KR102041413B1 - A Draw Solution for forward osmosis using salt of polyethyleneimine and use thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정삼투용 유도 용질로 폴리에틸렌이민(PEI)의 수평균 분자량이 4,000 이하인 폴리에틸렌이민(PEI) 염을 함유하는 것이 특징인 정삼투용 유도 용액을 제공한다. 또한, 본 발명은 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해 정제된 유체(fluid)를 제조하는 방법에 있어서, 제1 멤브레인을 통해 원액(fluid source) 중 유체를 삼투압에 의해 정삼투용 유도 용액쪽으로 투과시키는 제1단계; 및 정삼투용 유도 용질이 통과하지 않는 제2 멤브레인을 통해, 제1 멤브레인을 투과한 유체를 투과시키는 제2단계를 포함하고, 상기 본 발명에 따른 정삼투용 유도 용액을 사용하는 것이 특징인 제조방법을 제공한다.
본 발명의 정삼투용 유도 용액은 고분자염인 폴리에틸렌이민염을 유도 용질로 이용함으로써 우수한 삼투압 및 유도 용질의 용이 회수가 가능하며, 이를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법은 유도 용질의 분리 및 회수에 에너지가 절감되고, 수처리 효과가 우수하다.
The present invention provides a forward osmosis induction solution characterized in that it contains a polyethyleneimine (PEI) salt having a number average molecular weight of polyethyleneimine (PEI) of 4,000 or less as an induction osmotic solute. In addition, the present invention is a method for producing a fluid (fluid) purified by the osmotic pressure of the forward osmotic induction solution containing the forward osmotic induction solute, the fluid in the fluid (fluid source) through the first membrane to the osmotic pressure A first step of permeating toward the forward osmosis inducing solution; And a second step of permeating the fluid passing through the first membrane through a second membrane through which the forward osmosis inducing solute does not pass, and using the forward osmosis induction solution according to the present invention. Provide a method.
Induction solution for forward osmosis of the present invention can be easily recovered by the excellent osmotic pressure and induced solute by using polyethyleneimine salt as a polymer salt as an inducing solute, the water treatment apparatus and water treatment method using the same energy is required to separate and recover the induced solute. It is reduced and the water treatment effect is excellent.

Description

폴리에틸렌이민염을 이용한 정삼투용 유도 용액 및 이의 용도{A Draw Solution for forward osmosis using salt of polyethyleneimine and use thereof}A solution for forward osmosis using polyethyleneimine salt and its use {A Draw Solution for forward osmosis using salt of polyethyleneimine and use etc}

본 발명은 폴리에틸렌이민염을 이용한 정삼투용 유도 용액 및 이의 용도에 관한 것이다.
The present invention relates to an induction solution for forward osmosis using polyethyleneimine salt and its use.

정삼투(FO, Forward osmosis) 공정은 농도 차에 의해 발생하는 삼투압을 이용하는 기술이다. 물만 선택적으로 투과시키는 반투막을 사이에 두고 한쪽에는 저농도 염을 포함한 유입수를, 다른 한쪽에는 고농도 염을 포함하는 유도용액(Draw solution)을 적용하면 반투막 사이에 존재하는 염 농도 차이에 의해 삼투압이 발생하고 이러한 삼투압에 통해 저농도 염을 포함한 유입수 중 물이 고농도의 유도용액으로 이동하는 원리이다. 이때, 저농도 유입수의 물이 고농도의 유도용액 쪽으로 이동함으로써 유도용액의 염 농도가 점차 감소하고 반대로 저농도 유입수의 농도가 증가하는 현상을 동반하게 된다. 이러한 정삼투 공정은 열에 민감한 수용액을 농축하거나 막 오염이 심하게 일어나는 하·폐수 농축 공정에 적합하다. 이는 기존 역삼투 공정과는 달리 가압에 의한 세척이 가능하기 때문이다. 한편, 정삼투 공정에서 발생하는 문제점 중에는 유도 용액의 회수 및 재사용의 곤란성과 역확산 등이 있다. 따라서 정삼투 공정을 적용하는데 한계가 있다.Forward osmosis (FO) is a technology that uses osmotic pressure caused by concentration differences. Osmotic pressure is generated by the difference in salt concentration between semipermeable membranes when a draw solution containing a low concentration salt is applied to one side and a high concentration salt is applied to the other side with a semipermeable membrane that selectively permeates only water. Through this osmotic pressure, the water in the influent containing the low concentration of salt moves to a high concentration of the induction solution. At this time, as the water of the low concentration influent moves to the high concentration of the induction solution, the salt concentration of the induction solution gradually decreases, and the concentration of the low concentration influent increases. This forward osmosis process is suitable for the concentration of heat-sensitive aqueous solutions or wastewater concentration processes in which membrane fouling is severe. This is because unlike the existing reverse osmosis process can be washed by pressure. On the other hand, some of the problems occurring in the forward osmosis process include difficulty in recovery and reuse of the induction solution and reverse diffusion. Therefore, there is a limit in applying the forward osmosis process.

대표적으로, 종래 유도용액으로 사용되는 NaCl 용액의 경우에는 그 회수 및 분리가 어려워 해수와 담수가 만나는 지역에서 유도 용액의 회수 재활용 등이 필요하지 않은 공정이거나 열에 민감한 물질을 농축하는 것을 목적으로 하는 경우에 주로 사용된다. Representatively, in case of NaCl solution used as a conventional induction solution, it is difficult to recover and separate it, and the process does not require the recovery and recycling of the induction solution in the area where seawater and freshwater meet, or the purpose is to concentrate heat-sensitive materials. Mainly used for

유도 용액의 회수 및 재사용과 관련하여, 유도 용질(draw solute)로 (NH4)2CO3 또는 NH4HCO3를 각각 또는 함께 사용한다. (NH4)2CO3와 NH4HCO3는 약 60℃로 가열하면 암모니아와 이산화탄소 기체로 분해되어 쉽게 제거할 수 있으나 암모니아가 물에 대한 용해도가 뛰어나 회수된 물의 사용처에 따라서 회수된 물에 존재하는 암모니아를 제거해야 하는 문제가 있다. 따라서, 고온 감압 탈기 공정이 필요하다. 상기와 같이 탄산수소암모늄을 이용한 유도 용액은, 회수와 분리가 가능할지라도 분리 과정에서 가열 공정이 필요하고 물 증발에 따른 손실을 막기 어렵다. 따라서 이러한 특성은 정삼투 공정의 효율성을 낮추어 공정의 활용성을 저해하는 요인이 된다.In connection with the recovery and reuse of the draw solution, (NH 4 ) 2 CO 3 or NH 4 HCO 3 is used separately or together as draw solute. (NH 4 ) 2 CO 3 and NH 4 HCO 3 are decomposed into ammonia and carbon dioxide gas when heated to about 60 ℃ and can be easily removed, but ammonia is solubility in water that exists in recovered water depending on where it is used. There is a problem to remove ammonia. Therefore, a high temperature vacuum degassing process is needed. As described above, the induction solution using ammonium hydrogen carbonate requires a heating step in the separation process even though recovery and separation are possible, and it is difficult to prevent the loss due to water evaporation. Therefore, these characteristics lower the efficiency of the forward osmosis process is a factor that hinders the utilization of the process.

