KR101998961B1 - Hybrid Seawater Desalination Aapparatus and Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 해수담수화 장치 및 방법에 관한 것으로, 전처리된 유입해수와 유입하수처리수를 각각 유입하여, 상기 유입해수와 상기 유입하수처리수를 희석시키며, 제1 농축수와 희석수로 분리하여 배출하기 위한 정삼투부; 및 상기 정삼투부로부터 상기 희석수를 유입하여, 생산수와 제2 농축수로 분리하여 배출하기 위한 역삼투부;를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and a method for desalination of a hybrid seawater, comprising the steps of introducing pretreated inflow seawater and inflow sewage treatment water respectively, diluting the inflow seawater and the inflow sewage treatment water, separating the first concentrated water and the dilution water An alternate discharge for discharging; And a reverse osmosis unit for introducing the dilution water from the forward osmosis unit and separating the produced water and the second concentrated water for discharge.

Description

하이브리드 해수담수화 장치 및 방법{Hybrid Seawater Desalination Aapparatus and Method}[0001] Hybrid Seawater Desalination Aperture and Method [

본 발명은 하이브리드 해수담수화 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정삼투(FO)공정과 탄소나노튜브를 이용한 역삼투(CNT-RO)공정을 통해 해수를 담수화하기 위한 하이브리드 해수담수화 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid seawater desalination apparatus and method, and more particularly, to a hybrid seawater desalination apparatus and method for desalinating seawater through a FO process and a CNT-RO process using carbon nanotubes .

일반적으로 해수 담수화는 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 말한다. 해수탈염이라고도 하며, 해수를 담수로 생산하는데 사용되는 설비를 해수담수화 설비 또는 해수담수화 플랜트라고 한다.In general, seawater desalination is a series of water treatment processes that remove high-purity drinking water, domestic water, and industrial water by removing dissolved substances including salinity from seawater, which is difficult to use directly as living water or industrial water. It is also called seawater desalination, and facilities used to produce seawater in fresh water are called seawater desalination plants or seawater desalination plants.

해수담수화의 방식은 크게 기본원리에 따라 분류된다. 열원을 이용하여 해수를 가열하고 발생한 증기를 응축시켜 담수를 얻는 증발법과 삼투현상(Osmosis)을 역으로 이용하여 해수를 반투막(Semi-permeable Membrane)을 통과시켜 담수를 생산하는 역삼투법(Reverse Osmosis)이 해수담수화의 대표적인 방식이다.The method of seawater desalination is largely classified according to the basic principle. Reverse osmosis (reverse osmosis), which produces fresh water by passing seawater through semi-permeable membranes by reversing the evaporation method and the osmosis phenomenon by heating seawater using a heat source and condensing the generated steam to obtain fresh water, It is a representative method of seawater desalination.

여기서, 열원을 이용하는 증발법은 유체의 흐름 양상에 따라 다단증발법(Multi-Stage Flash: MSF)과 다중효용법(Multi-Effect Distillation:MED)으로 구분된다. 이외에도 결정화법, 이온교환막법, 용제추출법, 가압흡착법 등이 해수담수화에 적용되고 있으나, 현재 널리 상용화된 해수담수화 방식은 MSF, MED와 RO의 3가지 기술이며, MSF 또는 MED와 RO를 혼용하여 담수를 생산하는 Hybrid 방식이 적용되는 경우도 있다.Here, the evaporation method using a heat source is divided into a multi-stage flash (MSF) and a multi-effect distillation (MED) according to the flow pattern of the fluid. In addition, crystallization method, ion exchange membrane method, solvent extraction method and pressure adsorption method are applied to seawater desalination. However, currently widely used seawater desalination methods are MSF, MED and RO technologies. Hybrid method, which produces high-quality products, may be applied.

상술한 바와 같은 해수담수화 방법은, 역삼투공정에서 원수공급수단으로 많은 전력을 소모하는 고압펌프를 사용하기 때문에 에너지 소비가 큰 단점이 있었다. 또한, 이러한 고압펌프를 이용하지 않고 자연적인 삼투현상을 이용한 정삼투공정의 경우 희석된 유도용액에서 담수를 얻기 위해 추가로 열에너지가 소비된다는 단점이 있었다.The above-described seawater desalination method has a disadvantage in that it consumes a large amount of energy because a high-pressure pump consuming a large amount of electric power is used as a raw water supply means in a reverse osmosis process. In addition, in the case of a normal osmosis process using a natural osmosis phenomenon without using the high-pressure pump, heat energy is further consumed in order to obtain fresh water from the diluted induction solution.

대한민국 특허등록번호 제 10-1229482 호Korean Patent Registration No. 10-1229482

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 정삼투(FO)공정과 탄소나노튜브를 이용한 역삼투(CNT-RO)공정을 통해 해수를 담수화하기 위한 하이브리드 해수담수화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of desalination of seawater through a FO process and a CNT-RO process using carbon nanotubes And to provide a hybrid seawater desalination apparatus and method.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로는, 유입하수처리수와 전처리된 유입해수를 각각 유입하여, 유입해수와 유입하수처리수를 희석하며, 제1 농축수와 희석수로 분리하여 배출하기 위한 정삼투부; 및 정삼투부로부터 희석수를 유입하여, 생산수와 제2 농축수로 분리하여 배출하기 위한 역삼투부;를 포함하는 하이브리드 해수담수화 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for introducing an inflow sewage treatment water and a pretreated inflow seawater into the inflow sewage treatment tank, Right Thrust; And a reverse osmosis unit for introducing the diluted water from the second osmosis unit and separating the produced water and the second concentrated water and discharging the separated water.

또한, 일 실시예에서, 정삼투부는, 유입해수와 유입하수처리수를 유입하고, 제1 농축수와 희석수로 분리하여 배출하기 위한 정삼투모듈; 및 정삼투모듈의 내부에 설치되어, 유입해수와 유입하수처리수를 투과시켜, 유입해수와 유입하수처리수를 희석하여, 농도차가 일정하게 유지되도록 희석수를 생성하기 위한 정삼투막모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the forward osmosis unit includes a forward osmosis module for introducing the influent seawater and the inflow sewage treatment water, separating the inflow seawater and the inflow sewage treatment water into the first concentrated water and the dilution water, and discharging the separated water; And a forward osmosis membrane module installed in the inside of the forward osmosis module to permeate inflow seawater and inflow sewage treatment water to dilute inflow seawater and inflow sewage treatment water to generate dilution water so that the concentration difference is maintained constant, .

