KR101862464B1 - Freezing desalination system using micro air-bubble - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세기포를 이용한 해수 담수화 시스템에 관한 것으로, 본 발명은, 유입된 해수가 냉각되어 담수얼음이 생성되는 결빙조; 및 상기 결빙조에 미세기포를 공급하는 미세기포 공급부;를 포함하며, 상기 미세기포 공급부로부터 상기 결빙조에 공급된 미세기포에 의해 상기 결빙조로 유입된 해수에 포함된 입자성 물질이 수면으로 부상하여 제거되는 미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seawater desalination system using micro-bubbles. And a fine bubble supplying unit for supplying fine bubbles to the freezing tank, wherein particulate matter contained in the seawater introduced into the freezing tank by the fine bubbles supplied from the fine bubble supplying unit to the freezing tank is lifted up to the water surface to be removed And provides a frozen seawater desalination system using fine bubbles.

Description

미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템{Freezing desalination system using micro air-bubble}Freezing desalination system using micro air bubble

본 발명은 해수 담수화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세기포를 해수에 공급하여 해수의 냉각 및 해수 내에 포함된 부유물질을 제거하는 해수 담수화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a seawater desalination system, and more particularly, to a seawater desalination system that supplies fine bubbles to seawater to cool seawater and remove suspended matters contained in seawater.

해수담수화는 급격한 산업화 및 환경오염에 따른 기후변화 등으로 인하여 심각한 수자원 고갈에 대한 해결방안으로 제시되고 있는 기술이다. 해수담수화 기술은 해수나 염수를 담수화하여 용수로 공급하는 것으로 증발법, 막분리법, 냉동법, 전기투석법 등 종류가 다양하며, 이 중 증발법과 막 분리법이 중동국가를 중심으로 전세계적으로 연구 및 개발이 진행이 보편적으로 이루어지고, 해수담수화 시장의 가장 많은 비중을 차지하고 있다. Seawater desalination is a technology proposed as a solution to serious depletion of water resources due to rapid industrialization and climate change due to environmental pollution. Seawater desalination technology is used to desalinate sea water or salt water and supply it as water. It has various kinds of methods such as evaporation method, membrane separation method, freezing method and electrodialysis method. Among them, evaporation method and membrane separation method are studied and developed all over the world, Progress is common and accounts for the largest portion of the seawater desalination market.

그러나, 증발법의 경우 그 동안 가장 많이 이용되어온 기술이나 공정 특성상 막대한 양의 열에너지 소모량으로 인해 에너지 소모량이 보다 적고 컴팩트한 막분리법으로 대체되고 있다. However, in the case of the evaporation method, energy consumption is replaced by a smaller and compact membrane separation method due to a large amount of heat energy consumption due to the most used technology or process characteristics.

막분리법 중 역삼투막법에 의한 해수담수화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 이는 초기투자비가 많이 소요되고 원수 및 해수 내 존재하는 이물질에 의한 막오염현상으로 인하여 유지세정에 소모되는 비용으로 인하여 경제성이 낮다고 지적받고 있으며, 이를 대체하기 위하여 전처리 공정이 필수적임에 따라서 초기투자비 역시 많이 소요될 뿐 아니라, 역삼투 막공정의 특성상 고압(50bar 이상) 운전을 해야 되므로 많은 에너지가 소요되는 문제가 있다. Although seawater desalination by the reverse osmosis membrane method is being actively pursued in the membrane separation method, the economical efficiency is low due to the high initial investment cost and the membrane contamination due to the foreign matter present in the raw water and seawater. As a pre-treatment process is necessary to replace this, it takes a lot of initial investment and also requires a high pressure (50 bar or more) operation due to the characteristics of the reverse osmosis membrane process.

이러한 이유로 과다한 에너지 사용이나 복잡한 전처리가 필요하지 않은 냉동법의 유용성이 대두되고 있으나, 냉동법 또한 해수의 온도를 낮추기 위해서 에너지를 사용하고, 막공정에 비하여 낮은 수질을 생산해낸다는 단점으로 인해 아직 상용화 단계에 이르지 못하고 연구초기단계에 있다.For this reason, the refrigeration method which does not require excessive energy use or complicated pretreatment is used, but the freezing method also uses energy to lower the temperature of the seawater and produces a lower quality of water than the membrane process. It is not in the early stages of research.

