KR101669361B1 - 담수 생산 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR101669361B1
KR101669361B1 KR1020150044912A KR20150044912A KR101669361B1 KR 101669361 B1 KR101669361 B1 KR 101669361B1 KR 1020150044912 A KR1020150044912 A KR 1020150044912A KR 20150044912 A KR20150044912 A KR 20150044912A KR 101669361 B1 KR101669361 B1 KR 101669361B1
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살림무하마드와지드
무하마드아시프
김우승
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한양대학교 에리카산학협력단
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4691—Capacitive deionisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination

Abstract

담수 생산 방법이 개시된다. 담수 생산 방법은 탈염 유로를 사이에 두고 한 쌍의 전극이 마주 배치되는 축전식 탈염 전극 모듈을 이용하여 담수를 생산하며, 상기 탈염 유로를 흐르는 처리수에 포함된 이온들이 상기 전극들에 흡착되는 흡착공정; 및 상기 전극들에 흡착된 이온들이 상기 전극들로부터 탈착되는 탈착공정을 포함하되, 상기 흡착공정은, 상기 전극들에 정전압(constant voltage)을 인가하는 정전압 인가 단계; 상기 정전압 인가 단계 후, 상기 전극들에 정전류(constant current)를 인가하는 정전류 인가 단계를 포함한다.

Description

담수 생산 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING FRESH WATER}
본 발명은 담수 생산 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 축전식 탈염 전극 모듈을 이용하여 담수를 생산하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
해수에 포함된 이온성 물질을 제거하는 방법으로 이온교환수지를 이용한 이온교환법이 많이 사용되고 있다. 이 방법은 대부분의 이온성 물질들을 효과적으로 분리할 수 있지만 이온교환이 완료된 수지를 재생하는 과정에서 다량의 산, 염기, 또는 염의 폐액이 발생한다는 단점을 가지고 있다. 이외에도 역삼투막법, 전기투석법 등의 분리막 기술이 적용되고 있지만 막의 파울링으로 인한 처리 효율의 감소, 오염된 막의 세정, 주기적인 막의 교체 등과 같은 문제점을 안고 있다.
이러한 기존 탈염 기술들의 문제점을 해결하는 방법으로 전기이중층의 원리를 이용한 축전식 탈염 기술(capacitive deionization, CDI)이 연구되고 있다. 축전식 탈염 장치는 처리수가 흐르는 유로를 사이에 두고 양전극과 음전극이 마주 배치되며, 전력 공급으로 처리수에 포함된 양이온은 음전극 측으로, 음이온는 양전극 측으로 흡착된다.
한국등록특허공보 제10-1083244호에는 이온 흡착 공정에서 전극에 정전류를 인가하는 기술이 개시된다. 정전류를 인가할 경우, 담수 내의 이온 농도가 낮아지는 속도가 상대적으로 느리고, 이온 농도가 일정 수준까지만 낮아지는 한계가 있다.
본 발명은 처리수에 포함된 이온의 제거 효율을 향상시킬 수 있는 담수 생산 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 간단한 공정으로 이온 제거 효율을 향상시킬 수 있는 담수 생산 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 담수 생산 방법은 탈염 유로를 사이에 두고 한 쌍의 전극이 마주 배치되는 축전식 탈염 전극 모듈을 이용하여 담수를 생산하며, 상기 탈염 유로를 흐르는 처리수에 포함된 이온들이 상기 전극들에 흡착되는 흡착공정; 및 상기 전극들에 흡착된 이온들이 상기 전극들로부터 탈착되는 탈착공정을 포함하되, 상기 흡착공정은, 상기 전극들에 정전압(constant voltage)을 인가하는 정전압 인가 단계; 상기 정전압 인가 단계 후, 상기 전극들에 정전류(constant current)를 인가하는 정전류 인가 단계를 포함한다.
또한, 상기 정전압 인가 단계와 상기 정전류 인가 단계는 연속적으로 진행될 수 있다.
