KR101710758B1 - System for water treatment - Google Patents

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유수푸잔데
김우승
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한양대학교 에리카산학협력단
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Abstract

수처리시스템이 개시된다. 제1 수처리주기에 따라 고염수, 저염수 및 정화수를 생산하는 제1 전극스택 및 제2 수처리주기에 따라 고염수, 저염수 및 정화수를 생산하는 제2 전극스택을 포함하되, 상기 제1 수처리 주기에 따른 고염수 및 상기 제2 수처리주기에 따른 저염수는 동일 시간 구간에 생성되어 전력발전모듈로 제공된다. 이로써, 정화수를 제공하는 동시에 전력을 발전할 수 있다.A water treatment system is disclosed. A first electrode stack for producing high salt water, low salt water and purified water in accordance with a first water treatment cycle, and a second electrode stack for producing high salt water, low salt water and purified water in accordance with a second water treatment cycle, And the low salt water according to the second water treatment period are generated in the same time interval and supplied to the power generation module. Thereby, power can be generated while providing purified water.

Figure R1020140154659
Figure R1020140154659

Description

수처리시스템 {SYSTEM FOR WATER TREATMENT}SYSTEM FOR WATER TREATMENT

본 발명은 수처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정화수 생산 및 전력발전을 동시해 수행할 수 있는 수처리시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a water treatment system, and more particularly, to a water treatment system capable of simultaneously producing purified water and power generation.

최근 전세계적으로 물 부족 문제에 대한 관심이 높아지고 있다. 잘 알려져 있는 바와 같이 지구상 물의 약 97%가 해수에 해당하고 나머지 육지 상의 물 중세서도 별도의 처리 없이 직접적으로 인간이 사용할 수 있는 물의 양은 많지 않다. 또한 기상 이변, 사막화, 수자원 오염 등으로 인하여 물 부족 문제는 더욱 심각해질 것으로 예상된다. There has been a growing interest in water shortages worldwide in recent years. As it is well known, about 97% of the earth's water is equivalent to sea water, and the rest of the land water medievalism does not have much water that can be directly used by humans without any special treatment. In addition, the water shortage problem is expected to become more serious due to the weather, desertification, and water pollution.

이러한 물 부족 현상을 해결하기 위하여 다양한 방식의 수처리시스템이 고려되고 있다. 예를 들어, 강변여과수나, 지하수 이용, 인공강우 등의 방법 등이 고려되고 있기는 하나 근본적인 문제를 해결하기 위해 무한 자원인 해수를 담수화 하는 기술이 크게 각광받고 있다.Various water treatment systems have been considered to solve this water shortage phenomenon. For example, river filtration, use of groundwater, and artificial rainfall are considered, but in order to solve the fundamental problem, the technology of desalination of seawater as an infinite resource is attracting much attention.

한편, 가속화되고 있는 지구 온난화 문제로 전 세계인의 관심이 주목되고 있다. 그러나 지구 온난화 문제를 해결하고자 하는 관심은 높아지고 있지만, 지구 온난화의 원인으로 지목되는 온실 가스 중 이산화탄소는 매년 대기 중 농도가 높아지고 있는 실정이다. On the other hand, global warming has attracted attention from the world because of the accelerating global warming problem. However, interest in solving the global warming problem is increasing, but carbon dioxide in the greenhouse gas, which is considered to be the cause of global warming, is increasing in the air concentration every year.

따라서 해수 수처리시스템은 우수한 해수 담수화 성능을 보유하는 동시에 친환경적인 성능을 함께 보유하는 방향으로 발전할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to develop the seawater treatment system to have good seawater desalination performance and to have environmentally friendly performance together.

미국공개특허 US2008/0116136 water treatment systemtU.S. Published patent US2008 / 0116136 water treatment system

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 해수를 정화하는 동시에 전력을 발전하는 수처리시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a water treatment system for purifying seawater and generating electric power.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 해수를 정화한 후 발생한 고염수의 염도를 다시 감소시키는 수처리시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a water treatment system for reducing salinity of high salinity water after purification of sea water.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기 열거한 과제에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템은, 제1 수처리주기에 따라 고염수, 저염수 및 정화수를 생산하는 제1 전극스택 및 제2 수처리주기에 따라 고염수, 저염수 및 정화수를 생산하는 제2 전극스택을 포함하되, 상기 제1 수처리 주기에 따른 고염수 및 상기 제2 수처리주기에 따른 저염수는 동일 시간 구간에 생성되어 전력발전모듈로 제공된다.The water treatment system according to an embodiment of the present invention includes a first electrode stack for producing high salt water, low salt water and purified water in accordance with a first water treatment cycle, and a second electrode stack for producing high salt water, low salt water and purified water according to a second water treatment cycle Electrode stack, and the high salt water according to the first water treatment period and the low salt water according to the second water treatment period are generated in the same time interval and provided to the power generation module.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 및 제2 전극스택은 흡착모드 및 재생모드 중 하나로 동작하며, 상기 흡착모드에서 상기 저염수 및 상기 정화수가 생산되고, 상기 재생모드에서 고염수가 생산된다.The first and second electrode stacks according to an embodiment of the present invention operate in one of an adsorption mode and a regeneration mode, and the low salt water and the purified water are produced in the adsorption mode, and the high salt water is produced in the regeneration mode.

본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 수처리주기는, 고염수생산구간, 저염수생산구간 및 정화수생산구간을 포함하며, 상기 고염수생산구간은 상기 저염수생산구간 보다 긴 시간으로 이루어진다.The first and second water treatment cycles according to an embodiment of the present invention include a high salt production interval, a low salt water production interval and a purified water production interval, and the high salt water production interval is longer than the low salt water production interval .