냉동 해수 담수화 기술은 물의 상변화를 이용하여 용존 물질과 순수한 물을 분리하는 기술로 해수가 결빙되며 순수한 물 분자 상호간 우선적으로 결정을 형성하고 용존 물질들은 결정 형성에서 배척되는 원리를 이용한 기술로써 형성된 얼음을 농축된 해수로부터 분리 및 세척 후에 용융시켜 담수를 생산한다. 냉동해수담수화기술은 기화열(40.77kJ/mol)에 비해 적은 융해열(6.01kJ/mol)을 가지고 있어 필요한 열량이 증발법의 약 1/7, 막분리법의 약 1/2정도로 증발법과 막분리법에 비해 에너지 소비량이 적으며 장치의 운전이 저온에서 이루어지므로 부식문제가 없고 재료비가 적게 드는 장점을 가진다.Desalination technology of frozen seawater is a technology to separate dissolved matter and pure water by using phase change of water. It is a technology that uses seawater to freeze, pure water molecules form crystals among each other, and dissolved materials are excluded from crystal formation. Is separated from the concentrated seawater and washed and melted to produce fresh water. The desalination technology of frozen seawater has less heat of fusion (6.01kJ / mol) than that of vaporization heat (40.77kJ / mol), so the required heat is about 1/7 of the evaporation method and about 1/2 of the membrane separation method. Since the energy consumption is low and the operation of the apparatus is performed at a low temperature, there is no corrosion problem and the material cost is low.

이와 관련한 것으로 특허문헌 1에 개시된 해양 심층수를 이용한 해수담수화 시스템으로서, 해양심층수를 끌어올려 이에 냉매를 공급하여 빙결시켜 담수화 시키는 것이다.Related to this, as a seawater desalination system using deep sea water disclosed in Patent Document 1, deep sea water is drawn up and refrigerant is supplied to freeze and desalinate.

상기한 기존의 냉동해수담수화 방법은, 해수를 냉각시키기 위한 냉매를 응축시키는 데 지속적으로 에너지가 필요하고, 냉매의 기화로 인한 부피팽창에 대비하기 위하여 대형설비와 보온 설비가 필요할 뿐더러, 냉매로 사용되는 부탄 등의 물질로 인여 환경오염을 일으킬 염려가 높으며, 또한, 해수 속에 존재하는 불순물 및 염으로 인해 생성된 담수의 수질이 저하된다는 문제가 있다.In the conventional method for desalinating fresh water for sea water, energy is continuously required to condense the refrigerant for cooling the seawater. In order to prepare for the expansion due to evaporation of the refrigerant, a large facility and an insulating equipment are required. There is a problem in that the quality of the fresh water produced due to the impurities present in the seawater and the salt is deteriorated.

JP 2011-242036 AJP 2011-242036 A

본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여, 이를 해결하기 위히여 한출된 것으로서, 기존 냉동 해수 담수화 시스템의 단점인 부족한 생산량을 증대시키고, 해수 전처리 및 해수의 결빙을 효율적으로 수행 가능한 해수 담수화 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a seawater desalination system capable of increasing deficient production amount, which is a disadvantage of existing frozen seawater desalination system, The purpose is to provide.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유입된 해수가 냉각되어 담수얼음이 생성되는 결빙조; 및 상기 결빙조에 미세기포를 공급하는 미세기포 공급부;를 포함하며, 상기 미세기포 공급부로부터 상기 결빙조에 공급된 미세기포에 의해 상기 결빙조로 유입된 해수에 포함된 입자성 물질이 수면으로 부상하여 제거되는 미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템을 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a freezing tank in which incoming sea water is cooled to produce fresh water ice; And a fine bubble supplying unit for supplying fine bubbles to the freezing tank, wherein particulate matter contained in the seawater introduced into the freezing tank by the fine bubbles supplied from the fine bubble supplying unit to the freezing tank is lifted up to the water surface to be removed And provides a frozen seawater desalination system using fine bubbles.

