KR101176988B1 - 기수의 담수화 처리장치 및 이를 이용한 기수의 담수화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기수의 담수화 처리장치 및 이를 이용한 기수의 담수화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기수를 담수화하기 위한 전처리부로 전기분해유닛과 전처리여과유닛을 구비하고, 상기 전처리부에 의해 처리된 처리수를 담수처리부의 한외여과유닛 및 역삼투여과유닛을 이용하여 담수화한 다음, 전처리부의 처리수와 담수처리부의 담수에 극미세 버블을 발생시켜 담수처리부를 세척시킴으로써, 기수의 담수화 효율을 극대화시킬 수 있는 기수의 담수화 처리장치 및 이용한 기수 담수화 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 전기분해유닛과 전처리여과유닛을 전처리부로 사용하여 전처리 수질을 향상시킴으로써 담수처리부의 오염을 방지하고 담수 회수율을 증가시킬 수 있으며, 담수처리부에 대하여 극미세 버블을 이용한 세정공정을 통해 담수처리부의 성능을 안정적으로 유지 및 향상시킬 뿐만 아니라, 담수처리부의 수명 또한 연장시키고, 화학세정제의 사용량이 감소되어 관리 및 유지비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

기수의 담수화 처리장치 및 이를 이용한 기수의 담수화 방법{Desalination Apparatus of Brackish water and Method Using the Same}

본 발명은 기수의 담수화 처리장치 및 이를 이용한 기수의 담수화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기수를 담수화하기 위한 전처리부로 전기분해유닛과 전처리여과유닛을 구비하고, 상기 전처리부에 의해 처리된 처리수를 담수처리부의 한외여과유닛 및 역삼투여과유닛을 이용하여 담수화한 다음, 전처리부의 처리수와 담수처리부의 담수에 극미세 버블을 발생시켜 담수처리부를 세척시킴으로써, 기수의 담수화 효율을 극대화시킬 수 있는 기수의 담수화 처리장치 및 이용한 기수 담수화 방법에 관한 것이다.

우리나라는 지역 및 계절에 따른 강수량 변화가 심하여 농업용수 수자원 확보가 곤란한 특성을 가지고 있다. 또한 급속하게 진행된 도시화와 산업화에 따른 물 사용량의 증가와 녹지면적의 감소, 콘크리트, 아스팔트화 등 불투수층의 면적이 증가하면서 지하수 및 저수지가 오염되고 있다. 국내의 산업화와 도시화에 따른 대량 수요의 용수 확보에 대한 필요성에 대하여, 물 부족 국가의 위치에 직면한 한국 사회의 보다 체계적이고 구체적인 대응이 요구되어진다.

국내에서 물부족 현상 등 심각한 위기상황이 발생했을 때 대체수자원확보의 방안으로서 상업적으로 많이 알려진 기술은 해수담수화이며, 종래 해수담수화 방법은 해수를 주로 용수 및 음용수로 사용하기 위하여 이들의 기준에 맞추어야 하기 때문에 고가의 장비와 까다로운 절차를 거쳐야 했다. 또한 국내에 적용된 해수담수화 설비는 유지비용과 관리문제로 인해 도서지방에 제한적으로 설치되고 있으며, 고효율성 확보가 절실한 실정이다.

따라서, 하수처리장의 하천 방류수 및 기수(汽水)를 담수화하여 우리나라 현행법상 농업용수 수질기준에 맞추어서 농업용수로 사용하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

담수화 방법으로는 크게 증발법과 막여과법으로 대별된다. 상기 증발법은 주로 고농도의 염수를 함유한 해수 등에 적용되며, 여기에는 다단플래쉬법(Multiple Stage Flash, MSF), 다단효용증발법(Multiple Effect, ME) 및 증발압축법(Vapor Compression, VC)이 있다. 한편, 막여과법에는 압력을 이용하여 저농도에서 고농도까지의 넓은 범위의 염수에 적용할 수 있는 역삼투법(Reverse Osmosis, RO)과 전기를 이용하여 비교적 저농도의 염수에 적용하는 전기투석법(Electrodialysis, ED)이 있다.