또한, 일 실시예에서, 정삼투모듈은, 정삼투모듈의 일측에 설치되어, 유입해수를 유입하기 위한 제1 유입관; 정삼투모듈의 타측에 설치되어, 유입하수처리수를 유입하기 위한 제2 유입관; 및 제1 농축수를 외부로 배출시켜 주기 위한 제1 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 하되, 정삼투모듈은, 제1 유입관과 제2 유입관을 서로 대향하는 위치에 설치하여, 유입해수와 유입하수처리수가 반대방향으로 정삼투모듈에 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the forward osmosis module comprises: a first inlet pipe installed at one side of the forward osmosis module for introducing inflow seawater; A second inflow pipe installed on the other side of the forward osmosis module for introducing inflow sewage treatment water; And a first discharge pipe for discharging the first concentrated water to the outside, wherein the forward osmosis module includes a first inflow pipe and a second inflow pipe disposed at positions facing each other, So that the inflow sewage treatment water flows into the positive osmosis module in the opposite direction.

또한, 일 실시예에서, 역삼투부는, 정삼투부로부터 배출되는 희석수를 유입하며, 생산수와 제2 농축수를 유출시켜 주기 위한 역삼투모듈; 및 역삼투모듈의 내부에 설치되어, 희석수를 생산수와 제2 농축수로 분리하기 위한 분리막모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, in one embodiment, the reverse osmosis part includes a reverse osmosis module for introducing the dilution water discharged from the third compost and discharging the produced water and the second concentrated water; And a separation membrane module installed inside the reverse osmosis module for separating the diluted water into the product water and the second concentrated water.

또한, 일 실시예에서, 분리막모듈은, 탄소나노튜브가 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, in one embodiment, the separation membrane module is formed by mixing carbon nanotubes.

또한, 일 실시예에서, 역삼투모듈은, 정삼투부와 역삼투모듈의 사이에 설치되어, 정삼투부로부터 배출되는 희석수를 유입하기 위한 제3 유입관; 역삼투모듈의 일측에 설치되어, 생산수를 외부로 배출하기 위한 제2 배출관; 및 역삼투모듈의 타측에 설치되어, 제2 농축수를 외부로 배출하기 위한 제3 배출관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, in one embodiment, the reverse osmosis module includes a third inlet pipe installed between the reverse osmosis module and the reverse osmosis module for introducing the dilution water discharged from the reverse osmosis; A second discharge pipe installed at one side of the reverse osmosis module for discharging the produced water to the outside; And a third discharge pipe installed at the other side of the reverse osmosis module for discharging the second concentrated water to the outside.

또한, 일 실시예에서, 하이브리드 해수담수화 장치는, 전처리된 유입해수를 전달받아 저장하고, 정삼투부로 유출시켜 주기 위한 해수 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in one embodiment, the hybrid seawater desalination apparatus further comprises a seawater storage tank for receiving and storing the pretreated inflowing seawater and discharging the pre-treated inflowing seawater to the fresh seawater.

또한, 일 실시예에서, 역삼투부는, 제2 농축수 중 일부를 외부로 방류하며, 일부를 제외한 나머지를 해수 저장조로 유출시켜 주는 것을 특징으로 한다.Also, in one embodiment, the reverse osmosis part is characterized in that a part of the second concentrated water is discharged to the outside, and the remaining part of the second concentrated water flows out to the seawater storage tank.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로는, 정삼투부가 전처리된 유입해수와 유입하수처리수를 각각 유입하는 제1 단계; 정삼투부가 유입해수와 유입하수처리수를 희석하며, 제1 농축수와 희석수로 분리하여 배출하는 제2 단계; 및 역삼투부가 정삼투부로부터 희석수를 유입하여, 생산수와 제2 농축수로 분리하여 배출하기 위한 제3 단계;를 포함하는 하이브리드 해수담수화 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an ozonizer comprising: a first step of introducing pre-treated inflow seawater and inflow sewage treated water, respectively, A second step of diluting the inflow seawater and the inflow sewage treatment water to separate the purified water from the first concentrated water and the diluted water, and discharging the seawater; And a third step of introducing the diluted water from the reverse osmosis part into the reverse osmosis part, separating the produced water and the second concentrated water, and discharging the separated water.

또한, 일 실시예에서, 역삼투부는, 역삼투모듈과 분리막모듈을 포함하는 것을 특징으로 하며, 제3 단계는, 역삼투모듈이 정삼투부로부터 희석수를 유입하는 제3-1 단계; 분리막모듈이 희석수를 생산수와 제2 농축수로 분리하는 제3-2 단계; 및 역삼투모듈이 생산수와 제2 농축수를 유출시켜 주는 제3-3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Also, in one embodiment, the reverse osmosis part includes a reverse osmosis module and a separation membrane module, wherein the third step includes: a third step of the reverse osmosis module introducing the dilution water from the third osmosis part; (3-2) separating the diluted water into the production water and the second concentrated water; And a third step of allowing the reverse osmosis module to discharge the produced water and the second concentrated water.

또한, 일 실시예에서, 제3-2 단계는, 분리막모듈에 탄소나노튜브가 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 한다.Also, in one embodiment, step 3-2 is characterized in that the separation membrane module is formed by mixing carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 정삼투공정을 통해 유입된 해수와 하수처리수를 이용하여 고염도의 해수를 저염도의 해수로 희석할 수 있다. 그리고, 유입된 하수처리수를 방류하지 않고 재활용하여 다시 사용할 수 있어, 낭비될 수 있는 자원을 줄일 수 있다. 또한, 낮은 압력으로 구동(또는, 운전)할 수 있어 에너지를 절감할 수 있는 효과를 가진다.According to an embodiment of the present invention, seawater having high salinity can be diluted with low salinity sea water using seawater and wastewater treated through the forward osmosis process. Then, the introduced sewage water can be recycled without discharging it, so that resources that can be wasted can be reduced. Further, it is possible to drive (or operate) at a low pressure, thereby saving energy.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 역삼투공정은 고유량의 탄소나노튜브를 이용한 CNT-RO막을 이용함으로써, 종래의 역삼투공정에 필요한 에너지와 대비하여 대량의 생산수(즉, 담수)를 확보할 수 있다. 그리고, 역삼투공정 후 생성된 농축수의 총용존고형물질(total dissolved solid, TDS)을 자동으로 제어할 수 있어 취수에너지를 절감할 수 있는 효과를 가진다.Also, according to one embodiment of the present invention, the reverse osmosis process uses a CNT-RO membrane using a carbon nanotube having a high flow rate, and thus, a large amount of production water (i.e., fresh water) . In addition, the total dissolved solid (TDS) of the concentrated water produced after the reverse osmosis process can be automatically controlled, thereby reducing the intake energy.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description It will be possible.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 하이브리드 해수담수화 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 정삼투부 및 역삼투부를 나타내는 도면이다.
도 3a는 도 2에 있는 분리막 모듈에 혼합된 탄소나노튜브가 불균형하게 분산된 형태를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 2에 있는 분리막 모듈에 폴리 도파민과 탄소나노튜브가 혼합되어 균형하게 분산된 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 하이브리드 해수담수화 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4에 있는 제3 단계를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further understand the technical idea of the invention. And should not be construed as interpreted.
1 is a view showing a hybrid seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing the reverse osmosis part and reverse osmosis part in FIG. 1; FIG.
FIG. 3A is a view showing an uneven distribution of carbon nanotubes mixed in the separation membrane module of FIG. 2. FIG.
FIG. 3B is a view showing a dispersion of polydodamine and carbon nanotube in a balanced manner in the separation membrane module shown in FIG. 2. FIG.
4 is a flowchart showing a hybrid seawater desalination method according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the third step in Fig.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

