KR101263186B1 - Apparatus for recovery of magnetic nanoparticles and apparatus and method for forward osmosis membrane filtration using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자성나노입자를 유도용질로 이용하는 정삼투 막여과 공정에서 자성나노입자를 회수, 재이용함으로써 유도용액의 농도를 일정하게 유지함과 함께 고순도의 처리수를 분리, 배출할 수 있는 자성나노입자 회수장치 그리고 이를 이용한 정삼투 막여과 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치는 자성나노입자를 유도용액의 유도용질로 사용하여 원수를 처리수와 농축수로 분리하는 정삼투막 유닛과, 상기 정삼투막 유닛의 희석된 유도용액을 공급받아, 상기 희석된 유도용액에 자성나노입자를 투입하여 유도용액의 농도를 조정하여 상기 정삼투막 유닛의 유도용액조에 유도용액을 재공급하는 유도용액 농도조정조 및 상기 유도용액 농도조정조로부터 희석된 유도용액을 공급받아, 유도용액을 자성나노입자와 처리수로 분리하고, 분리된 자성나노입자를 회수하여 상기 유도용액 농도조정조로 공급하는 자성나노입자 회수장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention recovers magnetic nanoparticles that can separate and discharge high-purity treated water while maintaining a constant concentration of the induced solution by recovering and reusing magnetic nanoparticles in a forward osmosis membrane filtration process using magnetic nanoparticles as an inducing solute. Apparatus and a method and apparatus for forward osmosis membrane filtration using the same, the forward osmosis membrane filtration device using the magnetic nanoparticle recovery device according to the present invention is to concentrate the raw water and the treated water using the magnetic nanoparticles as the inducing solution of the induction solution Receiving the forward osmosis membrane unit separated by water and the diluted induction solution of the forward osmosis membrane unit, and injecting the magnetic nanoparticles into the diluted induction solution to adjust the concentration of the induction solution to induce the forward osmosis membrane unit. Induced solution concentration adjustment tank for supplying the induction solution to the solution tank and receiving the diluted induction solution from the induction solution concentration adjustment tank, And a magnetic nanoparticle recovery device for separating the pottery solution into magnetic nanoparticles and treated water, recovering the separated magnetic nanoparticles, and supplying the magnetic nanoparticles to the induction solution concentration adjusting tank.

Description

자성나노입자 회수장치 그리고 이를 이용한 정삼투 막여과 장치 및 방법{Apparatus for recovery of magnetic nanoparticles and apparatus and method for forward osmosis membrane filtration using the same}Apparatus for recovery of magnetic nanoparticles and apparatus and method for forward osmosis membrane filtration using the same}

본 발명은 자성나노입자 회수장치 그리고 이를 이용한 정삼투 막여과 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자성나노입자를 유도용질로 이용하는 정삼투 막여과 공정에서 자성나노입자를 회수, 재이용함으로써 유도용액의 농도를 일정하게 유지함과 함께 고순도의 처리수를 분리, 배출할 수 있는 자성나노입자 회수장치 그리고 이를 이용한 정삼투 막여과 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic nanoparticle recovery apparatus and a forward osmosis membrane filtration apparatus and method using the same, and more particularly, to an induction solution by recovering and reusing magnetic nanoparticles in a forward osmosis membrane filtration process using magnetic nanoparticles as an inducing solute. The present invention relates to a magnetic nanoparticle recovery apparatus capable of separating and discharging high-purity treated water while maintaining a constant concentration thereof, and a forward osmosis membrane filtration apparatus and method using the same.

정삼투 막여과 공정은, 정삼투막을 사이에 두고 하폐수와 유도용액을 배치시킨 상태에서 유도용액에 의한 정삼투를 유도하여 하폐수를 농축수와 처리수로 분리하는 기술이다. 이와 같은 정삼투 막여과 공정에 있어서, 유도용액은 재사용되는데 유도용액의 재사용을 위해서는 유도용액과 처리수를 분리하는 공정이 요구된다. The forward osmosis membrane filtration process is a technique of separating the wastewater into concentrated and treated water by inducing forward osmosis by the induction solution while the wastewater and the induction solution are disposed with the forward osmosis membrane interposed therebetween. In the forward osmosis membrane filtration process, the induction solution is reused, but the process of separating the induction solution and the treated water is required for reuse of the induction solution.

정삼투 막여과 공정에 사용되는 유도용액으로는 NaCl 수용액, NH3/CO2 등이 있으며, 최근에는 자성나노입자(magnetic nanoparticles)가 분산된 용액이 유도용액으로 이용되기도 한다. 자성나노입자(magnetic nanoparticles)를 유도용질로 이용하는 경우, 자성나노입자를 회수하여 재이용한다면 막여과 공정의 처리비용을 절감할 수 있을 것이다. 그러나, 정삼투 막여과 공정에서 자성나노입자를 유도용질로 이용하는 공정에 있어서, 자성나노입자를 회수하는 기술에 대해서는 현재까지 제시된 바가 없다. Induction solutions used in the forward osmosis membrane filtration process, such as NaCl aqueous solution, NH 3 / CO 2, etc. Recently, a solution in which magnetic nanoparticles (magnetic nanoparticles) is dispersed is also used as an induction solution. In the case of using magnetic nanoparticles (magnetic nanoparticles) as the inducing solute, it is possible to reduce the treatment cost of the membrane filtration process if the magnetic nanoparticles are recovered and reused. However, in the process of using magnetic nanoparticles as an inducing solute in a forward osmosis membrane filtration process, there has been no description of a technique for recovering magnetic nanoparticles.

다만, 종래 기술 중 미국특허출원 US2007/0056912호에 유체로부터 자성입자(magnetic particles)를 분리하는 기술을 제시하고 있으며, 용기(vessel)의 양측에 자성체를 부착시켜 용기 내에 흐르는 유체로부터 자성입자를 회수하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 이 기술의 경우 자성체가 용기 일측에 고정되어 항상 일정한 자장을 인가하는 방식임에 따라, 자성입자를 회수함에 있어서 시계열적으로 제어함에 어려움이 있어, 정삼투 막여과 공정에 적용하기에는 적합하지 않다.
However, in the prior art, US patent application US2007 / 0056912 discloses a technique for separating magnetic particles from a fluid, and attaching magnetic materials to both sides of a vessel to recover the magnetic particles from the fluid flowing in the vessel. Characterized in that. However, in this technique, since the magnetic material is fixed to one side of the container and always applies a constant magnetic field, it is difficult to control the time series in recovering the magnetic particles, which is not suitable for application to the forward osmosis membrane filtration process. .

