KR102210190B1 - Cdi type water treatment apparatus and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 CDI 방식의 수처리 장치는, CDI 방식에 따라 원수를 정수하는 필터부; 및 필터부의 전극효율에 기초하여 필터부를 제어하는 제어부를 포함하며, 전극효율은 소정 시간을 기준으로 이온흡착량을 전하량으로 나눈 값으로 정의되고, 제어부는 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 필터부에 인가되는 전압의 크기를 제어하고, 제어부는 필터부로 공급되는 원수의 TDS 또는 유속이 증가하면 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하는 한도 내에서 필터부에 인가되는 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
또한 CDI 방식의 수처리 장치의 제어 방법은 소정 시간을 기준으로 이온흡착량과 전하량을 산정하는 제1 단계, 제1 단계에서 산정한 이온흡착량과 전하량에 기초하여 이온흡착량을 전하량으로 나눈 값인 전극효율을 산정하는 제2 단계, 및 제2 단계에서 산정한 전극효율에 기초하여 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 전극에 인가되는 전압의 크기를 제어하는 제3 단계를 포함하며, 제3 단계는 필터부로 공급되는 원수의 TDS 또는 유속이 증가하면 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하는 한도 내에서 전극에 인가되는 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
The water treatment apparatus of the CDI method according to the present invention includes a filter unit for purifying raw water according to the CDI method; And a control unit for controlling the filter unit based on the electrode efficiency of the filter unit, wherein the electrode efficiency is defined as a value obtained by dividing the amount of ion adsorption by the amount of charge based on a predetermined time, and the control unit maintains the electrode efficiency at a predetermined value or a predetermined range. Controls the level of voltage applied to the filter unit, and the control unit increases the level of voltage applied to the filter unit within the limit of maintaining a predetermined value or a predetermined range when the TDS or flow velocity of the raw water supplied to the filter unit increases. I can make it.
In addition, the method of controlling the water treatment device of the CDI method includes the first step of calculating the amount of ion adsorption and the amount of charge based on a predetermined time, and the electrode which is a value obtained by dividing the amount of ion adsorption by the amount of charge based on the amount of ion adsorption and charge calculated in the first step. A second step of calculating the efficiency, and a third step of controlling the magnitude of the voltage applied to the electrode so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range based on the electrode efficiency calculated in the second step, In the step, when the TDS or flow rate of the raw water supplied to the filter unit increases, the magnitude of the voltage applied to the electrode may be increased within a limit in which the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range.

Description

CDI 방식의 수처리 장치 및 이의 제어 방법 {CDI TYPE WATER TREATMENT APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}CDI type water treatment device and its control method {CDI TYPE WATER TREATMENT APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 CDI 방식의 수처리 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 원수의 조건에 상관없이 우수한 정수성능을 유지할 수 있는 CDI 방식의 수처리 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a CDI type water treatment apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a CDI type water treatment apparatus capable of maintaining excellent water purification performance regardless of raw water conditions, and a control method thereof.

정수기와 같이 원수를 처리하여 정수수를 생성하는 수처리 장치는 현재 다양하게 개시되고 있다. 그런데 최근 EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization)와 같은 전기 탈이온 방식의 수처리 장치가 각광을 받고 있다. 이들 중에서도 가장 각광을 받고 있는 것이 바로 CDI 방식의 수처리 장치이다. Various water treatment devices for generating purified water by treating raw water like a water purifier are currently being disclosed. However, recently, electric deionization water treatment devices such as EDI (Electro Deionization), CEDI (Continuous Electro Deionization), and CDI (Capacitive Deionization) are in the spotlight. Among them, the CDI type water treatment system is receiving the most attention.

CDI 방식은 전기적인 힘에 의해 전극의 표면에서 이온이 흡착되고 탈착되는 원리를 이용하여 이온(오염물질)을 제거하는 방식을 말한다. 이에 대해서 도 9와 도 10을 참조하여 보다 상술한다. 전극에 전력을 공급한 채로 이온을 포함한 원수를 전극의 사이로 통과시키면, 도 9에서 도시하고 있는 것과 같이 음이온은 양극으로 이동하게 되고, 양이온은 음극으로 이동하게 된다. 즉, 흡착이 일어나게 된다. 이와 같은 흡착으로 원수에 포함된 이온(오염물질)이 제거될 수 있다. 다만, 흡착이 계속되면 전극은 더 이상 이온을 흡착할 수 없게 된다. 이와 같은 경우 도 10에서 도시하고 있는 것과 같이, 전극에 흡착된 이온들을 탈착시켜 전극을 재생시킬 필요가 있다. 이를 위해 정수 때의 반대 극성으로 전압을 인가할 수 있다. The CDI method refers to a method of removing ions (pollutants) by using the principle that ions are adsorbed and desorbed from the surface of an electrode by electric force. This will be described in more detail with reference to FIGS. 9 and 10. When raw water including ions is passed through the electrodes while power is supplied to the electrode, as shown in FIG. 9, negative ions move to the positive electrode and positive ions move to the negative electrode. That is, adsorption occurs. Ions (pollutants) contained in raw water can be removed by such adsorption. However, if adsorption continues, the electrode can no longer adsorb ions. In this case, as shown in FIG. 10, it is necessary to regenerate the electrode by desorbing ions adsorbed on the electrode. For this, a voltage can be applied with the opposite polarity of the integer.

그런데 CDI 방식의 수처리 장치는 통상적으로 일정한 전압을 전극에 인가하여 원수로부터 이온(오염물질)을 제거한다. 그러나 이와 같이 전극에 일정한 전압을 인가하면, 원수가 이온(오염물질)을 평소보다 많이 포함할 경우와 같이 수처리 장치가 악조건에 놓일 경우, 수처리 장치가 평소만큼 이온(오염물질)을 제거하기 어려워진다. However, in the CDI type water treatment apparatus, ions (pollutants) are removed from raw water by applying a constant voltage to the electrodes. However, when a constant voltage is applied to the electrode in this way, when the water treatment device is placed under adverse conditions, such as when the raw water contains more ions (pollutants) than usual, it becomes difficult for the water treatment device to remove ions (pollutants) as usual. .

따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 원수가 악조건에 있더라도 우수한 정수성능을 계속 유지할 수 있는 CDI 방식의 수처리 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a CDI type water treatment apparatus and a control method thereof capable of maintaining excellent water purification performance even when raw water is under adverse conditions.

