KR101965784B1 - Water treatment system using deionization - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탈이온 방식을 이용한 정수 처리 시스템 및 이를 이용한 정수 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소요되는 에너지를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 구조가 간단하고 재생효율을 향상시킬 수 있는 탈이온 방식을 이용한 정수 처리 시스템 및 이를 이용한 정수 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a water treatment system using a deionization system and a water treatment method using the same, and more particularly, to a water treatment system using a deionization system capable of reducing energy consumption, And a method for treating water using the same.
일반적으로 원수를 처리하여 정수를 생성하는 수처리 장치는 현재 다양한 방식이 연구 개발되고 있으며, 이중에서 EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization)와 같은 전기 탈이온 방식이 최근 각광을 받고 있으며, 특히 최근에는 축전식 탈이온 방식인 CDI(Capacitive DeIonization) 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In general, water treatment devices that treat raw water to generate purified water have been developed and developed in various ways. Among them, electric deionization methods such as EDI (Electro Deionization), CEDI (Continuous Electro Deionization) and CDI (Capacitive Deionization) Recently, research on a capacitive deionization (CDI) method, which is a storage deionization method, has been actively conducted.
한편, 이러한 CDI 방식은 전기적인 힘에 의해 전극의 표면에서 이온이 흡착되고 탈착되는 원리를 이용하여 이온(오염물질)을 제거하는 방식으로, 도 1에 나타난 바와 같이 양극과 음극에 각각 전압을 인가시킨 상태에서 이온을 포함하는 처리수를 양극과 음극 사이로 통과시키면, 음이온은 양극으로 이동하고 양이온은 음극으로 이동하면서 각 전극에서 이온성 여과물질(1)의 흡착이 발생하며, 이를 통해 처리수 내 이온성 여과물질 제거하도록 되어 있다. 그러나 이렇게 전극이 계속적으로 이온성 여과물질을 흡착하게 되면 전극은 더 이상 이온성 여과물질을 흡착할 수 없는 포화상태에 이르게 되는데, 이와 같은 상태에 이르게 되면 도 2에 나타난 바와 같이 흡착할 때와는 반대인 전압을 각 전극에 인가하여 각 전극에 흡착된 이온성 여과물질들을 탈착시킴으로써, 전극을 다시 재생되도록 하고 있다. Meanwhile, in the CDI method, ions (contaminants) are removed using the principle that ions are adsorbed and desorbed from the surface of the electrodes by an electric force. As shown in FIG. 1, voltages are applied to the positive and negative electrodes When the treated water containing ions is passed between the anode and the cathode, the anion moves to the anode and the cation moves to the cathode, so that the adsorption of the ionic filtration material (1) occurs at each electrode, Thereby removing the ionic filtration material. However, when the electrode continuously adsorbs the ionic filtration material, the electrode reaches a saturation state in which the ionic filtration material can no longer be adsorbed. When this state is reached, as shown in FIG. 2, An opposite voltage is applied to each electrode to desorb ionic filtration materials adsorbed on each electrode, thereby regenerating the electrode again.
그런데 상기한 종래의 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 처리 시스템은 이온흡착을 통해 여과가 이루어지는 정수모드와 전극의 재생을 위한 재생모드 각각을 유지하기 위한 전기 에너지가 많이 소요되어 에너지 비용이 증가하고, 재생모드 시 역이온화에 의한 재흡착을 방지하기 위한 제어가 까다롭고 재생효율이 저하되는 문제점이 있었다. However, in the conventional water treatment system using the storage deionization system, a large amount of electric energy is required to maintain the purification mode for filtering through ion adsorption and the regeneration mode for regeneration of the electrode, There is a problem that control for preventing re-adsorption by reverse ionization in the regeneration mode is difficult and regeneration efficiency is deteriorated.
본 발명은 에너지 비용을 저감시킬 수 있으며, 재생모드의 제어가 용이하고 재생효율을 향상시킬 수 있는 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 처리 시스템 및 이를 이용한 정수 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a water treatment system using a storage type deionization system capable of reducing energy cost, easily controlling a regeneration mode and improving regeneration efficiency, and a water treatment method using the same.
이를 위해 본 발명은 정수모드 시에는 공급되는 정수전압에 의하여 처리수 내에 포함된 이온여과물질을 흡착하고, 재생모드 시에는 공급되는 재생전압에 의하여 흡착된 상기 이온여과물질을 탈착하는 한 쌍의 전극을 포함하는 탈이온 여과모듈과; 상기 탈이온 여과모듈에 전력을 공급하는 전원모듈; 그리고 상기 탈이온 여과모듈의 전극에 인가 유무 및 극성을 제어하여 상기 탈이온 여과모듈이 정수모드 또는 재생모드를 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되고: 상기 정수모드와 상기 재생모드는, 각각 전극 쌍에 인가되는 전압의 극성이 변경됨에 의해 결정된다.To this end, the present invention is characterized in that in the purification mode, a pair of electrodes for adsorbing the ion filtering substance contained in the treated water by the supplied constant voltage and desorbing the ion filtering substance adsorbed by the supplied regeneration voltage in the regeneration mode A deionization module including a deionization module; A power module for supplying power to the deionization filtration module; And a control unit controlling the presence or absence of the application and the polarity of the deionized filtration module so that the deionization filtration module performs an integer mode or a regeneration mode, And the polarity of the voltage applied to the pair is changed.
