KR102020176B1 - Mineral control method of magma seawater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용암해수 미네랄 조정 방법에 관한 것으로, 상세하게는 용암해수인 원수(原水)에 포함된 1가 이온을 제거하고, 2가 이온은 농축하는 용암해수 미네랄 조정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for adjusting lava seawater minerals, and more particularly, to a method for adjusting lava seawater minerals by removing monovalent ions contained in raw water, which is lava seawater, and concentrating divalent ions.
일반적으로 해수 1.0 kg에는 평균적으로 965 g (96.5%)이 물이고, 염소이온은 18.98 g (1.9%), 나트륨이온은 10.556 g (Na+, 1.1%), 황산이온은 2.649g (SO4, 0.3%), 마그네슘이온은 1.272 g (Mg2+, 0.1%), 칼슘이온은 0.400 g (Ca2+, 0.04%), 칼륨이온은 0.38 g (K+, 0.04 %), 중탄산 이온은 0.14 g (HCO3-, 0.01%)으로, 상기와 같은 주성분 이온이 3.4% 용존되어 있고, 나머지 0.1%는 미량금속이 용해되어 존재하며 총 92 종 용존물질이 해수에 존재하는 것으로 알려져 있다.In general, 1.0 kg of seawater contains, on average, 965 g (96.5%) of water, 18.98 g (1.9%) of chlorine ions, 10.556 g (Na +, 1.1%) of sodium ions, and 2.649 g of sulfuric acid (SO4, 0.3%). ), Magnesium ion 1.272 g (Mg2 +, 0.1%), calcium ion 0.400 g (Ca2 +, 0.04%), potassium ion 0.38 g (K +, 0.04%), bicarbonate ion 0.14 g (HCO3-, 0.01%) As such, the main component ions are 3.4% dissolved, the remaining 0.1% is dissolved in trace metals and a total of 92 species are known to exist in sea water.
통상적으로 미네랄의 결핍 및 과잉은 각종 질병을 야기하는 원인이 되어 신체적, 정신적 발달이 저해되므로, 체내의 미네랄 밸런스(Mineral balance)를 유지하는 것이 중요하다. 칼슘, 마그네슘, 칼륨과 같은 미네랄은 신체구성, 신체 기능조절 등의 역할을 수행하는 중요한 원소로서 인간에게 필요한 5대 영양소 중의 하나이다. 미네랄 성분 중 칼슘(calcium, Ca2+)은 뼈와 치아형성, 근육, 신경 및 심장의 기능 조절, 혈액응고 촉진 등의 기능을하며, 결핍 시에는 변비, 골다공증, 발육장애, 경련, 충치, 신경 불안증 등의 증상이 발생한다.In general, the deficiency and excess of minerals cause various diseases and inhibit physical and mental development, so it is important to maintain the mineral balance in the body. Minerals such as calcium, magnesium, and potassium are important elements that play a role in body composition, body function control, etc., and are one of the five nutrients necessary for humans. Among the minerals, calcium (calcium, Ca2 +) functions to regulate bone and tooth formation, muscle, nerve and heart function, and promote blood coagulation.In deficiency, constipation, osteoporosis, developmental disorders, convulsions, tooth decay, and neuro anxiety Symptoms occur.
또한, 마그네슘(magnesium, Mg2+)은 에너지 생성, 신경기능 조절, 비타민 B, E 대사의 촉진 등의 기능을 수행하며, 결핍 시에는 심장병, 고혈압, 신결석, 불면증, 부정맥, 저혈압, 식욕상실, 근육통, 빈혈 등이 발생하며, 칼륨(potassium, K+)은 세포 내 산염기 평형 조절, 수분조절, 신경기능 유지, 세포기능 보존, 혈관확장, 뇌의 산소공급 등의 기능을 수행하며, 결핍 시에는 부정맥, 식욕감퇴, 근육경련, 변비, 피로, 무력증, 저혈당증 등이 발생한다.In addition, magnesium (Magnesium, Mg2 +) performs the functions of energy production, nerve function control, vitamin B, E metabolism, etc.In deficiency, heart disease, hypertension, nephrolithiasis, insomnia, arrhythmia, hypotension, loss of appetite, muscle pain, Anemia occurs and potassium (potassium, K +) performs functions such as regulating intracellular acid groups, controlling water, maintaining nerve function, preserving cellular function, expanding blood vessels, and supplying oxygen to the brain. Loss of appetite, muscle cramps, constipation, fatigue, asthenia, hypoglycemia, etc.
즉, 해수(용암해수)에 포함된 미네랄 성분은 잘못된 식이습관, 환경오염 등으로 인해 미네랄 밸런스가 무너진 현대인에게 매우 유용한 미네랄 공급원이 될 수 있다. 그러나 해수의 경우, 상당량의 염분(NaCl)을 포함하므로, 염분을 제거하는 담수화 과정에서 유용한 미네랄 성분인 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등이 함께 제거되는 문제가 있다.In other words, minerals contained in seawater (lava seawater) can be a very useful mineral source for modern people whose mineral balance is broken due to poor dietary habits and environmental pollution. However, since seawater contains a significant amount of salt (NaCl), there is a problem that potassium, calcium, magnesium, and the like, which are useful mineral components, are removed together during desalination to remove salt.
해수의 담수화 방법으로는 증발법, 역삼투막법, 전기투석법 등이 있다. 증발법은 해수를 증발시켜 용매인 물은 증발시키고, 용질은 잔류시키는 원리를 이용하는 것이며, 역삼투막법(RO)은 물에 용해되어 있는 이온성 물질을 멤브레인 막으로 이용하여 염은 배제하고, 순수한 물만 통과시키는 방법이다.Seawater desalination methods include evaporation, reverse osmosis and electrodialysis. The evaporation method utilizes the principle of evaporating seawater to evaporate the solvent and retain the solute.The reverse osmosis membrane method (RO) uses ionic substances dissolved in water as a membrane membrane to exclude salts and pure water only. It is a way to pass.
전기투석법(ED)은 음이온막과 양이온막을 교대로 배치한 후, 음이온막과 양이온막의 양단에 위치한 전극에 직류전압을 걸어, 양이온 및 음이온을 제거하여, 순수한 담수를 얻는 방법이다.The electrodialysis method (ED) is a method of obtaining pure fresh water by alternately arranging an anion membrane and a cationic membrane, and then applying a DC voltage to electrodes positioned at both ends of the anion membrane and the cationic membrane to remove cations and anions.
또한 기존 해수 중 미네랄추출 분리 방법은 해수(심층수)를 증발 농축하여 용해도의 차이를 이용하여 칼슘염과 마그네슘염 등과 같은 미네랄염을 분리하는 방법으로 해수 중 미네랄을 추출하는 방법이다.In addition, the conventional method of extracting minerals from seawater is to extract minerals from seawater by separating the mineral salts such as calcium salts and magnesium salts by evaporating and concentrating seawater (deep water).
그러나, 이들 담수화 방법을 사용할 경우에는, 해수에 포함된 각종 미네랄 성분 중에서 칼슘과 마그네슘을 효율적으로 분리하기 어려우며, 미네랄 성분의 회수율이 낮고 에너지가 많이 소요되는 단점이 있다. 또한 상기와 같은 담수화 방식과 미네랄 추출 방식으로 추출된 미네랄 염은 음이온인 염소이온(Cl-)과 황산이온(SO4 2-) 제거되지 않고 양이온과 결합하여 염을 형성하기 때문에 이러한 미네랄염을 다시 용해하여 미네랄 수를 제조할 때에는 먹는 물 수질기준 항목인 염소이온과 황산이온이 재용해 되기 때문에 경도 400이상의 고경도수의 제조가 불가능한 단점이 있다.However, in the case of using these desalination methods, it is difficult to efficiently separate calcium and magnesium from various mineral components included in seawater, and the recovery rate of the mineral components is low and energy is consumed. In addition, the mineral salts extracted by the above desalination and mineral extraction methods dissolve these mineral salts again because they combine with cations to form salts without removing anions such as chlorine ions (Cl-) and sulfate ions (SO4 2-). Therefore, when preparing mineral water, chlorine ions and sulfate ions, which are standards of drinking water quality, are redissolved, so that high hardness water having a hardness of 400 or more cannot be manufactured.