일반적으로 물은 총용존고형물(Total Dissolved Solids, TDS)의 농도에 따라 구분할 수 있으며, TDS가 약 1만~5만mg/l(ppm)인 것을 해수, 1천~1만mg/l인 것을 기수, 300mg/l 이하인 것을 담수라고 한다. 담수화의 원수가 되는 것은 해수나 기수 또는 일반 담수 보다 염분이 높은 표류수나 지하수를 대상으로 한다(이하에서는 편의상 해수를 처리하는 예를 기준으로 설명하기로 하나, 여기서 정의하는 해수는 전술한 기수나 표류수, 지하수와 치환될 수 있는 개념으로 이해되어야 함).In general, water can be classified according to the concentration of Total Dissolved Solids (TDS), and the TDS of about 10,000 to 50,000 mg / l (ppm) The nadir, less than 300 mg / l, is called fresh water. To be the source of desalination, it is aimed at drift water or ground water having a higher salinity than sea water, navy water or general fresh water (hereinafter, the sea water treatment will be described as an example for the sake of convenience, Water, and groundwater).

도 1은 본 발명의 실시예에 하이브리드 해수담수화 장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 하이브리드 해수담수화 장치(1)는, 정삼투부(100), 역삼투부(200)를 포함한다.1 is a view showing a hybrid seawater desalination apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the hybrid seawater desalination apparatus 1 includes a reverse osmosis unit 100 and a reverse osmosis unit 200.

정삼투부(100)는, 유입하수처리수(20)와 전처리된 유입해수(10)를 각각 유입하여, 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)를 희석하며, 제1 농축수(30)와 희석수(40)로 분리하여 배출한다. 정삼투부(100)는, 정삼투막(즉, 정삼투막모듈(120)(도 2 참조))을 사이에 두고 고농도의 유입하수처리수(20)와 유입해수(10)를 접하게 할 수 있다. 정삼투부(100)는, 낮은 압력(예를 들면, 0.5 ~ 1.5 bar)(바람직하게는, 1bar)에서 구동(또는, 운전)되므로, 저에너지로 운영이 가능한 효과를 가질 수 있다.The third composting unit 100 inflows the inflow sewage treatment water 20 and the pretreated inflow seawater 10 to dilute the inflow seawater 10 and the inflow sewage treatment water 20 and the first concentrated water 30 ) And diluting water (40). The normal osmosis membrane 100 can bring the inflow sewage treatment water 20 and the inflowing seawater 10 into contact with each other at a high concentration through the osmosis membrane (that is, the osmosis membrane module 120 (see Fig. 2) . Since the third transducer 100 is driven (or operated) at a low pressure (for example, 0.5 to 1.5 bar) (preferably, 1 bar), it can be operated with low energy.

역삼투부(200)는, 정삼투부(100)로부터 희석수(40)를 유입하여, 생산수(50)와 제2 농축수(60)로 분리하여 배출한다. 역삼투부(200)는, 제2 농축수(60) 중 일부를 외부로 방류하며, 일부를 제외한 나머지를 해수 저장조(300)로 유출시켜 줄 수 있다.The reverse osmosis part 200 introduces the diluted water 40 from the forward osmosis part 100 and separates it into the produced water 50 and the second concentrated water 60. The reverse osmosis part 200 may discharge some of the second concentrated water 60 to the outside, and may discharge the remaining part of the second concentrated water 60 to the seawater storage tank 300.

하이브리드 해수담수화 장치(1)는, 해수 저장조(300)를 더 포함할 수 있다. 해수 저장조(300)는, 전처리된 유입해수(10)를 전달받아 저장하고, 저장된 유입해수(10)를 정삼투부(100)로 유출시켜 준다.The hybrid seawater desalination apparatus 1 may further include a seawater storage tank 300. The seawater storage tank 300 receives and stores the pretreated inflowing seawater 10 and discharges the stored inflowing seawater 10 to the refuse sink 100.

상술한 바와 같은 구성을 가진 하이브리드 해수담수화 장치(1)는, 정삼투부(100)와 탄소나노튜브(221)를 이용한 역삼투부(200)를 통해 해수를 담수화함으로써, 정삼투부(100)에서 유입된 해수(10)와 하수처리수(20)를 이용하여 고염도의 해수를 저염도의 해수로 희석할 수 있으며 이에, 유입된 하수처리수(20)를 방류하지 않고 재활용하여 다시 사용할 수 있다. 이로써, 낭비될 수 있는 자원을 줄일 수 있으며, 낮은 압력으로 구동(또는, 운전)할 수 있어 에너지를 절감할 수 있다.The hybrid seawater desalination apparatus 1 having the above- The seawater is desalinated through the reverse osmosis unit 200 using the rectification unit 100 and the carbon nanotubes 221 so that the seawater 10 and the wastewater treatment water 20 introduced from the forward osmosis unit 100 are used for high salt resistance Can be diluted with seawater having a low salinity and the recycled sewage treatment water 20 can be reused without being discharged. This reduces resources that can be wasted and can be driven (or operated) at low pressures to save energy.

도 2는 도 1에 있는 정삼투부 및 역삼투부를 나타내는 도면이며, 도 3a는 도 2에 있는 분리막 모듈에 혼합된 탄소나노튜브가 불균형하게 분산된 형태를 나타내는 도면이며, 도 3b는 도 2에 있는 분리막 모듈에 폴리 도파민과 탄소나노튜브가 혼합되어 균형하게 분산된 형태를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing the reverse osmosis portion and the reverse osmosis portion in FIG. 1, FIG. 3 (a) is a view showing an unbalanced dispersion of carbon nanotubes mixed in the separation membrane module in FIG. 2, FIG. 5 is a view showing a form in which a polymer membrane is mixed with polydodamine and a carbon nanotube in a balanced manner.