이때, 상기 탈이온 여과모듈은, 복수 개가 구비되고; 복수의 탈이온 여과모듈은 그룹화되어 구분되며; 어느 한 그룹의 탈이온 여과모듈이 정수모드 수행시, 적어도 다른 어느 하나 이상의 탈이온 여과모듈 그룹은 재생모드를 수행하도록 제어될 수 있다.At this time, a plurality of deionization filtration modules are provided; The plurality of deionization filtration modules are grouped and separated; At least one of the other deionization filtration module groups can be controlled to perform the regeneration mode when the deionization filtration module of any one group performs the integral mode.
그리고 상기 전원모듈과 연결되어 정수모드 시 전압을 공급받아 충전하고, 상기 탈이온 여과모듈과 연결되어 재생모드 시 충전된 전력을 이용하여, 상기 탈이온 여과모듈에 상기 재생전압을 인가하는 축전모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.And a power storage module connected to the power module to charge the power supply in the constant mode and to charge the regenerative voltage to the deionization filtration module using the power charged in the regeneration mode, And the like.
또한, 상기 축전모듈은, 상기 탈이온 여과모듈 그룹 별로 각각 하나 이상이 구비될 수도 있다.In addition, the power storage module may include one or more each of the deionization filtration module groups.
그리고 상기 축전모듈은, 방전되는 전압세기가 점진적으로 감소하여 상기 재생전압이 점진적으로 감소하도록 형성될 수도 있다.In addition, the power storage module may be formed such that the discharged voltage gradually decreases and the regenerative voltage gradually decreases.
또한, 상기 제어부는, 상기 정수모드 및 재생모드에 따라 상기 전원모듈, 상기 탈이온 여과모듈 및 상기 축전모듈의 전기적 연결 상태를 제어할 수도 있다.Also, the controller may control an electrical connection state of the power module, the deionization filtration module, and the power storage module according to the integer mode and the reproduction mode.
그리고 상기 탈이온 여과모듈 및 상기 축전모듈은 상기 스위치부에 의해 병렬 연결될 수도 있다.The deionization filtration module and the power storage module may be connected in parallel by the switch unit.
또한, 상기 스위치부는, 상기 정수모드시 상기 탈이온 여과모듈 및 상기 축전모듈에 상기 전원모듈로부터 정수전압을 제공하고; 상기 재생모드시 상기 탈이온 여과모듈에 상기 축전모듈에 충전된 전력으로부터 재생전압을 제공할 수도 있다.In addition, the switch unit may supply the constant voltage from the power module to the deionization filtering module and the power storage module in the constant mode; In the regeneration mode, the regeneration voltage may be supplied to the deionization filtration module from the power charged in the power storage module.
그리고 상기 제어부는, 상기 재생모드로부터 상기 정수모드로 모드 변환시, 기 설정된 지연시간(t) 이후에 상기 축전모듈에 전원을 공급하도록 상기 스위치부를 제어할 수도 있다.The control unit may control the switch unit to supply power to the power storage module after a predetermined delay time (t) at the time of mode conversion from the regeneration mode to the constant mode.
또한, 상기 탈이온 여과모듈 및 상기 축전모듈은 직렬 연결될 수도 있다.In addition, the deionization filtration module and the power storage module may be connected in series.
한편, 상기 제어부는, 상기 탈이온 여과모듈의 모드 변화시기를 감지하는 재생측정수단을 더 포함하여 구성되고; 상기 재생측정수단으로부터 수신된 신호에 의하여 상기 제어부가 상기 스위치부를 제어할 수도 있다.The control unit may further include regeneration measuring means for detecting a mode change time of the deionization filtration module, And the control unit may control the switch unit by a signal received from the reproduction measuring unit.
그리고 상기 재생시기는 상기 정수모드의 설정된 유지시간으로 형성되며, 상기 재생측정수단은, 상기 정수모드의 유지시간을 측정하는 타이머일 수도 있다.And the regeneration timing is formed at the set retention time of the constant mode, and the regeneration measurement means may be a timer for measuring the retention time of the constant mode.
한편, 상기 재생시기는 상기 정수모드 시 배출되는 상기 처리수의 설정된 이온농도로 형성되며, 상기 재생측정수단은, 상기 정수모드 시 배출되는 상기 처리수의 이온농도를 측정하는 이온측정센서일 수도 있다.On the other hand, the regeneration timing is formed at a predetermined ion concentration of the treated water discharged in the constant mode, and the regeneration measuring means may be an ion measuring sensor for measuring an ion concentration of the treated water discharged in the constant water mode .
