7 of the cathode chamber 15 from the rectifier, the monovalent cation in the brine of the desalination chamber 5 forms the monovalent cation selective exchange diaphragm 9 by electrical attraction. The permeate is transferred to the salt concentration chamber 16 on the negative electrode 7 side, and all the anions pass through the anion exchange diaphragm 8 to the salt concentration chamber 16 on the positive electrode 6 side and concentrated brine reservoir 17 The concentrated brine concentrated in the range of 10 ~ 20 ° Be in the range of bomedo is solely controlled by Baume's hydrometer indicating switch (BIS). Operate the nose valve (ⓢ) to the salt manufacturing process, and the salt is desalted in the brine in the desalination chamber (5) and the electrical conductivity of the electroconductivity indicating switch (ECIS) installed in the brine return line is 6 Demineralized water desalted in the range of ˜20 μs / cm is sent to a second reverse osmosis filtration process by operating a solenoid valve.

염 농축실(16)에는 농축 염수 저장조(17)의 농축 염수를 농축 염수이송펌 프(24)에 의해 순환·공급하면 염수 중의 1가 양이온은 전기적인 인력에 의해서 1가 양이온선택교환 격막(9)을 투과하여 음극(7) 쪽의 염 농축실(16)로 이동하고, 모든 음이온은 음이온교환 격막(8)을 투과하여 양극(6) 쪽의 염 농축실(16)로 이동하면서 염분이 농축되어 농축 염수 저장조(17)의 보메도 비중이 10∼20°Be범위로 농축된 농축 염수는 보메도 비중지시제어기(BIS)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 소금제조공정으로 보낸다. When the concentrated brine of the concentrated brine reservoir 17 is circulated and supplied to the salt concentration chamber 16 by the concentrated brine transfer pump 24, the monovalent cation in the brine is caused by the electrical attraction to the monovalent cation selective exchange diaphragm (9). Permeate into the salt concentration chamber 16 on the cathode 7 side, and all the anions pass through the anion exchange diaphragm 8 to the salt concentration chamber 16 on the anode 6 side to concentrate salts. The concentrated brine concentrated in the brine concentration in the concentrated brine storage tank (17) 10 ~ 20 ° Be is sent to the salt manufacturing process by operating the solenoid valve (ⓢ) by the BME dome specific gravity indicating controller (BIS).

전기투석장치(13)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 확산 층(擴散層)의 두께에 반비례하므로, 확산 층의 두께가 일정한 경우, 배수(排水)되는 탈 염수 중의 염 농도와 농축 염수의 염 농도에 의해 좌우되므로, 본 발명에서는 1가 양이온선택교환 격막(9)과 음이온교환 격막(8)을 양극(6)과 음극(7) 사이에 교대로 배열한 탈염실(5)과 염 농축실(16)을 형성하는 전기투석장치(13)에 염수를 염수 이송펌프(2)로 탈염실(5)에 보내어 탈염 후 순환하면서, 농축 염수는 농축 염수이송펌프(24)에 의해 염 농축실(16)로 보내어 순환함으로써 염 농축효율을 향상하면서 염 농축실(16)에서 스케일성분이 염 농축실(16)에서 생성되지 않도록 염 농축실(16)에 통수하는 농축 염수를 다량으로 공급하면, 스케일 트러블을 확실히 방지할 수 있으며, 염 농축실(16)에 염 농도가 높은 농축 염수를 공급함으로써 전류의 액저항(液抵抗) 적어지므로 한계전류밀도를 높일 수 있으므로, 전기투석장치(13)의 처리성능을 향상시킬 수 있다.The electrodialysis apparatus 13 preferably increases the current density as large as possible in the range below the limit current density in order to increase the processing performance, but the limit current density is proportional to the salt concentration in the diffusion layer. Since the thickness of the diffusion layer is inversely proportional to the thickness of (iii), it depends on the salt concentration in the demineralized water to be drained and the salt concentration of the concentrated brine. Brine transfer to the electrodialysis apparatus (13) forming a desalting chamber (5) and a salt concentrating chamber (16) arranged alternately between the anode (6) and the cathode (7) and the anion exchange diaphragm (8). Concentrated brine is sent to the salt concentration chamber 16 by the concentrated brine transfer pump 24 to circulate after desalting and sent to the desalination chamber 5 by the pump 2 to improve the salt concentration efficiency. Scale components are not produced in the salt concentration chamber (16). When a large amount of concentrated brine passing through the rock salt concentration chamber 16 is supplied, scale trouble can be prevented reliably, and the salt resistance of the current is supplied by supplying the concentrated salt water with a high salt concentration to the salt concentration chamber 16. Since the limit current density can be increased, the processing performance of the electrodialysis apparatus 13 can be improved.