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 자성나노입자를 유도용질로 이용하는 정삼투 막여과 공정에서 자성나노입자를 회수, 재이용함으로써 유도용액의 농도를 일정하게 유지함과 함께 고순도의 처리수를 분리, 배출할 수 있는 자성나노입자 회수장치 그리고 이를 이용한 정삼투 막여과 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, the high purity treatment while maintaining the concentration of the induction solution by collecting and reusing the magnetic nanoparticles in the forward osmosis membrane filtration process using the magnetic nanoparticles as the inducing solute. The purpose of the present invention is to provide a magnetic nanoparticle recovery apparatus capable of separating and discharging water, and an apparatus and a method for forward osmosis membrane filtration using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자성나노입자 회수장치는 자성나노입자를 포함하는 용액이 이송되는 용액 이송관과, 상기 용액 이송관의 둘레에 구비되어 선택적으로 자장을 인가하여 용액 내의 자성나노입자를 상기 용액 이송관에 부착시키거나 탈착시키는 자장인가수단을 포함하여 구성되며, 상기 자장인가수단은, 상기 용액 이송관의 외측벽에 밀착, 구비되는 자성체 케이스와 상기 자성체 케이스 내에 구비되는 자성체로 구성되며, 상기 자성체는, 상기 용액 이송관과 밀접된 위치에 구비되어 용액 내의 자성나노입자를 상기 용액 이송관의 내측벽에 부착시키거나, 상기 용액 이송관과 이격된 위치에 구비되어 용액 이송관의 내측벽에 부착된 자성나노입자를 탈착시키는 것을 특징으로 한다. Magnetic nanoparticle recovery apparatus according to the present invention for achieving the above object is provided in the solution transfer tube for transferring a solution containing magnetic nanoparticles, and is provided around the solution transfer tube and selectively applying a magnetic field to the magnetic in the solution And magnetic field applying means for attaching or detaching nanoparticles to or from the solution transfer tube, wherein the magnetic field applying unit includes a magnetic case provided in close contact with and provided with an outer wall of the solution transfer tube and a magnetic body provided in the magnetic case. The magnetic body is provided at a position close to the solution transfer tube to attach magnetic nanoparticles in the solution to the inner wall of the solution transfer tube, or is provided at a position spaced apart from the solution transfer tube to the solution transfer tube It is characterized in that the magnetic nanoparticles attached to the inner wall of the desorption.

상기 용액 이송관에 자장을 인가한 상태에서, 상기 용액 이송관에 용액을 공급하여 용액 내의 자성나노입자를 용액 이송관의 내측벽에 부착시키고 처리수를 배출하는 처리수 배출과정과, 상기 용액 이송관에 인가된 자장을 제거한 상태에서, 상기 용액 이송관에 용액을 공급하여 자성나노입자를 회수하는 자성나노입자 회수과정이 선택적으로 진행될 수 있다. In the state in which the magnetic field is applied to the solution transfer tube, the solution is supplied to the solution transfer tube to attach the magnetic nanoparticles in the solution to the inner wall of the solution transfer tube and discharge the treated water, and the solution transfer In a state in which the magnetic field applied to the tube is removed, the magnetic nanoparticle recovery process of recovering the magnetic nanoparticles by supplying a solution to the solution transfer tube may be selectively performed.

본 발명에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치는 자성나노입자를 유도용액의 유도용질로 사용하여 원수를 처리수와 농축수로 분리하는 정삼투막 유닛과, 상기 정삼투막 유닛의 희석된 유도용액을 공급받아, 상기 희석된 유도용액에 자성나노입자를 투입하여 유도용액의 농도를 조정하여 상기 정삼투막 유닛의 유도용액조에 유도용액을 재공급하는 유도용액 농도조정조 및 상기 유도용액 농도조정조로부터 희석된 유도용액을 공급받아, 유도용액을 자성나노입자와 처리수로 분리하고, 분리된 자성나노입자를 회수하여 상기 유도용액 농도조정조로 공급하는 자성나노입자 회수장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The forward osmosis membrane filtration device using the magnetic nanoparticle recovery device according to the present invention is a forward osmosis membrane unit for separating raw water into treated water and concentrated water using magnetic nanoparticles as an inducing solute of the induction solution, and the forward osmosis membrane unit Induced solution concentration adjusting tank and the induction solution to supply the diluted solution of the solution, the magnetic nanoparticles in the diluted induction solution to adjust the concentration of the induction solution to supply the induction solution to the induction solution tank of the forward osmosis membrane unit and the induction A magnetic nanoparticle recovery apparatus for receiving a diluted induction solution from a solution concentration adjustment tank, separating the induction solution into magnetic nanoparticles and treated water, recovering the separated magnetic nanoparticles, and supplying the induction solution to the induction solution concentration adjustment tank. It is characterized by.

상기 자성나노입자 회수장치는, 상기 유도용액 농도조정조로부터 이송된 희석된 유도용액이 이송되는 유도용액 이송관과, 상기 유도용액 이송관의 둘레에 구비되어 선택적으로 자장을 인가하여 유도용액 내의 자성나노입자를 상기 유도용액 이송관에 부착시키거나 탈착시키는 자장인가수단을 포함하여 구성된다. The magnetic nanoparticle recovery apparatus, the induction solution transfer tube to which the diluted induction solution transferred from the induction solution concentration adjusting tank and the induction solution transfer tube is provided around the magnetic solution in the induced solution by selectively applying a magnetic field It comprises a magnetic field applying means for attaching or detaching particles to the induction solution transfer pipe.

또한, 상기 자장인가수단은, 상기 유도용액 이송관의 외측벽에 밀착, 구비되는 자성체 케이스와 상기 자성체 케이스 내에 구비되는 자성체로 구성되며, 상기 자성체는, 상기 유도용액 이송관과 밀접된 위치에 구비되어 유도용액 내의 자성나노입자를 상기 유도용액 이송관의 내측벽에 부착시키거나, 상기 유도용액 이송관과 이격된 위치에 구비되어 유도용액 이송관의 내측벽에 부착된 자성나노입자를 탈착시킬 수 있다. In addition, the magnetic field applying means is composed of a magnetic body provided in close contact with the outer wall of the induction solution transfer pipe and a magnetic body provided in the magnetic body case, the magnetic body is provided at a position close to the induction solution transfer pipe Magnetic nanoparticles in the induction solution may be attached to the inner wall of the induction solution transport tube, or may be provided at a position spaced apart from the induction solution transport pipe to detach the magnetic nanoparticles attached to the inner wall of the induction solution transport tube. .

상기 자성체 케이스 내에서 상기 자성체가 상기 유도용액 이송관과 밀착되는 위치로 구비되거나 상기 유도용액 이송관과 이격된 곳으로 위치될 수 있다. 또한, 상기 자성체 케이스 내에서 상기 자성체가 고정되며, 상기 자성체 케이스는 180도 회전 가능하며, 상기 자성체가 상기 유도용액 이송관과 밀착되는 위치로 구비되거나 상기 유도용액 이송관과 이격된 곳으로 위치될 수 있다. In the magnetic case, the magnetic body may be provided at a position in close contact with the induction solution transfer tube or may be located at a spaced distance from the induction solution transfer tube. In addition, the magnetic body is fixed in the magnetic case, the magnetic case is rotatable 180 degrees, the magnetic body is provided in a position in close contact with the induction solution transfer pipe or to be spaced apart from the induction solution transfer pipe. Can be.