그 밖에 새롭게 제안된 유도 용액 물질로는 친수성 펩타이드 등을 부착한 나노 자성입자를 이용한 유도 용액이 있으며, 자기장을 걸어서 나노입자를 회수하려 하고 있으나 아직까지 구체적인 회수 보고가 없다.In addition, a newly proposed induction solution material includes an induction solution using nano magnetic particles to which hydrophilic peptides are attached, and attempts to recover nanoparticles by applying a magnetic field, but there are no specific recovery reports.

또한 ionic liquid를 이용한 삼투압 유발은 가격이 너무 고가이고 적합한 회수가 용이하지 않다.
In addition, osmotic pressure using ionic liquid is too expensive and the proper recovery is not easy.

상기와 같이 정삼투 공정에서 유도 용액 고유의 특성과 농도에 따라 투과 성능 및 문제점의 유무가 좌우되므로 그 역할이 매우 중요하고, 이러한 유도 용액은 높은 용해도, 높은 삼투압, 낮은 용질 역확산, 용이 회수 및 독성이 없어야 하는 조건을 갖추어야한다.
The role is very important because the permeation performance and the presence or absence of the problem depends on the specific characteristics and concentration of the induction solution in the forward osmosis process as described above, such induction solution has high solubility, high osmotic pressure, low solute back diffusion, easy recovery and Conditions must be in place to be nontoxic.

본 발명의 목적은 유도 용액의 회수 및 재사용의 곤란성과 역확산과 같은 종래 정삼투 공정에서의 문제점을 해결하면서 삼투압이 우수한 정삼투용 유도 용질 및 정삼투용 유도 용액을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a forward osmosis inducing solute and a forward osmosis inducing solution which are excellent in osmotic pressure while solving problems of conventional forward osmosis processes such as recovery and reuse of induction solution and despreading.

본 발명의 제1 양태는 정삼투용 유도 용질로 폴리에틸렌이민(PEI)의 수평균 분자량이 4,000 이하인 폴리에틸렌이민(PEI) 염을 함유하는 것이 특징인 정삼투용 유도 용액을 제공한다.A first aspect of the present invention provides an induction solution for forward osmosis, characterized by containing a polyethyleneimine (PEI) salt having a number average molecular weight of polyethyleneimine (PEI) of 4,000 or less as an induction osmotic solute.

본 발명의 제2 양태는 폴리에틸렌이민(PEI)의 수평균 분자량이 500 내지 2,000인 폴리에틸렌이민(PEI) 염을 함유하는 것이 특징인 정삼투용 유도 용질을 제공한다.A second aspect of the present invention provides an induction osmotic solute for osmosis characterized by containing a polyethyleneimine (PEI) salt having a number average molecular weight of polyethyleneimine (PEI) of 500 to 2,000.

본 발명의 제3 양태는 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해, 정제된 유체(fluid)를 제조하는 방법에 있어서, 제1 멤브레인을 통해 원액(fluid source) 중 유체를 삼투압에 의해 정삼투용 유도 용액쪽으로 투과시키는 제1단계; 및 정삼투용 유도 용질이 통과되지 않는 제2 멤브레인을 통해, 제1 멤브레인을 투과한 유체를 투과시키는 제2단계를 포함하고, 상기 정삼투용 유도 용액은 본 발명에 따른 정삼투용 유도 용액인 것이 특징인 제조방법을 제공한다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing a purified fluid by osmotic pressure of an induction solution for forward osmosis containing an induction osmotic solute for forward osmosis, wherein the fluid in a fluid source through a first membrane The first step of permeating to the osmotic induction solution by osmotic pressure; And a second step of permeating the fluid that has permeated through the first membrane through a second membrane through which the forward osmosis inducing solute does not pass, wherein the forward osmosis induction solution is a forward osmosis induction solution according to the present invention. It provides a manufacturing method characterized by.

본 발명의 제4 양태는 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해 원액(fluid source)으로부터 유체(fluid)를 정제하는 장치에 있어서, 본 발명에 따른 정삼투용 유도 용액; 및 상기 원액(fluid source)과 정삼투용 유도 용액을 구분하기 위한 제1 멤브레인을 포함하는 것이 특징인 정제 장치를 제공한다.
A fourth aspect of the present invention is a device for purifying a fluid from a fluid source by osmotic pressure of an induction solution for forward osmosis containing an induction solution for forward osmosis, wherein the induction solution for forward osmosis according to the present invention is ; And it provides a purification device comprising a first membrane for separating the fluid (fluid source) and the induction solution for forward osmosis.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

삼투압 [osmotic pressure]이란 용매는 통과시키나 용질은 통과시키지 않는 반투막을 고정시키고, 그 양쪽에 용액과 순용매를 따로 넣으면, 용매의 일정량이 용액 속으로 침투하여 평형에 이르는데, 이때 반투막의 양쪽에서 온도가 같지만, 압력에 차이가 생기는 압력차이다. 이와 같이 삼투압을 유발하는 물질을 유도 용질(draw solute)이라고 한다.Osmotic pressure means that a semipermeable membrane that passes through a solvent but does not pass a solute is fixed, and a solution and a pure solvent are separately added to both sides, and a certain amount of solvent penetrates into the solution to reach an equilibrium. The temperature is the same, but the pressure difference causes a difference in pressure. Such osmotic pressure-inducing substances are called draw solutes.