전기투석장치(13)에서 한계전류밀도를 높게 하여 통전량(通電量)을 크게 함 으로써 전기투석효율을 향상하면서 스케일 트러블(Trouble)을 억제하기 위해서는 탈염실(5)에 공급하는 유량은 막면선속도(膜面線速度)가 10∼30㎝/초 범위로 탈염된 탈 염수를 염수 저장조(1)로 반송하며, 염 농축실(16)에 공급하는 농축 염수의 유량은 막면선속도가 1∼3㎝/초 범위가 유지되도록 농축 염수를 농축 염수 저장조(17)로 반송한다.In order to improve electrodialysis efficiency and to suppress scale trouble by increasing the amount of energization by increasing the limit current density in the electrodialysis apparatus 13, the flow rate supplied to the desalting chamber 5 is a membrane line. The desalted water desalted in a speed range of 10 to 30 cm / sec is returned to the brine storage tank 1, and the flow rate of the concentrated brine supplied to the salt concentration chamber 16 has a membrane surface velocity of 1 to 1. The concentrated brine is returned to the concentrated brine reservoir 17 so that the 3 cm / sec range is maintained.

전기투석장치(13)에서 사용하는 1가 양이온선택교환 격막(9)과 음이온교환 격막(8)은 상기의 염 추출장치(3)의 격막과 동일한 격막을 사용한다.The monovalent cation selective exchange diaphragm 9 and the anion exchange diaphragm 8 used in the electrodialysis apparatus 13 use the same diaphragm as the diaphragm of the salt extraction apparatus 3 described above.

전기투석장치(13)의 양극실(14)의 양극(6)은 내식성(耐蝕性) 재질이면서 수소 및 산소발생 과전압(過電壓)이 높은 DSA(Dimensionally stable anode)전극이나 백금도금 전극을 사용하여 음극실(15)를 통과한 용액을 주입하여 양극(6) 표면에서 염소 및 산소의 발생을 억제하도록 하며, 음극(7)은 수소발생과전압(水素發生過電壓)이 높은 랜니니켈(Ranney nickel)이나 스테인리스 스틸(Stainless steel) 강판을 사용하고, 음극실(28)에 가장 인접한 1가 양이온선택교환 격막(9)은 수소 이온 난투과성막(難透過性膜)이나 1가 음이온투과 격막을 이용하는 것에 의해서 음극(7) 표면에서의 수소 이온의 발생량을 저감도록하여 전력효율의 향상과 악취발생이 감소하도록 하는 것이 좋다.The anode 6 of the anode chamber 14 of the electrodialysis apparatus 13 is made of a corrosion-resistant material and a DSA (Dimensionally Stable Anode) electrode or a platinum plated electrode having a high hydrogen and oxygen generation overvoltage. The solution passed through the cathode chamber 15 is injected to suppress the generation of chlorine and oxygen on the surface of the anode 6, and the cathode 7 has high hydrogen generation overvoltage (Ranney nickel). Or a stainless steel steel plate, and the monovalent cation selective exchange diaphragm 9 closest to the cathode chamber 28 uses a hydrogen ion impermeable membrane or a monovalent anion permeable membrane. It is preferable to reduce the amount of hydrogen ions generated on the surface of the cathode 7 to improve power efficiency and reduce odor.

그리고 염 농축실(16)에서 스케일의 생성이나 유기물 등의 슬라임(Slime)이 부착되어 처리효율을 저하할 때를 대비하여 정류기에 극성전환장치(極性換置)를 설치하여 양극(6)과 음극(7)의 전원을 전환하여 부착된 스케일과 슬라임(Slime)이 탈리(脫離) 되도록 한다.In addition, in the salt concentration chamber 16, a polarity switching device is installed in the rectifier to prepare a scale or slimes such as organic matter, thereby reducing processing efficiency. Switch the power of (7) so that the attached scale and slime are detached.