상기 유도용액 이송관의 하부에 처리수가 배출되는 처리수 배출라인과, 자성나노입자가 회수되어 상기 유도용액 농도조정조로 공급되는 자성나노입자 회수라인이 더 구비될 수 있다. 이와 함께, 상기 처리수 배출라인의 후단에 처리수 내에 잔존하는 자성이온을 제거하는 이온교환수지가 더 구비될 수 있다. A treatment water discharge line through which the treated water is discharged and a magnetic nanoparticle recovery line supplied to the induction solution concentration adjusting tank may be further provided at a lower portion of the induction solution transfer pipe. In addition, an ion exchange resin for removing the magnetic ions remaining in the treated water may be further provided at a rear end of the treated water discharge line.

상기 자성체를 구성함에 있어서 상기 유도용액 이송관 유입부의 자성체는 상대적으로 자성강도를 낮게 하고 상기 유도용액 이송관 배출부의 자성체는 상대적으로 자성강도를 높게 할 수 있다. In constructing the magnetic body, the magnetic body of the induction solution transport tube inlet part may relatively lower the magnetic strength, and the magnetic body of the induction solution transport tube outlet part may relatively increase the magnetic strength.

본 발명에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 방법은 자성나노입자를 유도용질로 이용하는 정삼투막 유닛을 통해 정삼투 막여과 공정이 진행되는 단계와, 상기 정삼투 막여과 공정에 의해 희석된 유도용액을 유도용액 농도조정조로 공급하는 단계와, 상기 유도용액 농도조정조의 유도용액을 자성나노입자 회수장치에 공급하고, 상기 자성나노입자 회수장치를 통해 유도용액을 처리수와 자성나노입자로 분리하는 단계 및 상기 자성나노입자 회수장치로부터 회수된 자성나노입자를 상기 유도용액 농도조정조에 투입하여 유도용액의 농도를 조정하고, 조정된 유도용액을 상기 정삼투막 유닛의 유도용액조로 공급하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In the forward osmosis membrane filtration method using the magnetic nanoparticle recovery apparatus according to the present invention, the forward osmosis membrane filtration process is performed through the forward osmosis membrane unit using the magnetic nanoparticles as the inducing solute, and the forward osmosis membrane filtration process. Supplying the diluted induction solution to the induction solution concentration adjustment tank, supplying the induction solution of the induction solution concentration adjustment tank to the magnetic nanoparticle recovery device, and supplying the induction solution to the treated water and the magnetic nanoparticles through the magnetic nanoparticle recovery device. And separating the magnetic nanoparticles recovered from the magnetic nanoparticle recovery device into the induction solution concentration adjustment tank to adjust the concentration of the induction solution, and supplying the adjusted induction solution to the induction solution tank of the forward osmosis membrane unit. Characterized in that comprises a step.

상기 자성나노입자 회수장치를 통해 유도용액을 처리수와 자성나노입자로 분리하는 단계는, 상기 자성나노입자 회수장치는 유도용액 이송관과 자장인가수단을 포함하여 구성되고, 상기 유도용액 이송관에 자장을 인가한 상태에서, 상기 유도용액 농도조정조에서 상기 유도용액 이송관에 유도용액을 공급하여 유도용액 내의 자성나노입자를 유도용액 이송관의 내측벽에 부착시키고 처리수를 배출하는 처리수 배출과정과, 상기 유도용액 이송관에 인가된 자장을 제거한 상태에서, 상기 유도용액 농도조정조에서 상기 유도용액 이송관에 유도용액을 공급하여 자성나노입자를 회수하는 자성나노입자 회수과정을 포함하여 구성된다.
Separating the induction solution into the treated water and the magnetic nanoparticles through the magnetic nanoparticle recovery device, the magnetic nanoparticle recovery device comprises an induction solution transfer pipe and a magnetic field applying means, In the state in which the magnetic field is applied, the induction solution concentration adjusting tank supplies the induction solution to the induction solution delivery pipe to attach magnetic nanoparticles in the induction solution to the inner wall of the induction solution delivery pipe and discharges the treated water. And a magnetic nanoparticle recovery process of recovering magnetic nanoparticles by supplying an induction solution to the induction solution transfer tube in a state in which the magnetic field applied to the induction solution transfer tube is removed.

본 발명에 따른 자성나노입자 회수장치 그리고 이를 이용한 정삼투 막여과 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다. Magnetic nanoparticle recovery apparatus and forward osmosis membrane filtration apparatus and method using the same according to the present invention has the following effects.

자장을 선택적으로 인가하는 자성나노입자 회수장치를 통해 자성나노입자를 회수함과 함께 처리수를 분리, 배출할 수 있으며, 회수된 자성나노입자를 유도용액 내에 투입시킴으로써 정삼투 막여과 과정에 의해 유도용액이 희석되더라도 유도용액의 농도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.
The magnetic nanoparticles recovery device that selectively applies the magnetic field recovers the magnetic nanoparticles and separates and discharges the treated water.Induced by the forward osmosis membrane filtration process by injecting the recovered magnetic nanoparticles into the induction solution. Even if the solution is diluted, the concentration of the draw solution can be kept constant.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치의 구성도.
도 2a 및 도 2b는 자성나노입자 회수장치에 의한 처리수 배출과정을 설명하기 위한 참고도.
도 3a 및 도 3b는 자성나노입자 회수장치에 의한 자성나노입자 회수과정을 설명하기 위한 참고도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 방법을 설명하기 위한 순서도. 1 is a block diagram of a forward osmosis membrane filtration device using a magnetic nanoparticle recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figures 2a and 2b is a reference diagram for explaining the process of draining the treated water by the magnetic nanoparticle recovery apparatus.
3A and 3B are reference diagrams for explaining a magnetic nanoparticle recovery process by the magnetic nanoparticle recovery apparatus.
Figure 4 is a flow chart for explaining a forward osmosis membrane filtration method using a magnetic nanoparticle recovery apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 자성나노입자를 유도용질(draw solute)로 이용하는 정삼투 막여과 장치에서 자성나노입자를 소정의 자성나노입자 회수장치를 통해 회수하고, 회수된 자성나노입자를 이용하여 유도용액의 농도를 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하며, 이와 함께 자성나노입자가 회수됨에 따라 고순도의 처리수를 분리할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자성나노입자 회수장치 그리고 이를 이용한 정삼투 막여과 장치 및 방법을 상세히 설명하기로 한다. The present invention recovers magnetic nanoparticles through a predetermined magnetic nanoparticle recovery apparatus in a forward osmosis membrane filtration device using magnetic nanoparticles as draw solutes, and uses the recovered magnetic nanoparticles to determine the concentration of the induced solution. It is characterized in that it is kept constant, and with this process, the magnetic nanoparticles are recovered, so that the treated water of high purity can be separated. Hereinafter, the magnetic nanoparticle recovery apparatus and the forward osmosis membrane filtration apparatus and method using the same according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings will be described in detail.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치는 정삼투막 유닛(110), 유도용액 농도조정조(120) 및 자성나노입자 회수장치(130)를 포함하여 구성된다. 1, the forward osmosis membrane filtration apparatus using the magnetic nanoparticle recovery apparatus according to an embodiment of the present invention is the forward osmosis membrane unit 110, the induction solution concentration adjustment tank 120 and the magnetic nanoparticle recovery apparatus 130 It is configured to include).

