KR102333809B1 - 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

흡착공정 및 탈착공정이 반복 수행되는 축전식 탈염(CDI) 정수처리시, 탈착모드의 이온 탈착에만 사용되는 순환수를 공급할 수 있는 순환탱크를 별도 구비하도록 축전식 탈염 정수처리 시스템을 구현함으로써 유입수의 대부분을 생산수로 정수하여 생산수 회수율을 증가시킬 수 있으며, 또한, 탈착모드 처리수인 농축수를 CDI 모듈의 탈착모드에 지속적으로 사용 가능함에 따라, 불필요하게 버려지는 농축수가 없기 때문에 축전식 탈염 정수처리 시스템을 경제적으로 운영할 수 있고, 또한, 적은 농축수를 발생시키고 높은 회수율을 가짐에 따라 특정 이온이 높은 농도로 존재하는 반도체 세정수, 지역난방공사의 열 순환수, 철, 불소, 망간 등으로 오염된 지하수 등의 정수처리에 적용할 수 있는, 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템 및 그 제어방법이 제공된다.

Description

탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템 및 그 제어방법 {WATER TREATMENT SYSTEM OF CAPACITIVE DEIONIZATION (CDI) TYPE INCLUDING CIRCULATING TANK FOR DESORPTION PROCESS, AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 축전식 탈염 정수처리 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 흡착공정 및 탈착공정이 반복 수행되는 축전식 탈염(Capacitive Deionization: CDI) 정수처리시, 탈착모드에서만 처리수를 순환시키도록 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 탈염 수처리 기술(Desalination Water Treatment Technology)은 높은 전기전도도(Electrical Conductivity)를 갖는 물에서 질산염, 중금속 등과 같은 염(Salt) 성분을 제거하여 생활용수 또는 산업용수 등에 활용하는 기술을 말한다. 이러한 염 성분은 이온 형태로 물 속에 녹아 있기 때문에 일반적인 필터(Filter)를 사용한 정수처리를 통해 제거하기 어렵고, 이에 따라, 이러한 염 성분을 효과적으로 제거할 수 있는 탈염 기술이 필요하였다.

종래의 기술에 따른 탈염 기술로는 역삼투막법(Reverse Osmosis), 증발법(Distillation) 등이 있다. 하지만, 역삼투막의 경우, 고압펌프의 사용으로 인한 에너지 소비양이 높고, 막 오염 의한 막힘 현상(Membrane Fouling) 등으로 인해 유지관리가 어려운 단점이 있다.

또한, 증발법의 경우, 높은 열을 필요로 하고 설치에 필요한 면적을 많이 차지하는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하고자 전기화학적인 방법으로 이온물질을 제거하는 축전식 탈염(Capacitive Deionization: CDI) 기술이 1990년대 이후 본격적으로 개발되고 있다.

구체적으로, 이러한 축전식 탈염(CDI) 기술은 하전된 전극의 계면에 형성되는 전기이중층(Electric Double Layer: EDL)에서의 이온 흡착 및 탈착 반응을 이용하여 유입수 내 이온성 물질을 제거하는 기술이다.

도 1은 일반적인 축전식 탈염 기술의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 a)는 하전된 전극 표면에서 이온들의 흡착공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 1의 b)는 탈착공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 축전식 탈염(CDI) 모듈 내의 이온 탈착 메커니즘을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

일반적인 축전식 탈염 기술의 흡착공정 및 탈착공정을 설명하면, 먼저, 물의 전기분해반응이 일어나지 않는 전위 범위 내에서 전압을 인가하면 전극에는 일정한 전하량이 하전된다.

이때, 도 1의 a)에 도시된 바와 같이, 하전된 전극에 이온을 포함한 염수(Brine water)를 통과시키면 하전된 전극과 반대 전하를 갖는 이온들이 정전기력에 의해 각각의 전극으로 이동하여 전극 표면에 흡착되고, 전극을 통과한 물은 이온이 제거된 순수(Desalinated water)가 된다.