현재 담수화 기술은 증발식에서 요구되는 고에너지, 고비용 문제를 극복하기 위하여 막의 성능개선과 생산단가의 절감을 기반으로 급속하게 막분리식으로 전환되고 있다. 그러나, 막 분리법은 유기 또는 무기물에 의한 파울링(fouling) 방지를 위해 전처리에 상당한 주의가 필요한 문제가 있으며, 전처리 설비 및 역삼투막 설비의 고압 운전으로 인해 높은 전력비가 소요되는 문제점이 있다.

또한, 이와 함께, 막 분리를 이용한 담수화 설비의 운영비 중에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 것 중의 하나가 막의 교체비용이다. 막은 막 오염 등으로 인해 일정 주기로 교체가 필요하기 때문에 막 사용주기를 연장시킬 수 있다면 보다 경제적으로 기수의 담수화 설비를 운영할 수 있다는 것은 자명하다.

이에, 본 발명자들은 종래 기술의 단점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 기수를 담수화하기 위한 전처리부로 전기분해유닛과 전처리여과유닛을 구비하고, 상기 전처리부에 의해 처리된 처리수를 담수처리부의 한외여과유닛 및 역삼투여과유닛을 이용하여 담수화한 다음, 전처리부의 처리수와 담수처리부의 담수에 극미세 버블을 발생시켜 담수처리부를 세척시킬 경우, 기수의 담수화 효율을 극대화시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 주된 목적은 전기분해유닛과 전처리여과유닛을 전처리부로 사용하여 전처리 수질을 향상시켜 담수처리부의 오염을 방지하는 동시에 담수 회수율을 향상시키고, 담수처리부에 대한 극미세 버블을 이용한 세정을 통해 담수처리부의 성능을 안정적으로 유지 및 향상시킴으로써 장치의 사용 수명을 연장시킬 수 있으며, 궁극적으로 기수의 담수화 효율을 극대화시킬 수 있는 기수의 담수화 처리장치 및 이를 이용한 기수의 담수화방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기수를 유입시키는 유입조;상기 유입조로부터 기수를 공급받아 탁도물질을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부로부터 처리수를 공급받아 미처리된 탁도물질을 제거하고, 담수화하여 담수를 생산하는 담수처리부; 상기 전처리부로부터 처리수를 공급받아 저장하는 희석조; 상기 희석조로부터 공급받은 최종 처리수와 담수처리부로부터 공급받은 최종 담수를 저장하는 저장조; 상기 저장조로부터 공급받은 최종 처리수를 외부로 공급하는 용수 공급부; 상기 저장조로부터 공급받은 최종 처리수를 극미세 버블을 발생시키는 나노버블발생유닛을 구비하여 극미세 버블 함유 세정수를 생산하여 약품처리한 다음,담수처리부에 공급하여 담수처리부를 세정시키는 세정부; 및 상기 유입조, 전처리부, 담수처리부, 희석조, 저장조, 용수 공급부 및 세정부의 운전을 제어하는 제어부를 포함하는, 기수의 담수화 처리장치 및 상기 기수의 담수화 처리장치를 이용하여 기수의 염분을 제거하여 담수를 제조하는 기수의 담수화방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 전기분해유닛과 전처리여과유닛을 전처리부로 사용하여 전처리 수질을 향상시킴으로써 담수처리부의 오염을 방지하고 담수 회수율을 증가시킬 수 있으며, 담수처리부에 대하여 극미세 버블을 이용한 세정공정을 통해 담수처리부의 성능을 안정적으로 유지 및 향상시킬 뿐만 아니라, 담수처리부의 수명 또한 연장시키고, 화학세정제의 사용량이 감소되어 관리 및 유지비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기수의 담수화 처리장치의 계략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노버블생성장치의 계략도이다.
도 3은 제1 버블 제너레이터의 계략도이다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, "기수"는 바닷물과 민물이 섞인 염분이 있는 물을 의미하고, "담수화"는 바다에 인접한 하수처리장 방류수 및 하천으로 유입되는 유입수에서 염분을 제거하여 염분농도를 각각의 용수 수질기준으로 낮추는 것을 의미한다.