본 발명은 기존의 해수담수화방법인 증발법, 역삼투법(RO) 등의 문제점을 해결하여 고경도수를 제조하기 위한 해수(용암해수) 처리수 제조공정에 관한 것으로써, 나노여과법(NF), 역삼투법(RO), 전기투석법(ED) 시스템의 복합공정을 사용하여 황산이온과 염소이온은 제거하면서, 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘 등은 잔존 농축시켜 고경도수를 대량생산을 위한 NF/RO/ED 분리막 연계시스템을 이용한 용암해수 처리수 제조공정을 제공하고자 한다.The present invention relates to a seawater (lava seawater) treated water manufacturing process for producing high hardness water by solving problems such as evaporation, reverse osmosis (RO), which is a conventional seawater desalination method, nanofiltration (NF), reverse osmosis (RO) and electrodialysis (ED) systems are used to remove sulfate ions and chlorine ions, while remaining useful minerals such as magnesium and calcium are concentrated and NF / RO / ED for mass production. To provide a process for manufacturing lava seawater treatment using membrane linkage system.
본 발명의 목적은, 나노필터막을 사용하여 용암해수 중에 들어 있는 황산이온을 제거하고, 농축을 반복하는 방법으로 2가 이온의 농도가 1가 이온보다 높은 물을 얻을 수 있는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method in which water having a higher concentration of divalent ions than monovalent ions can be obtained by removing sulfate ions in lava seawater using a nanofilter membrane and repeating the concentration.
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법은, 용암해수인 원수(原水)에 포함된 1가 이온을 제거하고, 2가 이온은 농축하는 용암해수 미네랄 조정 방법에 있어서, 제1 공급라인으로부터 제1 원수를 공급받는 제1 단계, 제2 공급라인으로부터 제2 원수를 공급받는 제2 단계, 제3 공급라인으로부터 제3 원수를 공급받는 제3 단계, 역삼투부를 통해 상기 제1 원수를 담수화하여 농축수 및 희석수를 획득하는 제4 단계, 상기 농축수 및 상기 제2 원수를 혼합하는 제5 단계, 제1 나노필터부를 통해 혼합된 상기 농축수 및 상기 제2 원수 내의 황산 이온을 제거하여 제1 처리수를 획득하는 제6 단계, 제2 나노필터부를 통해 상기 제1 처리수의 염농도를 높여 미네랄을 농축하여, 제2 처리수를 획득하는 제7 단계, 전기투석부를 통해 상기 제2 처리수를 전기투석하여 제3 처리수를 획득하는 제8 단계, 제2 역삼투부를 통해 상기 제3 원수를 담수화하여 제4 처리수를 획득하는 제9 단계, 제2 전기투석부를 통해 상기 제4 처리수를 전기투석하여 제5 처리수를 획득하는 제10 단계, 여과부를 통해 상기 제5 처리수를 여과하여 염화칼륨이 함유된 침전물을 획득하는 제11 단계 및 상기 제3 처리수에 상기 침전물을 용해시키는 제12 단계를 포함할 수 있다.The lava seawater mineral adjustment method according to an embodiment of the present invention, in the lava seawater mineral adjustment method of removing monovalent ions contained in raw water, which is lava seawater, and concentrating divalent ions, the first supply line A first step of receiving a first raw water from a second step of receiving a second raw water from a second supply line, a third step of receiving a third raw water from a third supply line, and receiving the first raw water through a reverse osmosis unit. A fourth step of desalination to obtain concentrated water and dilution water, a fifth step of mixing the concentrated water and the second raw water, and removal of sulfate ions in the concentrated water and the second raw water mixed through the first nanofilter unit The sixth step of acquiring the first treated water, concentrating the minerals by increasing the salt concentration of the first treated water through the second nanofilter unit, and obtaining the second treated water, the second through the electrodialysis unit. Treated water electrodialysis The eighth step of obtaining a third treatment water, the ninth step of desalination of the third raw water through a second reverse osmosis unit to obtain a fourth treatment water, and electrodialysis of the fourth treated water through a second electrodialysis unit. A tenth step of obtaining a fifth treated water, a eleventh step of obtaining a precipitate containing potassium chloride by filtering the fifth treated water through a filtration unit, and a twelfth step of dissolving the precipitate in the third treated water It may include.
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법의 상기 제7 단계는, 상기 제2 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 작은 경우, 2회 이상 반복하여 상기 제2 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 할 수 있다.In the seventh step of the lava seawater mineral adjustment method according to an embodiment of the present invention, when the mineral concentration of the second treated water is less than a predetermined value, the mineral concentration of the second treated water is repeated two or more times. And the preset value can be the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법의 상기 제7 단계는, 상기 제2 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 희석수와 혼합하여, 상기 제2 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 할 수 있다.In the seventh step of the lava seawater mineral adjustment method according to an embodiment of the present invention, when the mineral concentration of the second treated water is greater than a predetermined value, the mixture of the second treated water The mineral concentration and the preset value can be the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법의 상기 제8 단계는, 상기 제3 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 희석수와 혼합하여, 상기 제3 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 할 수 있다.In the eighth step of the lava seawater mineral adjustment method according to an embodiment of the present invention, when the mineral concentration of the third treated water is greater than a predetermined value, it is mixed with the dilution water, The mineral concentration and the preset value can be the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법의 상기 용암해수인 원수에 포함된 1가 이온은, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 염소 이온이고, 상기 용암해수인 원수에 포함된 2가 이온은, 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 황산 이온이며, 상기 농축수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온의 농도가 상기 원수보다 크며, 상기 희석수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온이 제거된 처리수이고, 상기 제1 처리수는, 황산 이온이 제거된 처리수이며, 상기 제2 처리수는, 상기 제1 처리수와 비교하여 상기 2가 이온의 농도가 상기 1가 이온의 농도보다 높아진 처리수이고, 상기 제3 처리수는, 전기투석에 의해 상기 2가 이온 중 양이온의 농도가 높아진 처리수일 수 있다.Monovalent ions contained in the raw water that is the lava seawater of the lava seawater mineral adjustment method according to an embodiment of the present invention, sodium ions, potassium ions, chlorine ions, divalent ions contained in the raw water that is the lava sea water, Calcium ions, magnesium ions, sulfate ions, the concentrated water, the concentration of the monovalent ions and the divalent ions is greater than the raw water, the dilution water is a treatment in which the monovalent ions and the divalent ions are removed Water, wherein the first treated water is treated water from which sulfate ions have been removed, and the second treated water is treated in which the concentration of the divalent ion is higher than the concentration of the monovalent ion compared to the first treated water. The third treated water may be treated water in which the concentration of cations in the divalent ions is increased by electrodialysis.