본 발명에서 수평균 분자량이란, 분자량 분포를 갖는 고분자 화합물의 성분 분자종의 분자량을 수 분율(數分率) 혹은 몰 분율로 평균하여 얻게 되는 평균 분자량으로, 보통 막 삼투압법으로 구할 수 있다.
In the present invention, the number average molecular weight is an average molecular weight obtained by averaging the molecular weight of the component molecular species of the polymer compound having a molecular weight distribution in a water fraction or a mole fraction, and can be usually obtained by membrane osmosis.

본 발명은 폴리에틸렌이민(PEI)의 수평균 분자량이 4,000 이하인 폴리에틸렌이민(PEI) 염을 정삼투용 유도 용질로 사용하는 것이 특징이다. 상기 폴리에틸렌이민(PEI) 염은 폴리에틸렌이민(PEI)의 수평균 분자량이 500 내지 2,000인 것이 바람직하고, 800 내지 1,800인 것이 더욱 바람직하며, 800 내지 1,200인 것이 더욱 더 바람직하다.The present invention is characterized by using a polyethyleneimine (PEI) salt having a number average molecular weight of polyethyleneimine (PEI) of 4,000 or less as an induction osmotic solute. The polyethyleneimine (PEI) salt preferably has a number average molecular weight of polyethyleneimine (PEI) of 500 to 2,000, more preferably 800 to 1,800, and even more preferably 800 to 1,200.

통상 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해 원액(fluid source)으로부터 물과 같은 유체(fluid)를 정제할 때, 유도 용질의 분자량이 클수록 상대적으로 삼투압은 작다. 그러나, 본 발명자들은 동일 농도(중량%)의 유도 용질로, 분자량이 큰 폴리에틸렌이민(PEI)의 염화물과 분자량이 작은 NaCl을 사용한 실험 결과를 통해, 폴리에틸렌이민(PEI) 염이 PEI가 4,000 이하의 적절한 분자량 범위 내에서 NaCl와 대등 또는 우수한 flux를 나타낼 수 있으며, NaCl과 달리 용질의 역확산(back diffusion)이 현저히 감소되는 것을 발견하였다(표 2 및 표 3). When purifying a fluid such as water from a fluid source by the osmotic pressure of an induction solution for forward osmosis containing an induction osmotic solution for forward osmosis, the osmotic pressure is relatively smaller as the molecular weight of the inducing solute is higher. However, the present inventors have conducted experiments using chlorides of high molecular weight polyethyleneimine (PEI) and low molecular weight NaCl as derivative solutes having the same concentration (% by weight), so that the polyethyleneimine (PEI) salt has a PEI of 4,000 or less. It was found that the flux can be comparable to or superior to NaCl within the appropriate molecular weight range, and unlike NaCl, the back diffusion of the solute was significantly reduced (Table 2 and Table 3).

또한, PEI의 분자량이 4,000 이하인 고분자 염을 유도 용질로 사용하면, 고분자의 분자량이 클수록 flux가 클 것으로 예상할 수 있으나, 본 발명자들은 실험을 통해, flux를 크게 하기 위해서는 적절한 분자량 범위가 있는 것을 발견하였다(표 4 참조). 즉, 막여과법 또는 원심분리법을 통해 고분자 유도 용질을 회수할 수 있는 한, 고분자의 분자량이 작을수록 flux 면에서 유리하다. 그리고, 역확산(back diffusion) 면에서도 적절한 분자량 범위가 있는 것을 발견하였다(표 4 참조).
In addition, when using a polymer salt having a molecular weight of 4,000 or less of PEI as an inducing solute, it can be expected that the larger the molecular weight of the polymer, the larger the flux, but through the experiment, the inventors found that there is an appropriate molecular weight range in order to increase the flux (See Table 4). That is, as long as the polymer-induced solute can be recovered by membrane filtration or centrifugation, the smaller the molecular weight of the polymer, the more advantageous in terms of flux. In addition, it was found that there is an appropriate molecular weight range in terms of back diffusion (see Table 4).

본 발명에서, 상기 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine, PEI)염은 폴리에틸렌이민 중 1차, 2차 또는 3차 아민기가 이온화된 것이다. In the present invention, the polyethyleneimine (PEI) salt is a ionized primary, secondary or tertiary amine group in polyethyleneimine.

상기 폴리에틸렌이민은 화학식 1로 표시될 수 있고, 폴리에틸렌이민 고분자 사슬은 선형(linear)(화학식 2), 가지형(branched)(화학식 3), 덴드리머형(dendrimer) (화학식 4)등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The polyethyleneimine may be represented by Formula 1, and the polyethyleneimine polymer chain may include linear (Formula 2), branched (Formula 3), dendrimer (Formula 4), and the like. However, it is not limited thereto.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112013028353379-pat00001
Figure 112013028353379-pat00001

[화학식 2] [Formula 2]

Figure 112013028353379-pat00002
Figure 112013028353379-pat00002

[화학식 3] [Formula 3]

Figure 112013028353379-pat00003
Figure 112013028353379-pat00003

[화학식 4] [Formula 4]

Figure 112013028353379-pat00004

Figure 112013028353379-pat00004

본 발명에서, 상기 폴리에틸렌이민염은 산성용액으로부터 유도될 수 있으며, 구체적으로 폴리에틸렌이민 수용액에 산성용액을 첨가함으로써 유도될 수 있다. 폴리에틸렌이민 수용액은 pH가 높아 염기성을 나타내나, 상기 산성용액을 첨가하면 염이 생성됨과 동시에 pH는 점차 낮아진다.In the present invention, the polyethyleneimine salt may be derived from an acid solution, and specifically, may be derived by adding an acid solution to an aqueous solution of polyethyleneimine. The aqueous solution of polyethyleneimine has a high pH and shows basicity. However, when the acidic solution is added, a salt is formed and the pH gradually decreases.

본 발명의 폴리에틸렌이민염을 유도 용질로 포함하는 정삼투용 유도 용액은 상기 폴리에틸렌이민 수용액과 산성용액을 혼합하여 제공할 수 있다.The forward osmosis inducing solution containing the polyethyleneimine salt of the present invention as an inducing solute may be provided by mixing the aqueous polyethyleneimine solution with an acidic solution.