본 발명에 따른 CDI 방식의 수처리 장치는, 전극을 통해 CDI 방식에 따라 원수를 정수하는 필터부; 및 상기 필터부의 전극효율에 기초하여 상기 필터부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 전극효율은 소정 시간을 기준으로 하기 식 1로 정의되고, 상기 제어부는 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 상기 필터부에 인가되는 전압의 크기를 제어하고, 상기 제어부는, 상기 필터부로 공급되는 원수의 TDS(총용존고형물) 또는 유속이 증가하면 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하는 한도 내에서 상기 필터부에 인가되는 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
식 1: 이온흡착량 / 전하량
(상기 식 1에서 이온흡착량은 전극에 흡착된 이온의 양이고, 전하량은 전극에 인가된 전압에 따라 전극에 흐른 전하의 양임.)
The water treatment apparatus of the CDI method according to the present invention includes a filter unit for purifying raw water according to the CDI method through an electrode; And a control unit for controlling the filter unit based on the electrode efficiency of the filter unit, wherein the electrode efficiency is defined by Equation 1 below based on a predetermined time, and the control unit allows the electrode efficiency to maintain a predetermined value or a predetermined range. The level of the voltage applied to the filter unit is controlled, and the control unit, when the TDS (total dissolved solids) or flow rate of the raw water supplied to the filter unit is increased, the electrode efficiency is within a limit to maintain a predetermined value or a predetermined range. The magnitude of the voltage applied to the filter unit may be increased.
Equation 1: ion adsorption amount / charge amount
(In Equation 1 above, the amount of ion adsorption is the amount of ions adsorbed on the electrode, and the amount of charge is the amount of charge that flows through the electrode according to the voltage applied to the electrode.)

또한 CDI 방식의 수처리 장치의 제어 방법은, 전극을 가지는 필터부를 통해 CDI 방식에 따라 원수를 정수하는 CDI 방식의 수처리 장치의 제어 방법에 있어서, 소정 시간을 기준으로 상기 전극에 흡착된 이온의 양인 이온흡착량과 상기 전극에 공급된 전하의 양인 전하량을 산정하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 산정한 이온흡착량과 전하량에 기초하여 상기 이온흡착량을 상기 전하량으로 나눈 값인 전극효율을 산정하는 제2 단계; 및 상기 제2 단계에서 산정한 전극효율에 기초하여 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 상기 전극에 인가되는 전압의 크기를 제어하는 제3 단계를 포함하며, 상기 제3 단계는 상기 필터부로 공급되는 원수의 TDS(총용존고형물) 또는 유속이 증가하면 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하는 한도 내에서 상기 전극에 인가되는 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.In addition, in the control method of the CDI type water treatment apparatus, in the control method of the CDI type water treatment apparatus in which raw water is purified according to the CDI method through a filter unit having an electrode, the amount of ions adsorbed on the electrode based on a predetermined time is ions. A first step of calculating an adsorption amount and an amount of charge that is an amount of the charge supplied to the electrode; A second step of calculating electrode efficiency, which is a value obtained by dividing the amount of ion adsorption by the amount of charge based on the amount of ion adsorption and the amount of charge calculated in the first step; And a third step of controlling the magnitude of the voltage applied to the electrode so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range based on the electrode efficiency calculated in the second step, wherein the third step includes the filter When the TDS (total dissolved solids) or flow rate of raw water supplied to the negative is increased, the magnitude of the voltage applied to the electrode may be increased within a limit in which the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range.

본 발명에 따른 CDI 방식의 수처리 장치 및 이의 제어 방법은 필터부의 전극효율에 기초하여 필터부를 제어하기 때문에, 원수가 악조건에 있더라도 전극 손상을 방지하면서 우수한 정수성능을 계속 유지할 수 있다는 효과가 있다. Since the CDI type water treatment apparatus and the control method thereof according to the present invention control the filter unit based on the electrode efficiency of the filter unit, even if raw water is in adverse conditions, there is an effect of preventing electrode damage and maintaining excellent water purification performance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 포함하는 필터모듈을 도시하고 있는 사시도
도 2는 도 1의 필터모듈을 분해하여 도시하고 있는 분해 사시도
도 3은 도 1의 필터모듈 중의 필터부와 단자부를 분해하여 도시하고 있는 분해 사시도
도 4는 도 1의 필터모듈의 A-A선에 따른 단면도
도 5는 필터부로 공급되는 원수의 유속이 0.5 LPM이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 TDS에 따른 이온제거율을 도시하고 있는 그래프
도 6은 필터부로 공급되는 원수의 유속이 0.5 LPM이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 TDS에 따른 전극효율을 도시하고 있는 그래프
도 7은 필터부로 공급되는 원수의 농도가 100 ppm이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 유속에 따른 이온제거율을 도시하고 있는 그래프
도 8은 필터부로 공급되는 원수의 농도가 100 ppm이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 유속에 따른 전극효율을 도시하고 있는 그래프
도 9는 CDI 방식에서 정수가 이루어지는 원리를 설명하고 있는 개념도
도 10은 CDI 방식에서 재생이 이루어지는 원리를 설명하고 있는 개념도
1 is a perspective view showing a filter module including a filter unit according to an embodiment of the present invention
2 is an exploded perspective view showing the filter module of FIG. 1 by exploding
3 is an exploded perspective view showing a filter unit and a terminal unit in the filter module of Fig. 1
4 is a cross-sectional view taken along line AA of the filter module of FIG. 1
5 is a graph showing the ion removal rate according to the TDS of the raw water when the flow rate of raw water supplied to the filter unit is 0.5 LPM and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V.
6 is a graph showing electrode efficiency according to TDS of raw water when the flow rate of raw water supplied to the filter unit is 0.5 LPM and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V.
7 is a graph showing the ion removal rate according to the flow rate of the raw water when the concentration of raw water supplied to the filter unit is 100 ppm and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V.
8 is a graph showing electrode efficiency according to the flow rate of the raw water when the concentration of raw water supplied to the filter unit is 100 ppm and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V.
9 is a conceptual diagram illustrating the principle that integers are formed in the CDI method
10 is a conceptual diagram illustrating the principle of reproduction in the CDI method

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the following examples.