이때, 전극에 흡착되는 이온의 양은 사용된 전극의 정전용량(Capacitance)에 따라 결정되기 때문에 축전식 탈염에 사용되는 전극은 비표면적이 큰 다공성 탄소전극(Porous Carbon Electrode)이 통상적으로 사용되고 있다.

또한, 도 1의 b)에 도시된 바와 같이, 전극의 흡착 용량이 포화되면 더 이상의 이온을 흡착할 수 없게 되어 유입수의 이온들이 그대로 유출수로 배출된다.

이때, 전극에 흡착된 이온들을 탈착시키기 위하여, 전극들을 단락(Short)시키거나 전극에 흡착 전위와 반대 전위를 인가하면, 전극은 전하를 잃거나 반대 전하를 갖게 되고, 이후, 흡착공정에서 흡착된 이온들은 빠르게 탈착되어 전극의 재생이 이루어진다.

또한, 축전식 탈염(CDI) 모듈 내의 각각의 CDI 셀에서의 이온의 탈착은, 도 2에 도시된 바와 같이, 크게 두 가지 메커니즘으로 구분할 수 있다.

구체적으로, 하나는 도 2의 a)에 도시된 바와 같이, 흡착이 이루어진 CDI 전극에서 스페이서(Spacer)로 이온이 이동하는 것이 있고, 다른 하나는, 도 2의 b)에 도시된 바와 같이, 스페이서에서 CDI 모듈 밖으로 이온이 이동하는 것이 있다.

한편, 축전식 탈염공정(CDI)의 경우, 이온들이 완전히 떨어지지 않아 효율을 감소시키는 문제점이 발생하기도 하는데, 이러한 단점을 보완하여 전극에 이온교환막을 결합한 형태로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 막 결합형 축전식 탈염공정(Membrane Capacitive Deionization: MCDI)이 2000년대 중반 이후 현재까지 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 도 3은 일반적인 MCDI 공정을 나타내는 도면이다.

전술한 바와 같이, 축전식 탈염(CDI) 기술은 전극의 전위만을 변화시켜서 흡착과 탈착이 이루어지기 때문에 공정의 운전이 매우 간편하고, 또한, 탈염 과정에서 환경 오염물질을 배출하지 않기 때문에 환경친화적인 탈염 공정으로 알려져 있다.

또한, 이러한 축전식 탈염 기술은 기존의 다른 탈염기술과 달리 흡착 및 탈착시 별도의 약품을 필요로 하지 않기 때문에 유지관리가 용이할 뿐만 아니라, 운영방법의 측면에서 물의 가수분해가 일어나지 않는 낮은 전압, 예를 들면, 약 1.5V 이하에서 운영할 수 있기 때문에 에너지 소모양이 낮다는 장점이 있다.

그러나, 종래의 기술에 따른 축전식 탈염(CDI) 공정은 동일한 공급수(Feed water)를 이용하여 흡착과 탈착을 반복하기 때문에 계속적으로 공급수를 공급해야 하며, 이로 인해 공급수 대비 생산수(Product water)의 양을 나타내는 생산수 회수율(Recovery rate)이 낮다는 문제점이 있다.

이것은 공급수의 양이 한정적인 지하수 등과 같은 경우에 축전식 탈염(CDI) 공정을 운영하는데 매우 불리하게 작용된다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 축전식 탈염(CDI) 공정에서 이온 탈착시 유량과 유속을 줄여서 공정을 운영하여 회수율을 높이려는 노력이 있으나, 근본적으로 동일한 공급수를 이용하여 탈착을 수행하기 때문에 회수율이 크게 증가하지 않는다는 한계가 있다.