본 발명에서 사용하는 용어 "산성용액"은 pH가 7을 넘지 않는 산성을 띠는 용액을 의미하며, 상기 산성용액에는 염산, 황산, 아세트산 등이 포함될 수 있으나 바람직하기로 염산 또는 아세트산을 포함할 수 있다.The term "acid solution" used in the present invention means an acid solution having a pH not exceeding 7, and the acid solution may include hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, but preferably hydrochloric acid or acetic acid. have.

대표적으로 염산을 사용하였을 때, 본 발명의 폴리에틸렌이민염은 하기의 화학식 5과 같은 형태를 포함할 수 있다.Representatively, when using hydrochloric acid, the polyethyleneimine salt of the present invention may include a form such as the following formula (5).

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112013028353379-pat00005

Figure 112013028353379-pat00005

본 발명에서, 상기 유도 용액은 pH 4 내지 10인 것이 바람직하고, pH 5 내지 7인 것이 더욱 바람직하고, pH 6 전후가 가장 바람직하다(표 1). 상기 pH는 전술한 바와 같이 폴리에틸렌이민 수용액에 산성용액을 적정함으로써 달성할 수 있다.
In the present invention, the induction solution is preferably pH 4-10, more preferably pH 5-7, most preferably around pH 6 (Table 1). As described above, the pH can be achieved by titrating an acid solution to an aqueous polyethyleneimine solution.

본 발명에서, 상기 유도 용액 내 폴리에틸렌이민(PEI)염의 함유량은 5 내지 30 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 20중량%이다(표 2).
In the present invention, the content of polyethyleneimine (PEI) salt in the induction solution may be 5 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight (Table 2).

상기 유도 용질인 폴리에틸렌이민염은 분자량이 큰 고분자이므로 간단한 막 여과 또는 원심분리로도 회수가 용이하다.
Polyethyleneimine salt as the inducing solute is a polymer having a large molecular weight, and thus is easily recovered by simple membrane filtration or centrifugation.

한편, 본 발명에 따라 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해, 정제된 유체(fluid)를 제조하는 방법은, 제1 멤브레인을 통해 원액(fluid source) 중 유체를 삼투압에 의해 정삼투용 유도 용액쪽으로 투과시키는 제1단계; 및 정삼투용 유도 용질이 통과되지 않는 제2 멤브레인을 통해, 제1 멤브레인을 투과한 유체를 투과시키는 제2단계를 포함한다. 상기 정삼투용 유도 용액은 전술한 본 발명에 따른 정삼투용 유도 용액이다. 이때, 제2단계는 생략될 수 있다.On the other hand, according to the present invention, a method for producing a purified fluid by the osmotic pressure of the forward osmotic induction solution containing the forward osmotic induction solute, osmotic pressure of the fluid in the fluid (fluid source) through the first membrane A first step of permeating towards the forward osmosis inducing solution; And a second step of permeating the fluid that has permeated through the first membrane through the second membrane through which the forward osmosis inducing solute does not pass. The forward osmosis induction solution is a forward osmosis induction solution according to the present invention described above. In this case, the second step may be omitted.

한편, 본 발명에 따라 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해 원액(fluid source)으로부터 유체(fluid)를 정제하는 장치는 본 발명에 따른 정삼투용 유도 용액; 및 상기 원액(fluid source)과 정삼투용 유도 용액을 구분하기 위한 제1 멤브레인을 구비한다. On the other hand, according to the present invention, an apparatus for purifying fluid from a fluid source by osmotic pressure of an induction solution for forward osmosis containing an induction osmosis solution for forward osmosis includes an induction solution for forward osmosis according to the present invention; And a first membrane for distinguishing the fluid source from the induction solution for forward osmosis.

상기 유체는 물 또는 음용수일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The fluid may be water or drinking water, but is not limited thereto.

상기 정삼투용 유도 용액에 대한 설명은 전술한 바와 같다. 상기 정삼투용 유도 용액은 원하는 flux을 구현하기 위해, PEI 염의 분자량 뿐만아니라 농도, pH를 조절할 수 있다.The description of the forward osmosis induction solution is as described above. The forward osmosis induction solution may adjust the concentration, pH as well as the molecular weight of the PEI salt to achieve the desired flux.

제1 멤브레인은 투과시키고자 하는 유체를 제외한 물질에 대하여 비투과성인 반투과성(semi-permeable) 정삼투용 분리막인 것이 바람직하며, 유체가 물인 경우수투과성인 반투과막인 것이 바람직하다.The first membrane is preferably a semi-permeable forward osmosis membrane that is impermeable to materials other than the fluid to be permeated, and is preferably a water-permeable semi-permeable membrane when the fluid is water.

제2 멤브레인은, 주로 제1 멤브레인을 투과한 유체를 투과시키면서 정삼투용 유도 용질은 통과되지 않도록 하는 것이다. 제2 멤브레인의 비제한적인 예로는 정밀여과막(MF: microfiltration membrane), 한외여과막(UF: ultra filtration memebrane) 또는 나노여과막(NF: nano filtration membrane) 등이 있으며, 바람직하기로 한외여과막(UF: ultra filtration memebrane) 또는 나노여과막(NF: nano filtration membrane)이 있다.The second membrane is intended to allow the fluid to pass through the first membrane to pass through while the inductive osmotic solute does not pass through it. Non-limiting examples of the second membrane include a microfiltration membrane (MF), an ultra filtration membrane (UF) or a nano filtration membrane (NF), preferably an ultrafiltration membrane (UF: ultra). filtration memebrane or nano filtration membrane (NF).

PEI 염 중 PEI 고분자는 (+)전하를 띠므로, 정전기력에 의해 PEI 고분자가 제2 멤브레인을 통과되지 않도록 제2 멤브레인은 (+) 전하를 띠는 것이 바람직하다.Since the PEI polymer has a (+) charge in the PEI salt, the second membrane preferably has a (+) charge so that the PEI polymer does not pass through the second membrane by the electrostatic force.

본 발명에서, 제2단계는 정삼투용 유도 용액으로부터 정삼투용 유도 용질을 제2 멤브레인을 통해 막 여과로 분리 및 회수하는 단계를 포함할 수 있다. 회수된 정삼투용 유도 용질을 정삼투용 유도 용액에 재투입하여 사용할 수 있다.In the present invention, the second step may include separating and recovering the forward osmosis inducing solute from the forward osmosis inducing solution by membrane filtration through the second membrane. The recovered forward osmosis inducing solute may be used by re-injection into the forward osmosis inducing solution.