본 발명은 일 관점에서, 기수를 유입시키는 유입조;상기 유입조로부터 기수를 공급받아 탁도물질을 제거하는 전처리부; 상기 전처리부로부터 처리수를 공급받아 미처리된 탁도물질을 제거하고, 담수화하여 담수를 생산하는 담수처리부; 상기 전처리부로부터 처리수를 공급받아 저장하는 희석조; 상기 희석조로부터 공급받은 최종 처리수와 담수처리부로부터 공급받은 최종 담수를 저장하는 저장조; 상기 저장조로부터 공급받은 최종 처리수를 외부로 공급하는 용수 공급부; 상기 저장조로부터 공급받은 최종 처리수를 극미세 버블을 발생시키는 나노버블발생유닛을 구비하여 극미세 버블 함유 세정수를 생산하여 약품처리한 다음,담수처리부에 공급하여 담수처리부를 세정시키는 세정부; 및 상기 유입조, 전처리부, 담수처리부, 희석조, 저장조, 용수 공급부 및 세정부의 운전을 제어하는 제어부를 포함하는, 기수의 담수화 처리장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 구성 및 작용효과를 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 기수의 담수화 처리장치의 개략도로, 본 발명에 따른 기수의 담수화 처리장치는 유입조(50), 전처리부(100), 담수처리부(150), 희석조(200), 저장조(250), 용수 공급부(300), 세정부(350) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

상기 유입조(50)는 하수처리장으로부터 흘러나온 하천수, 해수 및 각종 생활폐수가 섞여 있는 하천의 기수를 유입시켜 저장시키는 수조로, 기수를 유입조 내로 유입시키는 유입펌프(미도시), 상기 유입펌프에 의해 이송된 기수가 유입되는 유입배관(미도시)을 포함한다. 상기 유입펌프는 후술되는 제어부에 의해 유입조의 수위가 설정수위보다 낮아지면 설정수위가 될 때까지 기수를 펌핑하여 유입배관을 통하여 유입조 내로 공급시킨다.

상기 유입조(50)에 저장된 기수는 담수처리 하기 전에 전처리부(100)로 이송되어 염분농도를 낮추고, 유기물과 부유물질을 제거한다. 이때, 전처리부는 기수에 함유된 탁도 물질 즉, 부유물질, 콜로이드성 물질, 미생물, 유기물질 등을 전기분해로 제거하는 전기분해유닛(110)과 상기 전기분해유닛(110)에서 처리된 처리수를 여과시켜 전기분해유닛에서 미처리된 탁도물질을 제거하는 전처리여과유닛(120)으로 구성된다.

상기 전기분해유닛(110)은 통상적으로 수처리에서 부유물질이나 유기물 처리에 사용되는 전기분해장치면 이에 국한 없이 사용 가능하고, 전기분해유닛의 전극은 티타늄 99% 이상의 재질로 되어 있다.

특히, 본 발명의 전기분해유닛(110)은 스케일(scale) 제거를 위하여 양극과 음극이 10 ~ 60분 간격으로 서로 극이 바뀌는 것을 특징으로 한다. 만약, 스케일 제거를 위한 양극과 음극이 바뀌는 시간 간격이 10분 미만인 경우에는 전기분해 효율이 떨어지는 문제가 있고, 60분을 초과하면 극판에 스케일이 생겨 전기분해의 효율이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 전기분해유닛(110)의 운전전압은 1.5 ~ 30Volt.인 것을 특징으로 하는데, 운전볼트가 1.5V 미만이면 전력이 약하여 전기분해가 느리다는 문제가 있고, 30V를 초과하면 전기분해 속도가 빠르나 전력소모량이 많은 문제가 있으므로, 유입된 기수의 부유물질과 유기물에 따라 운전볼트를 1.5V ~ 30Volt.의 범위 내로 제어부에서 가변한다.

한편, 전처리여과유닛(120)은 전기분해유닛(110)에서 미처리된 탁도물질을 여과시켜 제거하는 전처리 유닛으로서, 일 실시예로 가압식 중공사 형태의 정밀여과필터(MF, microfiltration filter), 한외여과필터(UF, ultrafiltration filter) 등을 사용하여 구성될 수 있다.

전술된 바와 같이, 전처리부(100)에 의해서 탁도물질이 제거된 처리수는 희석조(200)에 저장되거나, 미처리된 부유물질과 유기물을 처리하고 담수화하기 위해 담수처리부(150)로 이송된다.