또한, 상기 정전압 인가 단계는 상기 정전압이 인가된 시점으로부터 기 설정된 시프트 시간 동안 진행되고, 상기 시프트 시간 경과 후 상기 정전류 인가 단계가 연속적으로 진행되되, 상기 시프트 시간은 상기 전극에 상기 정전압과 동일한 값의 전압만을 인가할 경우, 상기 탈염 유로에서 배출되는 상기 담수의 이온 농도 변화 그래프와, 상기 전극에 상기 정전류와 동일한 값의 전류만을 인가할 경우, 상기 탈염 유로에서 배출되는 상기 담수의 이온 농도 변화 그래프의 최초 교차 시점으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 시프트 시간은 아래 수식으로 결정될 수 있다.
Figure 112015031392435-pat00001
(여기서
Figure 112015031392435-pat00002
,
Figure 112015031392435-pat00003
)
ts : 시프트 시간
I : 정전류 인가 단계 동안 전극에 인가되는 정전류
Vt : 축전식 탈염 전극에 축적가능한 최대 전압
Rseries : 축전식 탈염 전극 모듈의 직렬 전항(series resistance of the CDI module)
Figure 112015031392435-pat00004
: 탈염 유로를 흐르는 처리수의 유량
Va : 탈염 유로의 용량(volume)
C : 축전식 탈염 전극 모듈의 커패시턴스(capacitance)
본 발명의 실시예에 따른 담수 생산 시스템은 탈염 유로를 사이에 두고 한 쌍의 전극이 마주 배치되는 축전식 탈염 전극 모듈; 상기 탈염 유로에 처리수를 공급하는 처리수 공급 유로; 상기 탈염 유로로부터 담수가 배출되는 담수 배출 유로; 상기 전극들에 전력을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 탈염 유로를 흐르는 처리수에 포함된 이온들이 상기 전극들에 흡착되는 흡착 공정에서, 상기 전극들에 정전압(constant voltage)이 기 설정된 시프트 시간 동안 인가되고, 상기 시프트 시간 경과 후 상기 전극들에 정전류(constant current)가 인가되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 정전압과 상기 정전류가 연속적으로 인가되도록 상기 전원 공급부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 시프트 시간을 아래의 수식으로 설정할 수 있다.
Figure 112015031392435-pat00005
(여기서
Figure 112015031392435-pat00006
,
Figure 112015031392435-pat00007
)
ts : 시프트 시간
I : 정전류 인가 단계 동안 전극에 인가되는 정전류
Vt : 축전식 탈염 전극에 축적가능한 최대 전압
Rseries : 축전식 탈염 전극 모듈의 직렬 전항(series resistance of the CDI module)
Figure 112015031392435-pat00008
: 탈염 유로를 흐르는 처리수의 유량
Va : 탈염 유로의 용량(volume)
C : 축전식 탈염 전극 모듈의 커패시턴스(capacitance)
본 발명에 의하면, 정전압 인가와 정전류 인가의 결합으로 처리수 중의 이온 제거 효율이 향상되고, 낮은 이온 농도의 담수를 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전기적 제어 방법으로 이온의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 담수 생산 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 담수 생산 시스템을 이용하여 담수를 생산하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시프트 시간을 설정하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 생산된 담수의 이온 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 담수 생산 방법과 비교예들에 따라 생산된 담수의 특성을 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 담수 생산 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1은 담수 생산 시스템을 이용한 흡착 공정을 나타내고, 도 2는 담수 생산 시스템을 이용한 재생 공정을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 담수 생산 시스템(100)은 처리수로부터 담수(FRESH WATER)를 생산한다. 처리수는 지하수, 수도수, 해수, 기수(brackish water), 중수, 산업 폐수 등일 수 있다. 담수는 순수(PURE WATER)와 초순수(ULTRAPURE WATER)을 포함할 수 있다.
담수 생산 시스템(100)은 축전식 탈염(Capacitive deionization, CDI) 전극 모듈(10), 처리수 공급 유로(20), 담수 배출 유로(30), 전원 공급부(40), 제어부(50)를 포함한다.