정삼투용 유도 용액으로부터 정삼투용 유도 용질 회수는, 정밀여과막(MF: microfiltration membrane), 한외여과막(UF: ultra filtration memebrane), 나노여과막(NF: nano filtration membrane)과 같은 멤브레인을 사용할 수도 있으나, 원심분리기를 통해서도 가능하다.
For the recovery of the forward osmotic induction from the forward osmotic induction solution, a membrane such as a microfiltration membrane (MF), an ultra filtration membrane (UF), or a nano filtration membrane (NF) may be used. It is also possible through a centrifuge.

도 1은 본 발명의 일구체예에 따라 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해 수처리하는 정제 장치를 도시한 것이고, 도 1을 참조하여 본 발명의 일구체예를 설명한다.1 illustrates a purification apparatus for water treatment by osmotic pressure of an induction solution for forward osmosis containing an induction osmotic solute in accordance with one embodiment of the present invention, and one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. do.

정삼투 정제 장치의 작동 메커니즘은, 정삼투 시스템(1)에서 처리 대상인 원액(fluid source) 중의 물을 삼투압을 이용하여 농도가 높은 정삼투용 유도 용액으로 제1 멤브레인(11)을 통과하여 이동시키고, 상기 원액 중의 물이 포함된 정삼투용 유도 용액을 회수 시스템(2)으로 이동시켜 유도 용질을 분리하여 제거한 나머지를 정제된 유체(fluid)로서 배출하여 얻을 수 있다. 상기 분리된 유도 용질은 처리 대상인 원액과 제1 멤브레인(11)을 사이에 두고 접한 정삼투용 유도 용액으로 재투입하여 재사용할 수 있다.The operating mechanism of the forward osmosis purification apparatus moves water through the first membrane 11 to an induction solution for forward osmosis with a high concentration using osmotic pressure by using osmotic pressure in the forward osmosis system 1. In addition, the induction solution for forward osmosis containing water in the stock solution may be moved to a recovery system 2 to separate and remove the inducing solute as a purified fluid. The separated inducing solute may be reused by re-injecting into the induction solution for forward osmosis contacted with the stock solution and the first membrane 11 interposed therebetween.

상기 회수 시스템(2)에서의 정삼투용 유도 용질의 분리 및 회수는 전술한 바와 같이 상기 유도 용질인 폴리에틸렌이민(PEI)염이 고분자로서 큰 입자 크기를 갖는다는 특징을 이용할 수 있다. 즉, 큰 입자크기를 갖기 때문에 이를 제2 멤브레인(21)을 통해 여과하여 용이하게 정제된 유체와 분리할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 크기의 폴리에틸렌이민염 고분자 입자에 대하여 한외여과막 또는 나노여과막으로 여과하여 분리할 수 있기 때문에, 이러한 회수 시스템(2)은 작동 에너지를 크게 절감시킴과 동시에 용이한 여과가 가능하다. 나아가 PEI 염 중 PEI 고분자는 (+)전하를 띠므로, 정전기력에 의해 PEI 고분자가 제2 멤브레인(21)을 통과되지 않도록 제2 멤브레인(21)은 (+) 전하를 띠는 것이 바람직할 수 있다.Separation and recovery of the forward osmosis inducing solute in the recovery system 2 may utilize the feature that the induced solute polyethyleneimine (PEI) salt has a large particle size as a polymer. That is, since it has a large particle size, it can be easily separated from the purified fluid by filtration through the second membrane 21. For example, since the microsized polyethyleneimine salt polymer particles can be separated by filtration with an ultrafiltration membrane or a nanofiltration membrane, such a recovery system 2 can greatly reduce the operating energy and facilitate easy filtration. Furthermore, since the PEI polymer has a (+) charge in the PEI salt, it may be preferable that the second membrane 21 has a (+) charge so that the PEI polymer does not pass through the second membrane 21 by electrostatic force. .

상기 분리 및 회수된 유도 용질인 폴리에틸렌이민염을 다시 원액과 접하는 삼투 유도 용액에 첨가하여 재사용하는 것은 연결 수단(3)을 통해 달성할 수 있다.The addition and reuse of the isolated and recovered inducing solute polyethyleneimine salt to the osmotic inducing solution in contact with the stock solution can be achieved through the connecting means (3).

상기 연결 수단(3)은 정삼투용 유도 용액의 일정 농도를 유지시키기 위해, 상기 분리 및 회수된 유도 용질이 흐를 수 있는 배관, 상기 배관상의 전기 전도도계 및 유량계 등이 포함될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 전기 전도도계 및 유량계를 통하여 분리 및 회수된 유도 용질의 기준치 농도 만족 여부 및 유량 등을 모니터링 할 수 있다.The connecting means 3 may include a pipe through which the separated and recovered induced solute can flow, an electrical conductivity meter on the pipe, and a flow meter to maintain a constant concentration of the forward osmosis induction solution, but is not limited thereto. no. Through the electrical conductivity meter and flow meter, it is possible to monitor whether or not the reference concentration of the induced solute separated and recovered and the flow rate.

상기 회수 시스템에 의해 유도 용질을 분리한 나머지를 정제된 유체로서 배출하는 수단(4)은 유도 용질이 분리되어 정수된 물을 정제된 유체로 배출하기 위하여, 정제된 유체가 배출될 수 있는 배관, 상기 배관 상에 설치된 전기 전도도계 및 유량계 등이 포함될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 전기 전도도계 및 유량계를 통하여 목적하는 바에 따라 불순물의 기준치 초과 여부 및 유량 등을 모니터링 할 수 있다.The means for discharging the remainder of the induced solute separated by the recovery system as a purified fluid (4) includes a pipe through which the purified fluid can be discharged so as to discharge the purified water into the purified fluid by separating the induced solute, An electrical conductivity meter and a flow meter installed on the pipe may be included, but are not limited thereto. Through the electrical conductivity meter and flow meter, it is possible to monitor whether or not exceeding the reference value of impurities and the flow rate as desired.

또한, 상기 정삼투 시스템(1)에서 원액으로부터 용매인 유체가 제1 멤브레인(11)을 통과하여 정삼투용 유도 용액으로 이동하게 됨으로써, 용매인 유체가 제거된 원액이 농축되어 배출 원액으로 정삼투 시스템(1)으로부터 배출될 수 있다. 이를 통해 원액을 농축시킬 수도 있다.In addition, in the forward osmosis system (1), the solvent fluid from the stock solution is passed through the first membrane 11 to the forward osmosis induction solution, whereby the stock solution from which the solvent fluid is removed is concentrated and forward osmosis as the discharge stock solution. May exit from the system 1. This can also concentrate the stock solution.