그리고 본 발명은 상기 제1탈이온 여과모듈과 상기 제1축전모듈로 상기 정수전압을 공급하도록 상기 전원모듈을 제어하여, 상기 제1탈이온 여과모듈에서 상기 이온여과물질을 흡착하게 하고 상기 제1축전모듈에서 전압이 충전되도록 하여 상기 제1탈이온 여과모듈이 정수모드가 되게 하는 단계; 상기 제1탈이온 여과모듈이 정수모드가 되면 상기 제2탈이온 여과모듈과 상기 제2축전모듈로 상기 정수전압의 공급을 차단하도록 상기 전원모듈을 제어하여, 상기 제2탈이온 여과모듈에서 재생이 이루어지도록 하고 상기 제2축전모듈에서 충전된 전압이 점진적으로 감소하도록 방전하여 상기 제2탈이온 여과모듈로 재생전압이 점진적으로 감소하도록 공급하여 상기 제2탈이온 여과모듈이 재생모드가 되게 하는 단계; 상기 제1탈이온 여과모듈의 재생시기가 되면 상기 제1탈이온 여과모듈과 상기 제2축전모듈로 상기 정수전압의 공급을 차단하도록 상기 전원모듈을 제어하여, 상기 제1탈이온 여과모듈에서 재생이 이루어지도록 하고 상기 제1축전모듈에서 충전된 전압이 점진적으로 감소하도록 방전하여 상기 제1탈이온 여과모듈로 재생전압을 점진적으로 감소하도록 공급하여 상기 제1탈이온 여과모듈이 재생모드로 전환되게 하는 단계; 및 상기 제1탈이온 여과모듈이 재생모드가 되면 상기 제2탈이온 여과모듈과 상기 제2축전모듈로 상기 정수전압을 공급하도록 상기 전원모듈을 제어하여, 상기 제2탈이온 여과모듈에서 상기 이온여과물질을 흡착하게 하고 상기 제2축전모듈에서 전압이 충전되도록 하여 상기 제2탈이온 여과모듈이 정수모드로 전환되게 하는 단계에 의해 수행되는 탈이온화 방식을 이용한 연속 정수 처리 방법을 포함한다.The present invention controls the power module to supply the constant voltage to the first deionization filtration module and the first power storage module to cause the first deionization filtration module to adsorb the ion filtration material, Causing the power storage module to be charged with voltage so that the first deionization filtration module enters the constant mode; The first deionization filtration module controls the power module to shut off the supply of the constant voltage to the second deionization filtration module and the second power storage module when the first deionization filtration module enters the constant mode, And discharges the charged electricity in the second power storage module to gradually decrease so that the regeneration voltage is gradually reduced to the second deionization filtration module so that the second deionization filtration module is in the regeneration mode step; The first deionization filtration module controls the power module to cut off the supply of the constant voltage to the first deionization filtration module and the second power storage module when the first deionization filtration module is regenerated, And discharges the charged electricity in the first power storage module so that the voltage gradually decreases to gradually decrease the regeneration voltage to the first deionization filtration module so that the first deionization filtration module is switched to the regeneration mode ; And controlling the power module to supply the constant voltage to the second deionization filtration module and the second power storage module when the first deionization filtration module is in the regeneration mode, And causing the second power storage module to be charged with a voltage to cause the second deionization filtration module to switch to the constant mode by causing the second power storage module to adsorb the filtration material.
본 발명에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 처리 시스템 및 이를 이용한 정수 처리 방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.The water treatment system using the storage deionization system and the water treatment method using the same according to the present invention provide the following effects.
첫째, 정수모드 시에는 전원모듈을 통하여 정수전압을 공급받고, 재생모드 시에는 외부전원 대신 정수모드 시 충전된 축전모듈의 충전전압을 공급받아 재생전압으로 활용함으로써 전기 에너지를 절감할 수 있으며, 이를 통해 에너지 비용을 저감시킬 수 있다.First, in the integer mode, the constant voltage is supplied through the power module. In the regeneration mode, the charging voltage of the power storage module charged in the constant mode mode is supplied instead of the external power, Thereby reducing energy costs.
둘째, 축전모듈로부터 방전되는 전압세기가 점진적으로 감소하는 특성을 이용하여 재생전압을 자연스럽게 점진적으로 감소시킴으로써 재생모드 시 전극으로 이온여과물질들이 재흡착되는 것을 효과적으로 방지하여 재생효율을 향상시킬 수 있다. Secondly, by gradually reducing the regeneration voltage gradually by using the characteristic that the voltage intensity discharged from the power storage module gradually decreases, the regeneration efficiency can be improved by effectively preventing re-adsorption of the ion filtering materials to the electrode in the regeneration mode.
셋째, 축전모듈의 방전 전압세기가 충전량에 따라 점진적으로 감소하는 특성을 이용하여 별도의 전압제어를 할 필요 없이 재생전압을 공급하기 때문에, 재생모드 시 전압제어가 까다로운 기존과는 달리 재생모드의 제어가 용이하다. Third, since the discharge voltage of the power storage module gradually decreases according to the amount of charge, the regeneration voltage is supplied without the necessity of separate voltage control. Therefore, the regeneration mode control .
넷째, 정수모드와 재생모드를 포함하는 전체 시스템과 구조가 간단하여 제조가 용이하고 경제적이다. Fourth, the entire system including the constant mode and the regenerative mode and the structure thereof are simple and easy to manufacture and economical.
도 1 및 도 2는 일반적인 축전식 탈이온 방식에서 정수모드와 재생모드를 각각 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명에 의한 정수 시스템의 제어부 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 시스템의 일 동작 형태를 도시한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 시스템의 다른 동작 형태를 도시한 예시도이다.FIG. 1 and FIG. 2 are views showing an integer mode and a regeneration mode in a general condensation type deionization system, respectively.
3 is a configuration diagram showing the configuration of a water purification system using a storage deionization system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a water purification system using a storage deionization system according to another embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram showing the configuration of a water purification system using a storage deionization system according to another embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing the configuration of a control unit of the water purification system according to the present invention.