상기 정삼투막 유닛(110)은 삼투압을 이용하여 원수(waste water)를 처리수(fresh water)와 농축수(concentrated waste water)로 분리하는 것으로서, 세부적으로 원수조(112), 정삼투막(111) 및 유도용액조(113)로 구성된다. 상기 정삼투막(111)은 상기 원수조(112)와 유도용액조(113) 사이에 구비되며, 상기 유도용액조(113) 내에는 유도용액(draw solution)이 구비되어 삼투압 발생을 유도한다. 상기 유도용액은 용매(예를 들어, 물)와 유도용질의 조합이며, 유도용질로는 자성나노입자(magnetic nanoparticles)가 이용된다. 또한, 삼투압 유발을 위해 상기 유도용액의 농도는 원수조(112) 내의 원수보다 높아야 한다. 이와 같은 구성 하에, 원수와 유도용액 사이에 삼투압이 발생되고, 삼투압에 의해 원수 내의 순수유체 즉, 처리수는 유도용액조(113)로 이동되고 원수조(112) 내에는 농축수만 남게된다. The forward osmosis membrane unit 110 is to separate the waste water into fresh water and concentrated waste water using osmotic pressure, and in detail, the raw water tank 112 and the forward osmosis membrane ( 111) and an induction solution tank (113). The forward osmosis membrane 111 is provided between the raw water tank 112 and the induction solution tank 113, the draw solution is provided in the induction solution tank 113 to induce the osmotic pressure generation. The inducing solution is a combination of a solvent (for example, water) and an inducing solute, and magnetic nanoparticles are used as the inducing solute. In addition, the concentration of the induction solution to induce osmotic pressure should be higher than the raw water in the raw water tank (112). Under such a configuration, osmotic pressure is generated between the raw water and the induction solution, and the pure fluid in the raw water, that is, the treated water is moved to the induction solution tank 113 by osmotic pressure, and only concentrated water remains in the raw water tank 112.

상기 유도용액 농도조정조(120)는 상기 정삼투막 유닛(110)의 유도용액조(113)에 항상 일정한 농도의 유도용액을 공급하는 역할을 한다. 상기 정삼투막 유닛(110)에 의해 정삼투 막여과 과정이 진행되면 원수가 처리수와 농축수로 분리되고, 이 때 처리수가 유도용액조(113)로 이동됨에 따라 유도용액조(113) 내의 유도용액은 희석(dilute)되어 농도가 떨어지게 된다. 이와 같이 유도용액의 농도가 떨어지게 되면 삼투압 강도가 작아지게 되는데, 이를 방지하기 위해 유도용액조(113) 내에서 유도용액의 농도는 일정하게 유지되어야 한다. The induction solution concentration adjusting tank 120 serves to supply an induction solution of a constant concentration to the induction solution tank 113 of the forward osmosis membrane unit 110 at all times. When the forward osmosis membrane filtration process is progressed by the forward osmosis membrane unit 110, the raw water is separated into the treated water and the concentrated water. Induction solution is diluted and the concentration drops. When the concentration of the induction solution falls in this way, the osmotic pressure is decreased. In order to prevent this, the concentration of the induction solution in the induction solution tank 113 must be kept constant.

유도용액의 농도를 일정하게 제어하기 위해, 희석된 유도용액(diluted draw solution)에 유도용질 즉, 자성나노입자를 보충하여 유도용액의 농도를 조정하는 작업이 필요하다. 구체적으로, 정삼투 막여과 공정이 진행된 상태에서 유도용액조(113) 내의 희석된 유도용액(diluted draw solution)은 상기 유도용액 농도조정조(120)로 공급되며, 상기 유도용액 농도조정조(120)에 자성나노입자가 투입되어 유도용액의 농도가 조정된다. 농도가 조정된 유도용액은 상기 정삼투막 유닛(110)의 유도용액조(113)로 재투입된다. 이 때, 상기 자성나노입자는 후술하는 자성나노입자 회수장치(130)로부터 공급된다. In order to constantly control the concentration of the induction solution, it is necessary to adjust the concentration of the induction solution by supplementing the induction solute, that is, magnetic nanoparticles, with the diluted draw solution. In detail, the diluted draw solution in the induction solution tank 113 is supplied to the induction solution concentration adjusting tank 120 while the forward osmosis membrane filtration process is performed, and the induction solution concentration adjusting tank 120 is provided. Magnetic nanoparticles are injected to adjust the concentration of the induction solution. The induction solution whose concentration is adjusted is re-injected into the induction solution tank 113 of the forward osmosis membrane unit 110. At this time, the magnetic nanoparticles are supplied from the magnetic nanoparticle recovery device 130 described later.

상기 자성나노입자 회수장치(130)는 유도용액 농도조정조(120)로부터 유도용액을 공급받아 해당 유도용액 내에 포함되어 있는 자성나노입자를 회수하는 장치이며, 유도용액으로부터 자성나노입자가 회수됨에 따라 처리수가 자연스럽게 분리된다. The magnetic nanoparticle recovery device 130 is a device for recovering the magnetic nanoparticles contained in the induction solution by receiving the induction solution from the induction solution concentration adjusting tank 120, the magnetic nanoparticles are processed as the magnetic nanoparticles are recovered from the induction solution The numbers are naturally separated.

상기 자성나노입자 회수장치(130)는 구체적으로, 유도용액 이송관(131)과 자장인가수단을 포함하여 구성된다. 상기 유도용액 이송관(131)은 상기 유도용액 농도조정조(120)로부터 공급되는 유도용액이 이송되는 관이며, 상기 자장인가수단은 상기 유도용액 이송관(131)의 둘레에 구비되어 상기 유도용액 이송관(131)에 자장(magnetic field)을 선택적으로 인가하는 역할을 한다. 상기 자장인가수단에 의해 자장이 선택적으로 인가됨에 따라, 유도용액 내의 자성나노입자가 유도용액 이송관(131)의 내측벽에 부착되거나 탈착될 수 있다. The magnetic nanoparticle recovery apparatus 130 is specifically configured to include an induction solution transfer pipe 131 and a magnetic field applying means. The induction solution transfer tube 131 is a tube through which the induction solution supplied from the induction solution concentration adjusting tank 120 is transferred, and the magnetic field applying means is provided around the induction solution transfer tube 131 to transfer the induction solution. The tube 131 serves to selectively apply a magnetic field. As the magnetic field is selectively applied by the magnetic field applying means, magnetic nanoparticles in the induction solution may be attached or detached to the inner wall of the induction solution transport tube 131.