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법의 상기 제11 단계는, 상기 제5 처리수를 비중이 1.25 °Be' 이 되도록 농축하여 제5-1 처리수를 획득하는 제11-1 단계, 상기 제5-1 처리수를 여과하여 제1 침전물을 제거하는 제11-2 단계, 상기 제1 침전물이 제거된 상기 제5-1 처리수를 비중이 1.30 °Be' 이 되도록 농축하여 제5-2 처리수를 획득하는 제11-3 단계, 상기 제5-2 처리수를 여과하여 제2 침전물을 제거하는 제11-4 단계, 상기 제2 침전물이 제거된 상기 제5-2 처리수를 124℃ 가 되도록 가열하여 제5-3 처리수를 획득하는 제11-5 단계, 상기 제5-3 처리수를 여과하여 제3 침전물을 획득하는 제11-6 단계, 상기 제3 침전물을 20 ~ 30℃의 물에 용해시켜 제5-4 처리수를 획득하는 제11-7 단계, 상기 제5-4 처리수를 가열하여 비중이 1.35 °Be' 인 제5-5 처리수를 획득하는 제11-8 단계, 상기 제5-5 처리수를 30℃ 이하로 냉각시켜 침전된 제4 침전물을 획득하는 제11-9 단계, 상기 제4 침전물을 0℃의 물에 용해하여, 제5-6 처리수를 획득하는 제11-10 단계 및 상기 제5-6 처리수를 탈수하여, 염화칼륨이 함유된 침전물을 획득하는 제11-11 단계를 포함할 수 있다.In the eleventh step of the lava seawater mineral adjustment method according to an embodiment of the present invention, the eleventh step of concentrating the fifth treated water to a specific gravity of 1.25 ° Be 'to obtain a fifth treated water Step 11-2 of filtering the 5-1 treated water to remove the first precipitate, and concentrating the 5-1 treated water from which the first precipitate is removed to have a specific gravity of 1.30 ° Be 'to be fifth. -11-3 step of obtaining the treated water -2, 11-4 step of removing the second precipitate by filtering the 5-2 treated water, the 5-2 treated water from which the second precipitate is removed 11-5 step of obtaining a third treated water by heating to 124 ℃, 11-6 step of obtaining a third precipitate by filtering the 5-3 treated water, the third precipitate 20 ~ Step 11-7 of dissolving in water of 30 ° C. to obtain 5-4 treated water, and step 11-7 of obtaining 5-5 treated water having a specific gravity of 1.35 ° Be 'by heating the 5-4 treated water. Step -8, Step 11-9 of obtaining the precipitated fourth precipitate by cooling the fifth to fifth treated water to 30 ° C. or lower, Dissolving the fourth precipitate in water at 0 ° C., and treatment of step 5-6 An eleventh step of obtaining water and the fifth sixth treated water may be dewatered to obtain an eleventh step of obtaining a precipitate containing potassium chloride.
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법의 상기 제3 처리수는, 상기 침전물이 용해되어, 칼륨 이온 및 염화 이온이 포함될 수 있다.The third treated water of the lava seawater mineral adjustment method according to an embodiment of the present invention, the precipitate is dissolved, may include potassium ions and chloride ions.
본 발명에 의하면, 황산 이온을 제거한 해양 용암해수를 미네랄 조정용 막으로 처리하여, 농축을 하더라도 황산칼슘(석고)의 석출을 억제할 수 있다.According to the present invention, it is possible to suppress the precipitation of calcium sulfate (gypsum) even when concentrated by treating the marine lava seawater from which sulfate ions have been removed with a membrane for adjusting minerals.
또한, 해수 중에 포함되는 1가, 2가 이온을 분리하여, 나트륨이나 염소가 적고, 칼슘, 마그네슘 등을 막처리를 통해 농축할 수 있다.In addition, monovalent and divalent ions contained in seawater are separated, so that sodium and chlorine are low, and calcium, magnesium and the like can be concentrated through a film treatment.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템을 도시한 구성도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템의 제어부를 설명하기 위한 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템의 제어부를 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템을 설명하기 위한 구성도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템을 설명하기 위한 구성도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템을 이용한 미네랄 조정 방법을 설명하기 위한 순서도.1 is a block diagram showing a lava seawater mineral adjustment system according to an embodiment of the present invention.
2 to 4 is a block diagram for explaining a control unit of the lava seawater mineral adjustment system according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram for explaining a control unit of the lava seawater mineral adjustment system according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a block diagram illustrating a lava seawater mineral adjustment system according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a block diagram illustrating a lava seawater mineral adjustment system according to another embodiment of the present invention.
8 is a flow chart illustrating a mineral adjustment method using the lava seawater mineral adjustment system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may deteriorate other inventions or the present invention by adding, modifying, or deleting other elements within the scope of the same idea. Other embodiments that fall within the scope of the inventive concept may be readily proposed, but they will also be included within the scope of the inventive concept.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.In addition, the components with the same functions within the scope of the same idea shown in the drawings of each embodiment will be described using the same reference numerals.
용암해수Lava seawater 미네랄 조정 시스템 Mineral adjustment system
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템을 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing a lava seawater mineral adjustment system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 시스템(1, 이하 미네랄 조정 시스템)은, 용암해수인 원수(原水)에 포함된 1가 이온을 제거하고, 2가 이온은 농축하는 시스템일 수 있다.Referring to FIG. 1, the lava seawater mineral adjustment system (hereinafter, referred to as a mineral adjustment system) according to an embodiment of the present invention removes monovalent ions contained in raw water, which is lava seawater, and divalent ions It may be a condensing system.
상기 미네랄 조정 시스템(1)은, 제1 공급라인(P1), 제2 공급라인(P2), 역삼투부, 제1 연결라인(L1), 제1 나노필터부, 제2 나노필터부, 제2 연결라인(L2), 전기투석부, 제3 연결라인(L3), 배출라인(M1), 제4 연결라인(L4), 순환라인(R), 제5 연결라인(L5), 제1 농도측정부(50), 제2 농도측정부(60), 이동결정부(70) 및 제어부(80)를 포함할 수 있다.The
상기 제1 공급라인(P1)은, 제1 원수를 공급하는 배관 라인이다. 상기 제1 원수는 용암해수다.The first supply line P1 is a pipe line for supplying first raw water. The first raw water is lava seawater.
상기 제2 공급라인(P2)은, 제2 원수를 공급하는 배관 라인이다. 상기 제2 원수는 용암해수다.The second supply line P2 is a pipe line for supplying second raw water. The second raw water is lava seawater.
상기 제3 공급라인(P3)은, 제3 원수를 공급하는 배관 라인이다. 상기 제3 원수는 용암해수다.The third supply line P3 is a pipe line for supplying third raw water. The third raw water is lava seawater.
상기 역삼투부는, 상기 제1 공급라인(P1)과 연결되며, 유입된 상기 제1 원수를 담수화할 수 있다.The reverse osmosis unit may be connected to the first supply line P1 and may desalination of the first raw water introduced therein.
보통 표층해수의 담수화의 경우, 해수에 포함된 불순물을 제거하기 위해 모래여과 등의 전처리가 필요하다. 용암해수는 청정성이라는 특징이 있기 때문에 전처리를 하지 않아도 역삼투부에 의해 담수화될 수 있다.In general, desalination of surface seawater requires pretreatment such as sand filtration to remove impurities contained in seawater. Lava seawater is characterized by its cleanliness, so it can be desalted by reverse osmosis without pretreatment.
이에 따라, 전처리에 따른 운전비용을 절감할 수 있다.Accordingly, it is possible to reduce the operating cost of the pretreatment.
상기 역삼투부는, 물에 용해되어 있는 이온성 물질을 걸러내고, 순수한 물만 통과시키는 반투막을 이용하여, 해수 중의 이온성 물질을 여과하는 장치이다. 상기 역삼투부에 의해 걸러진 희석수는 이하 미네랄 농도를 낮추기 위해 사용되고, 상기 농축수는, 상기 제1 연결라인(L1)으로 보내, 상기 제2 공급라인(P2)으로 공급되는 제2 원수의 미네랄 농도를 높이는 역할을 한다.The reverse osmosis unit is an apparatus for filtering ionic substances in seawater using a semipermeable membrane that filters ionic substances dissolved in water and passes only pure water. The dilution water filtered by the reverse osmosis unit is used to lower the mineral concentration, and the concentrated water is sent to the first connection line L1 and the mineral concentration of the second raw water supplied to the second supply line P2. It serves to increase.
상기 제1 연결라인(L1)은, 상기 역삼투부와 연결되고, 상기 역삼투부에 의해 농축된 농축수를 상기 제2 공급라인(P2)으로 공급하는 배관라인이다.The first connection line L1 is connected to the reverse osmosis part and is a piping line for supplying the concentrated water concentrated by the reverse osmosis part to the second supply line P2.