FIG. 7 is an exemplary view showing an operation mode of a water purification system using a storage deionization system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an exemplary view showing another operation mode of a water purification system using a storage deionization system according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 처리 시스템(이하 ‘정수 처리 시스템’이라 한다)은, 탈이온 여과모듈(100), 전원모듈(200), 제어부(200) 및 축전모듈(300)을 포함한다.3, a water treatment system using a storage deionization system according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a "water treatment system") includes a
상기 탈이온 여과모듈(100)은 한 쌍으로 서로 이격되게 배치되고 그 사이로 처리수가 유동하는 한 쌍의 전극(110,120)을 포함한다. 여기서, 상기 탈이온 여과모듈(100)은 처리수가 통과할 수 있는 공간을 두고 서로 이격된 상기 한 쌍의 전극(110,120)들과, 상기 전극(110,120)들을 수용하고 상기 처리수가 유입되고 정수와 세척수가 유출되는 케이스를 포함할 수 있으며, 이러한 구성은 공지의 탈이온 방식을 이용한 필터모듈을 적용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The deionization and
상기 탈이온 여과모듈(100)은 상기 한 쌍의 전극(110,120)으로 정수전압이 인가되면, 상기 전극(110,120)의 표면으로 처리수 내에 포함된 이온여과물질이 흡착하게 되어 처리수를 여과하는 정수모드가 진행된다. When the constant voltage is applied to the pair of
또한, 상기 탈이온 여과모듈(100)은 정수모드가 지속됨에 따라 상기 전극(110,120)의 표면으로 이온여과물질이 과다하게 축적되어 포화상태가 되면 정수효과가 저감되어, 이를 해결하기 위한 재생모드로의 전환이 이루어진다. 여기서, 상기 재생모드는 상기 정수모드와는 달리 상기 전극(110,120)의 극성을 달리한 후 재생전압을 인가함으로써 전극(110,120) 표면에 흡착된 이온여과물질이 탈착되도록 하고, 이를 통해 전극(110,120)의 세척과정(재생모드)이 이루어지도록 되어 있다. In addition, the
상기 전원모듈(200)은 전원공급라인(201)을 통하여 전력을 공급하는 부분으로, 공지의 외부에서 전원을 공급받는 외부전원부 또는 자체적인 발전을 하여 자체전원을 얻을 수 있는 전원부 등을 적용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
한편, 상기 제어부(400)는 상기 전원모듈(200)로부터 제공된 전원을 본 발명에 의한 정수 시스템을 운전 상태에 따라 상기 탈이온여과모듈(100) 및 축전모듈(300)에 선택적으로 선별하여 제공하는 것으로, 이를 위해 전기적 연결을 제어할 수 있는 스위치부(420)를 포함하여 구성되는 바, 이에 대하여는 이후에 다시 상세히 설명하기로 한다.The
상기 축전모듈(300)은 상기 전원모듈(200)에 대하여 상기 탈이온 여과모듈(100)과 병렬로 배치되어 있다. 상기 축전모듈(300)은, 상기 전원모듈(200)과 상기 탈이온 여과모듈(100)의 한 쌍의 전극(110,120)과 각각 연결되어, 정수모드 시 상기 전원모듈(200)로부터 전압을 공급받아 충전하고, 재생모드 시 상기 탈이온 여과모듈(100)로 충전된 전압을 방전하여 재생전압을 공급한다.The
한편, 상기 축전모듈(300)은, 상기 전원모듈(200)의 전압 공급이 없는 상태에서 상기 탈이온 여과모듈(100)로 충전된 전압을 일정 시간 방전하게 되면, 충전된 전압이 점차적으로 소모되어 방전되는 전압세기도 점진적으로 감소하게 된다. 이에 따라 상기 탈이온 여과모듈(100)로 공급되는 재생전압도 점진적으로 감소하게 되어, 재생모드 시 전극(110,120)으로 이온여과물질들이 다시 흡착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 재생효율을 향상시킬 수 있다. Meanwhile, when the voltage charged in the
즉, 상기한 재생모드 시에는 초기에 재생전압으로 인하여 흡착된 이온여과물질이 탈착되지만, 어느 정도 재생시간이 경과하여 전극(110,120)의 표면으로 이온여과물질의 탈착이 진행되면 이온여과물질이 탈착된 전극(110,120)의 표면에 이와 대응되는 극성을 갖는 이온여과물질이 다시 흡착하게 된다. 이 때문에, 이러한 재생모드 시 이온여과물질이 전극(110,120)에 재흡착이 되지 않도록 재생모드 시 별도의 재생전압의 제어가 필요하다.That is, in the above-described regeneration mode, the ion filtering material adsorbed due to the regeneration voltage is initially desorbed. However, when the ion filtering material desorbs on the surface of the
하지만, 전술한 바와 같이 상기 축전모듈(300)은 외부로부터 전압이 공급되지 않는 상태에서 점진적으로 재생전압의 세기가 감소하기 때문에 상기 정수 처리 시스템은 종래와는 달리 까다로운 재생전압의 제어가 필요하지 않고 별도의 전압제어를 하지 않아도 되어 제어 및 유지관리가 용이하다. However, as described above, since the intensity of the regeneration voltage gradually decreases in the
상기 축전모듈(300)은, 축전기를 포함하여 구성되고, 충/방전라인(301)을 ㅌ통해 전원을 상기 제어부(400)로부터 공급받고, 상기 제어부(400)를 통해 상기 탈이온여과모듈(100)로 제공한다.The
즉, 상기 축전기는 상기 전원모듈(200)로부터 공급되는 전력을 제공받아 충전되고, 충전된 전력을 상기 탈이온 여과모듈(100)로 재생전압으로 방전하는 역할을 한다. That is, the capacitor is charged with the power supplied from the
상기 축전기는 캐패시터(capacitor)로서 공지의 전하를 모으는 장치를 적용할 수 있으며 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 축전기는 상기 탈이온 여과모듈(100)의 용량과 재생모드 시 재생전압의 세기 등을 고려하여 그 용량을 조절하여 설계할 수 있다.The capacitor may be a device for collecting known charges as a capacitor, and a detailed description thereof will be omitted. The capacitor can be designed by adjusting the capacity of the