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 및 제2 수처리주기는, 고염수생산구간, 저염수생산구간 및 정화수생산구간을 포함하며, 상기 고염수생산구간은 상기 저염수생산구간과 상기 정화수생산구간의 합과 동일하다. The first and second water treatment cycles according to an embodiment of the present invention include a high salt production interval, a low salt water production interval and a purified water production interval, and the high salt water production interval includes the low salt production interval and the purified water production interval It is the same as the sum of the sections.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 및 제2 수처리주기는 시작시점과 종료시점이 동일하다.The first and second water treatment cycles according to an embodiment of the present invention have the same start and end times.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템은 복수의 전극스택을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극스택 및 상기 복수의 전극스택 각각은 고염수생산구간, 저염수생산구간 및 정화수생산구간을 포함하며, 상기 제1 수처리주기의 고염수생산구간은 제2 수처리주기의 저염수생산구간 및 상기 복수의 전극스택의 저염수생산구간 각각의 합과 같다.The water treatment system according to an embodiment of the present invention further includes a plurality of electrode stacks, wherein each of the first and second electrode stacks and the plurality of electrode stacks includes a high salt production interval, a low salt production interval, and a purified water production interval Wherein the high salt production interval of the first water treatment cycle is equal to the sum of the low salt production interval of the second water treatment cycle and the low salt production interval of the plurality of electrode stacks.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 전극스택 및 상기 복수의 전극스택 각각의 저염수생산구간은 시간적으로 서로 구별된다.The low salt production intervals of the second electrode stack and the plurality of electrode stacks according to an embodiment of the present invention are distinguished from each other in terms of time.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 및 제2 전극스택은, 정전류모드로 동작한다.The first and second electrode stacks according to an embodiment of the present invention operate in a constant current mode.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 정화수는 초순수 및 담수를 포함한다.The purified water according to an embodiment of the present invention includes ultrapure water and fresh water.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템은 상기 고염수 및 상기 저염수를 제공받아 전력을 생산하는 전력발전모듈을 더 포함한다.The water treatment system according to an embodiment of the present invention further includes a power generation module that receives the high salt water and the low salt water to produce electric power.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 전력발전모듈은 RED 모듈(reverse electrodialysis module)이다. The power generation module according to an embodiment of the present invention is a reverse electrodialysis module (RED module).

본 발명의 일 실시예에 따라 상기 전력발전모듈로 제공된 고염수는 전력발전 이후 염도가 낮아지고, 상기 전력발전모듈로 제공된 저염수는 전력발전 이후 염도가 높아진다.According to an embodiment of the present invention, the high saline water provided to the power generation module lowers salinity after power generation, and the low saline water provided to the power generation module increases salinity after power generation.

본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리시스템은 염수로부터 고염수, 저염수 및 정화수를 생산하는 복수의 CDI cell(capacitive deionization cell) 및 상기 고염수 및 상기 저염수를 통하여 전력을 발전하는 전력발전모듈;을 포함하되, 상기 정화수 및 상기 전력 발전을 위한 고염수 및 저염수는 동일 시간 구간대에 생산된다.A water treatment system according to another embodiment of the present invention includes a plurality of CDI cells (capacitive deionization cells) for producing high salt water, low salt water and purified water from saline water, and a power generation module for generating electric power through the high salt water and the low salt water; The high salt water and the low salt water for the purified water and the electric power generation are produced in the same time zone.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 복수의 CDI cell 각각은 흡착모드 및 재생모드 중 하나로 동작하며, 상기 흡착모드에서 상기 저염수 및 상기 정화수가 생산되고, 상기 재생모드에서 고염수가 생산된다.Each of the plurality of CDI cells according to an embodiment of the present invention operates in one of an adsorption mode and a regeneration mode, and the low salt water and the purified water are produced in the adsorption mode, and the high salt water is produced in the regeneration mode.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 해수를 CDI 모듈 (capacitive deionization module)을 통하여 담수화하는 동시에, CDI 모듈로부터 고염수 및 저염수를 생산하여 염도차발전을 통하여 전력을 생산하는데 있다.According to an embodiment of the present invention, seawater is desalinated through a CDI module (capacitive deionization module), and high salt water and low salt water are produced from a CDI module to produce power through salinity differential power generation.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, CDI 모듈로부터 담수화 과정 중에 생산된 고염수를 염도차발전을 통하여 염도의 농도를 감소시킴으로써, 친환경성을 증대시키는데 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the salinity generated from the CDI module during the desalination process is increased through salinity generation, thereby increasing the environmental friendliness.

본 발명의 일 실시예에 따른 효과는 상기 열거한 효과에 제한되지 않으며 이하의 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해될 수 있다.Effects according to one embodiment of the present invention are not limited to the effects listed above and can be understood more clearly by the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CDI 모듈의 전극스택을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역전기분해 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템의 동작 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템의 특정 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 역전기분해 모듈에 의한 고염수 및 저염수의 특성 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a view of a water treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views for explaining an electrode stack of a CDI module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a reverse decomposition module according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an operation sequence of the water treatment system according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are views for explaining specific operation states of the water treatment system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph illustrating changes in characteristics of high salt water and low salt water by the reverse dissolution module according to an embodiment of the present invention. FIG.

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. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the technical content.

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.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.

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. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. Also, in this specification, the term "connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components. Quot; is used to include both indirectly connecting a plurality of components, and connecting them directly.

또한, 본 명세서에서 "A에서 B로 제공한다"는 의미는 A에서 B로 직접 제공하는 경우 뿐만 아니라 C를 경유하여 제공하는 경우를 포함하는 의미로 사용된다. In the present specification, the expression "providing A to B" is used to mean not only a case of providing directly from A to B but also a case of providing via C.

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.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템을 나타내는 도면이다.1 is a view of a water treatment system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템은, CDI 모듈 (capacitive deionization module) 및 전력발전모듈을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템은, CDI 모듈(110), 밸브(132) 및 전력발전모듈(140) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The water treatment system according to an embodiment of the present invention may include a CDI module (capacitive deionization module) and a power generation module. More specifically, the water treatment system according to an embodiment of the present invention may include at least one of the CDI module 110, the valve 132, and the power generation module 140.

상기 CDI 모듈(110)은 해수 중 이온성 물질을 분리 제거함으로써 담수화하는 모듈일 수 있다. 상기 CDI 모듈(110)은 해수유입라인(112), 제1 내지 제n 전극스택(114, 117, 120, 123), 상기 제1 내지 제n 전극스택과 밸브(132)를 이어주는 CDI 유출라인(115, 118, 121, 124)를 포함한다.The CDI module 110 may be a module for desalinating water by separating and removing ionic substances from seawater. The CDI module 110 includes a seawater inflow line 112, first through n th electrode stacks 114, 117, 120 and 123, a CDI outflow line connecting the first through n th electrode stacks and the valve 132 115, 118, 121, 124).