상기 제1 나노필터부는, 상기 제2 공급라인(P2)과 연결되며, 유입된 상기 제2 원수와 상기 농축수 내의 황산 이온을 제거할 수 있다.The first nano filter unit may be connected to the second supply line P2 to remove sulfate ions in the second raw water and the concentrated water.
여기서, 상기 제1 나노필터부는, 황산이온을 제거할 수 있는 EDNA1(Hydranautics사)막으로 형성될 수 있다.Here, the first nano-filter unit may be formed of an EDNA1 (Hydranautics) film capable of removing sulfate ions.
상기 제2 나노필터부는, 상기 제1 나노필터부와 연결되며, 유입된 제1 처리수의 염농도를 높여 미네랄을 농축할 수 있다.The second nanofilter unit may be connected to the first nanofilter unit to increase the salt concentration of the introduced first treated water to concentrate the minerals.
여기서, 상기 제2 나노필터부는, 2가 이온의 제거율이 높은 막인 NF90(Dow filmtec사)막 일 수 있다. 참고로, 상기 제2 나노필터부가 상기 NF90막으로 적용된 경우, 순환라인(R)을 통한 처리수의 순환이 4회 정도 요구되었다.Here, the second nano filter unit may be an NF90 (Dow filmtec) membrane which is a membrane having a high removal rate of divalent ions. For reference, when the second nano-filter unit is applied to the NF90 membrane, the circulation of the treated water through the circulation line R was required about four times.
상기 제2 연결라인(L2)은, 상기 제1 나노필터부로부터 배출된 상기 제1 처리수를 상기 제2 나노필터부에 공급하는 배관라인이다.The second connection line L2 is a pipe line for supplying the first treated water discharged from the first nanofilter part to the second nanofilter part.
상기 전기투석부는, 상기 제2 나노필터부와 연결되고, 유입된 제2 처리수 내의 음이온을 제거할 수 있다.The electrodialysis unit may be connected to the second nanofilter unit to remove anions in the introduced second treated water.
상기 제3 연결라인(L3)은, 상기 제2 나노필터부로부터 배출된 상기 제2 처리수를 상기 전기투석부로 공급하는 배관라인이다.The third connection line L3 is a pipe line for supplying the second treated water discharged from the second nanofilter unit to the electrodialysis unit.
상기 배출라인(M1)은, 상기 전기투석부로부터 배출된 제3 처리수를 외부로 배출하는 배관라인이다.The discharge line M1 is a pipe line for discharging the third treated water discharged from the electrodialysis unit to the outside.
상기 제4 연결라인(L4)은, 상기 역삼투부에 의해 희석된 희석수를 상기 전기투석부로 공급하여, 상기 제3 처리수의 미네랄 농도를 조절하는 배관라인이다.The fourth connection line L4 is a pipe line for supplying dilution water diluted by the reverse osmosis part to the electrodialysis part to adjust the mineral concentration of the third treated water.
상기 순환라인(R)은, 상기 제2 연결라인(L2)과 상기 제3 연결라인(L3)을 연결하여, 상기 제3 연결라인(L3)을 이동하는 처리수가 상기 제2 연결라인(L2)으로 이동되도록 하여, 상기 제2 처리수 내의 미네랄 양을 조절하는 배관라인이다.The circulation line R connects the second connection line L2 and the third connection line L3 to move the third connection line L3 to the number of treatments to move the second connection line L2. By moving to, the pipe line for controlling the amount of minerals in the second treated water.
상기 제5 연결라인(L5)은, 상기 제4 연결라인(L4)과 상기 순환라인(R)을 연결하여, 상기 역삼투부에 의해 희석된 희석수를 상기 순환라인(R)에 공급하는 배관라인이다.The fifth connection line L5 connects the fourth connection line L4 and the circulation line R to supply a dilution water diluted by the reverse osmosis unit to the circulation line R. to be.
상기 제1 농도측정부(50)는, 상기 제2 나노필터부에 설치되어, 상기 제2 나노필터부에 수용된 처리수의 미네랄 농도를 측정할 수 있다.The first
상기 제2 농도측정부(60)는, 상기 전기투석부에 설치되어, 상기 전기투석부에 수용된 처리수의 미네랄 농도를 측정할 수 있다.The second
상기 이동결정부(70)는, 상기 제4 연결라인(L4)을 통한 희석수의 이동 유무를 결정하는 제1 밸브부(71), 상기 순환라인(R)을 통한 처리수의 이동 유무를 결정하는 제2 밸브부(72) 및 상기 제5 연결라인(L5)을 통한 희석수의 이동 유무를 결정하는 제3 밸브부(73)를 구비할 수 있다.The
상기 제어부(80)는, 상기 제1 농도측정부(50) 또는 상기 제2 농도측정부(60)에 의해 측정된 결과값을 기초로 상기 이동결정부(70)를 제어할 수 있다.The
이하, 도 2 내지 4를 참조로 제어부(80)에 관하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템의 제어부를 설명하기 위한 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템의 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.2 to 4 are block diagrams for explaining the control unit of the mineral adjustment system according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a block diagram for explaining the control unit of the mineral adjustment system according to an embodiment of the present invention. .
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템(1)의 제어부(80)는, 상기 제1 농도측정부(50)에 의해 측정된 결과값이 기 설정된 값보다 작은 경우, 미네랄 농축을 위해 상기 순환라인(R)을 통해 처리수가 순환되도록, 상기 제2 밸브부(72)는 개방되고, 상기 제3 밸브부(73)는 폐쇄되도록 제어할 수 있다.2 to 5, the
구체적으로, 상기 제1 농도측정부(50)는, 상기 제2 나노필터부 내의 미네랄 농도를 측정하는 일종의 농도 측정 센서일 수 있으며, 상기 제2 나노필터부 내의 미네랄 농도(염농도)가 너무 낮으면, 본 시스템을 통해 원하는 농도의 미네랄이 농축된 처리수를 얻을 수 없기 때문에, 원하는 농도의 미네랄이 농축된 처리수를 얻기 위해 상기 제2 나노필터부를 반복적으로 거치도록 하기 위해 순환시킨다.Specifically, the first
상기 제어부(80)는, 상기 제1 농도측정부(50)에 의해 측정된 농도 값이 기 설정된 값보다 낮을 경우, 상기 제2 밸브부(72)가 개방되도록 하고, 이에 따라 상기 제3 연결라인(L3)을 통해 이동되는 처리수는, 상기 순환라인(R)을 통해 상기 제2 연결라인(L2)으로 순환되어 재차 상기 제2 나노필터부를 통과하게 된다.When the concentration value measured by the first
이 때, 상기 제3 밸브부(73)는 폐쇄되어 상기 희석수가 상기 순환라인(R)으로 유입되지 않도록 한다.At this time, the third valve portion 73 is closed so that the dilution water does not flow into the circulation line (R).