상기 충/방전라인(301)은, 상기 축전기와 상기 제어부(400)를 전기적으로 연결하여 상기 제어부(400)로부터 전압을 공급받아 충전되게 한다. The charge /
한편, 상기 제어부(400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스위치부(420)를 포함하여 구성되는데, 상기 제어부(400)는 정수모드와 재생모드에 대응하여 상기 전력의 흐름을 선택적으로 연결/차단하는 역할을 한다. 6, the
즉, 상기 제어부(400)는 상기 스위치부(320)를 통해 정수모드 시에는 상기 전원모듈(200)로부터 제공된 전원을 상기 충전모듈(300) 및 탈이온여과모듈(100)에 제공하고, 재생모드 시에는 상기 전원모듈(200)로부터의 전력 유입을 차단하고, 상기 상기 충전모듈(300)에 충전된 전력이 상기 탈이온여과모듈(100)에 제공되도록 회로연결을 제어한다.That is, the
한편, 상기 제어부(400)는 상기 탈이온 여과모듈(100)의 재생시기를 감지하는 재생측정수단(410)을 포함한다. 여기서, 상기 재생시기는 상기 정수모드의 설정된 유지시간으로 설정될 수 있으며, 이러한 경우 상기 재생측정수단(410)은 상기 정수모드의 유지시간을 측정하는 타이머로 할 수 있다.The
또는, 상기 재생시기는 상기 정수모드 시 배출되는 상기 처리수의 설정된 이온농도로 설정될 수 있으며, 이러한 경우 상기 재생측정수단(410)은 상기 정수모드 시 배출되는 상기 처리수의 이온농도를 측정하는 이온측정센서로 할 수 있다.Alternatively, the regeneration timing may be set to a predetermined ion concentration of the treated water discharged in the constant mode. In this case, the regeneration measuring means 410 may measure the ion concentration of the treated water discharged in the constant- Ion measurement sensor.
또는, 상기 재생시기는 상기한 정수모드 유지시간과 상기 처리수의 이온농도에 대한 정보를 동시에 고려할 수도 있으며, 이러한 경우 상기 제어부(400)는 정수모드 유지시간과 처리수의 이온농도를 모두 고려하여 설정된 정수모드 유지시간이 된 후 상기 처리수의 이온농도가 설정된 범위에 해당하면 정수모드와 재생모드를 전환할 수 있도록 제어한다. Alternatively, the regeneration timing may take into consideration both the integer mode holding time and the information on the ion concentration of the treated water. In this case, the
즉, 상기 제어부(400)는 상기 재생측정수단(410)으로부터 판단된 결과값에 따라 상기 스위치부(420)를 제어하여, 재생모드와 정수모드 실행을 위한 전력 공급 상태를 변환한다.That is, the
한편, 본 발명에 의한 상기 제어부(400)는 상기 전원모듈(200)로부터 제공되는 전력을 최대한 효율적으로 사용하기 위하여, 재생모드로부터 정수모드로 전환시, 충전모듈(300)에 전원을 인가하기까지 지연시간(t)을 설정하는 것도 가능하다.Meanwhile, in order to use the power provided from the
즉, 본 발명에 의한 정수 시스템의 전류량을 살피면, 정수모드 실행시 초기에는 탈이온 여과모듈(100)의 흡착효율이 높아 전류량이 높아진다.In other words, when the amount of current of the water purification system according to the present invention is considered, the adsorption efficiency of the
이후, 전극쌍(110, 120)에 이온물질이 점차 흡착되면서, 전류량이 낮아진다.Thereafter, the ion material is gradually adsorbed on the
한편, 상기 충전모듈(300)은 재생모드 변환 이후에 전력을 공급하는 부분으로, 상기 정수모드 실행 중 시기에 관계없이 완전히 충전만 되면 족하다.Meanwhile, the
따라서, 상기 탈이온 여과모듈(100)의 전력 소비량이 높은, 정수모드 실행 초기에는 상기 전원모듈(200)의 전력이 모두 상기 탈이온 여과모듈(100)에 공급되도록 상기 충전모듈(300)로의 전원 공급을 차단하고, 일정 시간 이후에 상기 탈이온 여과모듈(100)의 전력 소비량이 낮아진 이후에 상기 충전모듈(300)로이 충전되도록 하면, 상기 전원모듈(200)의 공급 전력을 상기 정수모드 전시기에 걸쳐 효율적으로 사용할 수 있게 된다.Therefore, in the early stage of the execution of the integer mode in which the power consumption of the
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 축전식 탈이온 방식을 이용한 정수 시스템의 구성을 나타내는 구성도이다.Meanwhile, FIG. 4 is a configuration diagram illustrating the configuration of a water purification system using a storage deionization system according to another embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예는, 전원모듈(200), 축전모듈(300) 및 탈이온 여과모듈(100)이 제어부(400)를 매개로 하여 순차적으로 직렬로 연결되어 있다. 4, in another embodiment of the present invention, the
이 경우 상기 정수 처리 시스템은 정수모드 시 상기 전원모듈(200)로부터 정수전압이 상기 축전모듈(300)을 거쳐 상기 탈이온 여과모듈(100)로 인가되며, 상기 축전모듈(300)에서의 충전 및 상기 탈이온 여과모듈(100)에서의 정수과정이 동시에 이루어진다. In this case, in the water purification system, an integer voltage from the
반면, 상기 정수 처리 시스템은 재생모드 시 상기 전원모듈(200)의 전력공급이 중단되고 상기 축전모듈(300)로부터 충전된 전력이 상기 탈이온 여과모듈(100)에 상기 정수모드와 단대의 극성으로 제공되며, 상기 탈이온 여과모듈(100)에서의 재생과정이 이루어진다. On the other hand, in the water treatment system, when the power supply of the