상기 해수유입라인(112)은 상기 CDI 모듈(110)의 전극스택으로 해수를 제공하는 역할을 수행할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 해수유입라인(112)과 각각의 전극스택 사이에는 온/오프 및 유량을 제어할 수 있는 스위치가 마련될 수 있다.The seawater inlet line 112 may serve to provide seawater to the electrode stack of the CDI module 110. Although not shown, a switch capable of controlling the on / off and the flow rate may be provided between the seawater inlet line 112 and each of the electrode stacks.

상기 CDI 모듈(110)은 유입받은 해수를 처리하기 위하여 적어도 하나 이상의 전극스택을 포함할 수 있다. 상기 전극스택은 CDI 셀(cell)로 호칭될 수 있다. 상기 전극스택은 유입받은 해수로부터 예를 들어, 정화수, 고염수(high saline water), 저염수(low saline water)를 생성할 수 있다. The CDI module 110 may include at least one electrode stack for processing the incoming seawater. The electrode stack may be referred to as a CDI cell. The electrode stack may generate, for example, purified water, high saline water, or low saline water from the incoming seawater.

이 때, 정화수는 초춘수 및 담수를 포함하는 용어일 수 있다. 특히, 초춘수는 산업용에서 사용될 수 있는 수준의 저항을 가질 수 있다. 예를 들어, 초순수는 ASTM(D1193-91)의 Type 1에 따라 18MΩcm의 비저항을 가지거나, ASTM(D1193-91)의 Type 2에 따라 10MΩcm의 비저항을 가지거나, ASTM(D1193-91)의 Type 3에 따라 4MΩcm의 비저항을 가지거나, ASTM(D1193-91)의 Type 4에 따라 0.2MΩcm의 비저항을 가질 수 있다. 또 다른 예를 들어, 초순수는 NCCLS(1988)의 Type 1에 따라 >10MΩcm, NCCLS(1988)의 Type 2에 따라 >1 MΩcm NCCLS(1988)의 Type 1에 따라 >0.1 MΩcm의 비저항을 가질 수 있다. 한편, 담수는 TDS(total dissolved solid) 기준 500ppm 이하의 값을 가지는 정화수를 말할 수 있다. 전극스택이 생성한 정화수는 각기 목적에 따라 저장장치 또는 사용처로 공급될 수 있다.At this time, the purified water may be a term including superannuation and fresh water. In particular, supercurrent can have a level of resistance that can be used in industry. For example, the ultrapure water may have a resistivity of 18 MΩcm according to Type 1 of ASTM (D1193-91), a resistivity of 10 MΩcm according to Type 2 of ASTM (D1193-91), a type of ASTM (D1193-91) 3, or it may have a specific resistance of 0.2 M? Cm according to Type 4 of ASTM (D1193-91). As another example, the ultra-pure water can have a resistivity of> 10 MΩcm according to Type 1 of NCCLS (1988) and> 1 MΩcm according to Type 1 of NCCLS (1988) according to Type 2 of NCCLS (1988) . On the other hand, fresh water refers to purified water having a value of 500 ppm or less based on TDS (total dissolved solid). The purified water produced by the electrode stack can be supplied to the storage device or the application site according to the purpose.

한편, 상기 전극스택이 생산하는 고염수 및 저염수는 이하 상술할 전력발전모듈로 공급되어 전력을 발전하는데 이용될 수 있다. 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 CDI 모듈의 전극스택에 대하여 상술하기로 한다.
On the other hand, the high salt water and low salt water produced by the electrode stack can be supplied to the power generation module to be used for power generation. Hereinafter, the electrode stack of the CDI module will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CDI 모듈의 전극스택을 설명하기 위한 도면이다.2 and 3 are views for explaining an electrode stack of a CDI module according to an embodiment of the present invention.

설명의 편의를 위하여 전극스택(114)을 예를 들어 설명하기로 한다.For convenience of explanation, the electrode stack 114 will be described as an example.

도 2를 참조하면, 전극스택(114)는 대향하는 두 개의 전극(126, 128)으로 구성될 수 있다. 상기 전극(126, 128)은 비표면적이 넓은 활성 탄소 전극으로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 2, the electrode stack 114 may be composed of two opposed electrodes 126 and 128. The electrodes 126 and 128 may comprise activated carbon electrodes having a large specific surface area.

유입된 해수는 대향하는 두 개의 전극(126, 128)을 가로질러 유동할 수 있다.The incoming seawater can flow across the two opposing electrodes 126, 128.

상기 전극스택(114)는 흡착모드(adsorbtion) 및 재생모드(regeneration mode) 중 하나로 동작할 수 있다.The electrode stack 114 may operate in one of adsorption and regeneration modes.

도 2(a)는 상기 전극스택(114)이 흡착모드로 동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 2(b)는 상기 전극스택(114)이 재생모드로 동작하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.2 (a) is a view for explaining a case where the electrode stack 114 operates in an adsorption mode, and FIG. 2 (b) is a view for explaining a case in which the electrode stack 114 operates in a regeneration mode to be.

