KR101898225B1 - Concentrated water reduction system - Google Patents

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KR101898225B1
KR101898225B1 KR1020170169636A KR20170169636A KR101898225B1 KR 101898225 B1 KR101898225 B1 KR 101898225B1 KR 1020170169636 A KR1020170169636 A KR 1020170169636A KR 20170169636 A KR20170169636 A KR 20170169636A KR 101898225 B1 KR101898225 B1 KR 101898225B1
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이강원
이현욱
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주식회사 웰스글로벌
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Abstract

The present invention relates to a concentrated water reducing system for a water purifier, which uses an RO filter to filter raw water such as underground water, water from waterworks, sea water, and the like; discharges the purified water to the outside, and filters concentrated water again to reduce concentration of salinity; and mixes secondary filtered water passed through secondary filtration with the raw water to reduce concentration of salinity, thereby preventing load of the salt accumulated in the RO filter to extend lifespan of the RO filter and reduce an amount of drained concentrated water. The concentrated water reducing system for a water purifier comprises: a suction pump transferring raw water; a high-pressure pump transporting the sucked raw water by force; an RO filter removing salts and foreign materials included in the raw water transferred and provided by the pumps; a purified water discharge pipe discharging treated water filtered through the RO filter; a concentrated water discharge pipe discharging concentrated water occurring after filtration through the RO filter; a first adjustment valve for concentrated water installed on the concentrated water discharge pipe to control discharge outflow of the RO filter and then adjust the ratio of concentrated water; a nano filter means connected to the concentrated water discharge pipe at the rear end of the first adjustment valve for concentrated water; a second adjustment valve for concentrated water transferring the concentrated water passed through the first adjustment valve for concentrated water to the nano filter means to control inflow provided to the nano filter means, thereby adjusting the ratio of concentrated water; a recirculating pipe connected to a pipe connecting the high-pressure pump for transferring raw water to the RO filter for removing salts and foreign materials included in the raw water; and a discharge pipe and a discharge valve connected to the nano filter means.

Description

정수장치의 농축수 절감 시스템{Concentrated water reduction system}[0001] Concentrated water reduction system [0002]

본 발명은 정수장치의 농축수 절감 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하수, 상수도 해수(이하 "원수"라 칭함)를 RO필터를 이용하여 정제한 정재수는 외부로 배출하고 농축수를 다시 한번 정제하여 염분의 농도를 저하시킨 후 2차 여과되어 정제된 2차 여과수와 원수를 혼합하여 정수하도록 하여 염분의 농도가 저하됨으로 RO필터에 축적되는 염분의 부하를 방지하여 RO필터의 수명을 연장하고 농축수의 드레인량을 감소시키며, 또한 정수시 필요한 동력을 절감할 수 있도록 한 정수장치의 농축수 절감 시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a system for reducing concentrated water in a water purification apparatus, and more particularly, to a system for reducing concentrated water in a water purification apparatus, more specifically, The concentration of salt is lowered by mixing the purified secondary filtered water with the raw water after lowering the concentration of salt, thereby preventing the salt load accumulated in the RO filter, thereby prolonging the lifetime of the RO filter, And more particularly, to a system for reducing concentrated water in a water purification apparatus that can reduce the drainage amount of water and reduce the power required for purification.

물과 에너지는 인류의 생존을 좌우하는 중요한 자원으로서, 유엔보고서에 따르면 2025년에는 78억 인구의 38%, 2050년에는 94억 인구의 42%가 물 부족으로 고통을 겪을 것으로 전망하고 있다. 또한, 세계 경제가 당면한 문제는 물 부족뿐만 아니라 에너지 부족으로, 화석 연료의 고갈에 따른 고유가, 화석원료 사용으로 인한 지구온난화, 그에 따른 탄소 배출권 제한에 이르기까지 에너지 문제해소가 국가경쟁력이 되고 있다. 이에 물 부족해소와 더불어 에너지 문제를 해소할 수 있는 기술개발에 국가간 경쟁이 치열하다.Water and energy are important sources of human survival. According to the United Nations report, 38% of the 7.8 billion people in 2025 and 42% of the 9.4 billion people in 2050 will suffer from water shortages. In addition, the problem facing the world economy is not only the lack of water but also the lack of energy, high oil prices due to the depletion of fossil fuels, global warming due to the use of fossil raw materials, and restriction of carbon emissions. In addition to the water shortage, competition among countries is fierce in the development of technologies that can solve energy problems.

현재 담수 생산방법의 경우는 취수한 해수를 한외여과막(Ultrafilter membrane, UF) 또는 정밀여과막(Microfilter membrane, MF)을 통해 미세불순물까지 제거하는 전처리공정을 거친 후에, 열원을 이용해 해수를 가열하고 발생한 증기를 응축시켜 담수를 얻는 다단증발법, 해수에 높은 압력을 가해 삼투현상(Osmosis)을 역으로 이용하여 해수를 반투막(Semi-permeable Membrane)을 통과시켜 담수를 생산하는 역삼투법(Reverse Osmosis, RO), 다단증발법과 비슷하지만 중간 규모의 설비에 적합한 다단효용증발법 등이 있다.In the case of the fresh water production method, after the pretreatment process of removing the micro impurity through the ultrafilter membrane (UF) or the microfilter membrane (MF), the seawater is heated using the heat source, (Reverse Osmosis, RO), which produces fresh water by passing seawater through semi-permeable membranes using reverse osmosis by applying high pressure to seawater, And multi-stage evaporation methods, which are similar to multi-stage evaporation methods but suitable for medium-sized plants.