본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치는 CDI 방식의 수처리 장치에 관한 것으로서, 기본적으로 필터부(110)와, 필터부(110)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다. 이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 우선 필터부(110)를 포함하는 필터모듈(100)에 대해 상술한다. 여기서 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 포함하는 필터모듈을 도시하고 있는 사시도이고, 도 2는 도 1의 필터모듈을 분해하여 도시하고 있는 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 필터모듈 중의 필터부와 단자부를 분해하여 도시하고 있는 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 필터모듈의 A-A선에 따른 단면도이다.A water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention relates to a water treatment apparatus of a CDI method, and basically includes a filter unit 110 and a control unit (not shown) that controls the filter unit 110. Hereinafter, the filter module 100 including the filter unit 110 will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4. Here, FIG. 1 is a perspective view showing a filter module including a filter unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the filter module of FIG. 1, and FIG. 3 is a filter of FIG. It is an exploded perspective view showing the filter part and the terminal part of the module in exploded view, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of the filter module of FIG. 1.

[필터모듈][Filter module]

필터모듈(100)은 필터부(110), 필터 케이스부(130) 및 단자부(150)를 포함한다. 먼저 필터부(110)를 살펴본다. 필터부(110)는 전극(111, 113)을 통해 CDI 방식으로 원수를 정수하는 역할을 한다. 보다 구체적으로 필터부(110)는 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이, 전극(111, 113)과 세퍼레이터(112)가 교대로 적층되어 형성된다. 이때 전극은 양극(111)과 음극(113)을 포함한다. 즉, 필터부(110)는 양극(111)과 음극(113)이 세퍼레이터(112)를 통해 대향되게 적층되어 형성된다. The filter module 100 includes a filter unit 110, a filter case unit 130, and a terminal unit 150. First, a look at the filter unit 110. The filter unit 110 serves to purify raw water through the electrodes 111 and 113 in a CDI method. More specifically, the filter unit 110 is formed by alternately stacking the electrodes 111 and 113 and the separator 112, as shown in FIG. 3. At this time, the electrode includes an anode 111 and a cathode 113. That is, the filter unit 110 is formed by stacking the anode 111 and the cathode 113 to face each other through the separator 112.

그런데 전극(111, 113)은 일반적으로 흑연 포일(graphite foil)의 양면에 활성탄(activated carbon)을 도포하여 형성될 수 있다. 이때 흑연 포일은 활성탄이 도포되는 본체 부분(도 3에서 빗금이 표시된 부분 참조)과, 본체 부분으로부터 돌출되되 활성탄이 도포되지 않은 돌출 부분(111a, 113a)을 포함할 수 있다. 여기서 돌출 부분(111a, 113a)은 전극(111, 113)의 전극탭을 형성한다. 전극탭(111a, 113a)을 통해 전극(111, 113)으로 전력(또는 전압이나 전류)을 공급하여 필터부(110)를 작동시킬 수 있다. However, the electrodes 111 and 113 may generally be formed by coating activated carbon on both surfaces of a graphite foil. In this case, the graphite foil may include a body portion to which activated carbon is applied (refer to a portion marked with hatched in FIG. 3) and protruding portions 111a and 113a that protrude from the body portion but are not coated with activated carbon. Here, the protruding portions 111a and 113a form electrode tabs of the electrodes 111 and 113. The filter unit 110 may be operated by supplying power (or voltage or current) to the electrodes 111 and 113 through the electrode tabs 111a and 113a.

다음으로 필터 케이스부(130)를 살펴본다. 필터 케이스부(130)는 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 필터부(110)를 수용한다. 보다 구체적으로 필터 케이스부(130)는 상부에 개구(132)가 형성되고 내부에 필터부(110)가 수용되는 하부 케이스(131), 및 하부 케이스(131)의 개구(132)를 밀폐하는 상부 케이스(136)를 포함한다. 즉, 하부 케이스(131)의 개구(132)를 통해 필터부(110)를 하부 케이스(131)의 내부로 삽입한 다음에, 하부 케이스(131)의 개구(132)를 상부 케이스(136)로 밀폐한다. 여기서 하부 케이스(131)는 측부에 원수가 입수되는 입수구(133)를 가지고, 상부 케이스(136)는 상부에 정수수가 출수되는 출수구(137)를 가진다. 이때 출수구(137)는 필터부(110)의 출수홀(115)에 대응되게 형성된다. Next, the filter case part 130 is looked at. The filter case unit 130 accommodates the filter unit 110 as shown in FIG. 2. More specifically, the filter case unit 130 has an opening 132 formed at an upper portion thereof and the lower case 131 in which the filter unit 110 is accommodated, and an upper portion sealing the opening 132 of the lower case 131 Includes case 136. That is, after inserting the filter unit 110 into the lower case 131 through the opening 132 of the lower case 131, the opening 132 of the lower case 131 is transferred to the upper case 136. Close it. Here, the lower case 131 has an inlet port 133 through which raw water is obtained on the side, and the upper case 136 has an outlet port 137 through which purified water is discharged. At this time, the outlet 137 is formed to correspond to the outlet hole 115 of the filter unit 110.

이와 같은 구조에 따라 원수는 다음과 같은 과정을 거쳐 정수된다. 우선 원수는 입수구(133)를 통해 필터 케이스부(130)의 내부로 공급된다. 그런 다음 이와 같은 공급에 따른 압력으로 원수는 필터부(110)의 측면을 통해 필터부(110)의 내부로 입수된다. 그런 다음 원수는 필터부(110)의 내부에서 양극(111)과 음극(113)의 사이를 흐르며 CDI 방식에 따라 정수된다. 그런 다음 원수(즉, 정수수)는 출수홀(115)을 통해 필터부(110)의 외부로 배출된다. 그런 다음 원수는 출수구(137)를 통해 필터 케이스부(130)의 외부로 배출된다(도 4 참조).According to this structure, raw water is purified through the following process. First, the raw water is supplied to the inside of the filter case 130 through the inlet 133. Then, at the pressure according to the supply, raw water is obtained into the filter unit 110 through the side surface of the filter unit 110. Then, the raw water flows between the anode 111 and the cathode 113 inside the filter unit 110 and is purified according to the CDI method. Then, the raw water (ie, purified water) is discharged to the outside of the filter unit 110 through the water outlet hole 115. Then, the raw water is discharged to the outside of the filter case 130 through the outlet 137 (see FIG. 4).