도 2를 참조하면, 정삼투부(100)는, 정삼투모듈(110), 정삼투막모듈(120)을 포함하며, 역삼투부(200)는, 역삼투모듈(210), 분리막모듈(220)을 포함한다.2, the forward osmosis part 100 includes a normal osmosis module 110 and a normal osmosis membrane module 120. The reverse osmosis part 200 includes a reverse osmosis module 210, a separation membrane module 220, .

정삼투모듈(110)은, 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)를 유입하고, 제1 농축수(30)와 희석수(40)로 분리하여 배출한다. 정삼투모듈(110)은, 제1 유입관(111), 제2 유입관(112), 제1 배출관(113), 제2 배출관(114)을 포함할 수 있다.The forward osmosis module 110 introduces the influent seawater 10 and the inflow sewage treatment water 20 and separates them into the first concentrated water 30 and the diluted water 40 and discharges them. The forward osmosis module 110 may include a first inlet pipe 111, a second inlet pipe 112, a first outlet pipe 113, and a second outlet pipe 114.

제1 유입관(111)은, 정삼투모듈(110)의 일측에 설치되어, 해수 저장조(300)에 저장된 유입해수(10)를 유입한다.The first inflow pipe 111 is installed at one side of the normal osmosis module 110 and flows inflow seawater 10 stored in the seawater storage tank 300.

제2 유입관(112)은, 정삼투모듈(110)의 타측에 설치되어, 유입하수처리수(20)를 유입한다.The second inflow pipe 112 is installed on the other side of the normal osmosis module 110 and flows in the inflow sewage treatment water 20.

제1 배출관(113)은, 제1 농축수(30)를 외부로 배출시켜 준다.The first discharge pipe 113 discharges the first concentrated water 30 to the outside.

이 때 정삼투모듈(110)은, 제1 유입관(111)과 제2 유입관(112)을 서로 대향하는 위치에 설치하여, 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)가 반대방향으로 정삼투모듈(110)에 유입되도록 할 수 있어, 안정적으로 희석수(40)의 수질을 확보할 수 있다.At this time, the forward osmosis module 110 is installed in a position where the first inlet pipe 111 and the second inlet pipe 112 are opposed to each other so that the inflow water 10 and the inflow sewage water 20 are moved in the opposite direction So that it is possible to ensure the quality of the diluted water 40 in a stable manner.

정삼투막모듈(120)은, 정삼투모듈(110)의 내부에 설치되어, 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)를 투과시켜, 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)를 희석하여, 농도차가 일정하게 유지되도록 희석수(40)를 생성한다. 정삼투막모듈(120)은, 압력차에 기반을 둔 공정에 사용하는 것이 아니라 농도차에 기반을 둔 공정에 사용 가능한 막이기 때문에 막의 두께가 상당히 얇으며, 농도차에 의해 고농도 유도용액이 물을 끌어당길 수 있다.The forward osmosis membrane module 120 is installed inside the normal osmosis module 110 and permeates the inflow seawater 10 and the inflow sewage treatment water 20 so that the inflow seawater 10 and the inflow sewage treatment water 20 ) Is diluted, and dilution water 40 is generated so that the concentration difference is kept constant. Since the osmosis membrane module 120 is a membrane that can be used in a process based on a concentration difference, rather than being used in a process based on a pressure difference, the thickness of the membrane is considerably thin, . ≪ / RTI >

정삼투모듈(110)로 유입된 유입해수(10)는, 유입하수처리수(20)보다 삼투압이 높기 때문에 유입하수처리수(20)에 포함된 용매(물)가 정삼투막모듈(120)을 투과하면서 유입해수(10)를 희석시킬 수 있으며, 이에 희석수(40)를 생성할 수 있다. 이렇게 희석된 희석수(40)는 제2 배출관(114)을 통해 배출되어 역삼투부(200)로 유입될 수 있다.Since the osmotic pressure of the inflowing seawater 10 flowing into the normal osmosis module 110 is higher than that of the inflow sewage treatment water 20, the solvent (water) contained in the inflow sewage treatment water 20 flows into the osmosis membrane module 120, So that the diluted water 40 can be generated. The diluted water 40 may be discharged through the second discharge pipe 114 and then introduced into the reverse osmosis part 200.

또한, 유입해수(10)를 희석시키고 남은 제1 농축수(30)(즉, 유입하수처리수(20))는, 제1 배출관(113)으로 배출될 수 있다.The first concentrated water 30 (that is, the inflow sewage water 20) remaining after diluting the inflow seawater 10 can be discharged to the first discharge pipe 113.

정삼투부(100)는, 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)의 농도차를 이용하여, 낮은 염도의 희석수(40)를 생산함으로써, 낮은 에너지로 구동(또는, 운전)되어 운전에너지를 저감할 수 있다.The normal osmosis part 100 is driven (or operated) at a low energy level by producing the diluted water 40 having a low salt concentration by using the difference in concentration between the influent seawater 10 and the inflow sewage water 20, Energy can be reduced.

역삼투모듈(210)은, 정삼투부(100)로부터 희석되어 농도가 낮아진 상태의 희석수(40)를 유입하며, 생산수(50)와 제2 농축수(60)를 유출시켜 준다. 역삼투모듈(210)은, 제3 유입관(211), 제2 배출관(212), 제3 배출관(213)을 포함할 수 있다.The reverse osmosis module 210 introduces the diluted water 40 in a diluted state from the normal osmosis part 100 and discharges the produced water 50 and the second concentrated water 60. The reverse osmosis module 210 may include a third inlet pipe 211, a second outlet pipe 212, and a third outlet pipe 213.

제3 유입관(211)은, 정삼투부(100)와 역삼투모듈(210)의 사이에 설치되어, 정삼투부(100)로부터 배출되는 희석수(40)를 유입한다.The third inflow pipe 211 is installed between the reverse osmosis part 100 and the reverse osmosis module 210 and flows in the dilution water 40 discharged from the reverse osmosis part 100.

제2 배출관(212)은 역삼투모듈(210)의 일측에 설치되어, 생산수(50)를 외부로 배출한다.The second discharge pipe 212 is installed at one side of the reverse osmosis module 210 to discharge the produced water 50 to the outside.

제3 배출관(213)은 역삼투모듈(210)의 타측에 설치되어, 제2 농축수(60)를 외부로 배출한다.The third discharge pipe 213 is installed on the other side of the reverse osmosis module 210 to discharge the second concentrated water 60 to the outside.