상기 다단증발법은 태양열을 이용하여 염수를 가열하고 챔버 안에 공기를 주입하고 온도를 100℃ 이하, 약 80℃ 정도로 가열하여, 해수가 끓게 되면 물은 증기로 기화되고 냉각 코일로 통과시켜 압축하면 담수를 얻는 방식이다. 이때, 남겨진 농축된 소금 용액은 공장으로 보내져 소금으로 이용될 수 있으나, 상기 방법은 대부분 60∼100℃의 높은 온도와 에너지가 요구된다. 또한 높은 에너지비용에 비해 해수에서 담수로의 회수율이 10~20%(MED의 경우 20~35%)정도로 낮다.In the multi-stage evaporation method, the brine is heated by using solar heat, air is injected into the chamber, the temperature is heated to about 100 ° C or about 80 ° C, and when the seawater is boiled, water is vaporized by the steam, . At this time, the remaining concentrated salt solution can be sent to the factory to be used as salt, but most of the above methods require high temperature and energy of 60-100 ° C. In addition, the recovery rate from seawater to freshwater is 10 to 20% (20 to 35% for MED) compared to high energy costs.

역삼투법은 증발법에 비하여 단위 부피의 물을 생산하기 위한 에너지 필요량이 상대적으로 작으며, 시스템 회수율 또한 45%정도로 증발법에 비해 상대적으로 높다. 이러한 점으로 역삼투법이 널리 사용되어, 현재 해수담수화 방식 중에서 50%를 차지하고 있다. 역삼투법은 해수나 기수에 함유되어 있는 성분을 고분자 분리막(역삼투막)을 이용하여 생산수(또는 처리수)와 농축수로 분리시키며, 생산수는 성분농도를 희석하여 용수 및 음용수로 활용하고 농축수는 다시 바다로 배출하게 되는데, 해수담수방법에 적용되는 종래의 역삼투막은 해수로부터 정제된 생산수를 얻는 동안 파울링 및 스케일링이라 불리는 막오염 현상이 불가피하게 발생하여 이를 해소하기 위한 화학약품의 소모가 크며, 오염물 제거를 위한 역수세 등 다량의 에너지가 투입된다. 이 과정은 전체 수처리 공정에서 소모되는 에너지의 20%를 차지한다는 보고가 있다. 따라서 환경친화적이고 에너지 소모량이 적은 저비용, 저에너지의 새로운 수처리 기술이 요구되며, 이에 따라 나노분리막을 적용한 해수담수방법의 연구 개발이 이루어지고 있다.The reverse osmosis method requires a relatively small amount of energy to produce a unit volume of water as compared with the evaporation method, and the system recovery rate is about 45%, which is relatively high compared to the evaporation method. In this regard, reverse osmosis is widely used and currently accounts for 50% of the seawater desalination methods. The reverse osmosis method separates the components contained in seawater or sea water into product water (or treated water) and concentrated water using a polymer membrane (reverse osmosis membrane). The product water is used as water and drinking water by diluting the component concentration. The conventional reverse osmosis membrane applied to the seawater desalination method inevitably produces a membrane contamination phenomenon called fouling and scaling while obtaining purified water from seawater and consumes a large amount of chemicals to solve the problem , And reverse water for removing pollutants. This process has been reported to account for 20% of the energy consumed in the entire water treatment process. Therefore, new water treatment technology which is environmentally friendly, low energy consumption, low cost and low energy is required, and research and development of a seawater desalination method using nano separator is being conducted.

나노분리막(Nano Filtration Membrane)은 1가의 이온을 투과시키면서, 2가 이상의 이온은 배제하는 특징이 있다. 이러한 특성으로 인해, 모든 1가 이온이 투과되는 막은 상대적으로 해수 내의 염분 농도를 거의 감소시키지 않는 문제가 있다. 예를 들어, 2가 이온인 칼슘, 마그네슘 및 황산 이온만을 배제한다면 1가 이온인 나트륨, 염소 및 칼륨 이온이 막을 투과하여 생산수에 포함된다. 다시 말해 다가 이온만이 배제된다고 가정한다면, 생산수의 염분 농도는 공급 해수의 염분 농도의 86%가 되므로 해수 내 염분 농도와 큰 차이가 없다.The Nano Filtration Membrane is characterized by permeating monovalent ions while eliminating ions with a valence of two or more. Due to these properties, there is a problem that the membrane through which all monovalent ions are permeated does not substantially reduce the salt concentration in the sea water. For example, if only calcium ions, magnesium ions and sulfate ions, which are bivalent ions, are excluded, monovalent ions such as sodium, chlorine and potassium ions permeate the membrane and are included in the production water. In other words, assuming that only multivalent ions are excluded, the salinity concentration of produced water is 86% of the salinity of supplied sea water, so there is no significant difference from the salinity concentration in seawater.

그밖에 나노분리막을 해수담수시스템에 적용된 사례로, 가압조건 하에서 하나 이상의 기존 나노분리막 모듈을 사용한 나노분리공정에 대해 다음과 같이 제안하였다. 황산나트륨 또는 이크롬산나트륨 등의 다가의 이온이 포함되어 있는 고염농도의 수용액에서, 원하지 않은 이온을 나노분리막을 이용하여 제거한 다음, 염화나트륨 또는 염소산나트륨과 같은 1가 이온으로 구성된 처리수를 분리, 농축하는 공정이 제시되었다. 이 공정은 클로로알칼리와 염소산염에 포함되어 있는 실리카와 이크롬산 이온 등 원하지 않은 이온의 농도를 낮추는데 유용하나, 칼슘과 마그네슘 잔류하고 있는 점은 여전히 개선되어야 하는 문제점이다.As an example of application of a nanofiber separator to a seawater desalination system, the following proposal for a nanofiber separation process using one or more conventional nanofiber membrane modules under pressurized conditions was proposed. Undesired ions are removed by using a nanofiber separation membrane in an aqueous solution of high salt concentration containing polyvalent ions such as sodium sulfate or sodium dichromate and then the treated water composed of monovalent ions such as sodium chloride or sodium chloride is separated and concentrated The process was presented. This process is useful for lowering the concentrations of undesirable ions such as silica and chromic acid ions contained in chloralkalates and chlorates, but the problem of residual calcium and magnesium still needs to be improved.