상기 결빙조로 유입된 해수에 포함된 입자성 물질의 제거 후, 상기 미세기포 공급부로부터 상기 결빙조로 영하의 미세기포가 공급되는 것이 바람직하다.After removing the particulate matter contained in the seawater flowing into the freezing tank, it is preferable that fine bubbles of sub-zero temperature are supplied from the minute bubble supplying section to the freezing tank.

상기 미세기포 공급부로부터 상기 결빙조로 공급되는 미세기포의 온도를 조절하는 온도조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a temperature regulator for regulating the temperature of the fine bubbles supplied from the fine bubble supplying unit to the freezing tank.

상기 결빙조 내 수면으로 부상한 입자성 물질을 제거하는 스키머를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a skimmer for removing particulate matter floating on the water surface in the freezing tank.

상기 결빙조에서 냉각되어 분리된 담수얼음 및 농축수가 유입되며, 상기 유입된 담수얼음의 세정이 이루어지는 세정조 및 세정된 상기 담수얼음이 유입되어 융해되며 융해된 담수가 배출되는 융해조를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further comprising a washing tank into which the freshwater ice and the concentrated water separated by cooling in the freezing tank are introduced, a washing tank in which the introduced freshwater ice is washed, and a melting tank in which the washed freshwater ice flows and melts and the melted fresh water is discharged .

상기 융해조에서 배출되는 담수가 상기 세정조로 유입되어 상기 담수얼음의 세정이 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the fresh water discharged from the melting tank flows into the washing tank to clean the fresh water ice.

상기 결빙조로 유입되는 해수의 온도를 낮추는 열교환부를 더 포함하며, 상기 융해조에서 배출되는 담수 또는 상기 세정조에서 배출되는 농축수가 상기 열교환부로 유입되어, 상기 결빙조로 유입되는 해수의 온도를 낮추는 것이 바람직하다.It is preferable that the fresh water discharged from the melting tank or the concentrated water discharged from the washing tank is introduced into the heat exchanging unit to lower the temperature of the seawater flowing into the freezing tank, Do.

상기 결빙조 내에서 상기 미세기포 공급부로부터 공급되는 미세기포를 분사하는 노즐 근방의 해수를 순환시키는 순환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a circulator circulating seawater in the vicinity of the nozzle for spraying fine bubbles supplied from the fine bubble supplying unit in the freezing tank.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 미세기포를 이용한 해수 담수화 시스템에 의하면, 미세기포의 부상력을 이용하여 물속의 부유물질을 제거하므로 기존의 해수 전처리로서 사용되던 MF, UF 막공정등을 생략할 수 있어 전처리 공정에 소요되는 설치 및 운전비용을 저감하고, 부탄 등의 냉매를 사용하지 않고 대기 중 존재하는 공기를 냉각시켜 활용함으로써 환경오염을 일으키지 않으며, 높은 표면적 및 체류시간을 갖는 미세기포를 이용하여 해수를 결빙함으로써, 많은 양의 담수 생산이 가능하다.As described above, according to the seawater desalination system using the micro-bubbles according to the present invention, since floating matters in the water are removed using the floating force of the micro-bubbles, the MF and UF membrane processes used as the conventional seawater pretreatment are omitted It is possible to reduce the installation and operation costs required for the pretreatment process and to cool the existing air in the atmosphere without using a refrigerant such as butane and to use the microbubbles with high surface area and residence time By freezing sea water, it is possible to produce large quantities of fresh water.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포를 이용한 해수 담수화 시스템을 개략적으로 나타낸다.1 schematically shows a seawater desalination system using micro-bubbles according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.These and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.

또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.In addition, the described embodiments are provided for illustrative purposes and do not limit the technical scope of the present invention.

본 발명에 따른 미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템을 이루는 각 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.The components constituting the system for the desalination of fresh water using microbubbles according to the present invention can be used integrally or individually. In addition, some components may be omitted depending on the usage pattern.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템을 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a frozen seawater desalination system using micro-bubbles according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템의 구성을 설명한다.First, the structure of a fresh water desalination system using micro-bubbles according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

결빙조(10)에는 해수가 유입되며, 결빙조(10) 내로 유입된 해수가 냉각되어, 담수얼음이 생성된다. 즉, 유입된 해수는 결빙조(10) 내의 온도가 낮아짐에 따라 결빙되는 담수얼음 및 담수가 결빙되고 남은 농축수로 분리된다.The seawater flows into the freezing tank (10), and the seawater flowing into the freezing tank (10) is cooled to produce fresh water ice. That is, as the temperature in the freezing tank 10 becomes lower, the inflowed seawater is separated into fresh water ice and fresh water that is freezing and remaining concentrated water remaining.