상기 원액은 해수(sea water), 기수(brackish water), 지하수(ground water), 폐수 (waste water)등 일 수 있다. 예를 들면, 상기 정삼투 정제 장치를 사용하여 해수를 정수하여 정제된 유체인 음용수를 얻을 수 있다.
The stock solution may be sea water, brackish water, ground water, waste water, or the like. For example, drinking water that is purified fluid can be obtained by purifying seawater using the forward osmosis purification apparatus.

본 발명의 정삼투용 유도 용액은 고분자염인 폴리에틸렌이민염을 유도 용질로 이용함으로써 우수한 삼투압 및 유도 용질의 용이 회수가 가능하며, 이를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법은 유도 용질의 분리 및 회수에 에너지가 절감되고, 수처리 효과가 우수하다.
Induction solution for forward osmosis of the present invention can be easily recovered by the excellent osmotic pressure and induced solute by using polyethyleneimine salt as a polymer salt as an inducing solute, the water treatment apparatus and water treatment method using the same energy is required to separate and recover the induced solute. It is reduced and the water treatment effect is excellent.

도 1은 본 발명에 따른 정삼투 정제 장치의 모식도이다.1 is a schematic view of the forward osmosis purification apparatus according to the present invention.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, these examples are for illustrative purposes only and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1: 유도 용액의 제조 및 특성 1: Preparation and Characterization of Induction Solution

폴리에틸렌이민(PEI, 시그마알드리치, 분자량 800) 5중량% 수용액에 염산용액을 이용하여 NH4Cl 형태의 염을 형성시키고, 염산용액 농도를 조절하여 pH를 13에서 pH 1까지 조절하여 정삼투용 유도 용액을 제조하였다.Hydrochloric acid solution was used to form a salt of NH 4 Cl in 5 wt% aqueous solution of polyethyleneimine (PEI, Sigma Aldrich, molecular weight 800), and the pH was adjusted from 13 to pH 1 by adjusting the concentration of hydrochloric acid to induce forward osmosis. The solution was prepared.

상기 제조된 정삼투용 유도 용액의 투과능(Flux) 및 다양한 특성을 하기와 같은 방법으로 조사하였다.Flux and various properties of the prepared solution for forward osmosis were investigated in the following manner.

정삼투용 반투막으로는 셀룰로스아세테이트 정삼투막(HTI사)을 사용하였고, 피드 용액(feed solution)으로 순수를 사용하였고, 유도 용액으로 상기 제조된 정삼투용 유도 용액을 사용하였다.As a semipermeable membrane for forward osmosis, cellulose acetate forward osmosis membrane (HTI) was used, pure water was used as a feed solution, and the prepared induction solution for forward osmosis was used as the induction solution.

셀 내의 반투막을 사이에 두고 순수(전도도 1 ~ 3μS/cm)와 유도용액을 접촉시키고 순환펌프로 순환시키면서 유도용액의 중량 변화를 측정하여 투과능(투과유량, Flux)으로 하고 1시간 후 유도 용액의 유도 용질이 순수 쪽으로 넘어오는 양 (back diffusion)을 전도도계를 이용하여 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.Contact the pure water (conductivity 1 ~ 3μS / cm) and the induction solution with the semi-permeable membrane in the cell and measure the change in weight of the induction solution while circulating with the circulation pump to measure the permeability (permeate flow rate, Flux). The back diffusion of the induced solute to pure water was measured using a conductivity meter. The results are shown in Table 1 below.

pHpH 1313 1212 1111 1010 99 88 77 66 55 44 Flux
(L/m2hr)
Flux
(L / m 2 hr)
2.52.5 3.23.2 4.84.8 6.26.2 6.46.4 7.17.1 7.37.3 8.48.4 7.87.8 7.37.3
back diffusion
(μS/cm)
back diffusion
(μS / cm)
14.614.6 5.95.9 3.23.2 1.81.8 3.03.0 5.35.3 4.64.6 12.612.6 3636 207207
유도용액전도도
(mS/cm)
Inductive Solution Conductivity
(mS / cm)
0.40.4 6.86.8 15.015.0 36.436.4 43.043.0 50.050.0 53.853.8 56.556.5 57.057.0 65.065.0

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 유도 용액의 pH가 6일때 가장 높은 투과능(Flux)을 보임을 확인할 수 있으며, 유도 용질의 역확산(back diffusion) 역시 크게 높지 않음을 확인하였고, 정삼투용 유도 용액으로 적합할 수 있음을 확인하였다.
As shown in Table 1, it can be seen that when the pH of the induction solution is 6 shows the highest permeability (Flux), the back diffusion of the induced solute is also not very high, induction for forward osmosis It was found that it could be suitable as a solution.

실시예Example 2: 유도 용질의 농도에 따른 유도 용액의 특성 2: Characteristics of Induction Solution According to Concentration of Inducing Solute

유도 용액의 pH는 6으로 고정하고 폴리에틸렌이민염의 농도를 5, 10, 20 중량%로 변화시키는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유도 용액을 제조하여 실험하였다. 그 결과는 하기 표 2와 같다.The pH of the induction solution was fixed to 6 and the induction solution was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that the concentration of polyethyleneimine salt was changed to 5, 10, 20 wt%. The results are shown in Table 2 below.

PEI 염 농도
(중량%)
PEI salt concentration
(weight%)
55 1010 2020
Flux
(L/m2hr)
Flux
(L / m 2 hr)
8.48.4 11.811.8 19.719.7
back diffusion
(μS/cm)
back diffusion
(μS / cm)
12.612.6 16.116.1 21.221.2
유도용액전도도
(mS/cm)
Inductive Solution Conductivity
(mS / cm)
56.556.5 100100 141141

상기 표 2에서 나타난 바와 같이 폴리에틸렌이민염의 농도가 20 중량%일 때 가장 높은 투과능(Flux)을 보임을 확인할 수 있으며, 이는 일반적으로 유도 용액의 농도가 높을수록 삼투압이 증가함에 따른 투과능(Flux)의 향상 경향을 그대로 따름을 확인하였다.
As shown in Table 2, it can be seen that the highest permeability (Flux) is shown when the concentration of polyethyleneimine salt is 20% by weight, which is generally increased as the osmotic pressure increases as the concentration of the induction solution (Flux) increases. It was confirmed that the improvement tendency of) was followed.