전기투석공정의 농축 염수 저장조(17)에서 보메도 비중이 10∼20°Be 범위로 농축된 농축 염수는 보메도 비중지시제어기(BIS)에 의해 솔레노이드밸브(ⓢ)를 작동하여 소금제조공정으로 보낸다.Concentrated brine concentrated in the range of 10-20 ° Be in the brine storage tank (17) of the electrodialysis process is sent to the salt manufacturing process by operating the solenoid valve (ⓢ) by the Bomedo specific gravity indication controller (BIS). .

[실시 예3]Example 3

유효통전면적(有效通電面積)이 236㎜(세로)×220 ㎜(가로)의 두께 0. 2㎜인 1가 양이온선택교환 격막(9)은 1가 양이온만을 투과하는 일본 아사이가세이(주)[旭化成工業株式會社]의 Aciplex K-102를 사용하고, 음이온교환 격막(8)은 아사이가세이(주)의 Aciplex A-101을 각각 50매를 티타늄 판에 RuO2-TiO2를 코팅한 DSA전극인 양극(16)과 스테인리스강 전극의 음극(17) 사이에 도 4와 같이 교호적으로 다단(50단)을 설치한 전기투석장치(13)의 탈염실(5)로 50ℓ의 염수 저장조(1)에 실시 예1의 제1 역삼투 여과공정에서 여과되지 않은 배출된 25℃의 염수를 공급한 다음, 다이어프램(Diaphragm)형 정량펌프인 염수 이송펌프(2)로 막면선속도(膜面線速度)가 10㎝/초가 되게 탈염실(24)에 공급하여 염수 저장조(1)로 순환하고, 20ℓ의 농축 염수 저장조(28)의 염수를 다이어프램형 정량펌프인 농축 염수 이송펌프(18)로 막면선속도가 3㎝/초가 되게 염 농축실(16)에 공급하여 농축 염수 저장조(1)로 순환하면서, 정류기로부터 직류전기를 전류밀도가 3∼4A/dm2로 인가하여(이때 인가전압은 55∼60V이었다.) 염수 순환라인의 전기전도율지시제어기(ECIS)의 전기전도도 값이 8㎳/㎝로 탈염처리 하였을 때 탈염된 탈 염수의 주요성분 분석치는 다음 표4의 내용과 같다. The monovalent cation selective exchange diaphragm 9 having an effective conduction area of 236 mm (length) x 220 mm (width) of 0.2 mm has a monovalent cation that allows only Japan to pass through monovalent cations. The Aciplex K-102 manufactured by Isa Chemical Co., Ltd., and the anion exchange diaphragm (8) is a DSA coated with RuO 2 -TiO 2 on 50 sheets of Aciplex A-101 of Asai Chemical Co., Ltd. on a titanium plate. A 50 L salt storage tank of the desalination chamber 5 of the electrodialysis apparatus 13 in which multiple stages (50 stages) are alternately installed between the anode 16, which is an electrode, and the cathode 17 of a stainless steel electrode, as shown in FIG. 1) was supplied with unfiltered brine at 25 ° C. in the first reverse osmosis filtration process of Example 1, followed by a membrane velocity with a brine feed pump (2), a diaphragm type metering pump. It is supplied to the desalination chamber 24 so that the degree is 10 cm / sec, and it circulates in the brine storage tank 1, and the brine of the 20 liter concentrated brine storage tank 28 is diaphragm-type metering pump. Concentrated salt water feed pump 18 to the film speed is myeonseon 3㎝ / sec presented salt concentration chamber (16) and concentrated salt water reservoir (1), the DC electric current density is 3~4A / dm 2 from the rectifier fed to a rotational The main component analysis of demineralized demineralized water when desalination was performed at the electric conductivity value of 8 kV / cm in the conductivity indicator controller (ECIS) of the brine circulation line was applied. Same as 4

이때 농축 염수 저장조(18)의 농축 염수의 비중은 12°Be조정하였으며, 음극실 용액은 5wt%의 Na2SO4수용액을 50㏄/min로 음극실(15) 하부로 공급하여 상부로 배출되는 것을 양극실(14) 하부로 공급하였다.At this time, the specific gravity of the concentrated brine in the concentrated brine storage tank 18 was adjusted by 12 ° Be, the cathode chamber solution is discharged to the top by supplying 5wt% Na 2 SO 4 aqueous solution to the bottom of the cathode chamber 15 at 50 kW / min To the lower portion of the anode chamber 14.