한편, 전술한 CDI 수처리 장치와 관련된 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2021-35466호에는 "축전식 탈이온 수처리 장치 및 그 제어방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 4는 종래의 기술에 따른 축전식 탈이온 수처리 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 축전식 탈이온 수처리 장치의 흡착공정 및 탈착공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 종래의 기술에 따른 축전식 탈이온 수처리 장치의 제어방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 종래의 기술에 따른 축전식 탈이온 수처리 장치는, CDI 모듈(30), 정수 공급밸브(40), 농축수 배출밸브(50), 전기전도계(10), 제어부(20) 및 처리수 순환부(60)를 포함할 수 있다.

CDI 모듈(30)은 축전식 탈이온 방식에 의해 정수모드(흡착모드)인 경우, 도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 유입수의 이온을 흡착 제거하여 정수하고, 또한, 재생모드(탈착모드)인 경우, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, 전극에 흡착된 이온을 탈착시켜 재생할 수 있다.

즉, CDI 모듈(30)은 양 전압(+)이 인가되는 양극과 음 전압(-)이 인가되는 음극 및 유입수가 흘러갈 수 있도록 양극과 음극 사이에 구비되는 스페이서(Spacer)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 정수공정에서는 정전위가 인가됨에 따라 전극 표면에 형성되는 전기이중층에서 전기적 인력에 의한 이온들의 흡착 반응을 이용하여 정수가 진행되어 처리수인 정수(또는 생산수)가 배출되고,

또한, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, S1 내지 S5 단계로 이루어지는 재생공정에서는 OV 또는 역전위가 인가됨에 따라 전극에 흡착된 이온을 탈착시켜 재생이 진행되어 처리수인 농축폐수가 배출된다.

다시 말하면, CDI 모듈(30)에서 정수공정에서 처리수로 배출되는 정수는 정수탱크(70)로 유입되어 저장되고, 또한, 재생공정에서 농축폐수는 농축수 배출밸브(50)를 통해 농축폐수 탱크로 유입되어 저장된다.

정수 공급밸브(40)는 유입수 탱크로부터 CDI 모듈(30)로 유입되는 유입수를 차단하고 정수탱크(70)내의 정수를 CDI 모듈(30)로 유입시킬 수 있다.

농축수 배출밸브(50)는 CDI 모듈(30)에서 처리된 처리수의 경로를 전환시키며, 정수공정에서는 처리수가 정수탱크(70)로 흐르도록 하고, 재생공정에서는, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, 처리수를 차단하거나 농축폐수 탱크로 전환하여 농축폐수가 배출되도록 할 수 있다.

전기전도계(10)는 CDI 모듈(30)에서 처리되는 처리수의 전기전도도를 측정하여 제어부(20)에 제공함으로써 재생공정의 종료를 판단할 수 있다.

처리수 순환부(60)는 CDI 모듈(30)에서 배출되는 처리수를 CDI 모듈(30)로 다시 유입시켜 처리수가 순환되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 처리수 순환부(60)는, 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, CDI 모듈(30)에서 배출되는 처리수를 차단하는 차단밸브(62)와 CDI 모듈(30)에서 배출되는 처리수를 CDI 모듈(30)로 유입시키기 위한 순환펌프(61)를 포함하여 처리수를 순환시킬 수 있다.

제어부(20)는, 도 5의 b)에서 S1 내지 S5 단계로 이루어지는 재생공정에서 정수 공급밸브(40)를 작동시켜 설정량의 정수를 CDI 모듈(30)로 공급하고, CDI 모듈(30)을 재생모드로 작동시킨 후, 전기전도계(10)로부터 입력된 전기전도도에 따라 전기전도도의 상승 변화가 설정값 이하인 경우, 농축수 배출밸브(50)를 작동시켜 처리수를 배출한 후, 정수모드로 전환시킬 수 있다.

또한, 제어부(20)는, 도 5의 a)에 도시된 정수공정에서 정수 공급밸브(40)를 차단하여 유입수가 CDI 모듈(30)에 유입되도록 제어하고, 농축수 배출밸브(50)를 차단하여 처리수가 정수탱크(70)로 유입되도록 제어하며, CDI 모듈(30)을 정수모드로 설정시간동안 작동시킬 수 있다.