상기한 경우 상기 정수 처리 시스템은 정수모드와 재생모드로의 전환이 상기 제어부(400)에 의한 전원 공급의 차단 여부에 따라 결정된다. 즉, 상기 제어부(400)가 상기 전원모듈(200)의 전원공급을 선택적으로 차단 및 공급하여 정수모드 및 재생모드를 선택한다.In the above case, the water treatment system is determined according to whether the power supply to the
상기한 바에 따르면, 상기 정수 처리 시스템은 상기 제어부(400)의 구성을 간다히 할 수 있고, 상기 축전모듈(300)과 상기 탈이온 여과모듈(100)과의 전기적 연결구조가 간단하여 구조를 간단하게 구성할 수 있다. According to the above description, the water treatment system can improve the configuration of the
도 5에는 본 발명에 의한 실제 설비의 구성예가 도시되어 있다.5 shows an example of the configuration of an actual facility according to the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 실제 정수 처리 시스템은 일정한 정수량을 유지하기 위하여 복수의 탈이온 여과모듈(100)을 포함하여 구성된다.As shown in the figure, the actual water treatment system according to the present invention comprises a plurality of
즉, 실제 정수 시스템에서는 일부 탈이온 여과모듈(100)이 재생모드를 수행하는 경우에도, 다른 나머지 탈이온 여과모듈(100)이 정수모드를 수행하여 일정량의 정수가 연속적으로 이루어질 수 있도록 구성된다.That is, in the actual water purification system, even when a part of the
도시된 예에서는 두 개의 탈이온 여과모듈(100a, 100b)이 설치된 실시예가 도시되어 있다.In the illustrated example, there is shown an embodiment in which two
즉, 도시된 실시예의 경우, 상기 정수 처리 시스템이 제1탈이온 여과모듈(100a), 제2탈이온 여과모듈(100b), 전원모듈(200), 제1축전모듈(300a)과, 제2축전모듈(300b)과, 제어부(400)를 포함한다. That is, in the illustrated embodiment, the water treatment system includes a first
상기 정수 처리 시스템은, 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)을 각각 정수모드와 재생모드로 교차운전 하여 처리수의 연속적인 정수가 이루어지도록 할 수 있다.The above-described water treatment system can perform a continuous integer of the treated water by cross-operating the first
상기 제1탈이온 여과모듈(100a)은 정수모드 시에는 인가되는 정수전압에 의하여 처리수 내에 포함된 이온여과물질을 흡착하고, 재생모드 시에는 인가되는 재생전압에 의하여 흡착된 상기 이온여과물질을 탈착하는 한 쌍의 전극(110,120)을 포함한다.The first
상기 제2탈이온 여과모듈(100b)은 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과 병렬로 배치되며, 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)과는 정수모드와 재생모드가 교차되게 운전되며, 정수모드 시 이온여과물질을 흡착하고, 재생모드 시 이온여과물질을 탈착하는 한 쌍의 전극(110,120)을 포함한다. The second
여기서, 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)은 각각 전술한 도 3의 탈이온 여과모듈과 그 구성이 대응되므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Here, since the first
상기 전원모듈(200)은 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과, 상기 제2탈이온화 여과모듈에 각각 상기 정수전압을 공급하고 상기 제1축전모듈(300a)과 상기 제2축전모듈(300b)로 전압을 공급하여 충전되게 한다.The
이를 위해, 상기 제어부(400)는 스위치부(420)를 포함하여 구성되고, 상기 제어부(400)는 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)의 정수모드시, 상기 제1축전모듈(300a)에 전압을 인가하여 충전되도록 하고, 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)에 정수전압을 인가하여 정수모드가 실행되도록 한다.The
이때, 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)는 재생모드이므로, 상기 제어부(400)는 상기 제2축전모듈(300b) 및 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)에 인가되던 정수전압 차단한다. 그리고 상기 제어부(400)는 상기 제2축전모듈(300b)에 충전된 전력을 이용하여 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)에 재생전압을 인가하여 재생모드가 실행되도록 한다.At this time, since the second
물론, 이 경우, 상기 제1축전모듈(300a)과 제1탈이온 여과모듈(100a) 그리고 상기 제2축전모듈(300b)과 제2탈이온 여과모듈(100b)은 도 4에 도시된 바와 같이, 직렬 연결로 구성되는 것도 가능하다.In this case, the first
한편, 본 발명의 제어부(400)는 전술한 바와 같이, 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과 상기 제2탈이온 여과모듈(100b) 각각의 재생시기를 감지하는 재생측정수단(410)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 재생시기는 전술한 바와 같이 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과 상기 제2탈이온 여과모듈(100b) 각각에 대한 정수모드의 설정된 유지시간 또는 처리수의 이온농도를 통하여 설정할 수 있으며, 이에 대응하여 상기 재생측정수단(400)은 타이머 또는 이온농도측정수단을 적용할 수 있다.The
이하에서는, 도 7 및 도 8을 참조하여 상기 정수 처리 시스템을 이용하는 정수 처리 방법에 대하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, an integer processing method using the above-described water treatment system will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG.