만약, 상기 제2 나노필터부를 재차 통과한 처리수의 농도 값 또한 기 설정된 값보다 낮을 경우, 상기 제어부(80)는, 상기 제2 밸브부(72)가 개방되도록 하여 상기 순환라인(R)을 통해 처리수가 순환되도록 한다.If the concentration value of the treated water that has passed through the second nanofilter unit is also lower than a preset value, the
또한, 상기 제어부(80)는, 상기 제1 농도측정부(50)에 의해 측정된 결과값이 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 순환라인(R)을 통해 처리수가 순환되는 중에 상기 제5 연결라인(L5)을 통해 상기 순환라인(R)으로 유입된 희석수에 의해 미네랄이 희석되도록 상기 제2 밸브부(72)가 개방되고, 상기 제3 밸브부(73)는 개방되도록 제어할 수 있다.In addition, the
구체적으로, 상기 제1 농도측정부(50)는, 상기 제2 나노필터부 내의 미네랄 농도를 측정하는 일종의 농도 측정 센서일 수 있으며, 상기 제2 나노필터부 내의 미네랄 농도(염농도)가 너무 높으면, 시간당 처리수 처리량이 저하될 우려가 있으며, 이 경우, 삼투압이 상승하여 막 처리가 안될 가능성이 있다. 여기서, 막 처리란, 제2 나노필터부에 의한 필터링의 효율을 의미한다.Specifically, the first
상기 제어부(80)는, 상기 제1 농도측정부(50)에 의해 측정된 농도 값이 기 설정된 값보다 높을 경우, 상기 제2 밸브부(72)가 개방되도록 하고, 이에 따라 상기 제3 연결라인(L3)을 통해 이동되는 처리수는, 상기 순환라인(R)을 통해 상기 제2 연결라인(L2)으로 이동 중에 상기 제5 연결라인(L5)을 통해 유입된 희석수에 희석된 채, 상기 제2 연결라인(L2)으로 이동된다.When the concentration value measured by the first
상기 제5 연결라인(L5)으로 유입된 희석수에 희석된 처리수는 제2 나노필터부에 재차 유입된 채, 기 설정된 값과 부합하도록 농도가 조절된다.The treated water diluted in the dilution water introduced into the fifth connection line (L5) is introduced into the second nano-filter unit again, and the concentration is adjusted to match the preset value.
또한, 상기 제어부(80)는, 상기 제2 농도측정부(60)에 의해 측정된 결과값이 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 제4 연결라인(L4)을 통해 상기 전기투석부로 희석수가 이동되도록 상기 제1 밸브부(71)를 제어할 수 있다.In addition, the
구체적으로, 상기 전기투석부는, 본 시스템의 최종 단계로서, 기 설정된 미네랄 농도의 처리수가 형성되는데, 이 때 상기 전기투석부의 예기치 못한 상황 또는 상기 전기투석부로 유입된 제2 처리수 내의 화학적/물리적 작용에 의한 미네랄 농도 값이 사용자가 원한 처리수의 미네랄 농도 값보다 높은 경우, 상기 희석수를 유입하여 상기 제3 처리수의 미네랄 농도 값을 낮춰 최종 처리수를 획득할 수 있다.Specifically, the electrodialysis unit, as the final step of the system, the treated water of a predetermined mineral concentration is formed, at this time, the unexpected situation of the electrodialysis unit or the chemical / physical action in the second treated water introduced into the electrodialysis unit When the mineral concentration value is higher than the mineral concentration value of the treated water desired by the user, the dilution water may be introduced to lower the mineral concentration value of the third treated water to obtain final treated water.
상술한 역삼투부를 통해 배출된 희석수는, 제5 연결라인(L5)을 통해 순환라인(R)으로 유입되어 상기 제2 처리수의 미네랄 농도를 희석시키기 위하여 사용되고, 또한 상기 제4 연결라인(L4)을 통해 상기 전기투석부로 유입되어 상기 제3 처리수의 미네랄 농도를 희석시키기 위하여 사용된다.The dilution water discharged through the reverse osmosis part is introduced into the circulation line R through the fifth connection line L5 and used to dilute the mineral concentration of the second treated water, and the fourth connection line ( It is introduced into the electrodialysis part through L4) and used to dilute the mineral concentration of the third treated water.
또한, 상기 역삼투부를 통해 배출된 농축수는, 상기 제2 공급라인(P2)으로 유입된 제2 원수와 혼합되어 미네랄을 농축하는데 이용된다.In addition, the concentrated water discharged through the reverse osmosis unit is mixed with the second raw water introduced into the second supply line (P2) is used to concentrate the mineral.
한편, 상기 용암해수인 원수에 포함된 1가 이온은, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 염소 이온을 포함할 수 있다.On the other hand, the monovalent ions contained in the raw water that is the lava sea water may include sodium ions, potassium ions, chlorine ions.
그리고, 상기 용암해수인 원수에 포함된 2가 이온은, 칼슘 인온, 마그네슘 이온, 황산 이온을 포함할 수 있다.The divalent ions contained in the raw water, which is the lava seawater, may include calcium phosphate, magnesium ions, and sulfate ions.
상기 농축수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온의 농도가 상기 원수보다 클 수 있다.In the concentrated water, concentrations of the monovalent ions and the divalent ions may be greater than those of the raw water.
상기 희석수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온이 제거된 처리수 일 수 있다.The dilution water may be treated water from which the monovalent ions and the divalent ions are removed.
상기 제1 처리수는, 황산 이온이 제거된 처리수일 수 있다.The first treated water may be treated water from which sulfate ions are removed.
상기 제2 처리수는, 상기 제1 처리수와 비교하여 상기 2가 이온의 농도가 상기 1가 이온의 농도보다 높아진 처리수일 수 있다.The second treated water may be treated water in which the concentration of the divalent ions is higher than the concentration of the monovalent ions as compared with the first treated water.
상기 제3 처리수는, 전기투석에 의해 상기 2가 이온 중 양이온의 농도가 높아진 처리수일 수 있다.The third treated water may be treated water in which the concentration of cations in the divalent ions is increased by electrodialysis.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.Figure 6 is a block diagram for explaining a mineral adjustment system according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템(2)은, 칼륨이온보충부(90a)를 제외하고는 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 미네랄 조정 시스템(1)과 동일하므로 이하 칼륨이온보충부(90a)에 관하여만 설명하기로 한다.The
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템(2)은, 상기 제3 처리수에 칼륨 이온을 보충하는 칼륨이온보충부(90a)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
상기 칼륨이온보충부(90a)는, 제3 공급라인(P3), 제2 역삼투부, 제2 전기투석부, 제6 연결라인(L6), 여과부, 제7 연결라인(L7) 및 제2 배출라인(M2)을 구비할 수 있다.The potassium ion supplementation unit 90a includes a third supply line P3, a second reverse osmosis unit, a second electrodialysis unit, a sixth connection line L6, a filtration unit, a seventh connection line L7, and a second It may be provided with a discharge line (M2).
상기 제3 공급라인(P3)은, 제3 원수를 공급하는 배관라인이다.The third supply line P3 is a pipe line for supplying third raw water.
상기 제2 역삼투부는, 상기 제3 공급라인(P3)과 연결되며, 유입된 상기 제3 원수를 담수화할 수 있다.The second reverse osmosis unit may be connected to the third supply line P3 and may desalination of the third raw water introduced therein.
상기 제2 전기투석부는, 상기 제2 역삼투부와 연결되고, 유입된 제4 처리수를 전기 투석할 수 있다.The second electrodialysis unit may be connected to the second reverse osmosis unit and electrodialyze the introduced fourth treated water.
상기 제6 연결라인(L6)은, 상기 제2 역삼투부로부터 배출된 상기 제4 처리수를 상기 제2 전기투석부로 공급하는 배관라인이다.The sixth connection line L6 is a pipe line for supplying the fourth treated water discharged from the second reverse osmosis part to the second electrodialysis part.
상기 여과부는, 상기 제2 전기투석부와 연결되고, 유입된 제5 처리수를 여과할 수 있다.The filtration unit may be connected to the second electrodialysis unit and filter the introduced fifth treated water.
상기 제7 연결라인(L7)은, 상기 제2 전기투석부로부터 배출된 상기 제5 처리수를 상기 여과부로 공급하는 배관라인이다.The seventh connection line L7 is a pipe line for supplying the fifth treated water discharged from the second electrodialysis unit to the filtration unit.
상기 제2 배출라인(M2)은, 상기 여과부로부터 배출된 염화칼륨이 함유된 침전물을 상기 제3 처리수에 용해되도록 상기 배출라인(M1)과 상기 여과부를 연결하는 배관라인이다.The second discharge line M2 is a pipe line connecting the discharge line M1 and the filtration unit so that the precipitate containing potassium chloride discharged from the filtration unit is dissolved in the third treated water.