이러한 CDI 모듈(30)에서의 처리수에 대한 전기전도도를 살펴볼 때, 유입수의 전도도는 일정하게 유지되며, 설정시간 동안 정수공정이 이루어질 때 전기전도도는 초기에 떨어진 후 일정하게 유지된다.

이후, 설정시간이 경과한 후, 재생공정에서 농축폐수의 전기전도도의 상승 변화가 설정값 이하인 경우, 즉, 변동이 거의 없는 경우, 농축폐수를 배출함에 따라, 급격하게 떨어진 후, 다시 유입수가 유입되면서 정수공정이 이루어짐으로써 전술한 공정을 반복하게 된다.

이에 종래의 기술에 따른 축전식 탈이온 수처리 장치에 따르면, 축전식 탈이온 방식에 의한 재생공정에서 설정량의 정수를 순환시켜 재생공정을 진행함으로써, 정수의 사용량을 최소화하고, 농축폐수의 양을 절감할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 전기전도도를 기반으로 재생공정을 진행함으로써 재생시간을 최적화하여 운전 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 6을 참조하면, 종래의 기술에 따른 축전식 탈이온 수처리 장치의 제어방법은, 먼저, 제어부(20)가 재생공정(또는 탈착공정)에서 정수 공급밸브(40)를 작동시켜 설정량의 정수를 CDI 모듈(30)로 공급하고(S10), 이후, CDI 모듈(30)로 정수를 공급한 후 제어부(20)는 CDI 모듈(30)을 재생모드로 작동시킨다(S20).

다음으로, CDI 모듈(30)을 재생모드로 작동시킨 후, 제어부(20)는 처리수 순환부(60)를 통해 처리수가 CDI 모듈(30)로 순환하도록 할 수 있다(S30).

다음으로, CDI 모듈(30)을 재생모드로 작동시키면서 제어부(20)는 전기전도계(10)로부터 처리수의 전기전도도를 입력받아 전기전도도의 상승 변화가 설정값 이하인지 판단하고(S40), 이후, 전기전도도의 상승 변화가 설정값 이하인지 판단하여 전기전도도의 상승 변화가 설정값을 초과하는 경우, 제어부(20)는 S20 단계로 리턴하여 전술한 공정을 반복하여 재생공정을 수행한다.

반면에, 전기전도도의 상승 변화가 설정값 이하인지 판단하여 전기전도도의 상승 변화가 설정값 이하인 경우, 제어부(20)는 농축수 배출밸브(50)를 작동시켜 처리수인 농축폐수를 배출한다(S50).

다음으로, 농축폐수를 배출한 후 제어부(20)는 정수 공급밸브(40)의 작동을 중지시켜 유입수가 CDI 모듈(30)로 유입하고(S60), 이후, 유입수가 CDI 모듈로 유입되도록 전환한 후, 제어부(20)는 CDI 모듈(30)을 정수모드로 작동시킨다(S70).

다음으로, CDI 모듈(30)을 정수모드로 작동시킨 후, 제어부(20)는 농축수 배출밸브(50)의 작동을 중지시켜 처리수가 정수탱크(70)로 유입되도록 전환시킨다(S80).

다음으로, 처리수가 정수탱크(70)로 유입되도록 전환한 후, 제어부(20)는 설정시간 동안 S60 단계로 리턴하여 전술한 공정을 반복하면서 정수공정(또는 흡착공정)을 수행한다(S90).

다시 말하면, 종래의 기술에 따른 CDI 모듈의 정수처리 공정은 CDI 모듈의 유출수를 계속 순환시키는 공정이며, 이러한 유출수를 계속 순환시키다가 전기전도도를 측정하여 일정 수치에 도달하면 해당 순환수를 농축폐수로 배출라인을 통해 버리는 공정이다.

종래의 기술에 따른 CDI 모듈의 정수처리 공정은, CDI 모듈을 탈착모드(정수모드)로 구동할 때마다 정수탱크에서 물을 매번 가져와서 CDI 모듈의 탈착공정에 순환시키는 공정을 n번 반복하기는 하지만, 정수탱크에서 물을 매번 가져와서 전기전도도를 측정하여 순환수를 농축폐수로 버리는 작업을 하게 되고, 이에 따라, CDI 모듈에 동일한 공급수를 이용하여 흡착모드 및 탈착모드를 계속 진행함에 따라 생산수 회수율이 떨어진다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허번호 제10-1882806호(등록일: 2018년 7월 23일), 발명의 명칭: "전기 흡착 세정장치" 대한민국 등록특허번호 제10-2250944호(등록일: 2021년 5월 6일), 발명의 명칭: "전기투석과 축전식 전기흡착 탈염공정이 결합된 복합 전기화학적 기수담수화 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-1280357호(등록일: 2013년 6월 25일), 발명의 명칭: "탈염 농축수 및 폐염수를 재이용하는 이온교환 연수 시스템 및 공정" 대한민국 공개특허번호 제2021-35466호(공개일: 2021년 4월 1일), 발명의 명칭: "축전식 탈이온 수처리 장치 및 그 제어방법" 대한민국 공개특허번호 제2019-61523호(공개일: 2019년 6월 5일), 발명의 명칭: "농축수 저감형 전기흡착 탈염 시스템" 대한민국 공개특허번호 제2021-59987호(공개일: 2021년 5월 26일), 발명의 명칭: "CDI를 이용한 고효율 리튬 회수 시스템 및 방법" 대한민국 공개특허번호 제2019-133390호(공개일: 2019년 12월 3일), 발명의 명칭: "축전식 탈염전극 및 이를 포함하는 축전식 탈염장치"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 흡착공정 및 탈착공정이 반복 수행되는 축전식 탈염(CDI) 정수처리시, 탈착모드의 이온 탈착에만 사용되는 순환수를 공급할 수 있는 순환탱크를 별도 구비하도록 축전식 탈염 정수처리 시스템을 구현함으로써 유입수의 대부분을 생산수로 정수하여 생산수 회수율을 증가시킬 수 있는, 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 탈착모드 처리수인 농축수를 CDI 모듈의 탈착모드에 지속적으로 사용 가능함에 따라, 불필요하게 버려지는 농축수가 없기 때문에 축전식 탈염 정수처리 시스템을 경제적으로 운영할 수 있는, 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템은, 흡착공정과 탈착공정을 반복하여 유입수를 수처리하는 축전식 탈염 정수처리 시스템에 있어서, 흡착모드에서 정전압 운전으로 축전식 탈이온 방식으로 유입수의 이온을 흡착 제거하여 흡착모드 처리수를 유출하며, 탈착모드에서 역전압 운전으로 전극에 흡착된 이온을 탈착시켜 재생하고 탈착모드 처리수를 유출하는 축전식 탈염(CDI) 모듈; 흡착모드에서 상기 CDI 모듈에서 유출되는 흡착모드 처리수인 생산수가 유입 저장되는 생산수 탱크; 흡착모드에서 상기 CDI 모듈에서 유출되는 흡착모드 처리수가 저장되고, 탈착모드에서 상기 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈에 공급하며 상기 CDI 모듈로부터 탈착모드 처리수가 유입되는 순환탱크;를 포함하되, 상기 순환탱크에 유입된 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 농축수를 배출하여 생산수 회수율을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 흡착공정은, 유입수를 상기 CDI 모듈로 공급하고, 상기 CDI 모듈의 정전압 운전에 따른 흡착모드로 흡착모드 처리수를 유출하여 상기 순환탱크에 먼저 만수위까지 충전한 후, 설정 흡착시간동안 상기 CDI 모듈로부터 유출되는 흡착모드 처리수인 생산수를 생산수 탱크에 유입 저장하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 탈착공정은, 상기 순환펌프를 구동하여 상기 순환탱크에 충전된 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈로 공급하고, 상기 CDI 모듈의 역전압 운전에 따른 탈착모드로 탈착모드 처리수를 유출하며, 상기 탈착모드 처리수를 상기 순환탱크로 다시 유입하고, 이후, 상기 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 상기 순환탱크로 유입된 농축수를 배출하거나 방류하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템은, 상기 CDI 모듈에서 처리되는 탈착모드 처리수의 전기전도도를 측정하는 전기전도계; 및 상기 순환탱크 내에 유입된 흡착모드 처리수와 탈착모드 처리수를 상기 CDI 모듈에 공급하도록 구동되는 순환펌프;를 더 포함하며,