상기 희석조(200)는 전처리부(100)에서 탁도물질이 제거된 처리수 일부를 저장하여 저장조(250)로 이송시킨다. 이때, 저장조(250)로 이송되는 희석조(200)의 처리수는 후술되는 담수처리부(150)의 담수와 혼합되어 생산되는 최종 처리수가 각각의 용수의 수질기준에 부합되도록 양을 조절하여 저장조(250)로 이송된다. 이에, 본 발명의 기수의 담수화 장치에서 희석조를 포함함으로써, 후술되는 담수처리부(150)의 처리부하를 감소시킬 수 있어 담수처리부(150)의 성능을 안정적으로 유지 및 향상시킬 수 있다.

상기 담수처리부(150)는 전처리부로부터 처리된 처리수를 여과시켜 미처리된 탁도물질을 제거시키는 한외여과유닛(160)과 상기 한외여과유닛(160)으로부터 여과된 처리수를 담수화하는 역삼투여과유닛(170)을 포함한다. 이때, 한외여과유닛(160)은 한외여과공정에서 사용되는 필터이면 제한 없이 사용할 수 있다.

한편, 역삼투여과유닛(170)은 상기 한외여과유닛을 통해 처리된 처리수로부터 염분을 제거하고, 담수를 추출 분리하는 역할을 한다. 이때, 역삼투여과유닛은 담수화 기능이 있는 역삼투여과필터이면 제한 없이 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 역삼투여과유닛(170)은 최종 처리수 회수율을 극대화하기 위해 다수의 역삼투여과필터들을 순차적으로 배치하여 다단의 처리과정을 거치도록 구성할 수 있다.

상기 저장조(250)는 담수처리부(150)에서 담수화된 담수와 희석조(200)에서 저장된 처리수를 공급받아 혼합하여 최종 처리수를 생산하여 저장한다.

또한, 상기 저장조(250)는 타공판으로 된 격벽(미도시)이 구비되어 최종 처리수의 유량 흐름을 제어할 수 있고, 기체배출부(미도시) 및 최종 처리수배출부(미도시)가 상부와 하부에 각각 구비되어 저장조의 압력과 유량을 조절하기 위해 내부의 기체 및 최종 처리수를 각각 배출할 수 있으며, 저장조의 유입수 수위나, 압력을 측정할 수 있는 압력센서, 수위측정센서 등이 장착될 수 있다.

상기 나노버블생성유닛(260)은 제1 버블 생성모듈(270)을 포함한다.

상기 제1 버블 생성모듈(270)은 도 3에 나타난 바와 같이, 기체를 흡입하는 제1 흡입펌프(271); 상기 제1 흡입펌프(271)로부터 흡입된 기체를 공급받아 최종 처리수에 기체를 주입하는 제1 기체 주입부(272); 및 상기 제1 기체 주입부(272)에서 주입된 기체가 함유된 최종 처리수를 공급받아 회전시켜 마이크로 나노버블을 생성시키는 임펠러 타입의 제1 버블 제너레이터를 포함한다.

상기 제1 흡입펌프(271)는 기체를 흡입하여 저장조 내로 기체를 공급하는 것으로, 상기 기체는 공기, 오존 등일 수 있고, 막 세정에 이롭게 사용될 수 있는 기체의 종류에 제한 없이 주입될 수 있다. 이와 같이 제1 흡입펌프(271)로 흡입된 기체는 제1 기체 주입부(272)로 최종 처리수에 주입된다.

전술된 바와 같이, 제1 기체 주입부(272)에서 주입된 기체가 함유된 최종 처리수는 제1 버블 제너레이터에 공급된다. 이때, 상기 제1 버블 제너레이터는 제1 기체 주입부에서 주입시킨 기체가 함유된 최종 처리수를 가압하여 분출시키는 벤투리관(276); 상기 벤투리관(276) 상부에 장착되어 동력을 제공하는 모터(279); 상기 모터(279)에 의해 구동되고, 벤투리관 길이방향으로 설치되는 회전축(273); 상기 회전축(273)에 장착되어 기체 함유 최종 처리수를 혼합시키는 제1 임펠러(274); 상기 제1 임펠러(274)에서 혼합된 기체 함유 최종 처리수를 분사시키는 제1 디스트리뷰트(277); 제1 디스트리뷰트(277)에서 분사된 기체 함유 최종 처리수를 공급받아 혼합시키는 제2 임펠러(275); 및 제2 임펠러(275)에서 혼합된 기체 함유 최종 처리수를 분사시켜 마이크로 나노버블을 생성하는 제2 디스트리뷰트(278)을 포함한다.