본 발명에 의한 정수 처리 방법은 먼저, 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)이 정수모드가 되게 한다. 이를 위해 상기 제어부(400)는 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과 상기 제1축전모듈(300a)로 상기 정수전압을 공급하도록 스위치부(420)를 제어하고, 이를 통해 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)에서 상기 이온여과물질을 흡착하게 하고 상기 제1축전모듈(300a)에서 전력이 충전되도록 한다.In the method of treating water according to the present invention, first, the first
이와 같이 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)이 정수모드가 되면 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)에서는 재생모드가 이루어지도록 하여 한 쌍의 전극(110,120)에 흡착된 이온물질이 제거되어 재생되도록 한다. When the first
이를 위해 상기 제어부(400)는 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)과 상기 제2축전모듈(300b)로 상기 정수전압의 공급을 차단하도록 상기 스위치부(420)를 제어하고, 상기 제2축전모듈(300b)에 충전된 전력을 통해 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)에 재생전압을 인가한다.The
이때, 상기 제2축전모듈(300b)은 재생시간이 소요됨에 따라 충전된 전압 용량이 감소하면서 전압이 점진적으로 감소하면서 방전되고, 이에 대응하여 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)로 공급되는 재생전압이 점진적으로 감소함으로써 재생모드 시 이온여과물질의 재흡착을 효과적으로 방지하여 재생효율을 향상시킬 수 있고 별도의 전압제어가 불필요하다. At this time, the second
상기한 바에 따라 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)에서는 정수모드가 진행되고 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)에서는 재생모드가 진행한 후, 상기 재생측정수단(410)을 통하여 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)의 재생시기가 되면 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)은 재생모드로 전환하고, 상기 제2탈이온 여과모드는 정수모드로 전환하여 연속적인 정수가 진행되도록 한다.In the first
이를 위해, 도 8을 참조하면 상기 제어부(400)는 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)과 상기 제1축전모듈(300a)로 상기 정수전압의 공급을 차단하도록 상기 스위치부(420)를 제어하여, 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)에서 재생이 이루어지도록 하고 상기 제1축전모듈(300a)에서 충전된 전압이 방전하여 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)로 재생전압을 공급한다. 8, the
이렇게 상기 제1탈이온 여과모듈(100a)이 재생모드가 되면 연속정수를 위하여 상기 제어부(400)는 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)과 상기 제2축전모듈(300b)로 상기 정수전압을 공급하도록 상기 스위치부(420)를 제어하여, 상기 제2탈이온 여과모듈(100b)에서 상기 이온여과물질을 흡착하게 하고 상기 제2축전모듈(300b)에서 전압이 충전되도록 한다.When the first
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
본 발명은 탈이온 방식을 이용한 정수 처리 시스템 및 이를 이용한 정수 처리 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 정수모드 시에는 전원모듈을 통하여 정수전압을 공급받고, 재생모드 시에는 정수모드 시 충전된 축전모듈의 충전전압을 공급받아 재생전압으로 활용함으로써 전기 에너지를 절감할 수 있으며, 이를 통해 에너지 비용을 저감시킬 수 있으며, 축전모듈로부터 방전되는 전압세기가 점진적으로 감소하는 특성을 통해 재생전압 또한 점진적으로 감소하도록 형성함으로써, 재생모드 시 각 전극에 이온물질이 다시 흡착되는 것을 방지하여 재생효율을 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a water treatment system using a deionization system and a water treatment method using the water treatment system. According to the present invention, an integer voltage is supplied through a power module in an integer mode, By using the charging voltage of the module as a regeneration voltage, it is possible to save electric energy, thereby reducing the energy cost. Also, since the voltage intensity discharged from the power storage module gradually decreases, the regeneration voltage gradually increases It is possible to prevent the ion material from being adsorbed to each electrode again in the regeneration mode, thereby improving the regeneration efficiency.