상기 제3 처리수는, 상기 제2 배출라인(M2)을 통해 유입된 침전물이 용해되어, 염화 이온 및 칼륨 이온이 포함될 수 있다.In the third treated water, the precipitate introduced through the second discharge line M2 is dissolved, and may include chloride ions and potassium ions.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.7 is a block diagram for explaining a mineral adjustment system according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미네랄 조정 시스템(3)은, 칼륨이온보충부(90b)를 제외하고는 도 1 내지 도 5를 참조로 설명한 미네랄 조정 시스템(1)과 동일하므로, 이하 칼륨이온보충부(90b)에 관한 설명만 하기로 한다.The
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 칼륨이온보충부(90b)는, 제4 원수를 공급하는 제4 공급라인(P4), 상기 제4 공급라인(P4)으로부터 유입된 상기 제4 원수를 분별 증류하여, 염화칼륨을 획득하는 분별증류부 및 상기 분별증류부로부터 배출된 염화칼륨을 상기 제3 처리수에 용해되도록 상기 배출라인(M1)과 상기 분별증류부를 연결하는 제3 배출라인(M3)을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 7, the potassium ion supplementing unit 90b according to another embodiment of the present invention may include a fourth supply line P4 for supplying a fourth raw water and the fourth flow line P4 introduced from the fourth supply line P4. Fractional distillation of fractional distillation of the fourth raw water to obtain potassium chloride, and a third discharge line connecting the discharge line M1 and the fractional distillation unit to dissolve potassium chloride discharged from the fractional distillation unit in the third treated water. (M3) can be provided.
용암해수Lava seawater 미네랄 조정 방법 How to adjust minerals
본 발명의 일 실시예에 따른 용암해수 미네랄 조정 방법(이하, 미네랄 조정 방법)은, 용암해수인 원수(原水)에 포함된 1가 이온을 제거하고, 2가 이온은 농축하는 방법이다.The lava seawater mineral adjustment method (hereinafter, referred to as a mineral adjustment method) according to an embodiment of the present invention is a method of removing monovalent ions contained in raw water, which is lava seawater, and concentrating divalent ions.
이하, 미네랄 조정 방법은, 상술한 용암해수 미네랄 조정 시스템에 의해 구현되는 방법이므로, 상기 용암해수 미네랄 조정 시스템의 구성요소를 차용하여 후술한다.Hereinafter, the mineral adjustment method is a method implemented by the lava seawater mineral adjustment system described above, and will be described below by borrowing components of the lava seawater mineral adjustment system.
또한, 이하 처리수는, 미네랄 조정 방법의 각 공정에 의해 처리된 처리수를 의미하며, 그 구분을 위하여 제1 처리수, 제2 처리수, 제3 처리수, 제4 처리수 및 제5 처리수 등으로 나누어 기재하였다.In addition, the following treated water means the treated water processed by each process of the mineral adjustment method, and for the division, the 1st treated water, the 2nd treated water, the 3rd treated water, the 4th treated water, and the 5th treatment The description is divided into numbers and the like.
상기 용암해수인 원수에 포함된 1가 이온은, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 염소 이온을 포함하고, 상기 2가 이온은, 칼슘 이온, 마그네슘 이온, 황산 이온을 포함할 수 있다.Monovalent ions contained in the raw water, which is the lava seawater, may include sodium ions, potassium ions, and chlorine ions, and the divalent ions may include calcium ions, magnesium ions, and sulfate ions.
상기 미네랄 조정 방법은, 제1 단계(S1) 내지 제12 단계(S12)를 포함할 수 있다.The mineral adjustment method may include a first step (S1) to a twelfth step (S12).
제1 단계(S1)는, 제1 공급라인(P1)으로부터 제1 원수를 공급받는 단계이다.In the first step S1, the first raw water is supplied from the first supply line P1.
제2 단계(S2)는, 제2 공급라인(P2)으로부터 제2 원수를 공급받는 단계이다.The second step S2 is a step of receiving the second raw water from the second supply line P2.
제3 단계(S3)는, 제3 공급라인(P3)으로부터 제3 원수를 공급받는 단계이다.The third step S3 is a step of receiving the third raw water from the third supply line P3.
제4 단계(S4)는, 역삼투부를 통해 제1 원수를 담수화하여 농축수 및 희석수를 획득하는 단계이다.The fourth step S4 is a step of desalination of the first raw water through the reverse osmosis unit to obtain concentrated water and dilution water.
여기서, 상기 역삼투부는, 물에 용해되어 있는 이온성 물질을 걸러내고, 순수한 물만 통과시키는 반투막을 이용하여, 해수 중의 이온성 물질을 여과하는 장치로서, 상기 역삼투부를 통해 걸러진 처리수는 희석수가 되고, 역삼투부를 통과하지 못한 처리수는 농축수가 된다.The reverse osmosis unit filters the ionic substances dissolved in water and filters the ionic substances in the seawater using a semipermeable membrane through which only pure water passes. The treated water filtered through the reverse osmosis unit is diluted water. The treated water that has not passed through the reverse osmosis part is concentrated water.
상기 농축수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온의 농도가 상기 원수보다 크다.The concentrated water has a greater concentration of the monovalent ions and the divalent ions than the raw water.
또한, 상기 희석수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온이 제거된 처리수이다.The dilution water is treated water from which the monovalent ions and the divalent ions are removed.
제5 단계(S5)는, 상기 농축수 및 상기 제2 원수를 혼합하는 단계이다.The fifth step S5 is a step of mixing the concentrated water and the second raw water.
제6 단계(S6)는, 제1 나노필터부를 통해 혼합된 상기 농축수 및 상기 제2 원수 내의 황산 이온을 제거하여 제1 처리수를 획득하는 단계이다.The sixth step S6 is a step of obtaining the first treated water by removing sulfate ions in the concentrated water and the second raw water mixed through the first nanofilter unit.
여기서, 상기 제1 처리수는, 황산 이온이 제거된 처리수이다.Here, the first treated water is treated water from which sulfate ions are removed.
제7 단계(S7)는, 제2 나노필터부를 통해 상기 제1 처리수의 염농도를 높여 미네랄을 농축하여, 제2 처리수를 획득하는 단계이다.In the seventh step S7, the salt concentration of the first treated water is increased through the second nanofilter unit to concentrate the minerals, thereby obtaining a second treated water.
구체적으로, 상기 제7 단계(S7)는, 상기 제2 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 작은 경우, 2회 이상 반복하여 상기 제2 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 할 수 있다.Specifically, in the seventh step S7, when the mineral concentration of the second treated water is smaller than the preset value, the second concentration may be repeated two or more times so that the mineral concentration of the second treated water is the same as the preset value. Can be.
여기서, 제2 처리수는, 상기 제1 처리수와 비교하여 상기 2가 이온의 농도가 상기 1가 이온의 농도 보다 높아진 처리수이다.Here, the second treated water is treated water in which the concentration of the divalent ions is higher than that of the monovalent ions as compared with the first treated water.
또한, 상기 제7 단계(S7)는, 상기 제2 처리수의 미네랄 농도가 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 희석수와 혼합하여, 상기 제2 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 할 수 있다.In addition, when the mineral concentration of the second treated water is greater than a preset value, the seventh step S7 may be mixed with the dilution water so that the mineral concentration of the second treated water is equal to the preset value. Can be.
제8 단계(S8)는, 전기투석부를 통해 제2 처리수를 전기투석하여 제3 처리수를 획득하는 단계이다.The eighth step S8 is a step of obtaining the third treated water by electrodialyzing the second treated water through the electrodialysis unit.
구체적으로, 상기 제8 단계(S8)는, 상기 제3 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 희석수와 혼합하여, 상기 제3 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 할 수 있다.Specifically, in the eighth step S8, when the mineral concentration of the third treated water is greater than the predetermined value, the mineral concentration of the third treated water is the same as the predetermined concentration by mixing with the dilution water. You can do that.