분리막모듈(220)은 역삼투모듈(210)의 내부에 설치되어, 희석수(40)를 생산수(50)와 제2 농축수(60)로 분리한다. 분리막모듈(220)은 희석수(40)(즉, 낮은 농도의 유입해수(10))를 담수화 하는 역할을 하며, 나권형 역삼투 분리막 모듈이 사용될 수 있다.The separation membrane module 220 is installed inside the reverse osmosis module 210 to separate the dilution water 40 into the production water 50 and the second concentrated water 60. Membrane module 220 serves to desalinate dilution water 40 (i.e., low concentration of incoming seawater 10), and a bare-ended reverse osmosis membrane module may be used.

여기서 나권형 역삼투 분리막 모듈은 평판막(flat sheet membrane)을 사용하는데, 일정한 압력이 가해진 희석수(40)가 유입수유로인 메시(mesh)를 거쳐 분리막을 통과하게 된다. 이때 분리막 통과과정에서 용존염 및 유기물 등이 배제되고 순수한 물(즉, 생산수(50))만이 분리된다. 분리된 생산수(50)(즉, 물)는 분리막 사이에 위치한 제2 배출관(212)을 따라 흐르게 되고, 이 제2 농축수(60)(즉, 분리막을 투과한 투과액)는 제3 배출관(213)을 통해 외부로 배출될 수 있다.Here, the bare column type reverse osmosis membrane module uses a flat sheet membrane, and the diluted water 40 having a constant pressure is passed through the membrane through a mesh as an influent channel. At this time, dissolved salts, organic substances, and the like are excluded in the separation membrane passing process, and pure water (that is, production water 50) is separated. The separated water 50 flows along the second discharge pipe 212 located between the separators and the second concentrated water 60 (i.e., the permeate permeating the separation membrane) And may be discharged to the outside through the opening 213.

제3 배출관(213)을 통해 외부로 배출된 제2 농축수(60) 중 일부는 해수 저장조(300)로 유입되어, 정삼투부(200)로 유입되는 유입수(즉, 유입해수(10))로 작용하게 되며, 이때 초기 각 모듈에 있어서 유입수(예를 들면, 유입해수(10), 희석수(40) 등) 대비 투과수(제1 농축수(30), 제2 농축수(60) 등)의 비율을 개별 모듈 회수율(Recovery)로 정하여 관리할 수 있다.A part of the second concentrated water 60 discharged to the outside through the third discharge pipe 213 flows into the seawater storage tank 300 and flows into the influent water flowing into the reverse osmosis 200 (The first concentrated water 30, the second concentrated water 60, and the like) with respect to the influent water (for example, the influent seawater 10, the diluting water 40, etc.) Can be managed by setting the ratio of individual module recovery (Recovery).

분리막모듈(220)은, PA(Poly Amide)층, 지지층 및 부직포 등을 포함할 수 있다. 여기서, 지지층은 PES(Poly Ether Sulfone)로 구성될 수 있다. 분리막모듈(220)은 탄소나노튜브(221)가 혼합될 수 있다. 여기서, 탄소나노튜브(221)는 분리막모듈(220)의 PA(Poly Amide)층 또는 PES층에 코팅될 수 있다.The separator module 220 may include a PA (Poly Amide) layer, a support layer, and a nonwoven fabric. Here, the support layer may be composed of PES (Poly Ether Sulfone). The separation membrane module 220 can be mixed with the carbon nanotubes 221. Here, the carbon nanotubes 221 may be coated on the PA (Poly Amide) layer or the PES layer of the separation membrane module 220.

분리막모듈(220)은, 탄소나노튜브(221)가 혼합된 경우 높은 수투과도와 염제거율을 지닌 동시에 내오염성 및 내염소성이 우수한 분리막모듈(220)을 제공할 수 있다.The separation membrane module 220 can provide the separation membrane module 220 having a high water permeability and a salt removal rate and excellent resistance to contamination and chlorine resistance when the carbon nanotubes 221 are mixed.

도 3a를 참조하면, 탄소나노튜브(221)는 극성을 띄고 있어 탄소나노튜브(221) 사이에 인력이 작용하여 분리막모듈(220)에 고르게 혼합되지 않고 탄소나노튜브(221)가 분리막모듈(220)의 일부에만 혼합될 수 있다.3A, the carbon nanotubes 221 are polarized so that attraction force is exerted between the carbon nanotubes 221 to prevent the carbon nanotubes 221 from being uniformly mixed with the separation membrane module 220, ). ≪ / RTI >

탄소나노튜브(221)가 불균형하게 분산되면 분리막모듈(220)의 성능이 떨어져 정상적으로 담수화가 될 수 없으므로, 이러한 문제를 해결하기 위해 분리막모듈(220)에 혼합되는 탄소나노튜브(221)에 폴리 도파민이 코팅될 수 있다.If the carbon nanotubes 221 are unevenly dispersed, the performance of the separation membrane module 220 deteriorates and normal desalination can not be attained. Therefore, in order to solve this problem, the carbon nanotubes 221 to be mixed in the separation membrane module 220, Can be coated.

도 3b는 폴리 도파민이 코팅된 탄소나노튜브가 혼합된 분리막모듈을 나타낸 것으로서, 도 3b를 참조하면 탄소나노튜브(221)에 코팅된 폴리 도파민에 의해 탄소나노튜브(221)는 분리막모듈(220)에 균일하게 분산될 수 있다.Referring to FIG. 3B, the carbon nanotubes 221 are separated from the separation membrane module 220 by polydopamine coated on the carbon nanotubes 221. FIG. 3B shows a separation membrane module in which the carbon nanotubes coated with the polydodamine are mixed. Can be uniformly dispersed.

탄소나노튜브(221)에 코팅된 폴리 도파민에 의해 탄소나노튜브(221)는 분리막모듈(220)에 균일하게 분산될 수 있다.The carbon nanotubes 221 can be uniformly dispersed in the separation membrane module 220 by the polydodamine coated on the carbon nanotubes 221.

도파민은 생체 모방 물질중 하나로서, 홍합 추출물에서 발견된다. 도파민은 특정 조건에서 다양한 물질에 자발적으로 흡착 반응이 일어나며, 하이드록실 그룹 (-OH) 및 아민 (-NH2)기능기를 가지고 있어 흡착된 물질의 친수성을 향상시킬 수 있다. 탄소나노튜브(221)에 도파민이 코팅됨으로 인해 분리막모듈(220)의 제조시 사용되는 용액 내에서 탄소나노튜브(221)의 분산성이 향상되게 된다.Dopamine is one of the biomimic materials found in mussel extracts. Dopamine spontaneously adsorbs to various substances under certain conditions and has hydroxyl group (-OH) and amine (-NH2) functional groups, which can improve the hydrophilicity of the adsorbed material. The dispersion of the carbon nanotubes 221 is improved in the solution used in the production of the separation membrane module 220 because dopamine is coated on the carbon nanotubes 221.