상기 벤투리관(276)은 양단의 단면적이 중앙의 단면적 보다 넓은 관(管) 형상으로, 관 내주연에는 돌기부가 형성되어 있고, 벤투리관 길이방향으로 설치되는 회전축(273)이 장착되어 있으며, 상기 회전축(273)에는 제1 임펠러(274)과 제2 임펠러(275)이 장착되어 있다. 이에, 기체 함유 최종 처리수는 상기 벤투리관을 통과시 벤터리관의 좁아진 내부 벽면에 충돌하면서 분출되기 때문에 기체의 용해도를 증가시키면서 빠른 유속으로 저장조 내로 분출된다.

또한, 상기 제1 임펠러(274)는 전술된 바와 같이 모터(279)에 의해 구동되는 회전축(273)에 장착되어 있어, 상기 회전축(286)의 회전방향에 따라 회전하면서 제1 기체 주입부(272)에서 주입된 기체를 흡입하고, 상기 흡입된 기체를 최종 처리수에 혼합시킨다. 이렇게 기체가 함유된 최종 처리수는 제1 디스트리뷰트(277)를 관통하여 벤투리관 하부로 분사시킨다.

상기 제1 디스트리뷰트(277)는 직경이 3mm인 홀이 다수개가 형성된 판 형상으로, 제1 임펠러(275)에 의해 기체가 혼합된 최종 처리수가 상기 제1 디스트리뷰트(277)의 홀을 관통하면서 충돌과 교란 효과에 의해 기포가 더욱 미세하게 분쇄되어 벤투리관 하부로 분사된다.

이와 같이 제1 디스트리뷰트(277)를 통과한 기체 함유 최종 처리수는 회전축 하부에 장착된 제2 임펠러(275)의 회전에 의해 최종 처리수에 함유된 기포가 더욱 미세하게 분쇄되고, 제2 디스트리뷰트(278)로 이동된다.

본 발명에 있어서,상기 제1 임펠러 또는 제2 임펠러는 100 ~ 30,000rpm으로 회전시킨다. 만약, 제1 임펠러 또는 제2 임펠러의 회전이, 100rpm 미만인 경우 탱크내부에서 물의 리렉션만이 가능하여 나노가 발생하지 않는 문제점이 있고, 30,000rpm을 초과하는 경우에는 나노 발생은 효과적이나 회전이 빨라져 물과 인펠러의 분리가 발생하는 문제점이 있다.

상기 제2 디스트리뷰트(278)는 다수개로 형성된 판 형상으로, 제2 임펠러(275)에 의해 미세한 기포가 함유된 최종 처리수가 상기 제2 제1 디스트리뷰트의 홀을 관통하면서 충돌과 교란 효과에 의해 마이크로 나노버블을 함유한 최종 처리수를 생성하게 된다.이때, 생성된 마이크로 나노버블의 직경은 100nm ~ 60㎛ 이다.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 저장조의 버블생성유닛(260)은 다양한 기체를 최종 처리수에 함유시킬 수 있고, 내부에 음압이 형성되어 있는 벤투리관을 통과하면서 기체 함유 원수의 유속을 극대화시키는 동시에 원수에 함유되 기체의 용해도를 향상시킨다 이와 같이 유속이 가속화된 기체 함유 원수는 제1 버블 제너레이터를 통하여 충동과 구심성 나노운동으로 가속되어 극미세 버블이 형성되기 쉬운 상태로 활성화되고, 제1 디스트리뷰트와 제2 제1 디스트리뷰트를 통과하면서 제1 및 제2 디스트리뷰트와의 충돌로 덩어리된 용수를 극미세한 물 입자로 분쇄되어 극미세 버블을 생성한다.

또한, 상기 버블생성유닛(260)은 제1 버블 생성모듈을 구비함으로써, 저장조 내부에 좀더 오랫동안 극미세 버블을 유지시킬 수 있어 막 또는 필터의 세정 효과를 극대화시킬 수 있다.

전술된 바와 같이, 버블생성유닛(260)에 의해 생성된 극미세 버블은 저장조의 최종 처리수에 함유되어 용수 공급부(300)를 통하여 용수로 공급되거나 또는 세정부(350)를 통하여 담수처리부(150)를 세정시키는데 사용한다.

상기 용수 공급부(300)는 외부로 용수를 공급하기 위해 펌프와 배관을 구비할 수 있고, 또한 불규칙한 압력으로부터 배관 및 기기의 보호를 위해 수압을 조절할 수 있는 압력버퍼탱크를 추가로 구비할 수 있다.

한편, 세정부(350)는 저장조의 극미세 버블 함유 최종 처리수를 담수처리부(150)로 공급시킬 수 있는 펌프와 극미세 버블 함유 최종 처리수(세정수)의 공급유량, 순간 유량 등을 측정할 수 있는 유량계를 구비하여 최종 처리수에 함유된 극미세 버블을 이용하여 담수처리부에 구비된 한외여과유닛과 역삼투여과유닛을 세척시킨다.

통상의 버블(기포)은 수면까지 상승하여 부유하다가 수중에 녹아 소멸되지만, 100nm ~ 60㎛의 마이크로-나노 크기의 극미세 버블은 물속에서 장시간 존재하는 것이 가능하고, 더 나아가 오존가스를 이용하여 극미세 버블을 생성할 경우 특수한 수용액중에서 평행상태를 유지하여 장시간 오존 나노수로 존재하게 되고, 이러한 오존 마이크로-나노수를 이용할 경우에는 살균, 세척력을 높일 수 있다.

또한, 이러한 마이크로-나노 크기의 극미세 버블은 소멸시 약 5,500℃의 고온과 40Hz 초음파가 발생됨에 따라 이를 이용하여 필터 또는 막의 오염된 부분을 효과적으로 세척할 수 있다.

본 발명에 따른 기수의 담수화장치는 극미세 버블이 녹아 있는 콜로이드 상태의 최종 처리수를 처음 제조시의 농도를 유지하면서 여과 공정 중에 막에 저에너지로 공급할 수 있어 막 내에 형성된 농도 분극과 막 오염을 방지하여 막의 분리 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 막의 수명 또한 연장시킬 수 있는 동시에 세정제의 사용량이 줄어들어 관리 및 유지비를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 있어서, 제어부는 유입조, 전처리부, 담수처리부, 희석조, 저장조, 용수 공급부 및 세정부의 유량, 수위, 온도, pH 등을 측정하여 모니터링 할 수 있고, 이를 바탕으로 유입조, 전처리부, 담수처리부, 희석조, 저장조, 용수 공급부 및 세정부의 구동 수단에 각기 전기적으로 연결되어 작동을 제어한다.

본 발명은 다른 관점에서, 본 발명의 기수의 담수화 처리장치를 이용하여 기수의 염분을 제거하여 담수를 제조하는 기수의 담수화방법에 관한 것이다.

본 발명의 최종 처리수는 담수처리부에서 담수화된 담수와 희석조에 저장된 처리수를 혼합하여 희석함으로써 염분의 농도를 용수 기준치인 250mg/L 이하인 담수로 맞춘다.

본 발명에 따른 기수의 담수화장치를 이용한 기수의 담수화방법은 담수화 과정과 장치의 세정과정을 도시에 진행함으로써 고가의 장비 없이도 보다 신속하고, 용이하게 담수화가 가능하고, 담수처리부의 처리부하를 감소시켜 담수처리부의 성능을 안정적으로 유지 및 향상시킴으로써 장치의 사용 수명을 연장시킬 수 있으며, 궁극적으로 기수의 담수화 효율을 극대화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 막 세정 공정을 포함한 기수의 담수화설비는 담수화 과정과 장치의 세정과정을 동시에 진행함으로써 고가의 장비 없이도 보다 신속하고, 용이하게 담수화가 가능하고, 담수처리부의 처리부하를 감소시켜 담수처리부의 성능을 안정적으로 유지 및 향상시킴으로써 장치의 사용 수명을 연장시킬 수 있으며, Micro-Nano bubble과 약품을 혼합하여 세정하는 기술로 기존 처리장의 약품비를 50% 이상 절감하고, 약품 폐수발생량을 50% 이상 감량하는 친환경 에너지 절감 세정 방법으로 부유 물질 및 염분이 함유되어 있는 기수를 농업용수 및 공업용수 기준에 맞게 담수화하여 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다.

50: 유입조 100: 전처리부
110: 전기분해유닛 120:전처리여과유닛
150: 담수처리부 160: 한외여과유닛
170: 역삼투여과유닛 200: 희석조
250: 저장조 260: 나노버블생성유닛
270: 제1 버블 생성모듈 271: 제1 흡입펌프
272: 제1 기체 주입부 273: 회전축
274: 제1 임펠러 275: 제2 임펠러
276: 벤투리관 277: 제1 디스트리튜브
278: 제2 디스트리튜브 279: 모터
300: 용수 공급부 350: 세정부

Claims (10)

1. 다음을 포함하는, 기수의 담수화 처리장치:
   기수를 유입시키는 유입조;
   상기 유입조로부터 기수를 공급받아 탁도물질을 제거하는 전처리부;
   상기 전처리부로부터 처리수를 공급받아 미처리된 탁도물질을 제거하고, 담수화하여 담수를 생산하는 담수처리부;
   상기 전처리부로부터 처리수를 공급받아 저장하는 희석조;
   상기 희석조로부터 공급받은 최종 처리수와 담수처리부로부터 공급받은 최종 담수를 저장하는 저장조;
   상기 저장조로부터 공급받은 최종 처리수를 외부로 공급하는 용수 공급부;
   상기 저장조로부터 공급받은 최종 처리수를 극미세 버블을 발생시키는 나노버블생성유닛을 구비하여 극미세 버블 함유 세정수를 세성하여 약품 처리한 다음, 담수처리부에 공급하여 담수처리부를 세정시키는 세정부; 및
   상기 유입조, 전처리부, 담수처리부, 희석조, 저장조, 용수 공급부 및 세정부의 운전을 제어하는 제어부.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 전처리부는,
   상기 유입조로부터 기수를 공급받아 전기분해로 탁도물질을 제거하는 전기분해유닛; 및
   상기 전기분해유닛으로부터 처리수를 공급받아 미처리된 탁도물질을 제거하는 전처리여과유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기수의 담수화 처리장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 담수처리부는,
   상기 전처리부로부터 처리수를 공급받아 미처리된 탁도물질을 제거하는 한외여과유닛; 및
   상기 한외여과유닛으로부터 처리수를 공급받아 담수화하는 역삼투여과유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 기수의 담수화 처리장치.
   
4. 제2항에 있어서, 상기 전기분해유닛은 스케일 제거를 위하여 양극과 음극이 10 ~ 60분 간격으로 서로 극이 바뀌는 것을 특징으로 하는 기수의 담수화 처리장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 나노버블생성유닛은,
   기체를 흡입하는 제1 흡입펌프;
   상기 제1 흡입펌프로부터 흡입된 기체를 공급받아 최종 처리수에 기체를 주입하는 제1 기체 주입부; 및
   상기 제1 기체 주입부에서 주입시킨 기체가 함유된 최종 처리수를 공급받아 회전시켜 극미세 버블을 생성시키는 임펠러 타입의 제1 버블 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기수의 담수화 처리장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 버블 제너레이터는,
   제1 기체 주입부에서 주입시킨 기체가 함유된 최종 처리수를 가압하여 분출시키는 벤투리관;
   상기 벤투리관 상부에 장착되어 동력을 제공하는 모터;
   상기 모터에 의해 구동되고, 벤투리관 길이방향으로 설치되는 회전축;
   상기 회전축에 장착되어 기체 함유 최종 처리수를 혼합시키는 제1 임펠러;
   상기 제1 임펠러에서 혼합된 기체 함유 최종 처리수를 분사시키는 제1 디스트리뷰터;
   제1 디스트리뷰터에서 분사된 기체 함유 최종 처리수를 공급받아 혼합시키는 제2 임펠러; 및
   제2 임펠러에서 혼합된 기체 함유 최종 처리수를 분사시켜 극미세 버블을 생성하는 제2 디스트리뷰터를 포함하는 것을 특징으로 하는 기수의 담수화 처리장치.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 극미세 버블은 평균 직경이 100 ~ 200nm인 것을 특징으로 하는 기수의 담수화 처리장치.
   
8. 제6항에 있어서, 상기 제1 임펠러 또는 상기 제2 임펠러는 100 ~ 30,000rpm으로 회전하는 것을 특징으로 하는 기수의 담수화 처리장치.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 기수의 담수화 처리장치를 이용하여 기수의 염분을 제거하여 담수를 제조하는 기수의 담수화방법.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 담수는 염분이 30ppm이하인 것을 특징으로 하는 기수의 담수화방법.
    

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