도 2(a)를 참고하면, 상기 전극스택(114)이 흡착모드로 동작하는 경우에는 상기 전극(126, 128) 양단에 전압이 인가된다. 따라서, 해수 속에 포함된 이온성 물질들은 전극 방향으로 편향되게 된다. 즉, 상기 전극스택(114)이 흡착모드로 동작하는 경우, 해수 속의 이온성 물질들은, 상기 전극(126, 128)에 부착되고, 나머지 비이온성 물질들이 유출되게 된다. 이에 따라, 상기 전극스택(114)은 흡착모드로 동작하는 경우, 정화수 예를 들어, 초순수 및/또는 담수를 생산할 수 있고, 저염수를 생산할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 전극스택(114)은 전극(126, 128) 양단 사이의 전압 등을 제어함으로써, 초순수, 담수 및 저염수 중 하나를 생산할 수 있다. 즉, 상기 전극스택(114)은 전극(126, 128) 양단 전압을 제1 전압으로 구동하여 초순수를 생산하고, 전극(126, 128) 양단 전압을 제2 전압으로 구동하여 담수를 생산하고, 전극(126, 128) 양단 전압을 제3 전압으로 구동하여 저염수를 생산할 수 있다.Referring to FIG. 2 (a), when the electrode stack 114 operates in the adsorption mode, a voltage is applied across the electrodes 126 and 128. Therefore, the ionic materials contained in seawater are biased toward the electrode. That is, when the electrode stack 114 operates in the adsorption mode, the ionic materials in the seawater adhere to the electrodes 126 and 128, and the remaining non-ionic materials flow out. Accordingly, when the electrode stack 114 operates in the adsorption mode, the electrode stack 114 can produce purified water, for example, ultrapure water and / or fresh water, and can produce low salt water. More specifically, the electrode stack 114 can produce one of ultrapure water, fresh water, and low salt water by controlling the voltage between the electrodes 126 and 128 and the like. That is, the electrode stack 114 drives the voltage across the electrodes 126 and 128 to a first voltage to produce ultrapure water, drives the voltage across the electrodes 126 and 128 to a second voltage to produce fresh water, The low-salt water can be produced by driving the both-end voltage of the electrodes 126 and 128 to the third voltage.

계속하여 도 2(b)를 참고하면, 상기 전극스택(114)은 흡착모드 이후에 재생모드로 진입할 수 있다. 상기 전극스택(114)이 재생모드로 동작하는 경우에는 상기 전극(126, 128) 양단에 인가되었던 전압이 제거된다. 이에 따라, 상기 전극(126, 128)에 부착되었던 이온성 물질들이 유출될 수 있다. 즉, 상기 전극스택(114)은 재생모드로 동작하는 경우 이온성 물질들이 다량 함유된 고염수를 생산할 수 있다.Continuing with reference to FIG. 2 (b), the electrode stack 114 may enter the regeneration mode after the adsorption mode. When the electrode stack 114 operates in the regeneration mode, the voltage applied across the electrodes 126 and 128 is removed. Accordingly, the ionic materials attached to the electrodes 126 and 128 may leak. That is, when the electrode stack 114 operates in the regeneration mode, it can produce high salt water containing a large amount of ionic substances.

따라서, 상기 전극스택(114)은 흡착모드인 경우, 정화수 및 저염수를 생산할 수 있고, 재생모드인 경우, 고염수를 생산할 수 있다.Thus, the electrode stack 114 can produce purified water and low salt water when in the adsorption mode, and produce high salt water in the regeneration mode.

계속하여, 도 3을 참조하면, 상기 전극스택(114)의 시간에 따른 흡착모드와 재생모드의 구동을 나타낸다. 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전극스택(114)은 흡착모드로 선(先) 구동한 후 재생모드로 후(後) 구동할 수 있다. 이 때, 흡착모드에서는 이온성 물질의 농도가 줄어들게 되며, 재생모드에서는 이온성 물질의 농도가 증가하게 된다. 3, the adsorption mode and the regeneration mode of the electrode stack 114 are driven according to time. As shown in FIG. 3, the electrode stack 114 may be driven in the adsorption mode and then in the regeneration mode. At this time, the concentration of the ionic substance decreases in the adsorption mode, and the concentration of the ionic substance increases in the regeneration mode.

또한, 흡착모드 및 재생모드의 시간적 길이는 실질적으로 동일할 수 있다. Further, the temporal lengths of the adsorption mode and the regeneration mode may be substantially the same.

상기 흡착모드 및 재생모드를 합쳐 수처리주기로 호칭될 수 있다. 상기 흡착모드는 저염수생산구간 및 정화수생산구간 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 재생모드는 고염수생산구간을 포함할 수 있다. 이 때, 정화수생산구간은 담수생산구간 및 초순수생산구간 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.The adsorption mode and the regeneration mode may be collectively referred to as a water treatment cycle. The adsorption mode may include at least one of a low salt production interval and a purified water production interval, and the regeneration mode may include a high salt production interval. At this time, the purified water producing section may include at least one of a fresh water producing section and an ultrapure water producing section.

흡착모드 및 재생모드의 시간적 길이가 동일한 경우, 단일 수처리주기에 있어서, 흡착모드를 이루는 저염수생산구간 및 정화수생산구간의 시간적 합은 고염수생산구간과 동일할 수 있다.If the temporal lengths of the adsorption mode and the regeneration mode are the same, the temporal sum of the low salt production interval and the purified water production interval forming the adsorption mode in the single water treatment period may be the same as the high salt production interval.

상기 수처리주기가 흡착모드 내에 정화수생산구간 및 저염수생산구간을 포함하고, 재생모드 내에 고염수생산구간을 포함하는 경우, 상기 고염수생산구간은 상기 저염수생산구간 보다 긴 시간으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 고염수생산구간에 생산되는 고염수의 양은 저염수생산구간에 생산되는 저염수의 양보다 많을 수 있다.If the water treatment cycle includes the purified water production section and the low salt production section in the adsorption mode and the high salt production section is included in the regeneration mode, the high salt production interval may be longer than the low salt production interval. In this case, the amount of high salt water produced in the high salt production section may be higher than the amount of low salt water produced in the low salt production section.

한편, 상기 전극스택(114)은 정전류모드 또는 정전압모드로 동작할 수 있다. 이 때, 정전류모드로 동작하는 경우, 정상상태에서의 안전성이 우수한 효과가 있다.Meanwhile, the electrode stack 114 may operate in a constant current mode or a constant voltage mode. At this time, in the case of operating in the constant current mode, there is an effect that the safety in the normal state is excellent.

도 2 및 도 3을 참조하여 전극스택(114)의 구조 및 동작방법에 대하여 설명하였으나, 동일한 방식으로 다른 전극스택에도 적용될 수 있음은 물론이다.Although the structure and operation method of the electrode stack 114 have been described with reference to FIGS. 2 and 3, they may be applied to other electrode stacks in the same manner.

다시 도 1을 참조하면, 상기 밸브(132)는 상기 제1 내지 제n 전극스택 각각으로부터 초순수, 담수, 고염수 및 저염수 중 하나를 공급받는다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 밸브(132)는 흡착모드로 동작하는 전극스택으로부터는 초순수, 담수, 저염수 중 하나를 제공받고, 재생모드로 동작하는 전극스택으로부터는 고염수를 제공받는다. Referring again to FIG. 1, the valve 132 receives one of ultra pure water, fresh water, high salt water, and low salt water from each of the first to n-th electrode stacks. As described above, the valve 132 is provided with one of ultrapure water, fresh water, and low salt water from the electrode stack operating in the adsorption mode, and receives high salt water from the electrode stack operating in the regeneration mode.

상기 밸브(132)는 공급받은 초순수, 담수, 고염수, 저염수를 각 사용처에 부합하도록 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 밸브(132)는 초순수를 제공받은 경우, 초순수유출라인(134)을 통하여 초순수를 유출할 수 있고, 담수를 제공받은 경우, 담수유출라인(135)을 통하여 담수를 유출할 수 있고, 저염수를 제공받은 경우, 저염수유출라인(139)를 통하여 저염수를 유출할 수 있고, 고염수를 제공받은 경우, 고염수유출라인(137, 138)를 통하여 고염수를 유출할 수 있다.The valve 132 may provide the supplied ultrapure water, fresh water, high salt water, and low salt water in accordance with each use place. For example, when the ultrapure water is supplied to the valve 132, the ultrapure water can be discharged through the ultrapure water discharge line 134. If fresh water is provided, the valve 132 can discharge the fresh water through the fresh water discharge line 135 If low salt water is provided, low salt water can be drained through the low salt water outflow line 139 and high salt water can be drained through the high salt water outflow lines 137 and 138 when high salt water is provided. have.

이 때, 상기 밸브(132)는 고염수유출라인(137) 및 저염수유출라인(139)를 통하여 전력발전모듈(140)로 고염수 및 저염수를 제공함으로써, 전력 발전이 이루어지도록 할 수 있다.At this time, the valve 132 can supply high salt water and low salt water to the power generation module 140 through the high salt water discharge line 137 and the low salt water discharge line 139, .

한편, 단일 전극 스택이 흡착모드에서 정화수 및 저염수를 생산하고 재생모드에서 고염수를 생산하는 경우, 생산된 고염수의 양은 생산된 저염수의 양보다 많을 수 있다. 따라서 전체 전극 스택이 생산하는 고염수의 양은 저염수의 양보다 많을 수 있다. 이 경우, 전력발전모듈에서 필요한 고염수 및 저염수의 비율이 1:1인 경우, 고염수 중 일부는 전력발전모듈에서 필요치 않을 수 있다. 이러한 고염수는 고염수유출라인(138)을 통하여 유출될 수 있다.On the other hand, if the single electrode stack produces purified water and low salt water in the adsorption mode and produces high salt water in the regeneration mode, the amount of high salt water produced may be greater than the amount of low salt water produced. Therefore, the amount of high salt water produced by the entire electrode stack may be higher than the amount of low salt water. In this case, if the ratio of high salt water and low salt water required in the power generation module is 1: 1, some of the high salt water may not be needed in the power generation module. Such high salt water can be drained through the high salt water outlet line 138.

계속하여 도 1을 참고하면, 상기 전력발전모듈(140)은 공급받은 고염수 및 저염수를 통하여 전력을 발전할 수 있다. 이 때 상기 전력발전모듈(140)은 염도차 발전을 통하여 발전할 수 있다. 염도차 방식은, 반투막을 사용하여 해수와 담수 사이의 삼투압 또는 증기압을 이용하는 방식과 역전기분해(reverse electrodialysis, RED)에 의한 전기-화학적인 에너지 전환 방식을 포함할 수 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위하여 전력발전모듈(140)이 RED 모듈인 경우를 상정하기로 한다. 이하 도 4를 참조하여 RED 전력발전모듈(140)에 대하여 상술하기로 한다.Referring to FIG. 1, the power generation module 140 can generate power through the supplied high salt water and low salt water. At this time, the power generation module 140 can generate electricity through salinity difference generation. The salinity difference method may include a method of using osmotic pressure or vapor pressure between seawater and fresh water using a semi-permeable membrane, and an electrochemical energy conversion method by reverse electrodialysis (RED). In the following description, it is assumed that the power generation module 140 is a RED module for convenience of explanation. Hereinafter, the RED power generation module 140 will be described in detail with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 역전기분해 모듈을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining a reverse decomposition module according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, RED 모듈은 음이온막(150, 151), 양이온막(152)을 포함할 수 있다. 음이온막(150, 151)은 양이온을 선택적으로 통과시키며 양이온막(152)은 음이온을 선택적으로 통과시킬 수 있다. 또한, 고염수 및 저염수는 음이온막 및 양이온막 사이를 통과(도 4의 x축 방향)할 수 있다. 이에 따라 고염수에 포함된 양이온인 Na+는 음이온막(151)을 통하여 통과하고, 음이온인 Cl-는 양이온막(152)을 통하여 통과하게 된다. 이에 따라 전압 구배가 발생하게 되므로 전력이 생성되게 된다.Referring to FIG. 4, the RED module may include anion membranes 150 and 151, and a cation membrane 152. The anion membranes 150 and 151 selectively pass cations and the cation membrane 152 can selectively pass anions. Further, the high salt water and low salt water can pass between the anion membrane and the cation membrane (x-axis direction in Fig. 4). As a result, the cation Na + contained in the high salt water passes through the anion membrane 151, and the anion Cl- passes through the cation membrane 152. As a result, a voltage gradient is generated and power is generated.

도 4에서는 고염수 및 저염수가 같은 방향으로 유동하며 이온이 전달되는 동작 모습을 도시하고 있으나, 이와 달리 고염수 및 저염수가 각각의 유로에서 서로 교차하는 방향으로 유동하며 이온을 전달하는 동작 모습도 가능하다.In FIG. 4, high salt water and low salt water flow in the same direction, and ions are transferred. However, high salt water and low salt water flow in directions crossing each other in the respective channels, Do.

RED 모듈에서 생산된 전력은 부하(154)로 제공될 수 있다. 상기 부하(154)는 에너지저장장치 또는 에너지소비장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 부하(154)가 에너지소비장치인 경우, 상기 부하(154)는 CDI 모듈(110)일 수 있다.The power produced by the RED module may be provided to the load 154. The load 154 may be an energy storage device or an energy consuming device. For example, if the load 154 is an energy consuming device, the load 154 may be a CDI module 110.

도 4를 참고하여 설명한 바와 같이, 상기 RED 모듈은 CDI 모듈(110)에서 생성된 고염수 및 저염수에 의한 전압 구배를 통하여 전력을 생성할 수 있다. 이 때, RED 모듈로 공급된 고염수는 고염수 내에 포함된 이온이 줄어들게 되므로 이온 농도가 줄어들게 된다. 따라서, 친환경적인 효과를 제공한다.As described with reference to FIG. 4, the RED module can generate power through a voltage gradient generated by the high salt water and low salt water generated in the CDI module 110. At this time, the high salt water supplied to the RED module reduces ions contained in the high salt water, so that the ion concentration is reduced. Therefore, it provides an eco-friendly effect.

다시 도 1을 참조하면, RED 모듈은 고염수 및 저염수를 통하여 전력을 생산한 후 고염수유출라인(142) 및 저염수유출라인(144)을 통하여 고염수 및 저염수를 유출할 수 있다.
Referring again to FIG. 1, the RED module can produce high and low salt water through the high salt water discharge line 142 and the low salt water discharge line 144 after producing power through high salt water and low salt water.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템의 동작 순서를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining an operation sequence of the water treatment system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 CDI 모듈(110)의 각각의 전극스택의 흡착모드 및 재생모드 특히, 흡착모드는 초춘수생산구간, 담수생산구간, 저염수생산구간 중 적어도 하나를 포함할 수 있고 재생모드는 고염수생산구간을 포함할 수 있다. 도 5를 참조하여 설명하는 실시예에 있어서는 도 1을 참고하여 설명한 전극스택이 10개인 경우를 상정하여 설명하기로 한다.5, the adsorption mode and the regeneration mode, particularly the adsorption mode, of each electrode stack of the CDI module 110 may include at least one of a micro-production period, a fresh water production period, and a low-salt production period, The mode may include high salt production intervals. In the embodiment described with reference to FIG. 5, it is assumed that there are 10 electrode stacks described with reference to FIG. 1.

도 5를 참조하면, 제1 내지 제10 전극스택의 단일 수처리주기를 나타낸다. 이 때, 제1 내지 제10 전극스택은 같은 시간으로 이루어진 흡착모드 및 재생모드로 구동될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 제1 내지 제10 전극스택은 29,380s의 흡착모드 및 29,380s의 재생모드를 포함한다. 이에 따라 상기 제1 내지 제10 전극스택은 58,760s의 수처리주기를 가진다. 이 때, 수처리주기를 살펴보면 제1 내지 제10 전극스택의 수처리주기의 시작시점과 종료시점은 실질적으로 동일할 수 있다. Referring to FIG. 5, a single water treatment cycle of the first to tenth electrode stacks is shown. At this time, the first to tenth electrode stacks can be driven in the adsorption mode and the regeneration mode having the same time. That is, as shown, the first to tenth electrode stacks include an adsorption mode of 29,380s and a regeneration mode of 29,380s. Accordingly, the first to tenth electrode stacks have a water treatment period of 58,760s. At this time, the start and end points of the water treatment cycles of the first to tenth electrode stacks may be substantially the same as the water treatment cycle.

제1 내지 제10 전극스택은 적어도 담수(fresh water), 초순수(ultrapure water), 고염수(high salinity water), 저염수(low salinity water), 불필요한 고염수(rejected saline water) 중 적어도 하나를 생산할 수 있다.The first to tenth electrode stacks are adapted to produce at least one of fresh water, ultrapure water, high salinity water, low salinity water, and unwanted rejected saline water. .

예를 들어, 제1, 2, 3, 4, 5, 7,8,9 전극스택은 담수를 생산하지 않을 수 있다. 즉, 제6 및 제10 전극스택만 담수를 생산할 수 있다. 이는 당업자가 설계 변경 가능한 사항으로써, 초순수 보다 담수를 많이 생산할 수 있도록 제어할 수 있다.For example, the first, second, third, fourth, fifth, seventh, eighth, and ninth electrode stacks may not produce fresh water. That is, only the sixth and tenth electrode stacks can produce fresh water. This can be controlled by a person skilled in the art to produce a lot of fresh water than ultrapure water.

또한, 예를 들어, 제1 및 제2 전극스택에서 생산되는 고염수는 전력발전모듈(140)로 공급되고 제3 내지 제10 전극스택에서 생산되는 고염수는 전력발전모듈(140)로 공급되지 않을 수 있다. 이는 각각의 전극스택에서 생산되는 고염수의 양이 저염수의 양보다 많기 때문임은 앞서 설명한 바와 같다.Also, for example, the high salt water produced in the first and second electrode stacks is supplied to the power generation module 140 and the high salt water produced in the third to tenth electrode stacks is not supplied to the power generation module 140 . This is because the amount of high salt water produced in each electrode stack is greater than the amount of low salt water.

도 5를 참고하면, 제1 및 제2 전극스택은 전력발전모듈(140) 용 고염수를 각각 HSS#1, HSS#2 기간 동안 제공한다. 이 때, 제1 내지 제10 전극스택들은 전력발전모듈(140)로 저염수를 LSS#1 내지 LSS#10 기간 동안 제공한다. 보다 구체적으로 HSS#1 구간은 LSS#1 내지 LSS#5에 대응되고 HSS#2 구간은 LSS#6 내지 LSS#10 구간에 대응된다. 즉 제2 전극스택이 HSS#1 구간에서 고염수를 전력발전모듈(140)로 공급하는 동안, 제1, 7, 8, 9, 10 전극스택이 LSS#1 내지 LSS#5 구간동안 저염수를 전력발전모듈(140)로 공급한다. 같은 방식으로 제1 전극스택이 HSS#2 구간에서 고염수를 전력발전모듈(140)로 공급하는 동안, 제2 내지 제6 전극스택이 LSS#6 내지 LSS#10 구간동안 저염수를 전력발전모듈(140)로 공급한다.Referring to FIG. 5, the first and second electrode stacks provide high salt water for the power generation module 140 during periods HSS # 1 and HSS # 2, respectively. In this case, the first to tenth electrode stacks provide low-salt water to the power generation module 140 during the periods of LSS # 1 to LSS # 10. More specifically, the HSS # 1 section corresponds to LSS # 1 to LSS # 5, and the HSS # 2 section corresponds to the LSS # 6 to LSS # 10 section. The first, seventh, eighth, ninth, and tenth electrode stacks can supply low salt water during the LSS # 1 to LSS # 5 periods while the second electrode stack supplies high salt water to the power generation module 140 in the HSS # To the power generation module (140). In the same manner, while the first electrode stack supplies the high salt water to the power generation module 140 in the HSS # 2 section, the second to sixth electrode stacks supply the low salt water for the LSS # 6 to the LSS # (140).

한편, 제1 내지 제10 전극스택은 정화수 예를 들어, 초순수를 생산할 수 있으며, 제6 및 제10 전극스택과 같이 담수 및 초순수를 함께 생산할 수 있다.On the other hand, the first to tenth electrode stacks can produce purified water, for example, ultrapure water, and can produce fresh water and ultrapure water together with the sixth and tenth electrode stacks.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템의 특정 동작 상태를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 LSS#2 구간인 경우를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이고 도 7은 LSS#7 구간인 경우를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are views for explaining a specific operation state of the water treatment system according to an embodiment of the present invention in more detail. FIG. 6 is a diagram for explaining the LSS # 2 section in more detail, and FIG. 7 is a diagram for explaining the LSS # 7 section in more detail.

도 6을 참조하면, LSS#2 구간인 경우, 제1,4,5,6,7 전극스택은 흡착모드에 해당하고, 제2,3,8,9,10 전극스택은 재생모드에 해당한다. 구체적으로 제1,4,5,6 전극스택은 초순수를 생산하여 밸브로 공급하고, 제7 전극스택은 저염수를 생산하여 밸브로 공급하고, 제2,3,8,9,10 전극스택은 고염수를 생산하여 밸브로 공급할 수 있다. Referring to FIG. 6, in the LSS # 2 section, the first, fourth, fifth, sixth, and seventh electrode stacks correspond to the adsorption mode, and the second, third, . Specifically, the first, fourth, fifth, and sixth electrode stacks supply ultrapure water to the valve, the seventh electrode stack produces low salt water to supply the valve, and the second, High salt water can be produced and supplied to the valve.

이 때, 밸브는 제1,4,5,6 전극스택으로부터 공급받은 초순수를 별도의 저장장치 또는 사용처로 공급할 수 있으며, 제2 전극스택으로부터 공급받은 고염수 및 제7 전극스택으로부터 공급받은 저염수를 전력발전모듈로 공급할 수 있다. 또한 제3,8,9,10 전극스택으로부터 공급받은 고염수는 전력발전모듈로 공급하지 않을 수 있다.At this time, the valve can supply ultrapure water supplied from the first, the fourth, the fifth, and the sixth electrode stack to a separate storage device or a use place. The high salt water supplied from the second electrode stack and the low salt water To the power generation module. Also, the high salt water supplied from the third, eighth, ninth and tenth electrode stacks may not be supplied to the power generation module.

이에 따라 상기 수처리시스템(100)은 초순수 및 전력을 동시에 생산할 수 있다.Accordingly, the water treatment system 100 can simultaneously produce ultra pure water and electric power.

계속하여 도 7을 참조하면, LSS#7 구간인 경우, 제2,3,8,9,10 전극스택은 흡착모드에 해당하고, 제1,4,5,6,7 전극스택은 재생모드에 해당한다. 구체적으로 제2,8,9,10 전극스택은 초순수를 생산하여 밸브로 공급하고, 제3 전극스택은 저염수를 생산하여 밸브로 공급하고, 제1,4,5,6,7 전극스택은 고염수를 생산하여 밸브로 공급할 수 있다.7, in the LSS # 7 section, the second, third, eighth, ninth and tenth electrode stacks correspond to the adsorption mode, and the first, fourth, fifth, . Specifically, the second, eighth, ninth and tenth electrode stacks produce ultrapure water and supply the same to the valve. The third electrode stack produces low salt water and supplies it to the valve. High salt water can be produced and supplied to the valve.

이 때, 밸브는 제2,8,9,10 전극스택으로부터 공급받은 초순수를 별도의 저장장치 또는 사용처로 공급할 수 있으며, 제1 전극스택으로부터 공급받은 고염수 및 제3 전극스택으로부터 공급받은 저염수를 전력발전모듈로 공급할 수 있다. 또한 제4,5,6,7 전극스택으로부터 공급받은 고염수는 전력발전모듈로 공급하지 않을 수 있다.At this time, the valve can supply ultrapure water supplied from the second, eighth, ninth, and tenth electrode stacks to a separate storage device or a use place, and can supply the high salt water supplied from the first electrode stack and the low salt water To the power generation module. Further, the high salt water supplied from the fourth, fifth, sixth, and seventh electrode stacks may not be supplied to the power generation module.

이에 따라 상기 수처리시스템(100)은 초순수 및 전력을 동시에 생산할 수 있다.Accordingly, the water treatment system 100 can simultaneously produce ultra pure water and electric power.

도 6 및 도 7을 참고하여서는 수처리주기 중 LSS#2 및 #7 구간에 대하여 설명하였으나, 상기 수처리시스템(100)은 수처리주기 전 구간대에 걸쳐서 정화수 및 전력을 동시에 생산할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
6 and 7, the LSSs # 2 and # 7 in the water treatment cycle have been described. However, the water treatment system 100 can simultaneously produce purified water and electric power over the entire water treatment cycle .

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 역전기분해 모듈에 의한 고염수 및 저염수의 특성 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 8 is a graph illustrating changes in characteristics of high salt water and low salt water by the reverse dissolution module according to an embodiment of the present invention. FIG.