분리막모듈(220)에 혼합되는 탄소나노튜브(221)는 말단이 개봉되고 도파민으로 코팅되며, 탄소나노튜브(221)의 평균 길이는 1~2㎛이며, 평균 직경은 5~8㎚로 형성될 수 있다.The carbon nanotubes 221 mixed in the separation membrane module 220 are opened at the ends and coated with dopamine. The average length of the carbon nanotubes 221 is 1 to 2 μm and the average diameter is 5 to 8 nm .

상술한 바와 같은 구성을 가진 역삼투부(200)는, 고유량을 가지도록 형성된 탄소나노튜브(221)를 이용한 분리막모듈(220)을 형성함으로써, 종래의 역삼투공정에 필요한 에너지와 대비하여 대량의 생산수(즉, 담수)를 확보할 수 있으며, 역삼투부(200)에 유입되어 역삼투공정을 거친 후 생성된 제2 농축수(60)의 총용존고형물질(total dissolved solid, TDS)을 자동으로 제어할 수 있어 취수에너지를 절감할 수 있다.The reverse osmosis part 200 having the above-described structure is formed by the separation membrane module 220 using the carbon nanotubes 221 formed to have a high flow rate, The total dissolved solid (TDS) of the second concentrated water 60 generated after passing through the reverse osmosis process into the reverse osmosis part 200 can be obtained automatically It is possible to reduce the intake energy.

도 4는 본 발명의 실시예에 하이브리드 해수담수화 방법을 나타내는 순서도이다. 도 4를 참조하면, 하이브리드 해수담수화 방법은, 제1 단계(S100), 제2 단계(S200), 제3 단계(S300)를 포함한다.4 is a flowchart showing a hybrid seawater desalination method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the hybrid seawater desalination method includes a first step S100, a second step S200, and a third step S300.

먼저, 제1 단계(S100)는, 정삼투부(100)가 전처리된 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)를 각각 유입한다. 제1 단계(S100)는 정삼투부(100)가 정삼투막(즉, 정삼투막모듈(120)(도 2 참조))을 사이에 두고 고농도의 유입하수처리수(20)과 유입해수(10)를 접하게 할 수 있다. 제1 단계(S100)는 정삼투부(100)가 낮은 압력(예를 들면, 0.5 ~ 1.5 bar)(바람직하게는, 1bar)에서 구동(또는, 운전)되므로, 저에너지로 운영이 가능한 효과를 가질 수 있다.First, in a first step S100, the forward osmosis unit 100 flows the pre-treated inflow seawater 10 and the inflow sewage treatment water 20, respectively. In the first step S100, the forward osmosis membrane 100 is connected to the high-concentration inflow sewage treatment water 20 and the inflow seawater 10 (see FIG. 2) via the positive osmosis membrane ). In the first step S100, since the rectifying unit 100 is driven (or operated) at a low pressure (for example, 0.5 to 1.5 bar) (preferably, 1 bar) have.

상술한 단계S100 이후에, 제2 단계(S200)는 정삼투부(100)가 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)를 희석하며, 제1 농축수(30)와 희석수(40)로 분리하여 배출한다. 제2 단계(S200)중 정삼투모듈(110)의 일측에 설치된 제1 유입관(111)은 해수 저장조(300)에 저장된 유입해수(10)를 유입할 수 있다.After the step S100, the second step S200 is to dilute the inflowing seawater 10 and the inflow sewage treatment water 20 to the first concentrated water 30 and the diluted water 40, . The first inflow pipe 111 installed at one side of the osmosis module 110 may enter the inflowing seawater 10 stored in the seawater storage tank 300 during the second step S200.

제2 단계(S200)는, 정삼투모듈(110)의 타측에 설치된 제2 유입관(112)이 유입하수처리수(20)를 유입할 수 있다. 제2 단계(S200)는, 정삼투모듈(110)에 제1 유입관(111)과 제2 유입관(112)을 서로 대향하는 위치에 설치하여, 유입해수(10)와 유입하수처리수(20)가 반대방향으로 정삼투모듈(110)에 유입되도록 할 수 있어, 안정적으로 희석수(40)의 수질을 확보할 수 있다. 제2 단계(S200)는, 정삼투모듈(110)로 유입된 유입해수(10)가 유입하수처리수(20)보다 삼투압이 낮기 때문에 유입해수(10)에 포함된 용매(물)가 정삼투막모듈(120)을 투과하면서 유입하수처리수(20)을 희석시킬 수 있으며, 이에 희석수(40)를 생성할 수 있다.In the second step S200, the second inflow pipe 112 installed on the other side of the normal osmosis module 110 may inflow the inflow sewage treatment water 20. [ In the second step S200, the first inflow pipe 111 and the second inflow pipe 112 are installed at positions facing each other in the forward osmosis module 110, and the influent seawater 10 and the inflow sewage treatment water 20 can flow into the normal osmosis module 110 in the opposite direction, so that the quality of the diluted water 40 can be ensured stably. In the second step S200, since the osmotic pressure of the inflowing seawater 10 flowing into the forward osmosis module 110 is lower than that of the inflow sewage treatment water 20, the solvent (water) The inflow sewage treatment water 20 can be diluted while passing through the membrane module 120, and thus the diluted water 40 can be generated.

상술한 단계S200 이후에, 제3 단계(S300)에서, 역삼투부(200)가 정삼투부(100)로부터 희석수(40)를 유입하여, 생산수(50)와 제2 농축수(60)로 분리하여 배출한다.After the above-described step S200, in the third step S300, the reverse osmosis part 200 introduces the dilution water 40 from the forward osmosis part 100 to the produced water 50 and the second concentrated water 60 Separate and discharge.

제3 단계(S300)에서, 역삼투부(200)가 제2 농축수(60) 중 일부를 외부로 방류하며, 일부를 제외한 나머지를 해수 저장조(300)로 유출시켜 줄 수 있다.In the third step S300, the reverse osmosis part 200 may discharge some of the second concentrated water 60 to the outside, and may discharge the remaining part of the second concentrated water 60 to the seawater storage tank 300.