축전식 탈염 전극 모듈(10)은 처리수에 포함된 이온들을 제거하여 담수를 생산한다. 축전식 탈염 전극 모듈(10)은 한 쌍의 전극(11, 12)이 탈염 유로(13)를 사이에 두고 마주 배치한다. 전극(11, 12)은 비표면적이 넓은 활성탄소전극이 사용될 수 있다. 전극(11, 12)은 다공성(porous) 구조로 제공될 수 있다. 탈염 유로(13)는 처리수가 흐르는 유로로 제공된다.
축전식 탈염 전극 모듈(10)에서는 흡착 공정(absorption process)과 재생 공정이 수행된다. 흡착 공정과 재생 공정은 교대로 반복하여 진행될 수 있다. 흡착 공정은 탈염 유로(13)를 흐르는 처리수에 포함된 이온들을 제거하는 공정이다. 전극(11, 12)들에 전력이 공급되면, 하나의 전극(11)은 양전극으로, 다른 하나의 전극(12)은 음전극으로 대전된다. 처리수에 포함된 음이온은 양전극(11)에 흡착되고, 양이온은 음전극(12)으로 흡착된다. 전극(11, 12)의 표면에 이온들이 포화 흡착되면, 더 이상 이온 흡착이 이루어지지 않으므로, 재생공정이 진행된다. 재생공정은 전극(11, 12)들에 포화흡착된 이온들을 탈착시킨다. 재생 공정은 전극(11, 12)들을 단락시키거나, 전극(11, 12)들에 역전위를 인가함으로써, 전극(11, 12) 표면으로부터 이온들을 탈착시킨다.
탈염 유로(13)에는 전극(11, 12)들 각각에 인접하여 막(membrane, 15, 16)이 한 쌍 제공될 수 있다. 음전극(12)에 인접한 막(16)은 양이온 교환막으로, 양이온을 선택적으로 통과시킨다. 양전극(11)에 인접한 막은 음이온 교환막(15)으로, 음이온을 선택적으로 통과시킨다.
처리수 공급 유로(20)는 탈염 유로(13)의 유입단과 연결되며, 탈염 유로(13)에 처리수를 공급한다.
담수 배출 유로(30)는 탈염 유로(13)의 배출단과 연결되며, 이온들이 제거된 처리수, 즉 담수를 외부로 배출한다.
전원 공급부(40)는 전극(11, 12)들과 전기적으로 연결되며, 전력을 공급한다.
제어부(50)는 전원 공급부(40)를 제어하여 전극(11, 12)에 인가되는 전력을 조절한다. 제어부(50)는 흡착 공정 동안, 전극(11, 12)들에 일정한 전압(constant voltage, 이하 정전압(CV) 이라 함)을 인가되는 정전압(CV) 인가 단계와, 전극들에 일정한 전류(constant current, 이하 정전류(CC) 라고 함)를 인가되는 정전류(CC) 인가 단계가 순차적으로, 그리고 연속적으로 이루어지도록 전원 공급부(40)를 제어한다.
제어부(50)는 정전압(CV)의 인가가 시작 된 후, 기 설정된 시프트 시간 동안 정전압(CV) 인가 단계를 유지한다. 그리고 시프트 시간을 기점으로 정전류(CC) 인가 단계로 전환한다. 여기서 시프트 시간이란, 정전압(CV) 인가 단계에서 정전류 (CC)인가 단계로 넘어가는 시점을 말한다. 시프트 시간의 설정 방법에 대해서는 도 4를 참조하여 아래에서 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 담수 생산 시스템을 이용하여 담수를 생산하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 담수 생산 방법은 흡착 공정(S10)과 재생 공정(S20)을 포함한다. 흡착 공정(S10)과 재생 공정(S20)은 교대로 반복하여 진행될 수 있다.