비교예Comparative example 1:  One: NaClNaCl 농도에 따른 유도 용액의 특성 Characteristics of Induction Solution According to Concentration

폴리에틸렌이민염 대신에 NaCl을 물에 5, 10, 20 중량%로 용해시켜 유도 용액을 제조하였다.Induction solution was prepared by dissolving NaCl in water at 5, 10, 20% by weight instead of polyethyleneimine salt.

상기 제조된 유도 용액을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험하였다. 그 결과는 하기 표 3과 같다.The same procedure as in Example 1 was conducted except that the prepared induction solution was used. The results are shown in Table 3 below.

NaCl 농도
(중량%)
NaCl concentration
(weight%)
55 1010 2020
Flux
(L/m2hr)
Flux
(L / m 2 hr)
8.18.1 12.312.3 17.217.2
back diffusion
(μS/cm)
back diffusion
(μS / cm)
122122 163163 280280

상기 표 3에서 나타난 바와 같이 NaCl의 농도가 5중량% 및 20 중량%일 때는 실시예 2(표 2)보다 투과능이 낮을 뿐만아니라, NaCl는 PEI 염보다 역확산 (back diffusion) 수치가 10배를 상회하였다.
As shown in Table 3, when the NaCl concentration was 5% by weight and 20% by weight, the permeability was lower than that of Example 2 (Table 2), and NaCl was more than 10 times higher in back diffusion than the PEI salt. It was.

실시예Example 3: 유도 용질의 분자량에 따른 유도 용액의 특성 3: Characteristics of Derivative Solution According to Molecular Weight of Derived Solute

유도 용액의 pH는 6으로 고정하고 폴리에틸렌이민염의 농도를 5 중량%로 고정하였으며, 폴리에틸렌이민의 분자량을 800, 1,200, 1,800, 25,000으로 변화시키는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유도 용액을 제조하여 실험하였다. 그 결과는 하기 표 4와 같다.The pH of the induction solution was fixed at 6 and the concentration of polyethylenimine salt was fixed at 5% by weight. Was prepared and tested. The results are shown in Table 4 below.

PEI 분자량PEI molecular weight 800800 1,2001,200 1,8001,800 25,00025,000 Flux
(L/m2hr)
Flux
(L / m 2 hr)
8.48.4 7.27.2 5.85.8 2.52.5
back diffusion
(μS/cm)
back diffusion
(μS / cm)
12.612.6 29.829.8 57.757.7 45.645.6
유도용액전도도
(mS/cm)
Inductive Solution Conductivity
(mS / cm)
56.556.5 53.253.2 50.350.3 48.048.0

상기 표 4에서 나타난 바와 같이 폴리에틸렌이민의 분자량이 5000이하에서는 폴리에틸렌이민의 분자량이 작을수록 투과능(Flux)이 증가함과 동시에 역확산(back diffusion)은 감소함을 알 수 있다.
As shown in Table 4, when the molecular weight of polyethyleneimine is 5000 or less, it can be seen that as the molecular weight of polyethyleneimine is smaller, the permeability (Flux) increases and the back diffusion decreases.

실시예Example 4: 산성용액에 따른 유도 용액의 특성 4: Characteristics of Induction Solution According to Acid Solution

폴리에틸렌이민의 분자량은 800, 농도는 5 중량%, pH는 6으로 고정하면서 산의 종류를 염산, 황산, 아세트산 등으로 변화시키는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 유도 용액을 제조하여 실험하였다. 그 결과는 하기 표 5와 같다.Polyethyleneimine was tested in the same manner as in Example 1 except for changing the type of acid to hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, etc. while fixing the molecular weight of 800, the concentration of 5% by weight, and the pH of 6. . The results are shown in Table 5 below.

mountain 염산Hydrochloric acid 황산Sulfuric acid 아세트산Acetic acid Flux
(L/m2hr)
Flux
(L / m2hr)
8.48.4 3.13.1 7.97.9
back diffusion
(μS/cm)
back diffusion
(μS / cm)
12.612.6 5.15.1 9.89.8

상기 표 5에서 나타난 바와 같이 폴리에틸렌이민염이 어떠한 산성용액으로 유도되었는지에 따라 투과능(Flux) 및 역확산(back diffusion)이 차이가 있음을 볼 수 있었다. 특히 황산에 비하여 염산과 아세트산의 경우가 유도 용액으로써 더 좋은 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다.
As shown in Table 5, it was found that the permeability (Flux) and the back diffusion (diffusion) were different depending on which acidic solution the polyethyleneimine salt was induced to. In particular, it was confirmed that hydrochloric acid and acetic acid can perform better as an induction solution than sulfuric acid.

도면의 주요 부분에 대한 설명
1: 정삼투 시스템
2: 회수 시스템
3: 유도 용질 재투입 연결 수단
4: 정제된 유체 배출 수단
11: 제1 멤브레인
21: 제2 멤브레인
Description of the main parts of the drawing
1: forward osmosis system
2: recovery system
3: inducing solute reintroduction means
4: purified fluid discharge means
11: first membrane
21: second membrane

Claims (22)