다음으로 단자부(150)를 살펴본다. 단자부(150)는 전극탭(111a, 113a)에 전기적으로 연결되어 외부전원(미도시)으로부터 전극(111, 113)으로 전력을 전달하는 역할을 한다. 보다 구체적으로 단자부(150)는 도 2와 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이, 일측 말단에서 전극탭(111a, 113a)에 접하는 전도성의 전극단자(151)를 구비한다. 전극단자의 일측 말단에 전극탭이 접한 상태에서 전극단자의 타측 말단으로 전력을 공급하면 전극단자를 통해 전극탭으로 전력을 공급할 수 있다.Next, the terminal unit 150 is examined. The terminal unit 150 is electrically connected to the electrode tabs 111a and 113a to transmit power from an external power source (not shown) to the electrodes 111 and 113. More specifically, the terminal unit 150 includes a conductive electrode terminal 151 in contact with the electrode tabs 111a and 113a at one end, as shown in FIGS. 2 and 3. When power is supplied to the other end of the electrode terminal while the electrode tab is in contact with one end of the electrode terminal, power can be supplied to the electrode tab through the electrode terminal.

전극단자(151)는 스테인리스 스틸(stainless steel)로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 후술할 단자밴드(152)도 동일하다. 스테인리스 스틸은 가격이 저렴하면서도 전기 전도성이 양호하기 때문이다. 그러나 스테인리스 스틸은 전류의 흐름에 따라 산화되어 녹이 발생할 수 있다는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 전극단자(151)를 티타늄(Ti)으로 형성하는 것도 고려해 볼 수 있다. 그러나 티타늄은 전류의 흐름에 따라 산화되어 전기 전도성이 약화될 수 있다는 한계가 있다. It is preferable that the electrode terminal 151 is formed of stainless steel. This is the same for the terminal band 152 to be described later. This is because stainless steel is inexpensive and has good electrical conductivity. However, stainless steel has a limitation in that rust may occur due to oxidation according to the flow of electric current. In order to overcome this limitation, it may be considered to form the electrode terminal 151 of titanium (Ti). However, there is a limit in that titanium is oxidized according to the flow of electric current and thus electrical conductivity may be weakened.

따라서 전극단자(151)는 백금(Pt)으로 형성되는 것이 가장 바람직하다. 이는 후술할 단자밴드(152)도 동일하다. 백금은 산화되어 녹이 발생한다거나 전기 전도성이 약화된다는 문제가 발생하지 않기 때문이다. 다만, 고가라는 점을 고려하여 표면에 백금(Pt)을 코팅하여 전극단자(151)를 형성하는 것도 고려할 수 있다.Therefore, the electrode terminal 151 is most preferably formed of platinum (Pt). This is the same for the terminal band 152 to be described later. This is because platinum does not cause problems such as oxidizing and rusting or reducing electrical conductivity. However, considering that it is expensive, it may also be considered to form the electrode terminal 151 by coating platinum (Pt) on the surface.

그런데 단자부(150)는 전극단자(151)와 함께 전극탭(111a 또는 113a)을 감싸는 전도성의 단자밴드(152)를 포함할 수 있다. 이때 단자밴드(152)는 전극탭 (111a, 113a)이 내측으로 가압되게 전극단자(151)와 함께 전극탭(111a, 113a)을 감싸는 것이 바람직하다. However, the terminal unit 150 may include a conductive terminal band 152 surrounding the electrode tab 111a or 113a together with the electrode terminal 151. At this time, it is preferable that the terminal band 152 wraps the electrode tabs 111a and 113a together with the electrode terminals 151 so that the electrode tabs 111a and 113a are pressed inward.

[제어부][Control unit]

필터부(110)는 양극(111)과 음극(113)의 사이에 전압이 인가되면 CDI 방식에 따라 원수로부터 이온(오염물질)을 제거한다. 즉, 양극(111)과 음극(113)의 사이에 전압이 인가되면 정전기적 인력에 의해 이온(오염물질)은 양극(111)이나 음극(113)에 흡착되며, 이를 통해 원수로부터 이온(오염물질)이 제거될 수 있다. When a voltage is applied between the positive electrode 111 and the negative electrode 113, the filter unit 110 removes ions (pollutants) from the raw water according to the CDI method. That is, when a voltage is applied between the positive electrode 111 and the negative electrode 113, ions (pollutants) are adsorbed to the positive electrode 111 or the negative electrode 113 by electrostatic attraction, through which ions (pollutants) are absorbed from raw water. ) Can be removed.

그런데 전극(111, 113)에 소정 크기 이상으로 전압이 인가되면, 전극과 이온의 사이에서 전자가 교환되면서 전극에 손상이 발생될 수 있다. 여기서 전자의 교환에 따라 산화-환원이 일어나는 반응을 faradic 반응이라 하고, 산화-환원이 일어나지 않는 반응을 non-faradic 반응이라 한다. CDI 방식의 필터부(110)의 경우 정수 시에 기본적으로 non-faradic 반응이 일어나나, 전극에 인가되는 전압의 크기에 따라 faradic 반응도 함께 일어날 수 있다. 전극의 내구성을 고려할 때, faradic 반응은 적게 일어나는 것이 바람직하다.However, when a voltage exceeding a predetermined size is applied to the electrodes 111 and 113, electrons are exchanged between the electrodes and ions, resulting in damage to the electrodes. Here, a reaction in which oxidation-reduction occurs due to the exchange of electrons is called a faradic reaction, and a reaction in which oxidation-reduction does not occur is called a non-faradic reaction. In the case of the CDI filter unit 110, a non-faradic reaction basically occurs during water purification, but a faradic reaction may also occur depending on the magnitude of the voltage applied to the electrode. In consideration of the durability of the electrode, it is preferable that the faradic reaction occurs less.

한편, faradic 반응은 전극효율로 표현될 수도 있다. 예를 들어, 전극효율이 1(또는 100%)이라는 것은 faradic 반응이 0인 것을 의미한다. 즉, 전극에 흐른 전하량만큼 전극에 이온이 흡착된 것을 의미한다. 보다 구체적으로 전극효율은 소정 시간을 기준으로 하기 식 1로 정의될 수 있다. 하기 식 1에서 이온흡착량은 소정 시간 동안 전극에 흡착된 이온의 양이고, 전하량은 같은 시간 동안 전극에 인가된 전압에 따라 전극에 흐른 전하의 양이다. 참고로, 하기 식 1에 100을 곱하면 % 단위로 전극효율을 표현할 수 있다. On the other hand, the faradic reaction can also be expressed in terms of electrode efficiency. For example, an electrode efficiency of 1 (or 100%) means that the faradic reaction is zero. In other words, it means that ions are adsorbed to the electrode by the amount of charge flowing through the electrode. More specifically, the electrode efficiency may be defined by Equation 1 below based on a predetermined time. In Equation 1 below, the amount of ion adsorption is the amount of ions adsorbed on the electrode for a predetermined time, and the amount of charge is the amount of charge flowing through the electrode according to the voltage applied to the electrode for the same time. For reference, by multiplying Equation 1 below by 100, the electrode efficiency can be expressed in %.

[식 1] (이온흡착량 ÷ 전하량)[Equation 1] (ion adsorption amount ÷ charge amount)

여기서 이온흡착량은 {(필터부로 공급된 원수의 TDS - 필터부로부터 배출된 정수수의 TDS) × (소정 시간 동안 필터부로 공급된 원수의 누적유량)}으로 나타낼 수 있다. 그리고 전하량은 {(필터부에 인가된 전압에 따라 필터부에 흐른 전류) × (소정 시간)}으로 나타낼 수 있다. 참고로, TDS는 원수의 농도를 나타내는 지표로서 총용존 고형물(Total Dissolved Solids)을 나타낸다. Here, the amount of ion adsorption can be expressed as {(TDS of raw water supplied to the filter unit-TDS of purified water discharged from the filter unit) × (accumulated flow rate of raw water supplied to the filter unit for a predetermined time)}. In addition, the amount of charge can be expressed as {(current flowing to the filter unit according to the voltage applied to the filter unit) × (prescribed time)}. For reference, TDS is an index representing the concentration of raw water and represents Total Dissolved Solids.

본 실시예에 따른 수처리 장치는 기본적으로 제어부가 이와 같은 전극효율에 기초하여 필터부(110)를 제어한다는 점에 특징이 있다. 보다 구체적으로 제어부는 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 제어할 수 있다. The water treatment apparatus according to the present exemplary embodiment is characterized in that the control unit controls the filter unit 110 based on the electrode efficiency. More specifically, the controller may control the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range.

예를 들어, 도 5에서 도시하고 있는 것과 같이 필터부(110)로 공급되는 원수의 TDS가 증가하면 필터부(110)의 이온제거율은 낮아진다. 도 5는 필터부로 공급되는 원수의 유속이 0.5 LPM(liter per minutes)이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 TDS에 따른 이온제거율을 도시하고 있는 그래프이다. 그런데 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이 필터부(110)로 공급되는 원수의 TDS가 증가하면 필터부(110)의 전극효율은 높아진다. 도 6은 필터부로 공급되는 원수의 유속이 0.5 LPM이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 TDS에 따른 전극효율을 도시하고 있는 그래프이다. 참고로, 이온제거율은 "(필터부로 공급된 원수의 TDS - 필터부에서 배출된 정수수의 TDS) / (필터부로 공급된 원수의 TDS)"로 나타낼 수 있다. For example, as shown in FIG. 5, when the TDS of raw water supplied to the filter unit 110 increases, the ion removal rate of the filter unit 110 decreases. 5 is a graph showing the ion removal rate according to the TDS of the raw water when the flow rate of raw water supplied to the filter unit is 0.5 LPM (liter per minute) and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V. However, as illustrated in FIG. 6, when the TDS of raw water supplied to the filter unit 110 increases, the electrode efficiency of the filter unit 110 increases. 6 is a graph showing electrode efficiency according to TDS of the raw water when the flow rate of raw water supplied to the filter unit is 0.5 LPM and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V. For reference, the ion removal rate may be expressed as "(TDS of raw water supplied to the filter unit-TDS of purified water discharged from the filter unit) / (TDS of raw water supplied to the filter unit)”.

이와 같이 필터부(110)로 공급되는 원수의 TDS가 증가하면, 즉 필터부(110)로 공급되는 원수가 보다 많은 오염물질을 포함하면, 필터부(110)의 전극효율은 높아질 것(도 6 참조)이고 필터부(110)의 이온제거율은 낮아질 것(도 5 참조)이나, 이에 대응하여 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 증가시키면, 필터부(110)의 전극 효율은 낮아질 것이고 필터부(110)의 이온제거율은 높아질 것이다. As described above, when the TDS of the raw water supplied to the filter unit 110 increases, that is, when the raw water supplied to the filter unit 110 contains more pollutants, the electrode efficiency of the filter unit 110 will increase (Fig. 6 Reference) and the ion removal rate of the filter unit 110 will be lowered (see FIG. 5), but if the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 is increased correspondingly, the electrode efficiency of the filter unit 110 will be lowered. The ion removal rate of the filter unit 110 will increase.

즉, 제어부는 필터부(110)로 공급되는 원수의 TDS가 증가하면, 필터부(110)의 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 증가시킬 수 있으며, 이와 같이 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 증가 시키면, 정전기적 인력의 증가에 따라 양극(111)이나 음극(113)에 이온이 보다 많이 흡착될 것이므로, 필터부(110)의 이온제거율은 다시 높아질 것이다. 물론, 이의 반대로 필터부(110)로 공급되는 원수의 TDS가 감소하면, 필터부(110)의 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 감소시킬 수 있다. That is, when the TDS of the raw water supplied to the filter unit 110 increases, the control unit increases the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 so that the electrode efficiency of the filter unit 110 maintains a predetermined value or a predetermined range. In this way, if the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 is increased, more ions will be adsorbed to the anode 111 or the cathode 113 according to an increase in electrostatic attraction, so the filter unit 110 The ion removal rate of will increase again. Of course, on the contrary, when the TDS of the raw water supplied to the filter unit 110 decreases, the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 may be reduced so that the electrode efficiency of the filter unit 110 maintains a predetermined value or a predetermined range. I can.

제어부는 위와 같이 필터부(110)의 전극효율에 따라 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 제어함으로써, 필터부(110)로 공급되는 원수의 TDS가 증가하더라도 필터부(110)의 이온제거율이 낮아지는 것을 막을 수 있다. As described above, the control unit controls the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 according to the electrode efficiency of the filter unit 110, so that even if the TDS of raw water supplied to the filter unit 110 increases, ions of the filter unit 110 It can prevent the removal rate from being lowered.

또한 제어부는 필터부(110)의 전극효율에 따라 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 제어하기 때문에, 이온제거율 향상을 위해 전압의 크기를 증가시킨다 하더라도 전극 손상이 발생하지 않을 수 있다. 이에 대해 이하에서 상술한다.In addition, since the control unit controls the level of the voltage applied to the filter unit 110 according to the electrode efficiency of the filter unit 110, even if the voltage level is increased to improve the ion removal rate, damage to the electrode may not occur. This will be described in detail below.

앞서 설명한 바와 같이, 전극에 소정 크기 이상으로 전압이 인가되면 전극과 이온의 사이에서 faradic 반응이 일어날 수 있다. 그런데 faradic 반응은 전극 손상을 발생시켜 전극 수명을 감소시킬 수 있다. 통상의 CDI 방식 필터부의 경우 필터부(전극)에 1.2 V 이상의 전압이 인가되면, faradic 반응이 일어나는 것으로 알려져 있다. 다만, 1.2 ~ 1.7 V 범위에서 발생하는 전극 손상은 제품 상용화에 문제가 없는 범위 내에서 전극 수명을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 전압의 크기를 증가시키는 것이 이온제거율의 증가라는 측면에서 바람직하나, 전극 수명을 고려하여 1.7 V 이하의 범위에서 필터부(전극)에 전압을 인가하는 것이 종래에 일반적이었다.As described above, when a voltage exceeding a predetermined size is applied to the electrode, a faradic reaction may occur between the electrode and the ions. However, the faradic reaction may cause electrode damage and reduce electrode life. In the case of a conventional CDI filter unit, it is known that a faradic reaction occurs when a voltage of 1.2 V or more is applied to the filter unit (electrode). However, it is known that electrode damage occurring in the range of 1.2 to 1.7 V reduces the electrode life within a range that does not cause problems in product commercialization. Therefore, it is preferable to increase the voltage level in terms of an increase in the ion removal rate, but it has conventionally been common to apply a voltage to the filter unit (electrode) within a range of 1.7 V or less in consideration of the electrode life.

한편, 앞서 간단히 설명한 바와 같이 faradic 반응은 전극효율로 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 전극효율이 100 % 라는 것은 faradic 반응이 전혀 일어나지 않은 것을 나타낸다. 즉, 전극효율이 100 % 라는 것은 전극에 흐른 전류(전하량)만큼 전극에 이온이 흡착된 것을 나타낸다. Meanwhile, as briefly described above, the faradic reaction can also be expressed as electrode efficiency. For example, an electrode efficiency of 100% indicates that no faradic reaction has occurred. That is, the electrode efficiency of 100% indicates that ions are adsorbed to the electrode as much as the current (charge amount) flowing through the electrode.

그런데 TDS 100 ppm의 원수가 1 LPM으로 필터부에 공급될 때, 필터부(전극)에 1.7 V의 전압을 인가했더니, 이온제거율이 90 %, 그리고 전극효율이 85 %으로 나타났다고 가정하자. 여기서 전극효율이 85 %라는 것은 전극에 흐른 전류 중의 15 %는 이온제거에 참여하지 않았다는 것을 의미하며, 또한 15 %의 전부 또는 일부는 faradic 반응에 참여했다는 것을 의미한다. 다만, 15 % 정도가 faradic 반응에 참여하는 것은 전극 수명을 고려할 때, 용인될 수 있는 범위로 가정한다. However, suppose that when raw water of 100 ppm TDS is supplied to the filter unit at 1 LPM, when a voltage of 1.7 V is applied to the filter unit (electrode), the ion removal rate is 90% and the electrode efficiency is 85%. Here, the electrode efficiency of 85% means that 15% of the current flowing through the electrode did not participate in ion removal, and also that all or part of 15% participated in the faradic reaction. However, it is assumed that 15% of them participate in the faradic reaction in an acceptable range when considering electrode life.

이와 같은 전제에서 동일 조건으로 TDS 1000 ppm의 원수를 필터부에 공급하면 이온제거율은 90 % 이하, 그리고 전극효율은 85 % 이상으로 나타날 것이다. 필터부가 특정 전압에서 제거 가능한 이온의 양은 한정적이기 때문에, 더 많은 이온을 포함한 원수가 필터부에 공급되면, 필터부의 이온제거율은 떨어질 것이다. 그러나 더 많은 이온을 포함한 원수가 필터부에 공급되면, 전극에 흐르는 전류가 이온 제거에 참여할 기회가 높아지기 때문에, 필터부(전극)의 전극효율은 높아질 것이다. Under such premise, if raw water of 1000 ppm TDS is supplied to the filter unit under the same conditions, the ion removal rate will be less than 90% and the electrode efficiency will be more than 85%. Since the amount of ions that the filter unit can remove at a specific voltage is limited, when raw water containing more ions is supplied to the filter unit, the ion removal rate of the filter unit will decrease. However, if the raw water containing more ions is supplied to the filter unit, the opportunity for the current flowing through the electrode to participate in ion removal increases, so the electrode efficiency of the filter unit (electrode) will increase.

여기서 필터부에 1.7 V보다 높은 전압을 인가하면, 이온제거율은 높아지고 전극효율은 낮아질 것이다. 이때 전극효율이 85 %로 낮아질 때까지 전압을 증가시킨다 하더라도 앞서 살펴본 내용을 고려할 때, 전극 수명에 문제가 발생하지는 않는다. 동일한 필터부에서 전극효율이 같으면, 전압의 크기가 다르다 하더라도 전극 손상이 발생하는 정도는 비슷할 것이기 때문이다. 예를 들어, 앞의 예와 같이 TDS 100 ppm의 원수가 공급되는 경우와 TDS 1000 ppm의 원수가 공급되는 경우에 있어 전극효율이 서로 같다면 전극 손상이 발생하는 정도도 서로 비슷할 것이다. If a voltage higher than 1.7 V is applied to the filter unit, the ion removal rate will increase and the electrode efficiency will decrease. At this time, even if the voltage is increased until the electrode efficiency is lowered to 85%, considering the above, there is no problem in the life of the electrode. This is because if the electrode efficiency is the same in the same filter unit, the degree of damage to the electrode will be similar even if the voltage is different. For example, if the electrode efficiencies are the same in the case where 100 ppm of TDS is supplied and the raw water of 1000 ppm TDS is supplied as in the previous example, the degree of electrode damage will be similar to each other.

결국, 제어부는 필터부(110)의 전극효율에 따라 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 제어하기 때문에, 이온제거율 향상을 위해 전압의 크기를 증가시킨다 하더라도 전극 손상이 발생하지 않을 수 있다. (다만, 전극 손상이 전혀 발생하지 않는다는 것은 아니며, 통상적으로 제품 상용화에 문제가 없다고 여겨지는 정도의 전극 손상이 발생할 뿐이다.)As a result, since the control unit controls the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 according to the electrode efficiency of the filter unit 110, even if the voltage level is increased to improve the ion removal rate, damage to the electrode may not occur. . (However, it does not mean that electrode damage does not occur at all, and electrode damage usually occurs to the extent that there is no problem in product commercialization.)

여기서 제어부는 필터부(110)의 전극효율이 85 %를 유지하도록 전압의 크기를 결정하는 것이 가장 바람직하다. 왜냐하면 85 %의 효율을 유지하는 것이 실험적으로 이온제거율과 전극 손상의 사이에서 가장 균형적이기 때문이다. 또는 제어부는 전극 효율이 82 ~ 88 %를 유지하도록 전압의 크기를 결정할 수도 있다. 전극효율이 82 % 미만이면 전극 손상이 커질 수 있기 때문에 바람직하지 않고, 전극효율이 88 % 초과이면 이온제거율이 너무 낮아지기 때문에 바람직하지 않다. Here, it is most preferable that the control unit determines the level of the voltage so that the electrode efficiency of the filter unit 110 is maintained at 85%. This is because maintaining an efficiency of 85% is experimentally the most balanced between ion removal rate and electrode damage. Alternatively, the controller may determine the level of the voltage to maintain the electrode efficiency of 82 to 88%. If the electrode efficiency is less than 82%, it is not preferable because damage to the electrode may increase, and if the electrode efficiency is more than 88%, the ion removal rate is too low, which is not preferable.

한편, 제어부는 필터부(110)로 공급되는 원수의 유속이 증가하면, 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이 필터부(110)로 공급되는 원수의 유속이 증가하면 필터부(110)의 이온제거율은 낮아진다. 도 7은 필터부로 공급되는 원수의 농도(TDS)가 100 ppm이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 유속에 따른 이온제거율을 도시하고 있는 그래프이다. 그런데 도 8에서 도시하고 있는 것과 같이 필터부(110)로 공급되는 원수의 유속이 증가하면 필터부 (110)의 전극효율은 높아진다. 도 8은 필터부로 공급되는 원수의 농도가 100 ppm이고 필터부의 전극에 인가되는 전압이 1.7 V일 때, 원수의 유속에 따른 전극효율을 도시하고 있는 그래프이다. Meanwhile, when the flow rate of raw water supplied to the filter unit 110 increases, the control unit may control the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range. For example, as shown in FIG. 7, when the flow rate of raw water supplied to the filter unit 110 increases, the ion removal rate of the filter unit 110 decreases. 7 is a graph showing the ion removal rate according to the flow rate of the raw water when the concentration (TDS) of raw water supplied to the filter unit is 100 ppm and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V. However, as illustrated in FIG. 8, when the flow rate of raw water supplied to the filter unit 110 increases, the electrode efficiency of the filter unit 110 increases. 8 is a graph showing electrode efficiency according to the flow rate of raw water when the concentration of raw water supplied to the filter unit is 100 ppm and the voltage applied to the electrode of the filter unit is 1.7 V.

이와 같이 필터부(110)로 공급되는 원수의 유속이 증가하면 필터부(110)의 전극효율은 높아질 것(도 8 참조)이고 필터부(110)의 이온제거율은 낮아질 것(도 7 참조)이나, 이에 대응하여 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 증가시키면 필터부(110)의 전극효율은 낮아질 것이고 필터부(110)의 이온제거율은 높아질 것이다. 즉, 제어부는 필터부(110)로 공급되는 원수의 유속이 증가하면, 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 증가시킬 수 있으며, 이와 같이 필터부(110)에 인가되는 전압의 크기를 증가시키면, 정전기적 인력의 증가에 따라 양극(111)이나 음극(113)에 이온이 보다 많이 흡착될 것이므로 필터부(110)의 이온제거율은 다시 높아질 것이다. As such, when the flow rate of the raw water supplied to the filter unit 110 increases, the electrode efficiency of the filter unit 110 will increase (see Fig. 8) and the ion removal rate of the filter unit 110 will decrease (see Fig. 7). In response to this, if the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 is increased, the electrode efficiency of the filter unit 110 will decrease and the ion removal rate of the filter unit 110 will increase. That is, when the flow rate of the raw water supplied to the filter unit 110 increases, the control unit may increase the magnitude of the voltage applied to the filter unit 110 so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range. If the magnitude of the voltage applied to the unit 110 is increased, more ions will be adsorbed to the anode 111 or the cathode 113 according to the increase in electrostatic attraction, so the ion removal rate of the filter unit 110 will increase again. .

제어부에 의한 제어는 이하와 같이 보다 상술할 수 있다. 우선 제어부는 소정 시간을 기준으로 이온흡착량과 전하량을 산정할 수 있다(제1 단계). 이때 소정 시간은 적절하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 필터부(110)의 전극에 전압이 인가되면 매 1분마다 이온흡착량과 전하량을 산정할 수 있다. 여기서 이온흡착량과 전하량은 전술한 식에 따라 산정할 수 있다. 이를 위해 원수의 TDS를 검출하는 TDS 센서를 필터부(110)의 전단에 설치할 수 있다. 이외의 센서도 필요에 따라 적절하게 설치할 수 있다. Control by the control unit can be described in more detail as follows. First, the controller may calculate the amount of ion adsorption and the amount of charge based on a predetermined time (first step). At this time, the predetermined time may be appropriately determined. For example, when a voltage is applied to the electrode of the filter unit 110, the amount of ion adsorption and the amount of charge may be calculated every minute. Here, the amount of ion adsorption and the amount of charge can be calculated according to the above equation. To this end, a TDS sensor for detecting TDS of raw water may be installed at the front end of the filter unit 110. Other sensors can be appropriately installed as needed.