도 5는 도 4에 있는 제3 단계를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제3 단계(S300)는, 제3-1 단계(S310), 제3-2 단계(S320), 제3-3 단계(S330)를 포함한다. 여기서, 역삼투부(200)는, 역삼투모듈(210)과 분리막모듈(220)을 포함한다.5 is a view showing the third step in Fig. Referring to FIG. 5, the third step S300 includes a third step S310, a third step S320, and a third step S330. Here, the reverse osmosis part 200 includes a reverse osmosis module 210 and a separation membrane module 220.

먼저, 제3-1 단계(S310)는, 역삼투모듈(210)(즉, 제3 유입관(211))이 정삼투부(100)로부터 희석수(40)를 유입한다.First, in step 3-1 (S310), the reverse osmosis module 210 (i.e., the third inlet pipe 211) flows the dilution water 40 from the forward osmosis part 100.

상술한 단계S310 이후에, 제3-2 단계(S320)는, 분리막모듈(220)이 희석수(40)를 생산수(50)와 제2 농축수(60)로 분리한다. 제3-2 단계(S320)는, 분리막모듈(220)에 탄소나노튜브(224)가 혼합되어 형성될 수 있다.After the above-described step S310, the separation membrane module 220 separates the diluting water 40 into the production water 50 and the second concentrated water 60 in step 3-2 (S320). In step 3-2 (S320), the separation membrane module 220 may be formed by mixing carbon nanotubes 224.

상술한 단계S320 이후에, 제3-3 단계(S330)는, 역삼투모듈(210)이 생산수(50)와 제2 농축수(60)를 유출시켜 준다.After the above-described step S320, the third-third step (S330) causes the reverse osmosis module 210 to discharge the produced water 50 and the second concentrated water 60.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The foregoing description of the preferred embodiments of the invention disclosed herein has been presented to enable any person skilled in the art to make and use the present invention. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, those skilled in the art can utilize each of the configurations described in the above-described embodiments in a manner of mutually combining them. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit citation in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by amendment after the filing.

1: 하이브리드 해수담수화 장치
10: 유입해수
20: 유입하수처리수
30: 제1 농축수
40: 희석수
50: 생산수
60: 제2 농축수
100: 정삼투부
110: 정삼투모듈
111: 제1 유입관
112: 제2 유입관
113: 제1 배출관
120: 정삼투막모듈
200: 역삼투부
210: 역삼투모듈
211: 제3 유입관
212: 제3 배출관
213: 제4 배출관
220: 분리막모듈
221: 탄소나노튜브
300: 해수 저장조1: Hybrid desalination plant
10: Inflow seawater
20: Inflow sewage treatment water
30: First concentrated water
40: dilution number
50: Production number
60: second concentrated water
100: Three-dimensional
110: positive osmosis module
111: first inlet pipe
112: second inlet pipe
113: First discharge pipe
120: Forward Osmosis Membrane Module
200: reverse osmosis
210: Reverse osmosis module
211: Third inlet pipe
212: Third discharge pipe
213: fourth discharge pipe
220: Membrane module
221: Carbon nanotubes
300: Sea water storage tank

Claims (11)