상기 제3 처리수는, 전기투석에 의해 상기 2가 이온 중 양이온의 농도가 높아진 처리수이다.The third treated water is treated water in which the concentration of cations in the divalent ions is increased by electrodialysis.
제9 단계(S9)는, 제2 역삼투부를 통해 상기 제3 원수를 담수화하여 제4 처리수를 획득하는 단계이다.The ninth step S9 is a step of obtaining the fourth treated water by desalination of the third raw water through the second reverse osmosis unit.
제10 단계(S10)는, 제2 전기투석부를 통해 상기 제4 처리수를 전기투석하여 제5 처리수를 획득하는 단계이다.The tenth step S10 is a step of obtaining the fifth treated water by electrodialyzing the fourth treated water through the second electrodialysis unit.
제11 단계(S11)는, 여과부를 통해 상기 제5 처리수를 여과하여 염화칼륨이 함유된 침전물을 획득하는 단계이다.The eleventh step S11 is a step of obtaining the precipitate containing potassium chloride by filtering the fifth treated water through a filtration unit.
구체적으로, 상기 제11 단계(S11)는, 제11-1 단계 내지 제11-11 단계를 포함한다.Specifically, the eleventh step S11 includes steps 11-1 to 11-11.
제11-1 단계는, 상기 제5 처리수를 비중이 1.25 °Be' 이 되도록 농축하여 제5-1 처리수를 획득하는 단계이다. 여기서, 상기 °Be' 는 보메도(Baume' degree)로서, 보메도는 액체의 비중을 측정하기 위하여 보메비중계를 액체에 띄웠을 때의 눈금의 수치를 나타낸 것이다.
참고적으로, 보메비중계는 물과 식염수를 기준으로 하는 비중계이다. 보통 물보다 무거운 15%의 식염수를 15°Be', 순수한 물을 0°Be'로 하여 사이를 15등분 해서 만든 비중계이다.Step 11-1 is a step of obtaining the fifth-treated water by concentrating the fifth treated water to have a specific gravity of 1.25 ° Be '. Here, ° Be 'is a Baume' degree (Baume 'degree), which shows the numerical value of the scale when the Bume hydrometer is floated on the liquid to measure the specific gravity of the liquid.
For reference, the Bomevimeter is a hydrometer based on water and saline. It is a hydrometer made by dividing 15% of salt solution with 15 ° Be ', which is heavier than normal water, and 0 ° Be' of pure water.
제11-2 단계는, 상기 제5-1 처리수를 여과하여 제1 침전물을 제거하는 단계이다.Step 11-2 is a step of removing the first precipitate by filtering the 5-1 treated water.
제11-3 단계는, 상기 제1 침전물이 제거된 상기 제5-1 처리수를 비중이 1.30 °Be' 이 되도록 농축하여 제5-2 처리수를 획득하는 단계이다.Step 11-3 is a step of obtaining the 5-2 treated water by concentrating the 5-1 treated water from which the first precipitate is removed to have a specific gravity of 1.30 ° Be '.
제11-4 단계는, 상기 제5-2 처리수를 여과하여 제2 침전물을 제거하는 단계이다.In step 11-4, the second precipitate is filtered to remove the second precipitate.
제11-5 단계는, 상기 제2 침전물이 제거된 상기 제5-2 처리수를 124℃ 가 되도록 가열하여 제5-3 처리수를 획득하는 단계이다.Step 11-5 is a step of obtaining the fifth-3 treated water by heating the fifth-2 treated water from which the second precipitate is removed to 124 ° C.
제11-6 단계는 상기 제5-3 처리수를 여과하여 제3 침전물을 획득하는 단계이다.Step 11-6 is a step of obtaining a third precipitate by filtering the 5-3 treated water.
제11-7 단계는, 상기 제3 침전물을 20 ~ 30℃의 물에 용해시켜 제5-4 처리수를 획득하는 단계이다.In step 11-7, the third precipitate is dissolved in water at 20 to 30 ° C. to obtain a fifth treated water.
제11-8 단계는, 상기 제5-4 처리수를 가열하여 비중이 1.35 °Be' 인 제5-5 처리수를 획득하는 단계이다.Step 11-8 is a step of obtaining the fifth to fifth treated water having a specific gravity of 1.35 ° Be 'by heating the fifth to fourth treated water.
제11-9 단계는, 상기 제5-5 처리수를 30℃ 이하로 냉각시켜 침전된 제4 침전물을 획득하는 단계이다.Step 11-9 is a step of obtaining the fourth precipitate precipitated by cooling the fifth to fifth treated water to 30 ° C or less.
제11-10 단계는, 상기 제4 침전물을 0℃의 물에 용해하여, 제5-6 처리수를 획득하는 단계이다.Step 11-10 is a step of dissolving the fourth precipitate in water at 0 ° C. to obtain fifth to sixth treated water.
제11-11 단계는, 상기 제5-6 처리수를 탈수하여, 염화칼륨이 함유된 침전물을 획득하는 단계이다.Steps 11-11 are dehydration of the fifth to sixth treated water to obtain a precipitate containing potassium chloride.
제12 단계(S12)는, 제3 처리수에 상기 침전물을 용해시키는 단계이다.The twelfth step S12 is a step of dissolving the precipitate in the third treated water.
상기 제3 처리수는, 상기 침전물이 용해되어, 칼륨 이온 및 염화 이온을 포함할 수 있다.The third treated water may dissolve the precipitate and include potassium ions and chloride ions.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.In the above description of the configuration and features of the present invention based on the embodiment according to the present invention, the present invention is not limited thereto, and various changes or modifications can be made within the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that such changes or modifications fall within the scope of the appended claims.
S1: 제1 단계
S2: 제2 단계
S3: 제3 단계
S4: 제4 단계
S5: 제5 단계
S6: 제6 단계
S7: 제7 단계
S8: 제8 단계
S9: 제9 단계
S10: 제10 단계
S11: 제11 단계
S12: 제12 단계
1: 용암해수 미네랄 조정 시스템
P1: 제1 공급라인
P2: 제2 공급라인
50: 제1 농도측정부
60: 제2 농도측정부
70: 이동결정부
80: 제어부
P3: 제3 공급라인
P4: 제4 공급라인
L1: 제1 연결라인
L2: 제2 연결라인
L3: 제3 연결라인
L4: 제4 연결라인
L5: 제5 연결라인
L6: 제6 연결라인
L7: 제7 연결라인
M1: 배출라인
M2: 제2 배출라인
M3: 제3 배출라인
R: 순환라인S1: first stage
S2: second stage
S3: third stage
S4: fourth step
S5: fifth step
S6: sixth step
S7: Seventh Step
S8: eighth step
S9: 9th Step
S10: tenth step
S11: eleventh step
S12: 12th step
1: lava seawater mineral adjustment system
P1: first supply line
P2: second supply line
50: first concentration measuring unit
60: second concentration measuring unit
70: movement determining unit
80: control unit
P3: third supply line
P4: fourth supply line
L1: first connection line
L2: second connection line
L3: third connection line
L4: 4th connection line
L5: fifth connecting line
L6: 6th connection line
L7: 7th connection line
M1: discharge line
M2: second discharge line
M3: third discharge line
R: circulation line
Claims (7)
제1 공급라인으로부터 제1 원수를 공급받는 제1 단계;
제2 공급라인으로부터 제2 원수를 공급받는 제2 단계;
제3 공급라인으로부터 제3 원수를 공급받는 제3 단계;
역삼투부를 통해 상기 제1 원수를 담수화하여 농축수 및 희석수를 획득하는 제4 단계;
상기 농축수 및 상기 제2 원수를 혼합하는 제5 단계;
제1 나노필터부를 통해 혼합된 상기 농축수 및 상기 제2 원수 내의 황산 이온을 제거하여 제1 처리수를 획득하는 제6 단계;
제2 나노필터부를 통해 상기 제1 처리수의 염농도를 높여 미네랄을 농축하여, 제2 처리수를 획득하는 제7 단계;
전기투석부를 통해 상기 제2 처리수를 전기투석하여 제3 처리수를 획득하는 제8 단계;
제2 역삼투부를 통해 상기 제3 원수를 담수화하여 제4 처리수를 획득하는 제9 단계;
제2 전기투석부를 통해 상기 제4 처리수를 전기투석하여 제5 처리수를 획득하는 제10 단계;
여과부를 통해 상기 제5 처리수를 여과하여 염화칼륨이 함유된 침전물을 획득하는 제11 단계; 및
상기 제3 처리수에 상기 침전물을 용해시키는 제12 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 조정 방법.