정삼투용 유도 용질로 폴리에틸렌이민(PEI)의 수평균 분자량이 800 내지 1,200인 폴리에틸렌이민(PEI) 염을 함유하는 것이 특징인 정삼투용 유도 용액으로서,
상기 유도 용액은 pH 5 내지 7이며, 상기 유도 용액 중 폴리에틸렌이민(PEI) 염의 함유량은 5 내지 20 중량%인 것이 특징인 정삼투용 유도 용액.
An induction solution for forward osmosis, characterized by containing a polyethyleneimine (PEI) salt having a number average molecular weight of 800-1,200 as the induction osmotic solute.
The induction solution is pH 5 to 7, wherein the content of the polyethyleneimine (PEI) salt in the induction solution is characterized in that 5 to 20% by weight induction solution for forward osmosis.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌이민(PEI)염은 산성용액으로부터 유도된 것이 특징인 정삼투용 유도 용액.
According to claim 1, wherein the polyethyleneimine (PEI) salt is a forward osmosis induction solution, characterized in that derived from an acidic solution.
제3항에 있어서, 상기 산성용액은 염산 또는 아세트산을 포함하는 것이 특징인 정삼투용 유도 용액.
The induction osmosis solution for forward osmosis according to claim 3, wherein the acidic solution contains hydrochloric acid or acetic acid.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해, 정제된 유체(fluid)를 제조하는 방법에 있어서,
제1 멤브레인을 통해 원액(fluid source) 중 유체를 삼투압에 의해 정삼투용 유도 용액쪽으로 투과시키는 제1단계; 및
정삼투용 유도 용질이 통과되지 않는 제2 멤브레인을 통해, 제1 멤브레인을 투과한 유체를 투과시키는 제2단계를 포함하고,
상기 정삼투용 유도 용액은 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 정삼투용 유도 용액인 것이 특징인 제조방법.
In the method for producing a purified fluid by the osmotic pressure of the forward osmotic induction solution containing the forward osmotic induction solute,
A first step of permeating the fluid in the fluid source through the first membrane toward the osmotic induction solution by osmotic pressure; And
A second step of permeating the fluid that has permeated through the first membrane through a second membrane through which the forward osmosis inducing solute does not pass,
The forward osmosis induction solution is characterized in that the forward osmosis induction solution according to any one of claims 1, 3 and 4.
제9항에 있어서, 제2단계는 정삼투용 유도 용액으로부터 정삼투용 유도 용질을 제2 멤브레인을 통해 막 여과로 분리 및 회수하는 단계를 포함하는 것이 특징인 제조방법.
10. The method of claim 9, wherein the second step comprises separating and recovering the forward osmosis inducing solute from the forward osmosis inducing solution by membrane filtration through the second membrane.
제10항에 있어서, 제2단계에서 회수된 정삼투용 유도 용질을 정삼투용 유도 용액에 재투입하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 제조방법.
The method according to claim 10, further comprising the step of re-injecting the forward osmosis inducing solute recovered in the second step into the forward osmosis inducing solution.
제9항에 있어서, 제2 멤브레인은 (+) 전하를 띠는 것이 특징인 제조방법.
The method of claim 9, wherein the second membrane has a positive charge.
제9항에 있어서, 제2 멤브레인은 한외여과막(UF: ultra filtration memebrane) 또는 나노여과막(NF: nano filtration membrane)인 것이 특징인 제조방법.
The method of claim 9, wherein the second membrane is an ultra filtration memebrane (UF) or a nano filtration membrane (NF).
제9항에 있어서, 유체는 물 또는 음용수인 것이 특징인 제조방법.
The method of claim 9, wherein the fluid is water or drinking water.
정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해 정제된 유체(fluid)를 제조하는 방법에 있어서,
멤브레인을 통해 원액(fluid source) 중 유체를 삼투압에 의해 정삼투용 유도 용액쪽으로 투과시키는 단계를 포함하고,
상기 정삼투용 유도 용액은 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 정삼투용 유도 용액인 것이 특징인 제조방법.
In the method for producing a fluid (fluid) purified by the osmotic pressure of the forward osmotic induction solution containing the forward osmotic induction solute,
Permeating the fluid in the fluid source through the membrane toward the osmotic induction solution by osmotic pressure,
The forward osmosis induction solution is characterized in that the forward osmosis induction solution according to any one of claims 1, 3 and 4.
제15항에 있어서, 정삼투용 유도 용액으로부터 정삼투용 유도 용질을 회수하는 단계를 더 포함하고, 상기 단계는 한외여과막(UF: ultra filtration memebrane) 또는 나노여과막(NF: nano filtration membrane)을 통해 수행되는 것이 특징인 제조방법.
The method of claim 15, further comprising recovering the forward osmosis inducing solution from the forward osmosis inducing solution, wherein the step is performed through an ultra filtration membrane (UF) or a nano filtration membrane (NF). A manufacturing method characterized by being performed.
정삼투용 유도 용질을 함유하는 정삼투용 유도 용액의 삼투압에 의해 원액(fluid source)으로부터 유체(fluid)를 정제하는 장치에 있어서,
제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 정삼투용 유도 용액; 및
상기 원액(fluid source)과 정삼투용 유도 용액을 구분하기 위한 제1 멤브레인을 포함하는 것이 특징인 정제 장치.
An apparatus for purifying fluid from a fluid source by osmotic pressure of an induction solution for forward osmosis containing an induction solution for forward osmosis,
Induction solution for forward osmosis according to any one of claims 1, 3 and 4; And
Purification device comprising a first membrane for distinguishing the fluid (fluid source) and the induction solution for forward osmosis.
제17항에 있어서, 정삼투용 유도 용질은 통과시키지 않으면서 유체는 통과시키는 제2 멤브레인을 더 포함하는 것이 특징인 정제 장치.
18. The purification apparatus of claim 17, further comprising a second membrane that allows fluid to pass through without inducing solute for forward osmosis.
제18항에 있어서, 정삼투용 유도 용액으로부터 정삼투용 유도 용질을 제2 멤브레인을 통해 분리 및 회수되는 정삼투용 유도 용질을 정삼투용 유도 용액에 재투입시키는 수단을 더 포함하는 것이 특징인 정제 장치.
19. The method according to claim 18, further comprising means for re-injecting the forward osmosis inducing solute separated and recovered from the forward osmosis inducing solution through the second membrane into the forward osmosis inducing solution. refinery.
제18항에 있어서, 제2 멤브레인은 (+) 전하를 띠는 것이 특징인 정제 장치.
19. The purification apparatus of claim 18, wherein the second membrane has a positive charge.
제18항에 있어서, 제2 멤브레인은 한외여과막 또는 나노여과막인 것이 특징인 정제 장치.
19. The purification apparatus of claim 18, wherein the second membrane is an ultrafiltration membrane or a nanofiltration membrane.
제17항에 있어서, 원액으로부터 용매인 유체를 제거하여 원액을 농축시키는데 사용되는 것이 특징인 정제 장치.18. The purification apparatus of claim 17, wherein the purification apparatus is used to concentrate the stock solution by removing a fluid that is a solvent from the stock solution.
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초가지체 Polyethyleneimine(PEI)를 유도용액으로 한 고분자 정삼투 공정 연구, 이상현, KAIST, 2012*

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