또 다른 일례로서, 해수로부터 음용수를 제조하기 위해 RO막 및 NF막을 서로 조합시키고 사용하는 것을 제안하고 있다. 해수를 250~350psi로 가압하여 먼저 1개 이상의 NF모듈을 투과하고, 이때 생성된 생산수는 저장탱크를 거쳐 RO전단에 유입되는 해수에 포함된다. NF생산수와 기존 유입되는 해수가 혼합되어 1개 이상의 RO베셀에 유입되고, 생산수는 최종생산수가 된다. RO를 거쳐 나온 농축수는 후단에 장착된 1개 이상의 NF 모듈을 투과하게 되면서 연속적으로 운전이 가능하다. NF에서 생산된 생산수는 2가 이온을 약 95%가량 제거하고, 1가 이온을 약 50%가량이 제거되는 것이 제안되어 있다. 해수 중에는 Na+와 Cl-이 높은 농도로 존재하고 있으므로, 초기 생산수의 염분 농도가 약 10,000~15,000mg/l이 되는 것이 제안되어 있다. As another example, it is proposed to combine and use the RO membrane and the NF membrane to produce drinking water from seawater. Seawater is pressurized to 250 ~ 350 psi to permeate more than one NF module, and the produced water is included in the seawater flowing into the RO shear through the storage tank. The NF production number and the existing inflowing seawater are mixed and flowed into one or more RO vessels, and the production number is the final production number. Concentrated water flowing through RO can be continuously operated as it passes through at least one NF module installed at the rear end. It has been proposed that about 95% of divalent ions are removed and about 50% of monovalent ions are removed from the production water produced by NF. Since Na + and Cl- are present in high concentrations in seawater, it has been proposed that the salt concentration of the initial production water is about 10,000 to 15,000 mg / l.

제2단계의 RO에서는 유입수의 염분 함유량이 낮아지므로, 보다 낮은 압력하에서 운전할 수 있다고 언급한다. 그리고 NF생산수의 수율이 공급 해수의 최소 40~45%이고, 전형적인 운전 조건하에서 RO 생산수의 수율이 NF 생산수의 약 80~85%인 것을 제안하고 있다. NF와 RO단계에 각각 부하되는 압력은 72MPa~2.41MPa (250psi~350psi)이며, 해수로부터 생산된 음용수의 전체적인 회수율은 약 26~30% 로 제안하고 있다.In the RO of the second stage, the sodium content of the influent water is lowered, so that it can be operated at lower pressure. It is suggested that the yield of NF production is at least 40-45% of the supply sea water and that the yield of RO production under typical operating conditions is about 80-85% of the NF production. The pressure applied to the NF and RO stages is 72MPa to 2.41MPa (250psi to 350psi), respectively, and the overall recovery rate of drinking water produced from seawater is about 26-30%.

그리고 해수를 나노분리막만을 이용하여 음용수로 생산하는 내용이 제안되고 있다. 많은 RO 시스템에서는 6~8개의 모듈로 하나의 베셀을 구성하고 있으며, 요구되는 수질에 따라 1, 2단으로 구성하기도 하나, 이는 고성능 나노분리막으로 2단 구성을 통해 음용수 생산공정을 제안하였다. 35,000ppm 해수를 나노분리막으로 1차 처리하여 525psi 가압조건에서 NaCl 86~88%, SO4 2- 99.7%, Ca2 + 97.8% 제거를 하고, 1차 생산수를 나노분리막으로 300psi 가압조건에서 2차 처리를 하여 NaCl 95%, SO4 2- It has been proposed to produce seawater as drinking water using only nano separator. In many RO systems, one vessel is composed of 6 ~ 8 modules and one or two stages may be constructed depending on the required water quality. However, this is a high performance nano separator, and a drinking water production process has been proposed through a two stage construction. 35,000ppm by the water treatment in the primary nano-membrane NaCl 86 ~ 88% at 525psi pressure conditions, SO 4 2- 99.7%, 97.8%, and the Ca 2 + removal, the car 1 can be produced at 300psi pressure condition in separator 2 nano The mixture was treated with 95% NaCl, SO 4 2-

100%, Ca2 + 95.9% 제거하여 음용수를 생산하였다. 기존 해수담수화 RO공정에서는 800psi 이상 압력을 가해줘야 하는 점에서 비교해볼 때, 저압에서도 충분히 음용수를 생산할 수 있는 가능성을 제시하였다.100%, Ca 2 + 95.9% were removed to produce drinking water. Compared with existing seawater desalination RO process, it is necessary to apply pressure of 800 psi or more, which suggests possibility of producing enough drinking water even at low pressure.

그러나 상술한 해수담수화 공정은 95%수준의 2가 이온이 나노분리막을 통해 제거됨으로써 나노분리막 표면에서 2가 이온들이 농축되어 CaSO4, BaSO4, SrSO4 등의 불용성 염을 형성하고 스케일이 유발될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 고압으로 역삼투 운전되어 생산된 생산수는 시스템 전체 회수율이 45% 정도인 것에 비해 생산수의 회수율이 30% 내외에 불과한 정도로 낮아 경제적이지 못하다는 문제점과, RO필터에 염의 부하가 계속 축적됨으로 필터의 수명이 단축되는 문제가 있고 또한 RO필터에 의해 정제된 농축수의 드레인량이 과다하게 많이 발생되는 문제가 있다.However, in the above-described seawater desalination process, 95% of the divalent ions are removed through the nanofiber separation membrane, so that divalent ions are concentrated on the surface of the nanofiber separation membrane to form insoluble salts such as CaSO 4 , BaSO 4 and SrSO 4 , There is a problem. In addition, the production water produced by reverse osmosis operation at high pressure has a recovery rate of about 30%, which is not economical, compared with 45% of the total recovery rate of the system. There is a problem that the lifetime of the filter is shortened and the drainage amount of the concentrated water purified by the RO filter is excessively large.

대한민국 특허등록 제1446205호.Korea Patent No. 1446205. 대한민국 특허등록 제0913382호.Korean Patent Registration No. 0913382.