상기 자장인가수단은 자성체 케이스(132)와 자성체(133)로 구성될 수 있다. 상기 자성체(133)는 상기 자성체 케이스(132) 내에 구비되며, 상기 자성체 케이스(132) 내에서 상기 자성체(133)는 그 구비위치가 달라질 수 있다. 즉, 상기 자성체(133)는 상기 유도용액 이송관(131)과 밀착되는 위치(제 1 위치)로 이동되거나 상기 유도용액 이송관(131)으로부터 멀어지는 곳으로 위치(제 2 위치)될 수 있다. 다른 실시예로, 상기 자성체 케이스(132) 내에서 상기 자성체(133)의 위치를 바꾸는 방법 이외에 상기 자성체 케이스(132) 내에 자성체(133)가 고정된 상태에서 상기 자성체 케이스(132)를 180도 회전시켜 유도용액 이송관(131)과 자성체(133) 사이의 거리를 조절할 수도 있다. 또한, 상기 유도용액 이송관(131)의 하부에는 처리수가 배출되는 처리수 배출라인과 자성나노입자가 회수되는 자성나노입자 회수라인이 구비되며, 상기 처리수 배출라인과 자성나노입자 회수라인에는 각각 밸브가 구비된다. The magnetic field applying means may be composed of a magnetic case 132 and a magnetic body 133. The magnetic body 133 may be provided in the magnetic case 132, and the magnetic body 133 may have a different mounting position in the magnetic case 132. That is, the magnetic body 133 may be moved to a position (first position) in close contact with the induction solution transfer tube 131 or may be positioned (second position) away from the induction solution transfer tube 131. In another embodiment, in addition to changing the position of the magnetic body 133 in the magnetic body case 132, the magnetic body case 132 is rotated 180 degrees while the magnetic body 133 is fixed in the magnetic body case 132. The distance between the induction solution transfer pipe 131 and the magnetic body 133 may be adjusted. In addition, a lower portion of the induction solution transfer pipe 131 is provided with a treated water discharge line for discharging the treated water and a magnetic nanoparticle recovery line for recovering the magnetic nanoparticles, and each of the treated water discharge line and the magnetic nanoparticle recovery line. A valve is provided.

이와 같은 구성 하에, 상기 자성나노입자 회수장치(130)에 의한 자성나노입자의 회수 및 처리수의 분리 방법을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 도 2a 및 도 2b에 도시한 바와 같이 상기 자성체(133)가 상기 유도용액 이송관(131)과 밀착되는 제 1 위치에 구비된 상태에서, 상기 유도용액 농도조정조(120)로부터 일정량의 유도용액이 상기 유도용액 이송관(131)으로 공급되면 유도용액 내의 자성나노입자는 상기 자성체(133)의 자장에 의해 유도용액 이송관(131)의 내측벽에 부착된다. 따라서, 유도용액은 자성나노입자와 처리수로 분리되며, 분리된 처리수는 처리수 배출라인을 따라 배출된다. 이 때, 상기 자성나노입자 회수라인은 밸브에 의해 잠궈진 상태를 유지한다. 이 과정을 처리수 분리과정이라 칭할 수 있다. 한편, 상기 처리수 배출라인의 후단에 이온교환수지(140)(ion exchange resin)를 더 구비시켜 처리수 내에 잔존하는 자성이온을 제거할 수도 있다. Under such a configuration, a method of recovering magnetic nanoparticles and separating the treated water by the magnetic nanoparticle recovery apparatus 130 is as follows. First, as shown in FIGS. 2A and 2B, in a state where the magnetic body 133 is provided at a first position in close contact with the induction solution transfer pipe 131, a predetermined amount of induction is induced from the induction solution concentration adjusting tank 120. When the solution is supplied to the induction solution transfer tube 131, the magnetic nanoparticles in the induction solution are attached to the inner wall of the induction solution transfer tube 131 by the magnetic field of the magnetic body 133. Therefore, the induction solution is separated into magnetic nanoparticles and treated water, and the separated treated water is discharged along the treated water discharge line. At this time, the magnetic nanoparticle recovery line is kept locked by the valve. This process may be referred to as treatment water separation process. Meanwhile, an ion exchange resin 140 may be further provided at a rear end of the treated water discharge line to remove magnetic ions remaining in the treated water.

상기 처리수 분리과정이 완료된 상태에서, 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이 상기 자성체(133)를 유도용액 이송관(131)으로부터 최대한 이격된 위치 즉, 제 2 위치로 구비시키고, 이어 상기 유도용액 농도조정조(120)로부터 일정량의 유도용액을 상기 유도용액 이송관(131)으로 공급한다. 이에 따라, 상기 유도용액 이송관(131) 내의 자성나노입자는 유도용액에 쓸려 상기 자성나노입자 회수라인을 따라 상기 유도용액 농도조정조(120)로 이송된다. 이 때, 처리수 배출라인은 밸브에 의해 잠궈진 상태를 유지한다. 이 과정을 자성나노입자 회수과정이라 칭할 수 있으며, 자성나노입자가 자성나노입자 회수라인을 따라 상기 유도용액 농도조정조(120)로 공급됨에 따라 유도용액 농도조정조(120) 내의 희석된 유도용액의 농도를 높일 수 있게 된다. In the state where the treatment water separation process is completed, as shown in FIGS. 3A and 3B, the magnetic body 133 is provided at a position as far as possible from the induction solution transfer pipe 131, that is, in a second position. A predetermined amount of the induction solution from the solution concentration adjustment tank 120 is supplied to the induction solution transfer pipe 131. Accordingly, the magnetic nanoparticles in the induction solution transfer pipe 131 are swept by the induction solution and transferred to the induction solution concentration adjusting tank 120 along the magnetic nanoparticle recovery line. At this time, the treated water discharge line is kept locked by the valve. This process may be referred to as a magnetic nanoparticle recovery process, the concentration of the diluted induction solution in the induction solution concentration control tank 120 as the magnetic nanoparticles are supplied to the induction solution concentration control tank 120 along the magnetic nanoparticle recovery line. To increase.

한편, 도 1에 있어서 상기 자성나노입자 회수장치가 1개 구비되는 것을 도시하였으나, 상기 자성나노입자 회수장치는 복수개 구비될 수 있다. 예를 들어, 자성나노입자 회수장치가 2개 구비되는 경우, 제 1 자성나노입자 회수장치와 제 2 자성나노입자 회수장치는 처리수 분리과정과 자성나노입자 회수과정을 교번하여 수행할 수 있다. 즉, 제 1 자성나노입자 회수장치가 처리수 분리과정을 수행하는 경우 제 2 자성나노입자 회수장치는 자성나노입자 회수과정을 수행하며, 제 1 자성나노입자 회수장치가 처리수 분리과정을 완료한 후 자성나노입자 회수과정을 진행하면 제 2 자성나노입자 회수장치 역시 자성나노입자 회수과정의 완료 후 처리수 분리과정을 진행하게 된다. 이와 같이, 복수개의 자성나노입자 회수장치가 구비되면 처리수 분리과정과 자성나노입자 회수과정을 연속적으로 진행할 수 있는 장점이 있다. 물론, 이 경우 각각의 과정에 상응하는 밸브 개폐(상술한 바와 같음)가 요구된다. Meanwhile, although FIG. 1 illustrates that one magnetic nanoparticle recovery device is provided, a plurality of magnetic nanoparticle recovery devices may be provided. For example, when two magnetic nanoparticle recovery apparatuses are provided, the first magnetic nanoparticle recovery apparatus and the second magnetic nanoparticle recovery apparatus may alternately perform the treatment water separation process and the magnetic nanoparticle recovery process. That is, when the first magnetic nanoparticle recovery device performs the treatment water separation process, the second magnetic nanoparticle recovery device performs the magnetic nanoparticle recovery process, and the first magnetic nanoparticle recovery device completes the treatment water separation process. After the magnetic nanoparticle recovery process is performed, the second magnetic nanoparticle recovery device also proceeds to the treatment water separation process after completion of the magnetic nanoparticle recovery process. As such, when a plurality of magnetic nanoparticle recovery apparatuses are provided, there is an advantage in that the treated water separation process and the magnetic nanoparticle recovery process may be continuously performed. Of course, in this case, corresponding valve opening and closing (as described above) is required.