흡착 공정(S10)은 전극(11, 12)들에 전력을 인가하여 탈염 유로(13)를 흐르는 처리수에 포함된 이온들을 제거하는 공정이고, 재생 공정(S20)은 전극(11, 12)들에 포화흡착된 이온들을 탈착하는 공정이다.
실시예에 따른 흡착 공정(S10)은 정전압(CV) 인가 단계(S11)와 정전류(CC) 인가 단계(S12)를 포함한다. 정전압(CV) 인가 단계(S11)와 정전류(CC) 인가 단계(S12)는 순차적으로, 그리고 연속적으로 진행된다.
정전압(CV) 인가 단계(S11)는 전극(11, 12)들에 정전압(CV)을 인가한다. 정전압(CV)은 인가가 시작 된 후, 기 설정된 시프트 시간 동안 유지된다.
정전류(CC) 인가 단계(S12)는 전극(11, 12)들에 정전류(CC)를 인가한다. 정전류(CC)는 시프트 시간이 경과된 시점에 인가된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시프트 시간을 설정하는 방법을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 그래프의 가로축은 공정 시간을 나타내고, 세로축은 탈염 유로(13)에서 배출되는 담수에 포함된 이온 농도를 나타낸다.
점선(CV)은 흡착 공정에서 전극(11, 12)에 정전압만이 인가될 경우, 탈염 유로(13)에서 배출되는 담수의 이온 농도 변화를 나타내는 그래프이고, 실선(CC)은 흡착 공정에서 전극(11, 12)에 정전류만이 인가될 경우, 탈염 유로(13)에서 배출되는 담수의 이온 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
정전압이 인가될 경우, 담수의 이온 농도가 급격히 낮아진 후, 최하 농도점을 기점으로 이온 농도가 차츰 높아진다.
정전류가 인가될 경우, 담수의 이온 농도가 낮아지나, 그 속도는 정전압이 인가되는 경우보다 느리게 나타난다. 담수의 이온 농도는 일정 농도까지 낮아진 후, 최저 농도에서 그 상태를 일정 시간 동안 유지한다.
이와 같이, 정전압이 인가될 경우, 이온 농도 감소 속도가 우수하고, 정전류가 인가될 경우 최저 농도 점에서 이온 농도가 유지하는 있는 특징을 발견할 수 있다.
본 발명의 연구자들은 상술한 특징에 기초하여, 정전압 인가 단계와 정전류 인가 단계가 결합된 하이브리드(CV-CC) 전력 인가 방법을 제안하게 되었다. 그리고 정전압 인가 단계에서 정전류 인가 단계로 전환되는 시점을 정전압 인가 시의 이온 농도 변화 그래프(CV)와 정전류 인가 시의 이온 농도 변화 그래프(CC)가 최초 교차하는 시점(ts)을 시프트 시간으로 설정하였다. 시프트 시간(ts)을 정전압 인가 그래프(CV)에서의 최저 농도 시점(t1)으로 설정할 경우, 정전류 인가 단계로 전환 시, 담수의 이온 농도 값을 유지하기 위해서는 전압을 높여야 하는데, 전압 상승은 처리수의 전기분해(water electrolysis)를 야기할 수 있다. 일 예에 따르면, 인가 전압이 1.4V보다 높을 경우 처리수가 전기 분해되는 문제가 발생하며, 때문에 인가 전압을 최대 1.4V로 유지해야 한다. 이러한 이유에서, 시프트 시간(ts)을 정전압 인가 시의 이온 농도 변화 그래프(CV)와 정전류 인가 시의 이온 농도 변화 그래프(CC)가 최초 교차하는 시점으로 설정한다.
하이브리드(CC-CV) 전력 인가 방법에 의할 경우, 도 5의 그래프에 나타나듯이 정전압 인가의 장점과 정전류 인가의 장점을 취할 수 있다. 정전압 인가 단계에서 생산되는 담수는 이온 농도가 급격히 낮아진 후 최저 농도점을 기점으로 점차 상승한다. 그리고 시프트 시간(ts)에서 정전류 인가 단계로 전환됨에 따라 생산되는 담수는 일정한 이온 농도를 유지할 수 있다.