상기와 같은 본 발명의 목적은 지하수, 상수도, 또는 해수등 원수를 RO필터를 이용하여 정제한 정재수를 배출하고 염분이 농축된 농축수를 다시 한번 정제하여 염의 농도를 저하시킨 2차 여과수를 원수와 함께 고압펌프 전단에 공급함으로써 공급되는 원수와 2차 여과수를 혼합하여 염의 농도가 저하됨으로 RO필터에 축적되는 염의 부하를 방지하여 RO필터의 수명을 단축시키는 문제점을 해소하고 상기 농축수의 드레인량을 감소시키고 또한 정수시 필요한 동력을 절감할 수 있도록 한 정수장치의 농축수 절감 시스템을 제공하는데 있다.The object of the present invention is to provide a method for purifying raw water which is purified by using an RO filter for raw water such as ground water, tap water or sea water, refining the concentrated water with concentrated salt, The concentration of the salt is lowered by mixing the supplied raw water with the secondary filtrate water by supplying the raw water and the secondary filtrate to the front end of the high-pressure pump, thereby preventing the salt load accumulated in the RO filter and shortening the lifetime of the RO filter. And to provide a system for reducing concentrated water in a water purification apparatus that can reduce the power required for purification.

상기한 본 발명의 목적은 정수장치의 농축수 절감 시스템에 있어서, 원수를 이동시키는 흡입펌프와 흡입된 원수를 강제 이송시키는 고압펌프와; 펌프에 의해 이송되어 공급된 원수에 포함되어 있는 염과 이물질을 제거하는 RO필터와; 상기 RO필터로부터 여과된 처리수를 배출하는 정제수 배출파이프와; 상기 RO필터로부터 여과 후 발생된 농축수를 배출하는 농축수 배출파이프와; 상기 농축수 배출파이프 상에 설치되어 RO필터의 배출유량을 제어하여 농축수 비율을 조절하는 농축수제1조절밸브와; 상기 농축수제1조절밸브와 일정간격 이격되어 설치되며 상기 농축수제1조절밸브를 통과한 농축수를 나노필터수단으로 이동시키면서 나노필터수단으로 공급되는 유량을 제어하는 농축수리턴유량조절밸브와; 상기 농축수제1조절밸브 후단의 농축수 배출파이프와 연결된 나노필터수단과; 상기 나노필터수단의 농축수의 농도를 조절하는 농축수제2조절밸브와; 원수를 공급하는 흡입펌프와 고압펌프 사이에 나노필터수단에서 염분이 2차 제거된 2차 여과수를 공급하는 재순환파이프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 시스템에 의하여 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for reducing concentrated water in a water purification apparatus, comprising: a suction pump for moving raw water; a high-pressure pump for forcibly transferring raw water sucked; An RO filter for removing salts and foreign substances contained in the raw water transferred and supplied by the pump; A purified water discharge pipe for discharging the treated water filtered from the RO filter; A concentrated water discharge pipe for discharging the concentrated water generated after filtration from the RO filter; A concentrated water handler 1 control valve installed on the concentrated water discharge pipe to control a discharge water flow rate of the RO filter to control a concentration water ratio; A concentrated water return flow rate control valve disposed at a predetermined distance from the concentrated water control valve and controlling the flow rate of the concentrated water passing through the concentrated water control valve to the nanofiltration means while controlling the flow rate of the concentrated water; A nanofilter means connected to the concentrated water discharge pipe at the downstream end of the concentrated water control valve; A concentration control valve for controlling the concentration of the concentrated water of the nanofiltration means; And a recirculation pipe for supplying secondary filtration water in which salt is secondarily removed from the nano-filter means between a suction pump for supplying raw water and a high-pressure pump.

상기 고압펌프를 중심으로 후단의 관로와 연결하여 상기 고압펌프의 전단으로 고압펌프로부터 배출된 유량을 일부 회수시키는 회수관 및 상기 회수관에 설치된 체크밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 시스템에 의하여 달성된다.And a check valve provided in the recovery pipe for connecting the pipe to the rear end of the high-pressure pump and partially recovering the flow rate discharged from the high-pressure pump to the front end of the high-pressure pump. Water saving system.

상기 나노필터는 일정한 온도로 공급된 농축수를 가열하는 가열수단이 내측에 설치되어 가열수단에 의해 가열된 농축수의 염을 제거하는 여과필터부재와 상기 여과필터부재와 가열수단이 설치되는 챔버하우징으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 시스템에 의하여 달성된다.Wherein the nano-filter includes a filtering filter member which is installed at the inner side to heat the concentrated water supplied at a predetermined temperature and removes salt of the concentrated water heated by the heating means, a chamber housing And a control unit for controlling the concentration of the concentrated water in the water purification apparatus.

상기 흡임펌프의 전단에 저장탱크를 설치하여 일시 공급되는 원수를 저장 후 흡입펌프를 통해 공급하며 이때 나노필터에서 여과된 2차 여과수를 상기 저장탱크에 저장하여 혼합된 혼합수를 다시 흡입펌프에서 흡입하도록 하는 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 시스템.The storage tank is installed at the front end of the suction pump to store the temporarily supplied raw water and supply the filtered raw water through the suction pump. At this time, the filtered secondary water filtered in the nano filter is stored in the storage tank, And the amount of water to be concentrated is reduced.

상기와 같은 본 발명인 정수장치의 농축수 절감 시스템을 구현하는 방법으로는 원수를 RO필터를 이용하여 정제한 정재수를 외부로 배출하고 농축수는 다시 한번 정제하여 염의 농도를 저하시킨 후 2차 여과수를 원수와 함께 고압펌프 전단에 공급함으로써 원수와 2차 여과수가 혼합되도록 하여 염의 농도가 저하됨으로 RO필터에 축적되는 염의 부하를 방지하여 RO필터의 수명을 단축시키며 배출되는 농축수의 드레인량을 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 방법에 의하여 달성된다.As a method for realizing the concentrated water reducing system of the present invention, the raw water purified by using an RO filter is discharged to the outside, the concentrated water is purified again to lower the concentration of the salt, By supplying the raw water with the raw water at the front end of the high-pressure pump, the raw water and the secondary filtered water are mixed to lower the salt concentration, thereby reducing the salt load accumulated in the RO filter, shortening the life of the RO filter and reducing the drain amount of the discharged concentrated water And the amount of water to be concentrated is reduced.