상기 CDI 모듈이 흡착모드 및 탈착모드를 수행하도록 상기 CDI 모듈의 정전압 또는 역전압 운전을 제어하고, 상기 전기전도계에서 측정된 전기전도도에 따라 탈착공정의 종료를 판단하며, 상기 순환탱크 및 순환펌프의 구동을 제어하는 관리자 단말을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템은, 상기 CDI 모듈의 전단에 설치되고, 흡착모드에서 상기 유입수 공급펌프에 의해 공급되는 유입수 또는 원수가 CDI 모듈로 공급되도록 관리자 단말의 제어에 따라 절환되고, 탈착모드에서 순환탱크에서 순환되는 처리수가 상기 CDI 모듈로 공급되도록 관리자 단말의 제어에 따라 절환되는 제1 절환밸브를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제1 절환밸브는 일방측이 유입수에 연결되고, 이방측이 CDI 모듈의 전단에 연결되며, 삼방측이 상기 순환펌프에 연결되는 삼방밸브로서, 흡착모드에서 제1 밸브 절환신호에 따라 순환펌프에 연결된 삼방측이 오프되며, 탈착모드에서 상기 제1 밸브 절환신호에 따라 유입수 공급펌프에 연결된 일방측이 오프되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템은, 상기 CDI 모듈의 후단에 설치되고, 흡착모드에서 관리자 단말의 제어에 따라 상기 CDI 모듈로부터 유출되는 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크에 만충전되도록 먼저 절환되고, 이후, 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크에 만충전되면 생산수 탱크에 저장되도록 다시 절환되는 제2 절환밸브를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 절환밸브는, 일방측이 CDI 모듈의 후단에 연결되고, 이방측이 생산수 탱크의 전단에 연결되며, 삼방측은 순환탱크에 연결되는 삼방밸브로서, 상기 제2 절환밸브는, 흡착모드에서 제2 밸브 절환신호에 따라 생산수 탱크에 연결된 이방측이 오프되어 순환탱크에 흡착모드 처리수가 충전된 후, 상기 순환탱크에 연결된 삼방측이 오프되고 상기 생산수 탱크에 연결된 이방측이 온되며, 탈착모드에서 상기 제2 밸브 절환신호에 따라 상기 생산수 탱크에 연결된 이방측이 오프되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 관리자 단말은, 상기 CDI 모듈이 흡착모드 및 탈착모드를 수행하도록 상기 CDI 모듈의 정전압 또는 역전압 운전을 제어하고, 탈착모드에서 상기 순환탱크 및 순환펌프의 구동을 제어하는 제어부; 탈착모드에서 상기 순환펌프를 구동하도록 펌프 구동신호를 생성하는 펌프 구동신호 생성부; 상기 CDI 모듈의 전단 및 후단에 각각 설치된 제1 절환밸브 및 제2 절환밸브의 절환을 제어하도록 제1 및 제2 밸브 절환신호를 각각 생성하는 밸브 절환신호 생성부; 상기 CDI 모듈의 정전압 또는 역전압 운전을 위한 CDI 구동신호를 생성하는 CDI 구동신호 생성부; 상기 순환탱크 내에 설치된 수위계에서 측정된 수위에 따라 상기 순환탱크 내의 이온 흡착된 처리수가 만수위인지 여부를 확인하는 수위 확인부; 흡착모드를 위해 기설정된 흡착시간 및 탈착모드를 위해 기설정된 탈착시간을 확인하는 흡착 및 탈착시간 확인부; 및 상기 전기전도계에서 측정된 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는지 확인하는 전기전도도 확인부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 CDI 모듈은 양 전압(+)이 인가되는 양극과 음 전압(-)이 인가되는 음극 및 유입수가 흘러갈 수 있도록 양극과 음극 사이에 구비되는 스페이서를 구비하되, 상기 관리자 단말에서 생성된 CDI 구동신호에 대응하는 전위 가변기에 의해 상기 CDI 모듈에 정전압 또는 역전압이 각각 인가될 수 있다.