표4, 염수를 전기투석에 의해서 탈염처리한 탈 염수의 주요성분 분석치Table 4, Analysis of Major Components of Demineralized Salt after Desalination by Electrodialysis

항 목                Item 성 분            ingredient pH(수소 이온 농도)       pH (hydrogen ion concentration) 7.8               7.8 TOC(총 유기물농도; ㎎/ℓ)       TOC (Total Organic Matter Concentration; mg / l) 2.0               2.0 나트륨(Na; ㎎/ℓ)       Sodium (Na; mg / l) 650.2             650.2 염소(Cl; (㎎/ℓ)       Chlorine (Cl; (mg / L)) 9,586.7           9,586.7 칼슘(Ca; ㎎/ℓ)       Calcium (Ca; mg / L) 818.6              818.6 마그네슘(Mg; ㎎/ℓ)       Magnesium (Mg; mg / l) 2,362.7           2,362.7 칼륨(K; ㎎/ℓ)       Potassium (K; mg / l) 28.3              28.3 황산 이온(SO4 2 -; ㎎/ℓ)A sulfate ion (SO 4 2 -; ㎎ / ℓ) 102.3              102.3

Ⅱ. 탈염처리된 탈 염수를 2차 역삼투 여과공정에서 유기물과 미네랄성분을 농축하는 단계II. Concentrating the organic and mineral components of the desalted demineralized water in the second reverse osmosis filtration process

상기의 전기추출법에 의한 탈염처리방법과 전기투석법에 의한 탈염처리방법에서 탈염처리된 염수가 2차 역삼투 여과공정에 공급되면 역삼투 여과 막에 공급하여 투과수의 투과율이 95∼99% 범위로 여과를 하여 유기물과 미네랄성분을 농축한다.When the desalted salt is desalted in the desalting method by the electroextraction method and the desalting method by the electrodialysis method, it is supplied to the reverse osmosis filtration process, and the permeation rate of the permeate is in the range of 95 to 99%. Filtration to concentrate organic and mineral components.

여기서 여과된 여과수는 음용수제조공정으로 보내어 음료수제조에 이용한다.The filtered filtrate is sent to the drinking water production process to be used for beverage production.

이때 역삼투 여과공정의 운전압력은 염분이 제거되어 삼투압이 낮기 때문에 5∼20기압의 저압으로 운전된다.At this time, the operating pressure of the reverse osmosis filtration process is operated at a low pressure of 5 to 20 atm because salt is removed and the osmotic pressure is low.

그리고 역삼투 여과 막의 재질이나 형태는 1차 역삼투 여과 막과 동일한 것을 사용하여도 상관없으나, 저압에서 운전되기 때문에 저압용의 역삼투막을 사용하 는 것이 바람직하다.And the material and form of the reverse osmosis filtration membrane may be the same as the first reverse osmosis filtration membrane, but it is preferable to use a low pressure reverse osmosis membrane because it is operated at a low pressure.

그리고 본 발명의 특징은, 2차 역삼투 여과공정에서 여과된 여과수를 음료수제조공정으로 보내어 음료수로 처리할 수 있기 때문에 음료수생산 수율을 향상할 수 있는 이점도 있다. In addition, the characteristics of the present invention, by sending the filtered water filtered in the second reverse osmosis filtration process to the beverage production process can be treated with a drink, there is also an advantage that can improve the beverage production yield.

[실시 예4]Example 4

실시 예2에서 탈염처리된 탈 염수를 실시 예1의 역삼투 여과장치를 이용하여 운전압력을 12㎏/㎠G로 하여, 6㎥/시간으로 공급하였을 때 여과수는 5.8㎥/시간으로 배출되었으며, 여과되지 않고 농축된 농축수는 0.2㎥/시간으로 배출되었는 데, 이때 배출된 농축수의 주요 성분 분석치는 다음 표5와 같다.When the demineralized water desalted in Example 2 was used at a reverse pressure osmosis filtration device of Example 1 at an operating pressure of 12㎏ / ㎠G and supplied at 6㎥ / hour, the filtered water was discharged at 5.8㎥ / hour, The concentrated water concentrated without filtration was discharged at 0.2㎥ / hour, and the main component analysis of the discharged concentrated water is shown in Table 5 below.