이와 같은 본 발명은 RO필터를 이용하여 정제한 정재수를 외부로 배출하고 농축수는 다시 한번 정제하여 염의 농도를 저하시킨 후 2차 여과되어 2차 여과수를 원수와 함께 고압펌프 전단에 공급함으로써 공급되는 원수와 2차 여과수가 혼합되도록 하여 염의 농도가 저하됨으로 RO필터에 축적되는 염의 부하를 방지하여 RO필터의 수명을 단축시키는 문제점을 해소하고 상기 농축수의 드레인량을 감소시키고 또한 정수시 필요한 동력을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.In the present invention, the purified water purified using the RO filter is discharged to the outside, the concentrated water is purified again to lower the concentration of the salt, and then the second filtered water is supplied to the front end of the high pressure pump together with the raw water The concentration of the salt is reduced by mixing the raw water and the secondary filtration water, thereby preventing the salt load accumulated in the RO filter from being reduced, shortening the life of the RO filter, reducing the drainage amount of the concentrated water, It is possible to reduce the power consumption.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 정수장치의 농축수 절감 시스템의 구성을 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명의 요부인 나노필터수단의 구조를 보여주는 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an exemplary diagram showing a configuration of a concentrated water reducing system of a water purification apparatus to which the technique of the present invention is applied; Fig.
2 is a schematic view showing the structure of a nanofilter means which is a main part of the present invention.
3 is an exemplary diagram showing another embodiment of the present invention;

이하 본 발명의 방람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도 1은 본 발명의 기술이 적용된 정수장치의 농축수 절감 시스템의 구성을 보여주는 예시도로서 이에 따른 본 발명의 정수장치의 농축수 절감 시스템은 원수를 이동시키는 흡입펌프(10)와 흡입된 원수를 강제 이송시키는 고압펌프(20)와; 펌프에 의해 이송되어 공급된 원수에 포함되어 있는 염과 이물질을 제거하는 RO필터(30)와; 상기 RO필터(30)로부터 여과된 처리수를 배출하는 정제수 배출파이프(40a)와; 상기 RO필터(30)로부터 여과 후 발생된 농축수를 배출하는 농축수 배출파이프(40b)와; 상기 농축수 배출파이프(40b)가 연결 설치되어 있는 RO필터(30)의 배출유량을 제어하여 농축수 비율을 조절하는 농축수제1조절밸브(50a)와; 상기 농축수제1조절밸브(50a)와 일정간격 이격되어 설치되며 상기 농축수제1조절밸브(50a)를 통과한 농축수를 나노필터수단(60)으로 이동시키면서 나노필터수단(60)으로 공급되는 유량을 제어하는 농축수리턴유량조절밸브(50b)와; 상기 농축수제1조절밸브(50a) 후단의 농축수 배출파이프(40b)와 연결된 나노필터수단(60)과; 상기 농축수제1조절밸브(50a)를 통과한 농축수를 나노필터수단(60)으로 이동시키면서 나노필터수단(60)으로 공급되는 유량을 제어하여 농축수 비율을 조절하는 농축수제2조절밸브(70)와; 원수를 공급하는 흡입펌프(10)와 고압펌프(20) 사이에 나노필터수단(60)에서 염분이 2차 제거된 2차 여과수를 공급하는 재순환파이프(90)를 포함하여 이루어진 구조이다.FIG. 1 is an exemplary view showing a configuration of a concentrated water reducing system of a water purification apparatus to which the technology of the present invention is applied. The concentrated water reduction system of the water purification apparatus according to the present invention comprises a suction pump 10 for moving raw water, A high-pressure pump 20 for forcibly feeding raw water; An RO filter (30) for removing salts and foreign substances contained in the raw water transferred by the pump and supplied; A purified water discharge pipe 40a for discharging the treated water filtered from the RO filter 30; A concentrated water discharge pipe 40b for discharging the concentrated water generated after filtration from the RO filter 30; A concentrated water control valve 50a for controlling the flow rate of the RO filter 30 connected to the concentrated water discharge pipe 40b to control the concentration water ratio; The concentrated water which is spaced apart from the concentrated water control valve 50a by a predetermined distance and flows through the concentrated water control valve 50a is transferred to the nano-filter means 60, A concentrated water return flow rate control valve 50b for controlling the flow rate of the concentrated water; A nano-filter means 60 connected to the concentrated water discharge pipe 40b at the downstream end of the concentrated water control valve 50a; A concentrated water double regulating valve 70 for controlling the flow rate of concentrated water while controlling the flow rate of the concentrated water passed through the concentrated water control valve 50a to the nanofilter means 60, )Wow; And a recirculation pipe (90) for supplying secondary filtration water in which salt is secondarily removed from the nano-filter means (60) between the suction pump (10) for supplying raw water and the high pressure pump (20).

이때 상기 고압펌프(20)를 중심으로 후단의 관로와 연결하여 상기 고압펌프(20)의 전단으로 고압펌프(20)로부터 배출된 유량을 일부 회수시키는 회수관(80a) 및 상기 회수관(80a)에 설치된 체크밸브(80b)를 설치하는 것이 바람직하다.A return pipe 80a connected to the rear end channel around the high pressure pump 20 to partially recover the flow rate discharged from the high pressure pump 20 to the front end of the high pressure pump 20, It is preferable to provide the check valve 80b provided in the check valve 80b.

한편 상기 나노필터수단(60)은 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 온도로 공급된 농축수를 가열하는 가열부재(61)가 내측에 설치되어 가열부재(61)에 의해 가열된 농축수의 염분을 제거하는 여과필터부재(62)와 상기 여과필터부재(62)와 가열부재(61)가 설치되는 챔버하우징(63)으로 이루어진 구조이다. 상기 농축수리턴유량조절밸브(50b)에 의해 공급량이 조절된 농축수는 챔버하우징(63)를 관통하여 여과필터부재(62)의 내측으로 공급되도록 연결된다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, the nano-filter means 60 includes a heating member 61 for heating the concentrated water supplied at a constant temperature, And a chamber housing 63 in which the filtration filter member 62 for removing salt and the filtration filter member 62 and the heating member 61 are installed. The concentrated water, whose supply amount is controlled by the concentrated water return flow rate control valve 50b, is connected to be supplied to the inside of the filtration filter member 62 through the chamber housing 63.