보다 구체적으로 도 8에 도시된 그래프는 RED 모듈에 고염수로서 512.8mol/m3을 0.033mL/s로 공급하고 저염수로서 17.4mol/m3을 0.033mL/s로 공급한 경우, 고염수 및 저염수가 RED 모듈을 통과하며 나타내는 특성이다.More specifically, in the graph shown in FIG. 8, when 512.8 mol / m 3 of 0.012 mL / s is supplied to the RED module as high salt water and 17.4 mol / m 3 of low salt water is supplied as 0.033 mL / It is a characteristic that passes through the RED module.

도 8에 도시된 바와 같이, 평균 전력 생산은 0.57W/m2이었으며, 유출된 고염수의 농도는 417.6mol/m3으로 유입된 고염수의 농도인 512.8mol/m3 대비 18.6% 감소하였다.As shown in Fig. 8, the average power production was 0.57 W / m < 2 >, and the concentration of the spilled high salt water decreased by 18.6% from 512.8 mol / m < 3 >

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리시스템은 정화수를 생산하는 동시에 전력을 발전할 수 있고 나아가 주변 환경으로 방출되는 고염수의 농도를 낮추어 친환경성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.
That is, the water treatment system according to an embodiment of the present invention can produce purified water and can generate electric power, and further, the concentration of high salt water discharged to the surrounding environment can be lowered to improve the environment friendliness.

앞서 도 1을 참조하여 설명한 실시예에서 전력발전모듈로서 RED 모듈이 한 개인 경우를 예를 들어 설명하였으나, RED 모듈은 2개 이상일 수 있다. 이 경우, 전력발전모듈에 불필요한 고염수의 양은 보다 줄어들 수 있다.In the embodiment described with reference to FIG. 1, a case where one RED module is used as an electric power generation module has been described, but the number of RED modules may be two or more. In this case, the amount of unnecessary high salt water in the power generation module can be further reduced.

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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

100: 수처리시스템 110: CDI 모듈
132: 밸브 140: 전력발전모듈100: water treatment system 110: CDI module
132: valve 140: power generation module

Claims (14)

제1 수처리주기에 따라 고염수, 저염수 및 정화수를 생산하는 제1 전극스택; 및
제2 수처리주기에 따라 고염수, 저염수 및 정화수를 생산하는 제2 전극스택;을 포함하되,
상기 제1 수처리 주기에 따른 고염수 및 상기 제2 수처리주기에 따른 저염수는 동일 시간 구간에 생성되어 전력발전모듈로 제공하되,
상기 제1 및 제2 수처리주기는, 고염수생산구간, 저염수생산구간 및 정화수 생산구간을 포함하며, 상기 고염수생산구간은 상기 저염수생산구간 보다 긴 시간으로 이루어진 수처리시스템.A first electrode stack for producing high salt water, low salt water and purified water in accordance with a first water treatment cycle; And
And a second electrode stack for producing high salt water, low salt water and purified water in accordance with a second water treatment cycle,
The high salt water according to the first water treatment period and the low salt water according to the second water treatment period are generated in the same time interval and provided to the power generation module,
Wherein the first and second water treatment cycles include a high salt production interval, a low salt water production interval and a purified water production interval, and the high salt water production interval is longer than the low salt water production interval. 제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 전극스택은 흡착모드 및 재생모드 중 하나로 동작하며, 상기 흡착모드에서 상기 저염수 및 상기 정화수가 생산되고, 상기 재생모드에서 고염수가 생산되는
수처리시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first and second electrode stacks operate in one of an adsorption mode and a regeneration mode wherein the low salt water and the purified water are produced in the adsorption mode and high salt water is produced in the regeneration mode
Water treatment system. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 고염수생산구간은 상기 저염수생산구간과 상기 정화수생산구간의 합과 동일한
수처리시스템.The method according to claim 1,
The high salt producing section is equal to the sum of the low salt producing section and the purified water producing section
Water treatment system. 삭제delete 제1 항에 있어서,
복수의 전극스택을 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 전극스택 및 상기 복수의 전극스택 각각은 고염수생산구간, 저염수생산구간 및 정화수생산구간을 포함하며,
상기 제1 수처리주기의 고염수생산구간은 제2 수처리주기의 저염수생산구간 및 상기 복수의 전극스택의 저염수생산구간 각각의 합과 같은
수처리시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a plurality of electrode stacks,
Each of the first and second electrode stacks and the plurality of electrode stacks includes a high salt production section, a low salt production section, and a purified water production section,
The high chloride production interval of the first water treatment cycle is equal to the sum of the low salt production interval of the second water treatment cycle and the low salt production interval of the plurality of electrode stacks
Water treatment system. 제6 항에 있어서,
상기 제2 전극스택 및 상기 복수의 전극스택 각각의 저염수생산구간은 시간적으로 서로 구별되는
수처리시스템.The method according to claim 6,
Wherein the low salt production intervals of the second electrode stack and the plurality of electrode stacks are distinguished from each other in terms of time
Water treatment system. 제1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 전극스택은, 정전류모드로 동작하는
수처리시스템.The method according to claim 1,
The first and second electrode stacks operate in a constant current mode
Water treatment system. 제1 항에 있어서,
상기 정화수는 초순수 및 담수를 포함하는
수처리시스템.The method according to claim 1,
The purified water includes ultrapure water and fresh water
Water treatment system. 제1 항에 있어서,
상기 고염수 및 상기 저염수를 제공받아 전력을 생산하는 전력발전모듈을 더 포함하는
수처리시스템.The method according to claim 1,
And a power generation module for receiving the high salt water and the low salt water to produce electricity
Water treatment system. 제10 항에 있어서,
상기 전력발전모듈은 RED 모듈(reverse electrodialysis module)인
수처리시스템.11. The method of claim 10,
The power generation module may include a reverse electrodialysis module (RED module)
Water treatment system. 제1 항에 있어서,
상기 전력발전모듈로 제공된 고염수는 전력발전 이후 염도가 낮아지고, 상기 전력발전모듈로 제공된 저염수는 전력발전 이후 염도가 높아지는
수처리시스템.The method according to claim 1,
The high salinity water provided to the power generation module lowers salinity after power generation, and the low salinity water supplied to the power generation module increases salinity after power generation
Water treatment system. 삭제delete 삭제delete
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