또한, 결빙조(10)로 유입되는 해수는 그 유입부 측에 위치하는 열교환기(20)를 지나며 어느 정도 저온의 상태로 결빙조(10)로 유입될 수 있다.Further, the seawater flowing into the freezing tank 10 passes through the heat exchanger 20 located on the inflow side, and can be introduced into the freezing tank 10 at a low temperature to some extent.

미세기포 공급부(30)는 결빙조(10)와 연결되어, 결빙조(10) 내 위치한 노즐(미도시)를 통하여 결빙조(10) 내로 미세기포를 분사하여 공급하며, 분사되는 미세기포의 크기가 조절 가능하다..The fine bubble supplying unit 30 is connected to the freezing tank 10 and supplies fine bubbles to the freezing tank 10 through a nozzle (not shown) located in the freezing tank 10 to supply the fine bubbles 10, Is adjustable.

미세기포 공급부(30)로부터 공급되는 미세기포에 의하여 결빙조(10) 내로 유입된 해수에 포함된 부유물질(모래, 현탁물질 등의 입자성 물질 및 미생물 등) 이 수면으로 부상하고, 부상된 부유물질이 제거된다.Floating substances (such as sand and suspended particulate matter and microorganisms) contained in seawater flowing into the freezing tank 10 float up to the water surface due to the minute bubbles supplied from the minute bubble supplying unit 30, The material is removed.

결빙조(10) 내부에는 상기 부상된 부유물질을 제거하기 위한 스키머(11)가 구비되어, 결빙조(10)내 해수면으로 부상한 부유물질을 제거하여 결빙조(10) 밖으로 배출되도록 한다.A skimmer (11) for removing the floated floating material is provided in the freezing tank (10) to remove floating substances floating on the sea surface in the freezing tank (10) and to be discharged outside the freezing tank (10).

한편, 미세기포 공급부(30)와 결빙조(10) 사이에는 미세기포 공급부(30)로부터 결빙조(10)로 공급되는 미세기포의 온도를 조절하는 온도조절부(40)가 구비되고, 온도조절부(40)를 제어하는 제어부(45)가 구비될 수 있다.Between the minute bubble supplying unit 30 and the freezing tank 10 is provided a temperature adjusting unit 40 for adjusting the temperature of the minute bubbles supplied from the minute bubble supplying unit 30 to the freezing tank 10, And a control unit 45 for controlling the unit 40.

이로써, 미세기포의 온도를 영하로 낮추어 결빙조(10)로 공급할 수 있고, 영하의 온도로 결빙조(10)로 공급되는 미세기포에 의한 결빙조(10) 내 해수의 빠른 냉각을 통하여 담수얼음의 생성 및 농축수의 분리가 효과적으로 이루어질 수 있다.Thus, the temperature of the minute bubbles can be lowered to the freezing tank 10, and the water can be supplied to the freezing tank 10 through the rapid cooling of the sea water in the freezing tank 10 by the minute bubbles supplied to the freezing tank 10 at a sub- And separation of the concentrated water can be effectively performed.

또한, 상기 미세기포가 분사되는 노즐의 근방에는 순환기(12)가 위치하여, 노즐 근방의 해수가 순환되도록 함으로서, 영하의 미세기포가 결빙조(10) 내로 공급될 때 노즐 선단에서의 결빙으로 인한 노즐의 막힘 현상을 방지한다.In addition, the circulator 12 is located in the vicinity of the nozzle through which the fine bubbles are injected, and the seawater in the vicinity of the nozzle is circulated. Therefore, when sub-zero minute bubbles are supplied into the freezing tank 10, Thereby preventing clogging of the nozzle.

세정조(50)는 결빙조(10)와 연결되며, 결빙조(10)에 유입된 해수의 냉각에 의해 생성된 담수얼음과 이로 인해 해수로부터 분리된 농축수가 세정조(50)로 유입된다.The washing tank 50 is connected to the freezing tank 10 and the fresh water ice generated by the cooling of the seawater introduced into the freezing tank 10 and the concentrated water separated from the seawater by the cooling water are introduced into the washing tank 50.

세정조(50) 내로 세정수를 공급하여 세정조(50) 내로 유입된 담수얼음을 세정하고, 농축수는 세정조(50) 밖으로 배출된다.The washing water is supplied into the washing tub 50 to wash the fresh water ice that has flowed into the washing tub 50 and the concentrated water is discharged outside the washing tub 50. [

융해조(60)는 세정조(50)와 연결되며, 세정조(50)에서 세정된 담수얼음이 유입되어, 융해되어 액체상태의 담수가 된다.The fusing tank 60 is connected to the cleaning tank 50, and the cleaned ice washed in the cleaning tank 50 flows into the fresh water in the liquid state.

융해조(60)에서 융해된 담수는 융해조(60) 밖으로 배출되어 사용되거나, 용도에 맞게 후처리가 행해질 수 있다.The fresh water melted in the fusing tank (60) can be discharged to the outside of the fusing tank (60) or used for post treatment depending on the application.

이하, 도 1을 다시 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세기포를 이용한 해수 담수화 시스템의 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the seawater desalination system using micro-bubbles according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 결빙조(10) 내로 해수가 유입된다.First, seawater flows into the freezing tank (10).

결빙조(10) 내로 유입되는 해수는 열교환기(20)를 거쳐 미리 온도가 낮아진 상태로 결빙조(10) 내로 유입될 수 있다. 이때, 상기 세정조(50)에서 배출되는 농축수 및/또는 상기 융해조(60)에서 배출되는 담수 중 일부가 열교환기(20)로 유입되어, 열교환기(20)에서, 유입된 농축수 또는/및 담수와 유입되는 해수와의 열교환이 이루어진다.The seawater flowing into the freezing tank 10 can be introduced into the freezing tank 10 through the heat exchanger 20 in a state where the temperature is lowered in advance. At this time, a part of the concentrated water discharged from the washing tank (50) and / or the fresh water discharged from the melting tank (60) flows into the heat exchanger (20), and in the heat exchanger / And heat exchange between fresh water and incoming seawater.

세정조(50)에서 배출되는 농축수와 융해조(60)에서 배출되는 담수는 0℃ 부근의 온도로서, 결빙조(10)로 유입되는 해수에 비해 온도가 낮기에 이들의 열교환을 통하여 결빙조(10)로 유입되는 해수의 온도를 어느 정도 미리 낮추어 둠으로써, 결빙조(10) 내에서의 해수의 결빙에 소모되는 에너지를 줄일 수 있다.The concentrated water discharged from the washing tank 50 and the fresh water discharged from the melting tank 60 are at a temperature near 0 ° C and are lower in temperature than seawater flowing into the freezing tank 10, The energy consumed in freezing of seawater in the freezing tank 10 can be reduced by lowering the temperature of the seawater flowing into the freezing tank 10 to some extent in advance.

결빙조(10) 내로 유입된 해수에 미세기포가 공급된다.Minute bubbles are supplied to the seawater flowing into the freezing tank (10).

미세기포 공급부(30)로부터 결빙조(10)로 미세기포가 공급된다. 결빙조(10) 내로 공급된 미세기포는 해수 내에서 대류 및 부상하고, 이에 따라 해수 내에 포함된 부유물질이 미세기포에 흡착되어 결빙조(10) 내 해수면으로 부상하게 된다.Minute bubbles are supplied from the minute bubble supplying unit (30) to the freezing tank (10). The microbubbles supplied into the freezing tank 10 are convected and floated in the seawater, so that the suspended substances contained in the seawater are adsorbed on the microbubbles and floated to the sea surface in the freezing tank 10.

결빙조(10) 내의 해수면으로 부상된 부유물질을 스키머(11)를 통하여 제거하여 결빙조(10) 밖으로 배출되도록 한다.The floating material floating on the sea surface in the freezing tank 10 is removed through the skimmer 11 and discharged out of the freezing tank 10.