상기 가열부재(61)에 의해 가열되는 온도는 바람직하게는 20~30℃이다. 상기 가열온도가 20℃ 이하가 되면 여과성능 저하되는 문제가 있고 30℃ 이상이면 RO필터가 변형되는 문제가 있기 때문이다.The temperature to be heated by the heating member 61 is preferably 20 to 30 占 폚. If the heating temperature is below 20 ° C, the filtration performance is deteriorated. If the heating temperature is above 30 ° C, there is a problem that the RO filter is deformed.

한편 고압펌프(20)를 중심으로 후단의 관로와 연결하여 상기 고압펌프(20)의 전단으로 고압펌프(20)로부터 배출된 유량을 일부 회수시키는 회수관(80a) 및 상기 회수관(80a)에 설치된 체크밸브(80b)를 포함하여 이루어진 것을 구조이다.A return pipe 80a connected to the rear end channel around the high pressure pump 20 for partially recovering the flow rate discharged from the high pressure pump 20 to the front end of the high pressure pump 20, And a check valve 80b installed therein.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 작동은 흡입펌프(10)에 의해 원수가 RO필터(30)쪽으로 흡입 이송되면 이때 원수의 이송이 용이하도록 흡입펌프(10)와 RO필터(30) 사이에는 고압펌프(20)가 설치되어 있어 흡입된 원수를 일정한 압력으로 강제 이송시키게 된다.The operation of the present invention having the above structure is such that when the raw water is sucked to the RO filter 30 by the suction pump 10 and then the raw water is fed to the RO filter 30, The pump 20 is installed to force the raw water to be delivered at a constant pressure.

펌프에 의해 이송되어 공급된 원수는 상기 RO필터(30)에 의해 염분과 이물질이 제거되어 정제수와 농축수로 구분되어 배출된다. 이때 상기 정재수는 상기 RO필터(30)로부터 여과된 처리수를 배출하는 정제수 배출파이프(40a)에 의해 배출되며 다른 하나는 상기 RO필터(30)로부터 여과 후 발생된 농축수를 배출하는 농축수 배출파이프(40b)를 통해 1차 여과된 농축수가 배출된다.The raw water transferred and supplied by the pump is separated into purified water and concentrated water by removing the salt and foreign matter by the RO filter (30). The purified water is discharged by the purified water discharge pipe 40a for discharging the treated water filtered from the RO filter 30 and the other is discharged from the RO filter 30 by discharging the concentrated water generated after filtration The concentrated filtered water is discharged through the pipe 40b.

상기 농축수가 배출되는 농축수 배출파이프(40b) 상에는 농축수제1조절밸브(50a)가 설치되어 있어 RO필터(30)의 배출유량을 제어하면서 농축수 비율을 조절하게 된다. A concentrated water control valve 50a is provided on the concentrated water discharge pipe 40b through which the concentrated water is discharged to control the discharge water flow rate of the RO filter 30 while controlling the concentration water ratio.

가령 상기 농축수제1조절밸브(50a)를 많이 개방하면 RO필터(30)로부터 배출량이 많아지게 되면서 농도가 낮아지게 조절되는 것이고 반대로 농축수제1조절밸브(50a)를 적게 개방하면 RO필터(30)로부터 배출되는 유량이 적게 배출되면서 원수가 RO필터에 오래 체류하기 때문에 농도가 높아지게 조절되는 것이다.The RO filter 30 is controlled to be lowered in concentration by increasing the discharge amount from the RO filter 30 when the concentrated water control valve 50a is opened to a large extent, The raw water is kept in the RO filter for a long time, so that the concentration is adjusted to be higher.

상기 농축수제1조절밸브(50a)를 통과한 1차 여과된 농축수는 농축수제1조절밸브(50a)의 후단에 설치된 농축수리턴유량조절밸브(50b)에 의하여 나노필터수단(60)으로 보내지는 농축수의 유량을 조절한다.The primary filtered water which has passed through the concentrated water control valve 50a is sent to the nanofilter means 60 by the concentrated water return flow rate control valve 50b provided at the downstream end of the concentrated water control valve 50a Controls the flow rate of the concentrated water.

예컨대 상기 농축수리턴유량조절밸브(50b)를 많이 개방하면 농축수는 그대로 외부로 버려지고 농축수리턴유량조절밸브(50b)를 잠그거나 적게 개방되면 배출되던 농축수는 나노필터수단(60)으로 순환시킨다. For example, when the concentrated water return flow rate control valve 50b is opened to a large extent, the concentrated water is directly discharged to the outside, and when the concentrated water return flow rate control valve 50b is locked or opened little, Circulate.

즉 본 발명에서는 RO필터(30)에 별도의 장치를 두지 않고 1차적으로 농축수제1조절밸브(50a)를 조절하여 농축수 비율을 정하고 그 이후 고압이 필요치 않은 나노막의 모듈을 별도의 가압 펌프를 두지 않고 농축수리턴유량조절밸브(50b)를 조절하여 나노필터수단(60)으로 유입되는 유량을 조절하고 나노필터수단(60)의 농축수량을 농축수제2조절밸브(50b)를 이용하여 조절하여 유입수의 염의 농도를 50%를 절감하여 이를 다시 RO 모듈에 있는 고압펌프(20) 전단에 연결하여 운전한다.That is, in the present invention, the concentration of the concentrated water is firstly adjusted by adjusting the concentrated water control valve 50a without providing any additional equipment in the RO filter 30, and then the module of the nano membrane, which does not require high pressure, The concentrated water return flow rate control valve 50b is adjusted to adjust the flow rate of the nanofilter means 60 and the concentrated water amount of the nanofilter means 60 is adjusted using the concentrated water control valve 50b Reduce the concentration of salt in the influent water by 50% and connect it to the front of the high-pressure pump (20) in the RO module.