유입하수처리수와 상기 유입하수처리수보다 삼투압이 높은 전처리된 유입해수를 각각 유입하여, 상기 유입해수와 상기 유입하수처리수를 희석하며, 제1 농축수와 희석수로 분리하여 배출하기 위한 정삼투부; 및
상기 정삼투부로부터 상기 희석수를 유입하여, 생산수와 제2 농축수로 분리하여 배출하기 위한 역삼투부;를 포함하고,
상기 정삼투부는,
상기 유입해수와 상기 유입하수처리수를 유입하고, 상기 제1 농축수와 상기 희석수로 분리하여 배출하기 위한 정삼투모듈; 및
상기 정삼투모듈의 내부에 설치되어, 상기 유입해수와 상기 유입하수처리수를 투과시켜, 상기 유입해수와 상기 유입하수처리수를 희석하여, 농도차가 일정하게 유지되도록 상기 희석수를 생성하기 위한 정삼투막모듈;을 포함하며,
상기 역삼투부는,
상기 정삼투부로부터 배출되는 상기 희석수를 유입하며, 상기 생산수와 상기 제2 농축수를 유출시켜 주기 위한 역삼투모듈; 및
상기 역삼투모듈의 내부에 설치되어, 상기 희석수를 상기 생산수와 상기 제2 농축수로 분리하기 위한 분리막모듈;을 포함하고,
상기 역삼투모듈은,
상기 정삼투부와 상기 역삼투모듈의 사이에 설치되어, 상기 정삼투부로부터 배출되는 상기 희석수를 유입하기 위한 제3 유입관;
상기 역삼투모듈의 일측에 설치되어, 상기 생산수를 외부로 배출하기 위한 제2 배출관; 및
상기 역삼투모듈의 타측에 설치되어, 상기 제2 농축수를 외부로 배출하기 위한 제3 배출관;을 포함하며,
전처리된 유입해수를 전달받아 저장하고, 상기 정삼투부로 유출시켜 주기 위한 해수 저장조를 더 포함하고,
상기 제2 농축수 중 일부를 외부로 방류하며, 상기 일부를 제외한 나머지를 상기 해수 저장조로 유출시켜 주며,
상기 정삼투부는, 0.5 ~ 1.5 bar에서 구동되어 저에너지로 운영되고,
상기 해수 저장조에 상기 제2 농축수 중 일부가 유입되어 상기 정삼투부로 유입되는 유입해수로 작용하게 되며,
상기 정삼투부와 상기 역삼투부는 상기 유입해수, 상기 희석수 대비 상기 제1, 2 농축수의 비율이 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수담수화 장치.The inflow sewage treatment water and the pretreated inflow water having a higher osmotic pressure than the inflow sewage treatment water are respectively introduced to dilute the inflow seawater and the inflow sewage treatment water and to separate the first concentrated water and the dilution water, Tubing; And
And a reverse osmosis unit for introducing the dilution water from the normal osmosis unit and separating the produced water and the second concentrated water,
Wherein the forward osmosis unit comprises:
A forward osmosis module for introducing the inflowing seawater and the inflow sewage treatment water, separating the inflowing seawater and the inflow sewage treatment water into the first concentrated water and the dilution water, and discharging the separated water; And
A module for generating the dilution water so as to maintain the concentration difference constant by transmitting the inflow seawater and the inflow sewage treatment water while diluting the inflow seawater and the inflow sewage treatment water, An osmotic membrane module,
The reverse-
A reverse osmosis module for introducing the diluted water discharged from the forward osmosis part and discharging the produced water and the second concentrated water; And
And a separation membrane module installed in the reverse osmosis module for separating the diluted water into the produced water and the second concentrated water,
The reverse osmosis module comprises:
A third inflow pipe installed between the reverse osmosis unit and the reverse osmosis module for introducing the dilution water discharged from the reverse osmosis unit;
A second discharge pipe installed at one side of the reverse osmosis module for discharging the produced water to the outside; And
And a third discharge pipe installed on the other side of the reverse osmosis module for discharging the second concentrated water to the outside,
Further comprising a seawater storage tank for receiving and storing the pretreated inflow seawater and discharging the pretreated inflow seawater to the fresh seawater,
A part of the second concentrated water is discharged to the outside, and the remainder of the second concentrated water is discharged to the seawater storage tank,
The forward osmosis part is operated at a low energy of 0.5 to 1.5 bar,
A part of the second concentrated water flows into the seawater storage tank and functions as inflowing seawater flowing into the fresh water tank,
Wherein a ratio of the first and second concentrated water to the inflowing seawater and the dilution water is separately controlled in the first and second reverse osmosis units. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 정삼투모듈은,
상기 정삼투모듈의 일측에 설치되어, 상기 유입해수를 유입하기 위한 제1 유입관;
상기 정삼투모듈의 타측에 설치되어, 상기 유입하수처리수를 유입하기 위한 제2 유입관; 및
상기 제1 농축수를 외부로 배출시켜 주기 위한 제1 배출관;을 포함하되,
상기 정삼투모듈은,
상기 제1 유입관과 상기 제2 유입관을 서로 대향하는 위치에 설치하여, 상기 유입해수와 상기 유입하수처리수가 반대방향으로 상기 정삼투모듈에 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수담수화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the forward osmosis module comprises:
A first inlet pipe installed at one side of the forward osmosis module for introducing the inflowing seawater;
A second inflow pipe installed on the other side of the forward osmosis module for introducing the inflow sewage treatment water; And
And a first discharge pipe for discharging the first concentrated water to the outside,
Wherein the forward osmosis module comprises:
Wherein the first inflow pipe and the second inflow pipe are provided at positions facing each other so that the inflow seawater and the inflow sewage treated water flow into the normal osmosis module in the opposite direction. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 분리막모듈은,
탄소나노튜브가 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수담수화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the separator module comprises:
And carbon nanotubes are mixed with each other to form a desalination unit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 정삼투부가 유입하수처리수와 상기 유입하수처리수보다 삼투압이 높은 전처리된 유입해수를 각각 유입하는 제1 단계;
상기 정삼투부가 상기 유입해수와 상기 유입하수처리수를 희석하며, 제1 농축수와 희석수로 분리하여 배출하는 제2 단계; 및
역삼투부가 상기 정삼투부로부터 상기 희석수를 유입하여, 생산수와 제2 농축수로 분리하여 배출하기 위한 제3 단계;를 포함하고,
상기 역삼투부는,
역삼투모듈과 분리막모듈을 포함하며,
상기 제3 단계는,
상기 역삼투모듈이 상기 정삼투부로부터 상기 희석수를 유입하는 제3-1 단계;
상기 분리막모듈이 상기 희석수를 상기 생산수와 상기 제2 농축수로 분리하는 제3-2 단계; 및
상기 역삼투모듈이 상기 생산수와 상기 제2 농축수를 유출시켜 주는 제3-3 단계;를 포함하고,
상기 역삼투모듈은,
상기 정삼투부와 상기 역삼투모듈의 사이에 설치되어, 상기 정삼투부로부터 배출되는 상기 희석수를 유입하기 위한 제3 유입관;
상기 역삼투모듈의 일측에 설치되어, 상기 생산수를 외부로 배출하기 위한 제2 배출관; 및
상기 역삼투모듈의 타측에 설치되어, 상기 제2 농축수를 외부로 배출하기 위한 제3 배출관;을 포함하며,
전처리된 유입해수를 전달받아 저장하고, 상기 정삼투부로 유출시켜 주기 위한 해수 저장조를 더 포함하고,
상기 제2 농축수 중 일부를 외부로 방류하며, 상기 일부를 제외한 나머지를 상기 해수 저장조로 유출시켜 주며,
상기 정삼투부는, 0.5 ~ 1.5 bar에서 구동되어 저에너지로 운영되고,
상기 해수 저장조에 상기 제2 농축수 중 일부가 유입되어 상기 정삼투부로 유입되는 유입해수로 작용하게 되며,
상기 정삼투부와 상기 역삼투부는 상기 유입해수, 상기 희석수 대비 상기 제1, 2 농축수의 비율이 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수담수화 방법.A first step of introducing the inflow sewage treatment water to the forward osmosis part and the pre-treated inflowing seawater having a higher osmotic pressure than the inflow sewage treatment water;
A second step of diluting the inflowing seawater and the inflowing wastewater treatment water and separating the inflowing seawater and the inflowing wastewater treatment water into a first concentrated water and a diluting water and discharging the same; And
And a third step in which the reverse osmosis part flows the dilution water from the normal osmosis part, separates the produced water and the second concentrated water,
The reverse-
A reverse osmosis module and a membrane module,
In the third step,
A third step of allowing the reverse osmosis module to flow the dilution water from the third tumbler;
(3-2) separating the diluted water into the produced water and the second concentrated water by the separation membrane module; And
And a third step of allowing the reverse osmosis module to discharge the produced water and the second concentrated water,
The reverse osmosis module comprises:
A third inflow pipe installed between the reverse osmosis unit and the reverse osmosis module for introducing the dilution water discharged from the reverse osmosis unit;
A second discharge pipe installed at one side of the reverse osmosis module for discharging the produced water to the outside; And
And a third discharge pipe installed on the other side of the reverse osmosis module for discharging the second concentrated water to the outside,
Further comprising a seawater storage tank for receiving and storing the pretreated inflow seawater and discharging the pretreated inflow seawater to the fresh seawater,
A part of the second concentrated water is discharged to the outside, and the remainder of the second concentrated water is discharged to the seawater storage tank,
The forward osmosis part is operated at a low energy of 0.5 to 1.5 bar,
A part of the second concentrated water flows into the seawater storage tank and functions as inflowing seawater flowing into the fresh water tank,
Wherein the ratio of the first and second concentrated water to the inflowing seawater and the dilution water is controlled individually in the first and second reverse osmosis units. 삭제delete 제 9 항에 있어서,
상기 제3-2 단계는,
상기 분리막모듈에 탄소나노튜브가 혼합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 해수담수화 방법.10. The method of claim 9,
In the step 3-2,
Wherein the separation membrane module is formed by mixing carbon nanotubes.
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