본 발명에 있어서, 상기 자성나노입자 회수장치가 정삼투 여과막 장치에 적용됨을 일 실시예로 설명하였으나, 상기 자성나노입자 회수장치는 자성나노입자를 회수, 재이용하는 분야에 모두 적용 가능하다.
In the present invention, the magnetic nanoparticle recovery apparatus has been described as an embodiment to be applied to the forward osmosis filtration membrane device, the magnetic nanoparticle recovery apparatus is applicable to any field for recovering and reusing the magnetic nanoparticles.

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치의 구성에 대해 설명하였다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 방법을 설명하기로 한다. In the above, the configuration of the forward osmosis membrane filtration device using the magnetic nanoparticle recovery device according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, the forward osmosis membrane filtration method using the magnetic nanoparticle recovery apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 도 4에 도시한 바와 같이 정삼투막 유닛(110)에 의한 정삼투 막여과 과정이 진행된다(S401). 구체적으로, 정삼투막(111)을 사이에 두고 원수조(112)와 유도용액조(113) 구비된 상태에서, 삼투압에 의해 원수가 처리수와 농축수로 분리되며, 처리수는 유도용액조(113)로 이동된다. First, as shown in FIG. 4, the forward osmosis membrane filtration process by the forward osmosis membrane unit 110 is performed (S401). Specifically, in the state where the raw water tank 112 and the induction solution tank 113 is provided with the forward osmosis membrane 111 therebetween, the raw water is separated into the treated water and the concentrated water by osmotic pressure, and the treated water is the induction solution tank. It is moved to 113.

상기 정삼투 막여과 과정에 의해 유도용액조(113) 내의 유도용액은 희석된 상태를 이루게 되는데, 희석된 유도용액(diluted draw solution)은 상기 유도용액 농도조정조(120)로 이송된다(S402). The induction solution in the induction solution 113 by the forward osmosis membrane filtration is in a diluted state, the diluted induction solution (diluted draw solution) is transferred to the induction solution concentration adjusting tank 120 (S402).

이어, 자성나노입자의 회수 및 분리수 배출 과정이 진행된다. 먼저, 제 1 단계로, 자성체(133)가 유도용액 이송관(131)에 밀착된 상태에서 유도용액 농도조정조(120)의 유도용액을 상기 유도용액 이송관(131)에 공급하면 자성나노입자가 유도용액 이송관(131)의 내측벽에 부착되고 자성나노입자가 제거된 처리수는 처리수 배출라인을 따라 배출된다(S403). 이어, 제 2 단계로 자성체(133)를 유도용액 이송관(131)으로부터 이격된 위치로 배출시킨 후 유도용액 농도조정조(120)의 유도용액을 상기 유도용액 이송관(131)에 공급하면 상기 제 1 단계에서 걸러진 자성나노입자가 유도용액에 쓸려 상기 자성나노입자 회수라인을 따라 회수된다(S404). 회수된 자성나노입자는 유도용액 농도조정조(120)로 이송된다(S405). Subsequently, the process of recovering the magnetic nanoparticles and discharging the separated water proceeds. First, in the first step, when the magnetic body 133 is in close contact with the induction solution transfer pipe 131, when the induction solution of the induction solution concentration adjusting tank 120 is supplied to the induction solution delivery pipe 131, the magnetic nanoparticles The treated water attached to the inner wall of the induction solution transfer pipe 131 and the magnetic nanoparticles are removed is discharged along the treated water discharge line (S403). Subsequently, when the magnetic body 133 is discharged to a position spaced apart from the induction solution transfer tube 131 in a second step, the induction solution of the induction solution concentration adjusting tank 120 is supplied to the induction solution transfer tube 131. The magnetic nanoparticles filtered in step 1 are swept away in the induction solution and recovered along the magnetic nanoparticle recovery line (S404). The recovered magnetic nanoparticles are transferred to the induction solution concentration adjusting tank 120 (S405).

유도용액 농도조정조(120)로 자성나노입자가 공급됨에 따라, 유도용액 농도조정조(120) 내의 유도용액은 농도가 상승되며, 상승된 농도의 유도용액을 상기 정삼투막 유닛(110)의 유도용액조(113)로 공급하며 유도용액조(113) 내의 유도용액 농도를 일정하게 유지할 수 있게 된다. As the magnetic nanoparticles are supplied to the induction solution concentration adjustment tank 120, the induction solution in the induction solution concentration adjustment tank 120 is increased in concentration, and the induction solution of the forward osmosis membrane unit 110 is increased. Supplying to the tank 113, it is possible to maintain a constant concentration of the induction solution in the induction solution tank 113.

한편, 자성나노입자를 회수함에 있어서, 유도용액 이송관(131)의 유입부 부분에는 유도용액 내의 자성나노입자 밀도가 크고, 유도용액 이송관(131)의 배출부 부분에는 유도용액 내의 자성나노입자 밀도가 작기 때문에 상기 유도용액 이송관(131) 유입부의 자성체(133)는 상대적으로 자성강도를 낮게 하고 상기 유도용액 이송관(131) 배출부의 자성체(133)는 상대적으로 자성강도를 높게 할 수 있다. 참고로, 도 1에 있어서, 유도용액이 유도용액 이송관(131)의 상부에서 유입되고 하부를 통해 배출되는 것을 도시하였으나, 그 반대의 경우도 가능하다.
Meanwhile, in recovering the magnetic nanoparticles, the density of the magnetic nanoparticles in the induction solution is large at the inlet portion of the induction solution transfer tube 131, and the magnetic nanoparticles in the induction solution are disposed at the discharge portion of the induction solution transfer tube 131. Since the density is small, the magnetic body 133 of the inlet solution transfer tube 131 inlet portion is relatively low magnetic strength and the magnetic body 133 of the discharge portion of the induction solution transfer tube 131 can be relatively high magnetic strength. . For reference, in FIG. 1, the induction solution is introduced from the upper portion of the induction solution transfer pipe 131 and discharged through the lower portion, but vice versa.

110 : 정삼투막 유닛 111 : 정삼투막
112 : 원수조 113 : 유도용액조
120 : 유도용액 농도조정조 130 : 자성나노입자 회수장치
131 : 유도용액 이송관 132 : 자성체 케이스
133 : 자성체 140 : 이온교환수지110: forward osmosis membrane unit 111: forward osmosis membrane
112: raw water tank 113: induction solution tank
120: concentration solution of the draw solution 130: magnetic nano particle recovery device
131: induction solution transfer pipe 132: magnetic body case
133: magnetic material 140: ion exchange resin

Claims (17)

자성나노입자를 포함하는 용액이 이송되는 용액 이송관;
상기 용액 이송관의 둘레에 구비되어 선택적으로 자장을 인가하여 용액 내의 자성나노입자를 상기 용액 이송관에 부착시키거나 탈착시키는 자장인가수단을 포함하여 구성되며,
상기 자장인가수단은, 상기 용액 이송관의 외측벽에 밀착, 구비되는 자성체 케이스와 상기 자성체 케이스 내에 구비되는 자성체로 구성되며,
상기 자성체는, 상기 용액 이송관과 밀접된 위치에 구비되어 용액 내의 자성나노입자를 상기 용액 이송관의 내측벽에 부착시키거나, 상기 용액 이송관과 이격된 위치에 구비되어 용액 이송관의 내측벽에 부착된 자성나노입자를 탈착시키는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치.
A solution transfer tube to which a solution containing magnetic nanoparticles is transferred;
A magnetic field applying means provided around the solution transfer tube and selectively applying magnetic field to attach or detach magnetic nanoparticles in the solution to the solution transfer tube,
The magnetic field applying means is composed of a magnetic case provided in close contact with the outer wall of the solution transfer pipe and a magnetic body provided in the magnetic case,
The magnetic body is provided at a position close to the solution transfer tube to attach the magnetic nanoparticles in the solution to the inner wall of the solution transfer tube, or is provided at a position spaced apart from the solution transfer tube to the inner wall of the solution transfer tube Magnetic nanoparticle recovery apparatus characterized in that the magnetic nanoparticles attached to the desorption.
제 1 항에 있어서, 상기 자성체 케이스 내에서 상기 자성체가 상기 용액 이송관과 밀착되는 위치로 구비되거나 상기 용액 이송관과 이격된 곳으로 위치되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치.
The magnetic nanoparticle recovery apparatus of claim 1, wherein the magnetic body is disposed in close contact with the solution transfer tube or spaced apart from the solution transfer tube in the magnetic case.
제 1 항에 있어서, 상기 자성체 케이스 내에서 상기 자성체가 고정되며, 상기 자성체 케이스는 180도 회전 가능하며, 상기 자성체가 상기 용액 이송관과 밀착되는 위치로 구비되거나 상기 용액 이송관과 이격된 곳으로 위치되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치.
The magnetic body of claim 1, wherein the magnetic body is fixed in the magnetic case, and the magnetic case is rotatable 180 degrees, and the magnetic body is provided at a position in close contact with the solution transfer tube or spaced apart from the solution transfer tube. Magnetic nanoparticle recovery apparatus, characterized in that located.
제 1 항에 있어서, 상기 용액 이송관의 일측에 용액으로부터 자성나노입자가 제거된 처리수를 배출하는 처리수 배출라인과, 자성나노입자가 회수되는 자성나노입자 회수라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치.
The method of claim 1, wherein the treated water discharge line for discharging the treated water from which the magnetic nanoparticles have been removed from the solution on one side of the solution transfer pipe, and the magnetic nanoparticle recovery line for recovering the magnetic nanoparticles is further provided. Magnetic nanoparticle recovery device.
제 1 항에 있어서, 상기 용액 이송관에 자장을 인가한 상태에서, 상기 용액 이송관에 용액을 공급하여 용액 내의 자성나노입자를 용액 이송관의 내측벽에 부착시키고 처리수를 배출하는 처리수 배출과정과,
상기 용액 이송관에 인가된 자장을 제거한 상태에서, 상기 용액 이송관에 용액을 공급하여 자성나노입자를 회수하는 자성나노입자 회수과정이 선택적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치.
The treatment water discharge of claim 1, wherein the magnetic field is applied to the solution transfer tube, and the solution is supplied to the solution transfer tube to attach the magnetic nanoparticles in the solution to the inner wall of the solution transfer tube and discharge the treated water. Process,
Magnetic nanoparticle recovery apparatus characterized in that the magnetic nanoparticle recovery process for selectively recovering the magnetic nanoparticles by supplying a solution to the solution transfer tube in a state in which the magnetic field applied to the solution transfer tube is removed.
자성나노입자를 유도용액의 유도용질로 사용하여 원수를 처리수와 농축수로 분리하는 정삼투막 유닛;
상기 정삼투막 유닛의 희석된 유도용액을 공급받아, 상기 희석된 유도용액에 자성나노입자를 투입하여 유도용액의 농도를 조정하여 상기 정삼투막 유닛의 유도용액조에 유도용액을 재공급하는 유도용액 농도조정조; 및
상기 유도용액 농도조정조로부터 희석된 유도용액을 공급받아, 유도용액을 자성나노입자와 처리수로 분리하고, 분리된 자성나노입자를 회수하여 상기 유도용액 농도조정조로 공급하는 자성나노입자 회수장치를 포함하여 이루어지며,
상기 자성나노입자 회수장치는,
상기 유도용액 농도조정조로부터 이송된 희석된 유도용액이 이송되는 유도용액 이송관과,
상기 유도용액 이송관의 둘레에 구비되어 선택적으로 자장을 인가하여 유도용액 내의 자성나노입자를 상기 유도용액 이송관에 부착시키거나 탈착시키는 자장인가수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치.
An forward osmosis membrane unit for separating raw water into treated water and concentrated water using magnetic nanoparticles as an inducing solute of an induction solution;
Induction solution for supplying the diluted induction solution of the forward osmosis membrane unit, injecting magnetic nanoparticles into the diluted induction solution to adjust the concentration of the induction solution to supply the induction solution to the induction solution tank of the forward osmosis membrane unit. Concentration adjustment tank; And
A magnetic nanoparticle recovery device for receiving a diluted induction solution from the induction solution concentration adjusting tank, separating the induction solution into magnetic nanoparticles and treated water, recovering the separated magnetic nanoparticles, and supplying the induction solution to the induction solution concentration adjusting tank; Is done by
The magnetic nanoparticle recovery device,
An induction solution transfer tube to which the diluted induction solution transferred from the induction solution concentration adjustment tank is transferred;
Magnetic nanoparticle recovery characterized in that it comprises a magnetic field applying means for attaching or detaching the magnetic nanoparticles in the induction solution to the induction solution transfer tube is provided around the induction solution transfer tube selectively Forward osmosis membrane filtration device using the device.
삭제delete 제 6 항에 있어서, 상기 자장인가수단은, 상기 유도용액 이송관의 외측벽에 밀착, 구비되는 자성체 케이스와 상기 자성체 케이스 내에 구비되는 자성체로 구성되며,
상기 자성체는, 상기 유도용액 이송관과 밀접된 위치에 구비되어 유도용액 내의 자성나노입자를 상기 유도용액 이송관의 내측벽에 부착시키거나, 상기 유도용액 이송관과 이격된 위치에 구비되어 유도용액 이송관의 내측벽에 부착된 자성나노입자를 탈착시키는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치.