표5, 2차 역삼투 여과공정에서 농축된 농축수의 주요성분 분석치Table 5 Analysis of Principal Components of Concentrated Water Concentrated in Secondary Reverse Osmosis Filtration Process

항 목                Item 성 분            ingredient pH(수소 이온 농도)       pH (hydrogen ion concentration) 7.82               7.82 TOC(총유기물농도; ㎎/ℓ)       TOC (Total Organic Concentration; mg / l) 60.0              60.0 나트륨(Na; ㎎/ℓ)       Sodium (Na; mg / l) 16,495.1          16,495.1 염소(Cl; (㎎/ℓ)       Chlorine (Cl; (mg / L)) 279,709.7         279,709.7 칼슘(Ca; ㎎/ℓ)       Calcium (Ca; mg / L) 24,347.2           24,347.2 마그네슘(Mg; ㎎/ℓ)       Magnesium (Mg; mg / l) 69,541.6          69,541.6 칼륨(K; ㎎/ℓ)       Potassium (K; mg / l) 606.0             606.0 황산 이온(SO4 2 -; ㎎/ℓ)A sulfate ion (SO 4 2 -; ㎎ / ℓ) 2,464.1           2,464.1

Ⅲ. 1차 농축된 유기물을 증발·농축공정에서 고도로 유기물과 미네랄성분을 농축하는 단계III. The step of concentrating highly organic and mineral components in the evaporation and concentration process of the first concentrated organic matter

상기의 2차 역삼투 여과공정에서 유기물과 미네랄성분을 농축한 해양 심층수 또는 해저 심층 암반수를 용량(체적)을 더 이상 줄여, 고도로 농축하는 경우에는 유기물이 분해되지 않게 40℃ 이하에서 진공증발을 하거나 동결건조를 하여 고도로 유기물과 미네랄성분이 농축된 해양 심층수를 생산한다.In the second reverse osmosis filtration process, the deep seawater or the deep seabed with concentrated organic matter and minerals is further reduced in volume, and when highly concentrated, vacuum evaporation is performed at 40 ° C. or lower so as not to decompose the organic matter. Lyophilization produces deep sea water with a high concentration of organics and minerals.

상기의 해양 심층수에 함유된 유기물과 미네랄성분은 피부에 유용한 물질과 생물의 생육에 유용한 다종 다양한 물질이 함유되어 있는 것으로 밝혀져 있기 때문에 화장품, 의약품, 식품 및 사료첨가제 등의 다양한 분야에 이용될 것으로 본다.The organic and mineral components contained in the deep sea water are found to be used in various fields such as cosmetics, medicine, food and feed additives because they are found to contain various substances useful for skin and growth of organisms. .

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 해양 심층수 또는 해저 심층암반수를 취수하여 음료수를 제조하는 공정에서 배출되는 염수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 경우에는 음료수의 생산수율을 향상하는 효과가 있으면서 유용한 유기물과 미네랄성분을 농축할 수 있기 때문에 해양 심층수로부터 음료수를 제조하는 공정에 널리 적용되는 효과가 있을 것을 기대된다. As described above, the present invention has an effect of improving the production yield of beverages in the case of concentrating the organic matter and mineral components from the brine discharged from the process of taking the deep sea water or the deep sea bedrock water to produce a beverage. And because it can concentrate the mineral component is expected to have an effect that is widely applied to the process for producing beverages from deep sea water.

Claims (3)