이때 나노필터수단(60)은 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 온도로 공급된 농축수를 가열하는 가열부재(61)이 내측에 설치되어 가열부재(61)에 의해 가열된 농축수의 염을 제거하는 여과필터부재(62)와 상기 여과필터부재(62)와 가열부재(61)가 설치되는 챔버하우징(63)으로 이루어진 구조이다.At this time, as shown in FIG. 2, the nano-filter means 60 is provided with a heating member 61 for heating the concentrated water supplied at a constant temperature, and is provided with a salt of concentrated water heated by the heating member 61 And a chamber housing 63 in which the filtration filter member 62 and the heating member 61 are installed.

따라서 나노필터수단(60)으로 이송되어온 농축수는 여과필터부재(62)의 내측으로 공급되지만 상기 여과필터부재(62)에는 가열부재(61)에 의해 농축수가 20~30℃로 가열되면서 일정한 체적내부에 온도 상승에 따른 압력이 발생되어 여과필터부재(62)의 외측방향으로 용이하게 농축수를 이동시켜 염도를 조절할 수 있다. 상기 가열부재(61)는 별도의 가압 펌프를 두지 않고 일정한 압력을 발생시켜 농축수를 이동시키며 또한 농축수의 이동을 용이하게 하는 것이다.Therefore, the concentrated water transferred to the nano-filter means 60 is supplied to the inside of the filtration filter member 62, but the concentrated water is heated by the heating member 61 to the filtration filter member 62, A pressure due to a temperature rise is generated in the inside of the filtration filter member 62 and the concentrated water can be easily moved toward the outside of the filtration filter member 62 to control the salinity. The heating member 61 generates a constant pressure without a separate pressurizing pump to move the concentrated water and facilitate the movement of the concentrated water.

한편 고압펌프(20)를 중심으로 후단의 관로와 연결하여 상기 고압펌프(20)의 전단으로 고압펌프(20)로부터 배출된 유량을 일부 회수시키는 회수관(80a) 및 상기 회수관(80a)에 설치된 체크밸브(80b)가 설치되어 있는데 상기 체크밸브(80b)는 해수담수화 또는 역삼투 정수장치 즉 정수시스템에 있어서 새 필터의 사용시 초기에는 고압펌프 용량에 따라 필요한 생산량보다 많이 생산됨 이후 필터의 오염 등으로 동일한 펌프를 사용해도 생산수량이 초기보다 감소하는 것이 일반적이다.A return pipe 80a connected to the rear end channel around the high pressure pump 20 for partially recovering the flow rate discharged from the high pressure pump 20 to the front end of the high pressure pump 20, The check valve 80b is installed in the seawater desalination or reverse osmosis purification system, that is, in the water purification system, when the new filter is used, It is common that the production quantity is reduced from the initial value even if the same pump is used.

따라서 초기에 고압펌프(20) 부하를 줄이기 위해 고압펌프 후단에 유량을 조절할 수 있는 체크밸브(80b)가 있는 회수관을 고압펌프 전단에 연결하여 필터에 가해지는 유량을 조절 가능하게 함으로써 펌프를 효율적으로 이용함으로써 에너지 절감과 효율적인 멤브레인 필터의 운영으로 비용이 절감되는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, in order to reduce the load of the high-pressure pump 20 at the beginning, a return pipe having a check valve 80b capable of controlling the flow rate at the rear end of the high-pressure pump is connected to the front end of the high-pressure pump so that the flow rate applied to the filter can be adjusted, It is possible to save energy by reducing energy and operating an efficient membrane filter.

한편 첨부도면 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보여주는 예시도로써 상기 흡임펌프(10)의 전단에 저장탱크를 설치하여 일시 공급되는 원수를 저장 후 흡입펌프(10)를 통해 공급하며 이때 나노필터수단(60)에서 여과된 전처리수를 상기 저장탱크에 저장하여 혼합된 혼합수를 다시 흡입펌프(10)에서 흡입하도록 하는 사용할 수 있다.FIG. 3 is an exemplary view showing another embodiment of the present invention. In FIG. 3, a storage tank is provided at a front end of the suction pump 10 to store temporarily supplied raw water and supply the raw water through a suction pump 10, The pretreated water filtered by the means 60 may be stored in the storage tank and the mixed water may be sucked back into the suction pump 10 again.

이때 상기 저장탱크에 공급되는 원수는 RO필터(30)에 의해 배출되는 정재수의 배출량만큼 재충입되는 것이다. 상기 저장탱크의 유량을 100톤이고 흡입펌프(10)의 흡입량은 30톤이고 정재수는 10톤 나노필터수단(60)로 전달되는 유량은 20톤 농축수로 버려지는 유량을 10톤이라고 가정할 경우 정재수 10톤과 농축수 10톤을 재외한 10톤이 다시 저장탱크로 재충입된다.At this time, the raw water supplied to the storage tank is reintroduced by the amount of the purified water discharged by the RO filter (30). When the flow rate of the storage tank is 100 tons, the suction amount of the suction pump 10 is 30 tons, and the flow rate of the purified water is 10 tons, the concentration of 20 tons of concentrated water is 10 tons 10 tons of concentrated water and 10 tons of concentrated water will be reloaded into the storage tank again.

따라서 최초 저장탱크의 전체 유량에서 20톤이 버려졌기 때문에 20톤의 원수가 저장탱크에 충입되는 것으로 이때 10의 전처리된 깨끗한 물이 재순환되어 공급됨으로 재 순환된 유량 만큼 염분이 점진적으로 낮아지는 것이다.Therefore, 20 tons of raw water is thrown away from the total storage tank of the initial storage tank, so that 20 tons of raw water is loaded into the storage tank. At this time, 10 pre-treated clean water is recycled and the salinity is gradually lowered by the recirculated flow rate.