100 : 탈이온 여과모듈 100a : 제1탈이온 여과모듈
100b : 제2탈이온 여과모듈 110, 120 : 전극
200 : 전원모듈 201 : 전원공급라인
300 : 축전모듈 300a : 제1축전모듈
300b : 제2축전모듈 301 : 충방전라인
400 : 제어부 410 : 재생측정수단
420 : 스위치부100:
100b: second
200: power supply module 201: power supply line
300:
300b: second power storage module 301: charge / discharge line
400: control unit 410: regeneration measuring means
420:
Claims (9)
상기 탈이온 여과모듈에 전력을 공급하는 전원모듈과;
상기 탈이온 여과모듈의 전극에 인가 유무 및 극성을 제어하여 상기 탈이온 여과모듈이 정수모드 또는 재생모드를 수행하도록 제어하는 제어부; 그리고
상기 전원모듈과 연결되어 정수모드 시 전압을 공급받아 충전하고, 상기 탈이온 여과모듈과 연결되어 재생모드 시 충전된 전력을 이용하여, 상기 탈이온 여과모듈에 상기 재생전압을 인가하는 축전모듈을 포함하여 구성되고:
상기 정수모드와 상기 재생모드는, 각각 전극 쌍에 인가되는 전압의 극성이 변경됨에 의해 결정되며:
상기 탈이온 여과모듈은, 복수 개가 구비되고;
복수의 탈이온 여과모듈은 그룹화되어 구분되며;
어느 한 그룹의 탈이온 여과모듈이 정수모드 수행시, 적어도 다른 어느 하나 이상의 탈이온 여과모듈 그룹은 재생모드를 수행하도록 제어되고:
상기 축전모듈은,
상기 탈이온 여과모듈 그룹 별로 각각 하나 이상이 구비되되, 상기 축전모듈의 용량은 상기 탈이온 여과모듈의 용량 및 재생모드 시 재생전압의 세기에 대응하여 결정되어, 방전되는 전압세기가 점진적으로 감소하여 상기 재생전압이 점진적으로 감소하도록 구성되며:
상기 제어부는,
상기 정수모드 및 재생모드에 따라 상기 전원모듈, 상기 탈이온 여과모듈 및 상기 축전모듈의 전기적 연결 상태를 제어하는 스위치부를 포함하여 구성되고:
상기 스위치부는,
상기 정수모드시 상기 탈이온 여과모듈 및 상기 축전모듈에 상기 전원모듈로부터 정수전압을 제공하고;
상기 재생모드시 상기 탈이온 여과모듈에 상기 축전모듈에 충전된 전력으로부터 재생전압을 제공하도록 스위칭되며:
상기 제어부는,
상기 재생모드로부터 상기 정수모드로 모드 변환시, 기 설정된 지연시간(t) 이후에 상기 축전모듈에 전원을 공급하도록 상기 스위치부를 제어함을 특징으로 하는 탈이온화 방식을 이용한 연속 정수 처리 시스템.
And a pair of electrodes for adsorbing the ion filtering material contained in the treated water by the supplied constant voltage in the integer mode and desorbing the ion filtering material adsorbed by the supplied regeneration voltage in the regeneration mode, A filtration module;
A power module for supplying power to the deionization filtration module;
A control unit for controlling the deionization filtration module to perform an integer mode or a regeneration mode by controlling the presence or absence and polarity of the application to the electrode of the deionization filtration module; And
A power storage module connected to the power module and charged with a voltage in the constant mode and applying the regeneration voltage to the deionization filtration module using the power charged in the regeneration mode, Lt; / RTI >
The integer mode and the regeneration mode are determined by changing the polarity of the voltage applied to the electrode pair, respectively:
A plurality of deionization filtration modules are provided;
The plurality of deionization filtration modules are grouped and separated;
At least one of the other deionization filtration module groups is controlled to perform the regeneration mode when the deionization filtration module of one group is performing the purification mode,
The power storage module includes:
The capacity of the power storage module is determined according to the capacity of the deionization filtration module and the intensity of the regeneration voltage in the regeneration mode, and the voltage intensity to be discharged gradually decreases Wherein the regenerative voltage is configured to gradually decrease:
Wherein,
And a switch unit for controlling an electrical connection state of the power module, the deionization filtration module, and the power storage module according to the integer mode and the reproduction mode,
Wherein,
Providing a constant voltage from the power module to the deionization filtration module and the power storage module in the integer mode;
In the regeneration mode, to provide the regeneration voltage to the deionization filtration module from the power charged in the power storage module:
Wherein,
Wherein the control unit controls the switch unit to supply power to the power storage module after a predetermined delay time (t) at the time of mode conversion from the regeneration mode to the constant mode.
상기 제어부는,
상기 탈이온 여과모듈의 모드 변화시기를 감지하는 재생측정수단을 더 포함하여 구성되고;
상기 재생측정수단으로부터 수신된 신호에 의하여 상기 제어부가 상기 스위치부를 제어함을 특징으로 하는 탈이온화 방식을 이용한 연속 정수 처리 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein,
Further comprising regeneration measuring means for sensing a mode change time of the deionization filtration module;
And the control unit controls the switch unit by a signal received from the regeneration measuring unit.
상기 재생모드 구동시기는 상기 정수모드의 설정된 유지시간으로 결정되며,
상기 재생측정수단은, 상기 정수모드의 유지시간을 측정하는 타이머인 탈이온화 방식을 이용한 연속 정수 처리 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the playback mode driving timing is determined as a set holding time of the integer mode,
Wherein the regeneration measuring means is a timer for measuring a holding time of the constant mode.
상기 재생모드 구동시기는 상기 정수모드 시 배출되는 상기 처리수의 설정된 이온농도로 결정되며;
상기 재생측정수단은, 상기 정수모드 시 배출되는 상기 처리수의 이온농도를 측정하는 이온측정센서인 탈이온화 방식을 이용한 연속 정수 처리 시스템.
8. The method of claim 7,
The regeneration mode driving timing is determined by the set ion concentration of the process water discharged in the integral mode;
Wherein the regeneration measuring means is an ion measurement sensor for measuring an ion concentration of the treated water discharged in the water purification mode.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |