KR101256132B1

KR101256132B1 - 컨테이너형 해수 담수화 장치

Info

Publication number: KR101256132B1
Application number: KR1020110029220A
Authority: KR
Inventors: 민계식; 설신수; 소용신; 오호영; 윤중근; 정몽규
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2013-04-23
Also published as: KR20120110997A

Abstract

본 발명은 컨테이너형 해수 담수화 장치에 관한 것으로서, 이는 소규모로 집약된 해수의 담수화 구조를 통해 장비의 운반, 설치 및 유지보수가 어려운 도서지방에서도 용이하게 적용되도록 하기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 펌핑 공급되는 해수를 ABF(Auto-Back Flushing Filter)(11) 및 UF(Ultra-Filter)(12)로 여과하기 위한 전처리부(10)와; 상기 전처리부(10)로부터 펌핑 공급되는 해수에 함유된 이온을 CF(Cartridge Filter)(21), SWRO(Sea Water Reverse Osmosis)(22) 및 BWRO(Brackish Water Reverse Osmosis)(23)로 제거하기 위한 역삼투처리부(20); 상기 역삼투처리부(20)에서 펌핑 공급되는 담수의 TDS(Total Dissolved Solids) 농도를 일정하게 조절하여 배출하기 위한 담수농도조절부(30)와; 상기 전처리부(10), 역삼투처리부(20) 및 담수농도조절부(30)에 응집제, pH 조정제, 스케일 방지제, 살균제 및 환원제 중 하나 이상을 공급하기 위한 약품공급부(40)와; 상기 전처리부(10), 역삼투처리부(20), 담수농도조절부(30) 및 약품공급부(40)를 제어하기 위한 제어부(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

컨테이너형 해수 담수화 장치{APPARATUS FOR DESALINATING SEAWATER IN CONTAINER}

본 발명은 해수 담수화 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소규모로 집약된 해수의 담수화 구조를 통해 장비의 운반, 설치 및 유지보수가 어려운 도서지방에서도 용이하게 적용되도록 하기 위한 컨테이너형 해수 담수화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 해수를 담수화하는 정수장치나 정제장치의 경우 최근 들어 여러가지 방법이 도입되어 개발되고 있는 바, 해수로부터 인공적으로 음용수를 제조하는 방법에는 역침투막법이나 전기분해식 등이 주로 이용되고, 상기의 방법을 통하여 다양한 종류의 담수화 장치가 사용되고 있는 실정이다. 여기서, 상기 역침투막법에 의한 담수화 장치는 강우량이 적은 지역이나 댐이 적은 지역에서 주로 사용되는 바, 상기 역침투막법 담수화 장치는 그 설비가 대단히 복잡할 뿐만 아니라 고도의 기술을 필요로 하게 되어 그 설비비가 비싸지는 결점이 있고, 또한 장비의 가격에 비해 효율이 좋지 않아 담수의 대량생산에 적합하지 못한 단점이 있었다. 그리고, 상기 전기분해식을 이용한 담수화 장치의 경우도 역침투막법 담수화 장치와 마찬가지로 에너지 사용 및 설비의 유지 관리 비용이 과다할 뿐만 아니라 설비가 차지하는 면적이 크기 때문에 그 설비비용에 비해 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 한편, 최근 국내의 환경변화에 따른 강우량 부족과 담수능력의 한계로 도서지방의 생활용수 및 공업용수의 공급에 따른 어려움이 증대되고 있음에 따라 운반, 설치 및 유지보수가 용이하면서도 소규모로 해수를 담수화할 수 있는 장비의 개발이 절실한 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소규모로 집약된 해수의 담수화 구조를 통해 장비의 운반, 설치 및 유지보수가 어려운 도서지방에서도 용이하게 적용되도록 하기 위한 컨테이너형 해수 담수화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 펌핑 공급되는 해수를 ABF(Auto-Back Flushing Filter) 및 UF(Ultra-Filter)로 여과하기 위한 전처리부와; 상기 전처리부로부터 펌핑 공급되는 해수에 함유된 이온을 CF(Cartridge Filter), SWRO(Sea Water Reverse Osmosis) 및 BWRO(Brackish Water Reverse Osmosis)로 제거하기 위한 역삼투처리부; 상기 역삼투처리부에서 펌핑 공급되는 담수의 TDS(Total Dissolved Solids) 농도를 일정하게 조절하여 배출하기 위한 담수농도조절부와; 상기 전처리부, 역삼투처리부 및 담수농도조절부에 응집제, pH 조정제, 스케일 방지제, 살균제 및 환원제 중 하나 이상을 공급하기 위한 약품공급부와; 상기 전처리부, 역삼투처리부, 담수농도조절부 및 약품공급부를 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 역삼투처리부에서 생성된 압력을 회수하기 위한 에너지회수부와; 상기 에너지회수부에 이송된 압력을 통해 상기 전처리부, 역삼투처리부 및 담수농도조절부 중 선택된 하나 이상을 세척하기 위한 세정부와; 태양광 패널과, 상기 태양광 패널을 통해 공급되는 전기에너지를 저장하기 위한 배터리와, 상기 배터리의 과충전을 방지하기 위한 충전 제어기(Charge Controller)와, 상기 배터리로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하기 위한 인버터로 이루어져, 해수 또는 담수의 펌핑 공급을 위한 복수개의 모터 및 펌프에 전원을 공급하는 자가발전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 컨테이너형 해수 담수화 장치는 ABF 및 UF를 구비한 전처리부와 역삼투처리부를 통해 컨테이너와 같은 적은 공간에서도 해수의 담수화 설비로 운용가능하여 장비의 운반, 설치 및 유지보수가 어려운 도서지방에 용이하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 태양광을 통한 자가발전과 에너지 회수가 가능하도록 하여 에너지 효율성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 컨테이너형 해수 담수화 장치를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 컨테이너형 해수 담수화 장치의 전력공급원으로 사용되는 자가발전부를 도시한 블록도.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 컨테이너형 해수 담수화 장치를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 컨테이너형 해수 담수화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 컨테이너형 해수 담수화 장치는 기본적으로 해수 내 함유된 이물질을 여과하기 위한 전처리부(10)와, 전처리부(10)를 거친 해수로부터 이온성분을 제거하는 역삼투처리부(20)와, 역삼투처리부(20)를 거쳐 담수화된 물, 즉 담수 농도를 일정하게 유지하기 위한 담수농도조절부(30)와, 전처리부(10), 역삼투처리부(20) 및 담수농도조절부(30)에 약품을 주입하기 위한 약품공급부(40)와, 전처리부(10), 역삼투처리부(20), 담수농도조절부(30) 및 약품공급부(40)를 제어하기 위한 제어부(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 전처리부(10)는 해수를 모터(1), 펌프(2) 등의 종래 펌핑수단을 이용하여 이송시킨 다음 종래 ABF(Auto-Back Flushing Filter)(11) 및 UF(Ultra-Filter)(12)로 통과시킴으로써 해수 내 이물질을 여과시키기 위한 것으로, 여기서 ABF(11)는 자동 세정기능을 갖는 필터로 필터에 이물질이 쌓일 경우 일정압력까지 도달하게 될 때 필터를 플러싱하여 그 이물질을 제거하게 되고 UF(12)는 필터 여과면적을 크게 증가시켜 단위면적당 여과효율을 향상시킬 수 있는 이유로 전처리부(10) 크기를 감소시킴과 동시에 해수의 탁도를 낮출 수 있어 역삼투처리부(20)의 운전효율을 높이고 역삼투처리부(20) 교체 및 세척주기를 연장하여 유지관리비를 최소화하게 되며, 이러한 ABF(11) 및 UF(12)는 종래 공지된 것임에 따라 이에 대한 구체적인 언급은 생략하기로 한다.

상기 역삼투처리부(20)는 전처리부(10)로부터 펌핑 공급되는 해수에 함유된 이온을 CF(Cartridge Filter)(21), SWRO(Sea Water Reverse Osmosis)(22) 및 BWRO(Brackish Water Reverse Osmosis)(23)를 통해 제거하여 담수화하게 되는데, 여기서 CF(21)는 카트리지 내 해수의 1차 이온제거를 위한 고형물을 수용하고 있고 SWRO(22)는 역삼투막을 사이에 두고 해수측에 삼투압보다 높은 압력을 가해 해수로부터 순수한 물이 반투막을 통해 빠져 나오도록 하며 BWRO(23)는 해수 농도보다 작은 기수(Brackish Water)를 다시 역삼투 방식에 따라 처리하여 담수의 순도를 높이기 위한 것이다.

상기 담수농도조절부(30)는 역삼투처리부(20)에서 펌핑 공급되는 담수의 TDS(Total Dissolved Solids) 농도를 일정하게 조절하여 배출함으로써 유입되는 담수의 부하변동을 최소화하게 되며, 이를 위해 약품공급부(40)로부터 응집제를 공급받아 담수농도를 조절하게 된다.