결빙조(10) 내 해수에 포함된 부유물질이 제거된 후, 결빙조(10) 내로 공급되는 미세기포의 온도가 낮춰져 공급된다. 제어부(45)를 통한 온도조절부(40)의 제어를 통하여 결빙조(10)로 공급되는 미세기포의 온도를 영하로 낮추어 공급되도록 한다.After the suspended substances contained in the sea ice in the freezing tank 10 are removed, the temperature of the fine bubbles supplied into the freezing tank 10 is lowered and supplied. The temperature of the minute bubbles supplied to the freezing tank 10 is controlled to be lowered to zero by controlling the temperature regulating unit 40 through the control unit 45. [

공급된 미세기포가 결빙조(10) 내 해수 내에서 대류 및 부상하며 체류함으로써 결빙조(10) 내 해수의 신속하고 균일한 냉각이 이루어질 수 있다. 그리고 이때, 공급되는 미세기포의 크기 및 온도를 조절함으로써 해수의 냉각 속도를 조절할 수 있다.Rapid and uniform cooling of the seawater in the freezing tank 10 can be achieved by allowing the supplied minute bubbles to float and float in the seawater in the freezing tank 10. At this time, the cooling rate of the seawater can be controlled by adjusting the size and temperature of the fine bubbles to be supplied.

결빙조(10) 내 해수는, 미세기포의 공급에 따라 결빙된 담수얼음과 해수 내 담수가 결빙됨에 따라 농축되는 농축수로 분리되며, 분리된 담수얼음과 농축수는 세정조(50)로 유입된다.The seawater in the freezing tank 10 is separated into fresh water ice that has been frozen and fresh water in the sea water as the microbubbles are supplied to the concentrated water that is condensed as the fresh water in the seawater is frozen and the separated fresh water ice and concentrated water are introduced into the washing tub 50 do.

세정부로 유입된 담수얼음은 세정부로 공급되는 세정수에 의해 표면에 남은 염이 세정되며, 농축수는 세정부 밖으로 배출된다.Freshwater ice that has flowed into the washing section is washed out by the washing water supplied to the washing section, and the concentrated water is discharged outside the washing section.

세정된 담수얼음은 융해조(60)로 유입되고, 융해조(60) 내 온도를 상승시켜 유입된 담수얼음이 융해되어 액체상태인 담수가 융해조(60) 밖으로 배출된다. 이때, 배출되는 담수 중 일부는 상기 세정조(50)로 공급되어 세정조(50) 내 담수얼음을 세정하는 세정수로 이용될 수 있어, 별도의 세정부를 구비하지 않아도 효과적인 담수얼음의 세정이 가능하게 된다.The washed fresh water ice flows into the melting tank 60 and the temperature in the melting tank 60 is raised to melt the fresh water ice so that the liquid fresh water is discharged out of the melting tank 60. At this time, a part of the discharged fresh water can be used as washing water for washing the fresh water in the washing tub 50 by supplying the wash water to the washing tub 50, .

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 미세기포를 이용한 해수 담수화 시스템에 의하면, 미세기포의 부상력을 이용하여 물속의 부유물질을 제거하므로 기존의 해수 전처리로서 사용되던 MF, UF 막공정등을 생략할 수 있어 전처리 공정에 소요되는 설치 및 운전비용을 저감하고, 부탄 등의 냉매를 사용하지 않고 대기 중 존재하는 공기를 냉각시켜 활용함으로써 환경오염을 일으키지 않으며, 높은 표면적 및 체류시간을 갖는 미세기포를 이용하여 해수를 결빙함으로써, 많은 양의 담수 생산이 가능하다.As described above, according to the seawater desalination system using the micro-bubbles according to the present invention, since floating matters in the water are removed using the floating force of the micro-bubbles, the MF and UF membrane processes used as the conventional seawater pretreatment are omitted It is possible to reduce the installation and operation costs required for the pretreatment process and to cool the existing air in the atmosphere without using a refrigerant such as butane and to use the microbubbles with high surface area and residence time By freezing sea water, it is possible to produce large quantities of fresh water.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims. And equivalents should also be considered to be within the scope of the present invention.