According to claim 6, wherein the magnetic field applying means is composed of a magnetic body provided in close contact with the outer wall of the induction liquid transfer pipe and the magnetic body provided in the magnetic case,
The magnetic body is provided at a position close to the induction solution transfer tube to attach magnetic nanoparticles in the induction solution to the inner wall of the induction solution transfer tube, or is provided at a position spaced apart from the induction solution transfer tube to guide the solution. A forward osmosis membrane filtration device using a magnetic nanoparticle recovery device, characterized in that the magnetic nanoparticles attached to the inner wall of the transfer pipe are desorbed.
제 8 항에 있어서, 상기 자성체 케이스 내에서 상기 자성체가 상기 유도용액 이송관과 밀착되는 위치로 구비되거나 상기 유도용액 이송관과 이격된 곳으로 위치되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치.
The magnetic nanoparticle recovery apparatus of claim 8, wherein the magnetic body is disposed in close contact with the induction solution transfer tube or spaced apart from the induction solution transfer tube in the magnetic case. Osmotic membrane filtration device.
제 8 항에 있어서, 상기 자성체 케이스 내에서 상기 자성체가 고정되며, 상기 자성체 케이스는 180도 회전 가능하며, 상기 자성체가 상기 유도용액 이송관과 밀착되는 위치로 구비되거나 상기 유도용액 이송관과 이격된 곳으로 위치되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치.
The method of claim 8, wherein the magnetic body is fixed in the magnetic case, the magnetic case is rotatable 180 degrees, the magnetic body is provided in a position in close contact with the induction solution transport pipe or spaced apart from the induction solution transport pipe Forward osmosis membrane filtration device using a magnetic nanoparticle recovery device, characterized in that located in place.
제 6 항에 있어서, 상기 유도용액 이송관의 일측에 처리수가 배출되는 처리수 배출라인과, 자성나노입자가 회수되어 상기 유도용액 농도조정조로 공급되는 자성나노입자 회수라인이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치.
The method of claim 6, wherein the treated water discharge line is discharged to one side of the induction solution transfer pipe, and the magnetic nanoparticle recovery line is further provided with magnetic nanoparticles are recovered and supplied to the induction solution concentration adjusting tank Forward osmosis membrane filtration device using a magnetic nanoparticle recovery device.
제 11 항에 있어서, 상기 처리수 배출라인의 후단에 처리수 내에 잔존하는 자성이온을 제거하는 이온교환수지가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치.
12. The forward osmosis membrane filtration apparatus as set forth in claim 11, further comprising an ion exchange resin for removing magnetic ions remaining in the treated water at a rear end of the treated water discharge line.
제 8 항에 있어서, 상기 자성체를 구성함에 있어서 상기 유도용액 이송관의 유도용액 유입부분의 자성체는 상대적으로 자성강도를 낮게 하고 상기 유도용액 이송관의 배출부분의 자성체는 상대적으로 자성강도를 높게 하는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 장치.
The method of claim 8, wherein the magnetic material of the induction solution inlet portion of the induction solution transfer pipe in the configuration of the magnetic body is relatively low magnetic strength and the magnetic body of the discharge portion of the induction solution transfer pipe relatively high magnetic strength Forward osmosis membrane filtration device using a magnetic nanoparticle recovery device.
삭제delete 자성나노입자를 유도용질로 이용하는 정삼투막 유닛을 통해 정삼투 막여과 공정이 진행되는 단계;
상기 정삼투 막여과 공정에 의해 희석된 유도용액을 유도용액 농도조정조로 공급하는 단계;
상기 유도용액 농도조정조의 유도용액을 자성나노입자 회수장치에 공급하고, 상기 자성나노입자 회수장치를 통해 유도용액을 처리수와 자성나노입자로 분리하는 단계; 및
상기 자성나노입자 회수장치로부터 회수된 자성나노입자를 상기 유도용액 농도조정조에 투입하여 유도용액의 농도를 조정하고, 조정된 유도용액을 상기 정삼투막 유닛의 유도용액조로 공급하는 단계를 포함하여 이루어지며,
상기 자성나노입자 회수장치를 통해 유도용액을 처리수와 자성나노입자로 분리하는 단계는,
상기 자성나노입자 회수장치는 유도용액 이송관과 자장인가수단을 포함하여 구성되고,
상기 유도용액 이송관에 자장을 인가한 상태에서, 상기 유도용액 농도조정조에서 상기 유도용액 이송관에 유도용액을 공급하여 유도용액 내의 자성나노입자를 유도용액 이송관의 내측벽에 부착시키고 처리수를 배출하는 처리수 배출과정과,
상기 유도용액 이송관에 인가된 자장을 제거한 상태에서, 상기 유도용액 농도조정조에서 상기 유도용액 이송관에 유도용액을 공급하여 자성나노입자를 회수하는 자성나노입자 회수과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 방법.
The forward osmosis membrane filtration process is performed through the forward osmosis membrane unit using magnetic nanoparticles as an inducing solute;
Supplying the induction solution diluted by the forward osmosis membrane filtration process to an induction solution concentration adjusting tank;
Supplying the induction solution of the induction solution concentration adjusting tank to a magnetic nanoparticle recovery device, and separating the induction solution into treated water and magnetic nanoparticles through the magnetic nanoparticle recovery device; And
Injecting the magnetic nanoparticles recovered from the magnetic nanoparticle recovery device into the induction solution concentration adjusting tank to adjust the concentration of the induction solution, and supplying the adjusted induction solution to the induction solution tank of the forward osmosis membrane unit. Lose,
Separating the induced solution into the treated water and the magnetic nanoparticles through the magnetic nanoparticle recovery device,
The magnetic nanoparticle recovery apparatus comprises an induction solution transfer pipe and a magnetic field applying means,
In the state in which the magnetic field is applied to the induction solution transfer tube, the induction solution concentration adjusting tank supplies the induction solution to the induction solution transfer tube to attach magnetic nanoparticles in the induction solution to the inner wall of the induction solution transfer tube and Process of discharging treated water,
And a magnetic nanoparticle recovery process of recovering magnetic nanoparticles by supplying an induction solution to the induction solution transfer tube in a state in which the magnetic field applied to the induction solution transfer tube is removed. Forward osmosis membrane filtration method using a magnetic nanoparticle recovery device.
삭제delete 제 15 항에 있어서, 상기 자성나노입자 회수장치에 의해 분리된 처리수는 이온교환수지에 의해 잔존하는 자성이온을 제거하는 과정을 더 거치는 것을 특징으로 하는 자성나노입자 회수장치를 이용한 정삼투 막여과 방법. The method of claim 15, wherein the treated water separated by the magnetic nanoparticle recovery device is further subjected to the process of removing the remaining magnetic ions by the ion exchange resin, forward osmosis membrane filtration using the magnetic nanoparticle recovery device Way.
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