상기와 같은 본 발명인 정수장치의 농축수 절감 시스템은 지하수, 상수도, 해수 등을 원수로 사용하고 RO필터를 이용하여 정제한 정재수를 외부로 배출하고 농축수는 다시 한번 정제하여 염의 농도를 저하시킨 후 2차 여과수를 원수와 함께 고압펌프 전단에 공급함으로써 공급되는 원수와 2차 여과수가 혼합되도록 하여 염의 농도를 저하시켜 RO필터에 축적되는 염의 부하를 방지하여 RO필터의 수명을 단축시키며 배출되는 농축수의 드레인량을 감소시키도록 하는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.In the concentrating water reducing system of the present invention, purified water purified using an RO filter is used as raw water, ground water, tap water, and seawater as raw water, and concentrated water is purified again to lower the concentration of salt The second filtered water is supplied to the upstream of the high pressure pump together with the raw water to mix the supplied raw water with the second filtered water to lower the concentration of the salt to prevent the salt load accumulated in the RO filter to shorten the life of the RO filter, It is an extremely useful invention that has an effect of reducing the amount of drain of the battery.

10 : 흡입펌프 20 : 고압펌프
30 : RO필터
40a : 배출파이프 40b : 배출파이프
50a : 농축수제1조절밸브 50b : 농축수리턴유량조절밸브
60 : 나노필터수단 61 : 가열부재
62 : 여과필터부재 63 : 챔버하우징
70 : 농축수제2조절밸브
80a : 회수관 80b : 체크밸브
90 : 재순환파이프10: Suction pump 20: High pressure pump
30: RO filter
40a: exhaust pipe 40b: exhaust pipe
50a: Concentrated handmade 1 control valve 50b: Concentrated water return flow control valve
60: nano filter means 61: heating member
62: filtration filter member 63: chamber housing
70: Concentrated handmade 2 control valve
80a: Return pipe 80b: Check valve
90: recirculation pipe

Claims (5)

정수장치의 농축수 절감 시스템에,
원수를 이동시키는 흡입펌프와 흡입된 원수를 강제 이송시키는 고압펌프와;
펌프에 의해 이송되어 공급된 원수에 포함되어 있는 염과 이물질을 제거하는 RO필터와;
상기 RO필터로부터 여과된 정제수를 배출하는 정제수 배출파이프와;
상기 RO필터로부터 여과 후 발생된 농축수를 배출하는 농축수 배출파이프와;
상기 농축수 배출파이프 상에 설치되어 RO필터의 배출유량을 제어하여 농축수 비율을 조절하는 농축수제1조절밸브와;
상기 농축수제1조절밸브와 일정간격 이격되어 설치되며 상기 농축수제1조절밸브를 통과한 농축수를 나노필터수단으로 이동시키면서 나노필터수단으로 공급되는 유량을 제어하는 농축수리턴유량조절밸브와;
상기 농축수제1조절밸브 후단의 농축수 배출파이프와 연결된 나노필터수단과;
상기 나노필터수단의 농축수의 농도를 조절하는 농축수제2조절밸브와;
원수를 공급하는 흡입펌프와 고압펌프 사이에 나노필터수단에서 염분이 2차 제거된 처리수를 공급하는 재순환파이프를 포함하여 이루어진 것이며,
상기 고압펌프를 중심으로 후단의 관로와 연결하여 상기 고압펌프의 전단으로 고압펌프로부터 배출된 유체를 일부 회수시키는 회수관 및 상기 회수관에 설치된 체크밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 시스템.
In a concentrated water reduction system of a water purification apparatus,
A suction pump for moving the raw water and a high pressure pump for forcibly feeding the raw water sucked;
An RO filter for removing salts and foreign substances contained in the raw water transferred and supplied by the pump;
A purified water discharge pipe for discharging the filtered purified water from the RO filter;
A concentrated water discharge pipe for discharging the concentrated water generated after filtration from the RO filter;
A concentrated water handler 1 control valve installed on the concentrated water discharge pipe to control a discharge water flow rate of the RO filter to control a concentration water ratio;
A concentrated water return flow rate control valve disposed at a predetermined distance from the concentrated water control valve and controlling the flow rate of the concentrated water passing through the concentrated water control valve to the nanofiltration means while controlling the flow rate of the concentrated water;
A nanofilter means connected to the concentrated water discharge pipe at the downstream end of the concentrated water control valve;
A concentration control valve for controlling the concentration of the concentrated water of the nanofiltration means;
And a recirculation pipe for supplying treated water in which salt is secondarily removed from the nano-filter means between a suction pump for supplying raw water and a high-pressure pump,
And a check valve provided in the recovery pipe for connecting the pipeline to the rear end of the high pressure pump to partially recover the fluid discharged from the high pressure pump to the front end of the high pressure pump. Water reduction system.
삭제delete 제1항에 있어서
상기 나노필터수단은 일정한 온도로 공급된 농축수를 가열하는 가열부재가 내측에 설치되어 가열부재에 의해 가열된 농축수의 염분을 제거하는 여과필터부재와 상기 여과필터부재와 가열수단이 설치되는 챔버하우징으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 시스템.
The method of claim 1, wherein
Wherein the nano-filter means includes a heating member for heating the concentrated water supplied at a predetermined temperature, a filtering filter member for removing salt of the concentrated water heated by the heating member, And a housing for storing the concentrated water.
제1항에 있어서
상기 흡입펌프의 전단에 저장탱크를 설치하여 일시 공급되는 원수를 저장 후 흡입펌프를 통해 공급하며 이때 나노필터수단에서 염분이 2차 제거된 처리수를 상기 저장탱크에 저장하여 혼합된 혼합수를 다시 흡입펌프에서 흡입하도록 하는 것을 특징으로 하는 정수장치의 농축수 절감 시스템.The method of claim 1, wherein
A storage tank is provided at a front end of the suction pump to store temporarily supplied raw water and supply the treated raw water through a suction pump. At this time, the treated water in which salt is removed secondarily is stored in the storage tank, And a suction pump for sucking the concentrated water. 삭제delete
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