10: 결빙조
20: 열교환기
30: 미세기포 공급부
40: 온도조절부
50: 세정조
60: 융해조10: Freezing tank
20: Heat exchanger
30: fine bubble supplying unit
40: Temperature control unit
50: washing machine
60: melting tank

Claims (8)

유입된 해수가 냉각되어 담수얼음이 생성되는 결빙조(10);
상기 결빙조(10)에 미세기포를 공급하는 미세기포 공급부(30);
상기 결빙조(10) 내 수면으로 부상한 입자성 물질을 제거하는 스키머(11); 및
상기 결빙조(10) 내에서 상기 미세기포 공급부(30)로부터 공급되는 미세기포를 분사하는 노즐 근방의 해수를 순환시키는 순환기(12);를 포함하며,
상기 미세기포 공급부(30)로부터 상기 결빙조(10)에 공급된 미세기포에 의해 상기 결빙조(10)로 유입된 해수에 포함된 입자성 물질이 수면으로 부상하며, 부상된 상기 입자성 물질이 스키머에 의해 제거된 후, 상기 미세기포 공급부(30)로부터 상기 결빙조(10)로 영하의 미세기포가 공급되면서, 상기 순환기(12)가 동작하는,
미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템.
A freezing tank (10) in which the introduced seawater is cooled to generate fresh water ice;
A fine bubble supplying unit (30) for supplying fine bubbles to the freezing tank (10);
A skimmer (11) for removing particulate matter floating on the water surface in the freezing tank (10); And
And a circulator (12) for circulating seawater in the vicinity of the nozzle for spraying fine bubbles supplied from the fine bubble supplying unit (30) in the freezing tank (10)
The particulate matter contained in the seawater flowing into the freezing tank 10 is floated to the water surface by the minute bubbles supplied from the minute bubble supplying unit 30 to the freezing tank 10, Bubbles are supplied from the micro-bubble supplying unit 30 to the freezing tank 10 after the micro-bubbles are removed by the skimmer, and the circulator 12 is operated,
Freeze - water desalination system using micro - bubbles.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 미세기포 공급부(30)로부터 상기 결빙조(10)로 공급되는 미세기포의 온도를 조절하는 온도조절부(40)를 더 포함하는,
미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템.
The method according to claim 1,
Further comprising a temperature regulating unit (40) for regulating the temperature of the minute bubbles supplied from the minute bubble supplying unit (30) to the freezing tank (10)
Freeze - water desalination system using micro - bubbles.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 결빙조(10)에서 냉각되어 분리된 담수얼음 및 농축수가 유입되며, 상기 유입된 담수얼음의 세정이 이루어지는 세정조(50) 및 세정된 상기 담수얼음이 유입되어 융해되며 융해된 담수가 배출되는 융해조(60)를 더 포함하는,
미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템.
The method according to claim 1,
A washing tub 50 in which the fresh ice and condensed water separated by cooling in the freezing tank 10 are introduced and the fresh ice that has flowed in is washed and the washed fresh water is melted and melted and the fresh water is discharged Further comprising a melting tank (60)
Freeze - water desalination system using micro - bubbles.
제 5 항에 있어서,
상기 융해조(60)에서 배출되는 담수가 상기 세정조(50)로 유입되어 상기 담수얼음의 세정이 이루어지는,
미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템.
6. The method of claim 5,
Fresh water discharged from the fusing tank (60) flows into the washing tub (50) and the fresh water ice is washed,
Freeze - water desalination system using micro - bubbles.
제 5 항에 있어서,
상기 결빙조(10)로 유입되는 해수의 온도를 낮추는 열교환기(20)를 더 포함하며,
상기 융해조(60)에서 배출되는 담수 또는 상기 세정조(50)에서 배출되는 농축수가 상기 열교환기(20)로 유입되어, 상기 결빙조(10)로 유입되는 해수의 온도를 낮추는,
미세기포를 이용한 냉동 해수 담수화 시스템.
6. The method of claim 5,
Further comprising a heat exchanger (20) for lowering the temperature of seawater flowing into the freezing tank (10)
The fresh water discharged from the fusing tank 60 or the concentrated water discharged from the cleaning tank 50 flows into the heat exchanger 20 to lower the temperature of the seawater flowing into the freezing tank 10,
Freeze - water desalination system using micro - bubbles.
삭제delete
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