In the lava seawater mineral adjustment method of removing monovalent ions contained in raw water that is lava seawater and concentrating divalent ions,
A first step of receiving the first raw water from the first supply line;
A second step of receiving a second raw water from a second supply line;
A third step of receiving a third raw water from a third supply line;
A fourth step of desalination of the first raw water through a reverse osmosis unit to obtain concentrated water and dilution water;
A fifth step of mixing the concentrated water and the second raw water;
A sixth step of obtaining a first treated water by removing sulfate ions in the concentrated water and the second raw water mixed through the first nanofilter unit;
A seventh step of concentrating the minerals by increasing the salt concentration of the first treated water through a second nanofilter unit to obtain a second treated water;
An eighth step of electrodialyzing the second treated water through an electrodialysis unit to obtain a third treated water;
A ninth step of desalination of the third raw water through a second reverse osmosis unit to obtain a fourth treated water;
A tenth step of obtaining a fifth treated water by electrodialyzing the fourth treated water through a second electrodialysis unit;
An eleventh step of filtering the fifth treated water through a filtration unit to obtain a precipitate containing potassium chloride; And
And a twelfth step of dissolving the precipitate in the third treated water.
상기 제7 단계는,
상기 제2 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 작은 경우, 2회 이상 반복하여 상기 제2 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 하는 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 조정 방법.
The method of claim 1,
The seventh step,
If the mineral concentration of the second treated water is less than the predetermined value, repeating two or more times so that the mineral concentration of the second treated water and the predetermined value is the same.
상기 제7 단계는,
상기 제2 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 희석수와 혼합하여, 상기 제2 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 하는 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 조정 방법.
The method of claim 2,
The seventh step,
And when the mineral concentration of the second treated water is greater than the predetermined value, mixing with the dilution water so that the mineral concentration of the second treated water is equal to the predetermined value.
상기 제8 단계는,
상기 제3 처리수의 미네랄 농도가, 기 설정된 값보다 큰 경우, 상기 희석수와 혼합하여, 상기 제3 처리수의 미네랄 농도와 기 설정된 값이 동일하도록 하는 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 조정 방법.
The method of claim 3,
The eighth step,
And when the mineral concentration of the third treated water is greater than a predetermined value, the mineral concentration of the third treated water is mixed so that the mineral concentration of the third treated water is equal to the predetermined value.
상기 용암해수인 원수에 포함된 1가 이온은,
나트륨 이온, 칼륨 이온, 염소 이온이고,
상기 용암해수인 원수에 포함된 2가 이온은,
칼슘 이온, 마그네슘 이온, 황산 이온이며,
상기 농축수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온의 농도가 상기 원수보다 크며,
상기 희석수는, 상기 1가 이온 및 상기 2가 이온이 제거된 처리수이고,
상기 제1 처리수는,
황산 이온이 제거된 처리수이며,
상기 제2 처리수는,
상기 제1 처리수와 비교하여 상기 2가 이온의 농도가 상기 1가 이온의 농도보다 높아진 처리수이고,
상기 제3 처리수는,
전기투석에 의해 상기 2가 이온 중 양이온의 농도가 높아진 처리수인 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 조정 시스템.
The method of claim 1,
Monovalent ions contained in the raw water that is the lava sea water,
Sodium ions, potassium ions, chlorine ions,
Divalent ions contained in the raw water that is the lava sea water,
Calcium ions, magnesium ions, sulfate ions,
The concentrated water, the concentration of the monovalent ions and the divalent ions is greater than the raw water,
The dilution water is treated water from which the monovalent ions and the divalent ions are removed,
The first treatment water,
Treated water with sulfate ions removed,
The second treatment water,
Compared with the first treated water, the concentration of divalent ions is treated water that is higher than the concentration of the monovalent ions,
The third treatment water,
Lava sea mineral mineral control system characterized in that the treated water in which the concentration of the cation in the divalent ion is increased by electrodialysis.
상기 제11 단계는,
상기 제5 처리수를 비중이 1.25 °Be' 이 되도록 농축하여 제5-1 처리수를 획득하는 제11-1 단계,
상기 제5-1 처리수를 여과하여 제1 침전물을 제거하는 제11-2 단계,
상기 제1 침전물이 제거된 상기 제5-1 처리수를 비중이 1.30 °Be' 이 되도록 농축하여 제5-2 처리수를 획득하는 제11-3 단계,
상기 제5-2 처리수를 여과하여 제2 침전물을 제거하는 제11-4 단계,
상기 제2 침전물이 제거된 상기 제5-2 처리수를 124℃ 가 되도록 가열하여 제5-3 처리수를 획득하는 제11-5 단계,
상기 제5-3 처리수를 여과하여 제3 침전물을 획득하는 제11-6 단계,
상기 제3 침전물을 20 ~ 30℃의 물에 용해시켜 제5-4 처리수를 획득하는 제11-7 단계,
상기 제5-4 처리수를 가열하여 비중이 1.35 °Be' 인 제5-5 처리수를 획득하는 제11-8 단계,
상기 제5-5 처리수를 30℃ 이하로 냉각시켜 침전된 제4 침전물을 획득하는 제11-9 단계,
상기 제4 침전물을 0℃의 물에 용해하여, 제5-6 처리수를 획득하는 제11-10 단계 및
상기 제5-6 처리수를 탈수하여, 염화칼륨이 함유된 침전물을 획득하는 제11-11 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 조정 방법.
The method of claim 4, wherein
The eleventh step,
Step 11-1 of obtaining the fifth-treated water by concentrating the fifth treated water to have a specific gravity of 1.25 ° Be ',
11-2 step of removing the first precipitate by filtering the 5-1 treated water,
Step 11-3 of obtaining the fifth treated water by concentrating the fifth treated water from which the first precipitate is removed to have a specific gravity of 1.30 ° Be ',
A 11-4 step of removing the second precipitate by filtering the 5-2 treated water;
Step 11-5 of obtaining the fifth-3 treated water by heating the fifth-2 treated water from which the second precipitate is removed to 124 ° C.,
11-6 step of obtaining the third precipitate by filtering the 5-3 treated water,
11-7 step of dissolving the third precipitate in water of 20 ~ 30 ℃ to obtain a 5-4 treated water,
11-8 steps of obtaining the fifth-5 treated water having a specific gravity of 1.35 ° Be 'by heating the fifth-4 treated water,
11-9 to obtain the fourth precipitate precipitated by cooling the 5-5 treated water to 30 ℃ or less,
Step 11-10 of dissolving the fourth precipitate in water at 0 ° C. to obtain a fifth-6 treated water; and
And dehydrating the fifth to sixth treated water to obtain a precipitate containing potassium chloride.
상기 제3 처리수는,
상기 침전물이 용해되어, 칼륨 이온 및 염화 이온이 포함되는 것을 특징으로 하는 용암해수 미네랄 조정 방법.The method of claim 4, wherein
The third treatment water,
The precipitate is dissolved, the lava seawater mineral adjustment method characterized in that it contains potassium ions and chloride ions.
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