또한, 시프트 시간(ts)은 그래프를 통해 알 수 있을 뿐만 아니라, 아래 계산식을 통해 알 수 있다.
Figure 112015031392435-pat00009
, (
Figure 112015031392435-pat00010
,
Figure 112015031392435-pat00011
)
여기서 ts 는 시프트 시간, I는 정전류 인가 단계 동안 전극에 인가되는 정전류, Vt : 축전식 탈염 전극에 축적가능한 최대 전압, Rseries 은 축전식 탈염 전극 모듈의 직렬 전항(series resistance of the CDI module),
Figure 112015031392435-pat00012
은 탈염 유로를 흐르는 처리수의 유량, Va 는 탈염 유로의 용량(volume), 그리고 C는 축전식 탈염 전극 모듈의 커패시턴스(capacitance)를 의미한다.
도 6은 본 발명의 담수 생산 방법과 비교예들에 따라 생산된 담수의 특성을 비교한 그래프이다.
도 6을 참조하면, 그래프의 가로축은 처리수의 유동율(flowrate)을 나타내고, 세로축은 생산된 담수 내의 이온 농도를 나타낸다.
그래프 1(CV)은 정전압만 인가한 경우(비교예 1), 담수의 이온 농도 변화를 나타내는 그래프이고, 그래프 2(CC)는 정전류만 인가된 경우(비교예 2), 담수의 이온 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 그리고 그래프 3(CV-CC)은 본 발명의 담수 생산 방법에 따라 생산된 담수의 이온 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
위 그래프에 나타나듯이, 본 발명에 따른 담수 생산 방법(CV-CC)에 의해 생산된 담수의 이온 농도는 비교예 1(CV)과 비교예 2(CC)에서 생산된 담수의 이온 농도보다 낮음을 알 수 있다. 이는 본 발명의 담수 생산 방법(CV-CC)은 이온들의 제거가 비교예 1과 2(CV, CC)보다 우수함을 의미한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 담수 생산 시스템 10: 축전식 탈염 전극 모듈
11, 12: 전극 13: 탈염 유로
20: 처리수 공급 유로 30: 담수 배출 유로
40: 전원 공급부 50: 제어부
CV: 정전압 CC: 정전류

Claims (7)

  1. 탈염 유로를 사이에 두고 한 쌍의 전극이 마주 배치되는 축전식 탈염 전극 모듈을 이용하여 담수를 생산하는 방법에 있어서,
    상기 탈염 유로를 흐르는 처리수에 포함된 이온들이 상기 전극들에 흡착되는 흡착공정; 및
    상기 전극들에 흡착된 이온들이 상기 전극들로부터 탈착되는 탈착공정을 포함하되,
    상기 흡착공정은,
    상기 전극들에 기 설정된 시프트 시간 동안 정전압(constant voltage)을 인가하는 정전압 인가 단계; 및
    상기 정전압을 인가하는 상기 기 설정된 시프트 시간 후, 상기 전극들에 정전류(constant current)를 인가하는 정전류 인가 단계를 포함하는 담수 생산 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전압 인가 단계와 상기 정전류 인가 단계는 연속적으로 진행되는 담수 생산 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시프트 시간은
    상기 전극에 상기 정전압과 동일한 값의 전압만을 인가할 경우, 상기 탈염 유로에서 배출되는 상기 담수의 이온 농도 변화 그래프와, 상기 전극에 상기 정전류와 동일한 값의 전류만을 인가할 경우, 상기 탈염 유로에서 배출되는 상기 담수의 이온 농도 변화 그래프의 최초 교차 시점으로 설정되는 담수 생산 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시프트 시간은 아래 수식으로 결정되는 담수 생산 방법.