다음으로 제어부는 위와 같이 산정한 이온흡착량과 전하량에 기초하여 전극의 효율을 산정할 수 있다(제2 단계). 즉, 제어부는 위와 같이 산정한 이온흡착량을 전하량으로 나눠서 전극효율을 산정할 수 있다. 다음으로 제어부는 위와 같이 산정한 전극효율에 기초하여 필터부(110)의 전극에 인가되는 전압의 크기를 제어할 수 있다(제3 단계). 이때 제어부는 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 전극에 인가되는 전압의 크기를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 제어부는 필터부(110)로 공급되는 원수의 TDS가 증가하거나, 필터부(110)로 공급되는 원수의 유속이 증가하면, 필터부(110)의 전극에 인가되는 전압의 크기를 증가시킬 수 있다. Next, the controller can calculate the efficiency of the electrode based on the amount of ion adsorption and the amount of charge calculated as above (second step). That is, the control unit can calculate the electrode efficiency by dividing the amount of ion adsorption calculated as above by the amount of charge. Next, the controller may control the magnitude of the voltage applied to the electrode of the filter unit 110 based on the electrode efficiency calculated as described above (step 3). In this case, the control unit may control the magnitude of the voltage applied to the electrode so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range. More specifically, when the TDS of the raw water supplied to the filter unit 110 increases or the flow rate of the raw water supplied to the filter unit 110 increases, the control unit increases the magnitude of the voltage applied to the electrode of the filter unit 110 I can make it.

100: 필터모듈 110: 필터부
111: 양극 111a: 양극탭
112: 세퍼레이터 113: 음극
113a: 음극탭 115: 출수홀
130: 필터 케이스부 131: 하부 케이스
133: 입수구 136: 상부 케이스
137: 출수구 150: 단자부
151: 전극단자 152: 단자밴드
100: filter module 110: filter unit
111: positive electrode 111a: positive electrode tab
112: separator 113: negative electrode
113a: negative electrode tab 115: water outlet hole
130: filter case portion 131: lower case
133: inlet 136: upper case
137: outlet 150: terminal
151: electrode terminal 152: terminal band

Claims (10)

전극을 통해 CDI 방식에 따라 원수를 정수하는 필터부; 및
상기 필터부의 전극효율에 기초하여 상기 필터부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 전극효율은 소정 시간을 기준으로 하기 식 1로 정의되고,
상기 제어부는 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 상기 필터부에 인가되는 전압의 크기를 제어하고,
상기 제어부는, 상기 필터부로 공급되는 원수의 TDS(총용존고형물) 또는 유속이 증가하면 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하는 한도 내에서 상기 필터부에 인가되는 전압의 크기를 증가시키는 CDI 방식의 수처리 장치.
식 1: 이온흡착량 / 전하량
(상기 식 1에서 이온흡착량은 전극에 흡착된 이온의 양이고, 전하량은 전극에 인가된 전압에 따라 전극에 흐른 전하의 양임.)
A filter unit for purifying raw water according to a CDI method through an electrode; And
And a control unit for controlling the filter unit based on the electrode efficiency of the filter unit,
The electrode efficiency is defined by Equation 1 below based on a predetermined time,
The control unit controls the magnitude of the voltage applied to the filter unit so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range,
When the TDS (total dissolved solids) or flow rate of the raw water supplied to the filter unit is increased, the control unit is a CDI that increases the magnitude of the voltage applied to the filter unit within a limit in which the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range. Type water treatment device.
Equation 1: ion adsorption amount / charge amount
(In Equation 1 above, the amount of ion adsorption is the amount of ions adsorbed on the electrode, and the amount of charge is the amount of charge that flows through the electrode according to the voltage applied to the electrode.)
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 상기 전극효율이 82 % ~ 88 %를 유지하도록 상기 필터부에 인가되는 전압의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 CDI 방식의 수처리 장치.
The method according to claim 1,
The control unit controls a voltage applied to the filter unit to maintain the electrode efficiency of 82% to 88%.
전극을 가지는 필터부를 통해 CDI 방식에 따라 원수를 정수하는 CDI 방식의 수처리 장치의 제어 방법에 있어서,
소정 시간을 기준으로 상기 전극에 흡착된 이온의 양인 이온흡착량과 상기 전극에 공급된 전하의 양인 전하량을 산정하는 제1 단계;
상기 제1 단계에서 산정한 이온흡착량과 전하량에 기초하여 상기 이온흡착량을 상기 전하량으로 나눈 값인 전극효율을 산정하는 제2 단계; 및
상기 제2 단계에서 산정한 전극효율에 기초하여 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하도록 상기 전극에 인가되는 전압의 크기를 제어하는 제3 단계를 포함하며,
상기 제3 단계는 상기 필터부로 공급되는 원수의 TDS(총용존고형물) 또는 유속이 증가하면 상기 전극효율이 소정 값이나 소정 범위를 유지하는 한도 내에서 상기 전극에 인가되는 전압의 크기를 증가시키는 CDI 방식의 수처리 장치의 제어 방법.
In the control method of the CDI type water treatment apparatus for purifying raw water according to the CDI method through a filter unit having an electrode,
A first step of calculating an amount of ion adsorption, which is an amount of ions adsorbed on the electrode, and an amount of charge, which is an amount of charge supplied to the electrode, based on a predetermined time;
A second step of calculating electrode efficiency, which is a value obtained by dividing the amount of ion adsorption by the amount of charge based on the amount of ion adsorption and the amount of charge calculated in the first step; And
A third step of controlling the magnitude of the voltage applied to the electrode so that the electrode efficiency maintains a predetermined value or a predetermined range based on the electrode efficiency calculated in the second step,
In the third step, when the TDS (total dissolved solids) or flow rate of the raw water supplied to the filter unit is increased, the electrode efficiency increases the level of the voltage applied to the electrode within a limit to maintain a predetermined value or a predetermined range. Method of controlling the water treatment device of the type.
청구항 7에 있어서,
상기 제3 단계는 상기 전극효율이 82% ~ 88%를 유지하도록 상기 전극에 인가되는 전압의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 CDI 방식의 수처리 장치의 제어 방법.
The method of claim 7,
The third step is a control method of a water treatment apparatus of a CDI method, characterized in that the level of the voltage applied to the electrode is controlled to maintain the electrode efficiency of 82% to 88%.
삭제delete 삭제delete
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