해양 심층수(海洋深層水) 또는 해저(海底) 심층암반수(深層巖盤水)를 취수하여 음료수제조공정의 1차 역삼투 여과공정에서 여과되지 않은 염수가 염수 저장조(1)에 유입되면, 염수 이송펌프(2)로 염추출장치(3)의 염추출실(4)과 탈염실(5)에 공급하여 염수 저장조(1)로 순환하고, 송풍기(11)로부터 대기 중의 공기를 산기관(12)을 통해서 폭기를 하면서 정류기로부터 3∼10볼트(Volt)의 직류전기를 인가(印加)하여 염추출실(4) 농축된 염수의 보메도 비중이 10∼20°Be가 되면 소금제조공정으로 배출하고, 탈염실(5) 내의 염수 중에서 염분이 제거되어 염수 라인의 전기전도도 값이 6∼20㎳/㎝ 범위로 탈염된 탈염수로 탈염처리하는 단계와,When the deep seawater or seabed deep rock water is collected and unfiltered brine enters the brine reservoir (1) during the first reverse osmosis filtration process of the beverage production process, the brine is transported. A pump (2) is supplied to the salt extraction chamber (4) and the desalting chamber (5) of the salt extraction unit (3) and circulated to the brine storage tank (1), and air from the blower (11) to the air diffuser (12). While aeration through the application of a 3 to 10 volts DC electricity from the rectifier (印 加) to the salt extraction chamber (4) When the concentration of bomedo of concentrated brine reaches 10 to 20 ° Be discharged to the salt manufacturing process Desalination with demineralized water in which the salt is removed from the brine in the desalination chamber (5) so that the electrical conductivity of the brine line is desalted in the range of 6-20 mW / cm, 상기 탈염수를 2차 역삼투 여과공정의 역삼투 여과 막에 공급하여 투과수의 투과율이 95∼99% 범위로 여과를 하여 유기물과 미네랄성분을 농축하는 단계로 이루진 것을 특징으로 하는 해양 심층수 또는 해저 심층암반수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법.Deep sea water or seabed, characterized in that the demineralized water is supplied to the reverse osmosis filtration membrane of the second reverse osmosis filtration process to filter the permeate in the range of 95 to 99% to concentrate organic and mineral components. Concentrates organics and minerals from deep rock water. 청구항 1에 있어서, 상기의 1차 역삼투 여과공정에서 여과되지 않은 염수가 염수 저장조(1)에 유입되면, 염수 이송펌프(2)로 염추출장치(3)의 염추출실(4)과 탈염실(5)에 공급하는 대신에, 염수 이송펌프(2)로 전기투석장치(13)의 탈염실(5)에 공급하여 염수 저장조(1)로 반송하고, 농축 염수 저장조(17)의 농축 염수를 농축 염수 이송펌프(18)로 염 농축실(16)로 공급하여 농축 염수 저장조(17)로 반송하면서 양극실(14)의 양극(6)과 음극실(15)의 음극(7)에 정류기로부터 직류전기를 인가(印加)하여 농축 염수 저장조(17)의 보메도 비중이 10∼20°Be범위로 농축된 농축염수는 소금제조공정으로 보내고, 탈염실(5)에서 탈염된 탈염수는 2차 역삼투 여과공정으로 보내는 공정에 의해서 해양 심층수 또는 해저 심층암반수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법.The salt extraction chamber 4 and the desalination of the salt extraction apparatus 3 to the brine transfer pump 2 when the unfiltered brine flows into the brine reservoir 1 in the first reverse osmosis filtration process. Instead of supplying to the chamber 5, the brine transfer pump 2 is supplied to the desalination chamber 5 of the electrodialysis apparatus 13 and returned to the brine storage tank 1, and the concentrated brine of the concentrated brine storage tank 17. Is supplied to the salt concentration chamber 16 by the concentrated brine transfer pump 18 and returned to the salt brine storage tank 17, and rectifiers are supplied to the anode 6 of the anode chamber 14 and the cathode 7 of the cathode chamber 15. The concentrated brine concentrated in the range of 10-20 ° Be in the brine concentration of the concentrated brine reservoir 17 by direct current was applied to the salt manufacturing process, and the demineralized salt desalted in the desalination chamber 5 was secondary. A method for concentrating organic matter and minerals from deep ocean water or deep sea bedrock by sending to reverse osmosis filtration. 제1항 또는 제2항 중에 있어서, 상기의 2차 역삼투 여과공정에서 유기물을 농축한 해양 심층수 또는 해저 심층 암반수를 고도로 농축하는 경우에는 유기물이 분해되지 않게 40℃ 이하에서 진공증발 또는 동결건조를 하여 해양 심층수 또는 해저 심층암반수로부터 유기물과 미네랄성분을 농축하는 방법.The method of claim 1 or 2, wherein in the second reverse osmosis filtration process, when the deep seawater or the deep seawater with concentrated organic matter is highly concentrated, vacuum evaporation or lyophilization is performed at 40 ° C. or lower so as not to decompose the organic matter. To concentrate organics and minerals from deep ocean water or deep sea bedrock.
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