상기 약품공급부(40)는 전처리부(10), 역삼투처리부(20) 및 담수농도조절부(30)에 응집제, pH 조정제, 스케일 방지제, 살균제 및 환원제 중 하나 이상을 공급하기 위한 것으로, 보다 구체적으로는 전처리부(10) 또는 담수농도조절부(30)에 pH 조정제, 스케일 방지제, 살균제 및 환원제를 공급하여 스케일(해수에 용해된 칼슘, 마그네슘 등의 이온이 탄산칼슘, 수산화 마그네슘, 황산 마그네슘 등으로 치환된 고형상의 석출물)이 생성되는 것을 pH 조정을 통해 방지하거나 필터나 역삼투막에 스케일이 부착되는 것을 방지하게 되는 한편, 응집제 공급을 통해 담수농도조절부(30)에서 담수의 농도 부하변동을 최소화하게 된다.

상기 제어부(50)는 전처리부(10), 역삼투처리부(20), 담수농도조절부(30) 및 약품공급부(40)를 제어하게 되며, 이에 따라 전처리부(10), 역삼투처리부(20) 및 담수농도조절부(30)로의 해수 또는 담수 이동이 이루어지게 된다.

상기 에너지회수부(60)는 역삼투처리부(20)에서 생성된 압력을 회수하는 작업을 수행하여 에너지회수부(60)에 이송된 압력을 통해 전처리부(10), 역삼투처리부(20) 및 담수농도조절부(30) 중 선택된 하나 이상을 세척하기 위한 세정부(70)로 그 회수된 압력을 전달하게 된다.

상기 세정부(70)는 담수농도조절부(30)를 거쳐 최종적으로 배출되는 담수를 일부 저장하였다가 모터(1), 펌프(2)와 같은 펌핑수단을 통해 전처리부(10), 역삼투처리부(20), 담수농도조절부(30)로 공급하여 세척되도록 하며, 담수 공급 시 에너지회수부(60)를 통해 이송된 압력이 담수 펌핑라인으로 전달되도록 하여 에너지 사용효율을 향상시키게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 컨테이너형 해수 담수화 장치의 전력공급원으로 사용되는 자가발전부를 도시한 블록도이다.

한편으로 본 발명에 따른 해수 담수화 장치는 전력공급을 위한 수단으로 태양광 패널(81)과, 태양광 패널(81)을 통해 공급되는 전기에너지를 저장하기 위한 배터리(82)와, 배터리(82)의 과충전을 방지하기 위한 충전 제어기(Charge Controller)(83)와, 배터리(82)로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하기 위한 인버터(84)로 이루어진 자가발전부(80)를 통해 전처리부(10), 역삼투처리부(20), 담수농도조절부(30), 약품공급부(40), 세정부(50) 등에서 해수 또는 담수의 펌핑 공급을 위한 복수개의 모터(1) 및 이송펌프(2)에 안정적인 전원을 공급할 수 있다.

Claims

펌핑 공급되는 해수를 ABF(Auto-Back Flushing Filter)(11) 및 UF(Ultra-Filter)(12)로 여과하기 위한 전처리부(10)와;상기 전처리부(10)로부터 펌핑 공급되는 해수에 함유된 이온을 CF(Cartridge Filter)(21), SWRO(Sea Water Reverse Osmosis)(22) 및 BWRO(Brackish Water Reverse Osmosis)(23)로 제거하기 위한 역삼투처리부(20);상기 역삼투처리부(20)에서 펌핑 공급되는 담수의 TDS(Total Dissolved Solids) 농도를 일정하게 조절하여 배출함으로써, 유입되는 담수의 부하변동을 최소화하기 위한 담수농도조절부(30)와;상기 전처리부(10), 역삼투처리부(20) 및 담수농도조절부(30)에 응집제, pH 조정제, 스케일 방지제, 살균제 및 환원제 중 하나 이상을 공급하기 위한 약품공급부(40)와;상기 전처리부(10), 역삼투처리부(20), 담수농도조절부(30) 및 약품공급부(40)를 제어하기 위한 제어부(50)와;상기 역삼투처리부(20)에서 생성된 압력을 회수하기 위한 에너지회수부(60)와;상기 에너지회수부(60)에 이송된 압력을 통해 상기 전처리부(10), 역삼투처리부(20) 및 담수농도조절부(30) 중 선택된 하나 이상을 세척하기 위한 세정부(70);를 포함하고,
태양광 패널(81)과, 상기 태양광 패널(81)을 통해 공급되는 전기에너지를 저장하기 위한 배터리(82)와, 상기 배터리(82)의 과충전을 방지하기 위한 충전 제어기(Charge Controller)(83)와, 상기 배터리(82)로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하기 위한 인버터(84)로 이루어져, 해수 또는 담수의 펌핑 공급을 위한 복수개의 모터(1) 및 펌프(2)에 전원을 공급하는 자가발전부(80):를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너형 해수 담수화 장치.
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