    Figure 112015031392435-pat00013

    (여기서
    Figure 112015031392435-pat00014
    ,
    Figure 112015031392435-pat00015
    )
    ts : 시프트 시간
    I : 정전류 인가 단계 동안 전극에 인가되는 정전류
    Vt : 축전식 탈염 전극에 축적가능한 최대 전압
    Rseries : 축전식 탈염 전극 모듈의 직렬 전항(series resistance of the CDI module)
    Figure 112015031392435-pat00016
    : 탈염 유로를 흐르는 처리수의 유량
    Va : 탈염 유로의 용량(volume)
    C : 축전식 탈염 전극 모듈의 커패시턴스(capacitance)
  5. 탈염 유로를 사이에 두고 한 쌍의 전극이 마주 배치되는 축전식 탈염 전극 모듈;
    상기 탈염 유로에 처리수를 공급하는 처리수 공급 유로;
    상기 탈염 유로로부터 담수가 배출되는 담수 배출 유로;
    상기 전극들에 전력을 공급하는 전원 공급부; 및
    상기 탈염 유로를 흐르는 처리수에 포함된 이온들이 상기 전극들에 흡착되는 흡착 공정에서, 상기 전극들에 정전압(constant voltage)이 기 설정된 시프트 시간 동안 인가되고, 상기 시프트 시간 경과 후 상기 전극들에 정전류(constant current)가 인가되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 담수 생산 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 정전압과 상기 정전류가 연속적으로 인가되도록 상기 전원 공급부를 제어하는 담수 생산 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 시프트 시간을 아래의 수식으로 설정하는 담수 생산 시스템.
    Figure 112015031392435-pat00017

    (여기서
    Figure 112015031392435-pat00018
    ,
    Figure 112015031392435-pat00019
    )
    ts : 시프트 시간
    I : 정전류 인가 단계 동안 전극에 인가되는 정전류
    Vt : 축전식 탈염 전극에 축적가능한 최대 전압
    Rseries : 축전식 탈염 전극 모듈의 직렬 전항(series resistance of the CDI module)
    Figure 112015031392435-pat00020
    : 탈염 유로를 흐르는 처리수의 유량
    Va : 탈염 유로의 용량(volume)
    C : 축전식 탈염 전극 모듈의 커패시턴스(capacitance)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102027539B1 (ko) * 2018-03-29 2019-10-01 삼성중공업 주식회사 배기 오염물질 처리장치
KR102143397B1 (ko) 2019-12-30 2020-08-11 주식회사 아쿠아웍스 하수 또는 폐수처리장의 방류수 재이용 공정에서 발생되는 농축수의 처리 방법 및 이를 이용한 시스템
KR20210039184A (ko) 2019-10-01 2021-04-09 한국건설기술연구원 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템, 및 그 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102011115B1 (ko) * 2017-11-28 2019-08-14 죽암건설 주식회사 농축수 저감형 전기흡착 탈염 시스템
KR102250229B1 (ko) * 2020-11-20 2021-05-10 김부광 듀얼 운전 축전식 탈염 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100270158A1 (en) 2009-04-22 2010-10-28 The Penn State Research Foundation Desalination devices and methods
KR101083244B1 (ko) * 2011-06-29 2011-11-14 (주) 시온텍 축전식 탈염 장치의 제어 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011163215A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-29 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for desalination and purification
KR102100126B1 (ko) * 2013-06-10 2020-04-16 코웨이 주식회사 전기 탈이온 방식 수처리 장치 및 그의 제어 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100270158A1 (en) 2009-04-22 2010-10-28 The Penn State Research Foundation Desalination devices and methods
KR101083244B1 (ko) * 2011-06-29 2011-11-14 (주) 시온텍 축전식 탈염 장치의 제어 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102027539B1 (ko) * 2018-03-29 2019-10-01 삼성중공업 주식회사 배기 오염물질 처리장치
KR20210039184A (ko) 2019-10-01 2021-04-09 한국건설기술연구원 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템, 및 그 방법
KR102143397B1 (ko) 2019-12-30 2020-08-11 주식회사 아쿠아웍스 하수 또는 폐수처리장의 방류수 재이용 공정에서 발생되는 농축수의 처리 방법 및 이를 이용한 시스템

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