여기서, 상기 순환탱크는 상기 CDI 모듈에서 유출되는 흡착모드 처리수의 만수위 여부를 확인하도록 수위계가 설치될 수 있다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법은, 흡착공정과 탈착공정을 반복하여 유입수를 수처리하는 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법에 있어서, a) 유입수를 CDI 모듈에 공급하고, 상기 CDI 모듈의 흡착모드에 따른 정전압 운전으로 이온 흡착을 수행하여 흡착모드 처리수를 유출하는 단계; b) 상기 흡착모드 처리수를 순환탱크로 만충전한 후, 기설정 흡착시간동안 생산수 탱크로 유입 저장하는 단계; c) 상기 기설정 흡착시간 경과시, 순환펌프를 구동하여 상기 순환탱크 내의 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈에 공급하는 단계; d) 상기 CDI 모듈의 탈착모드에 따른 역전압 운전으로 이온 탈착을 수행하여 탈착모드 처리수를 유출하는 단계; e) 상기 탈착모드 처리수인 농축수를 상기 순환탱크로 유입하는 단계; f) 기설정 탈착시간 및 상기 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도를 확인하는 단계; 및 g) 상기 농축수의 전기전도도가 설정값 도달시, 상기 순환탱크 내의 농축수를 배출하는 단계를 포함하되, 상기 순환탱크에 유입된 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 농축수를 배출하여 상기 농축수 배출을 최소화함으로써 생산수 회수을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 흡착공정 및 탈착공정이 반복 수행되는 축전식 탈염(CDI) 정수처리시, 탈착모드의 이온 탈착에만 사용되는 순환수를 공급할 수 있는 순환탱크를 별도 구비하도록 축전식 탈염 정수처리 시스템을 구현함으로써 유입수의 대부분을 생산수로 정수하여 생산수 회수율을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 탈착모드 처리수인 농축수를 CDI 모듈의 탈착모드에 지속적으로 사용 가능함에 따라, 불필요하게 버려지는 농축수가 없기 때문에 축전식 탈염 정수처리 시스템을 경제적으로 운영할 수 있다.

본 발명에 따르면, 적은 농축수를 발생시키고 높은 회수율을 가짐에 따라 특정 이온이 높은 농도로 존재하는 반도체 세정수, 지역난방공사의 열 순환수, 철, 불소, 망간 등으로 오염된 지하수 등의 정수처리에 적용할 수 있다.

도 1은 일반적인 축전식 탈염 기술의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 축전식 탈염(CDI) 모듈 내의 이온 탈착 메커니즘을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일반적인 MCDI 공정을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 축전식 탈이온 수처리 장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 축전식 탈이온 수처리 장치의 흡착공정 및 탈착공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 종래의 기술에 따른 축전식 탈이온 수처리 장치의 제어방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 흡착공정 및 탈착공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 흡착공정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 탈착공정을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템에서 관리자 단말의 구체적인 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 운영 결과를 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법을 구체적으로 나타내는 동작흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 12을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템를 설명하고, 도 13 및 도 14를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법을 설명한다.

[탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템(100)]

먼저, 축전식 탈염 정수처리 시스템에 대해 실제 실험을 통해 확인한 결과에 따르면, 전술한 도 2의 b)에 도시된 두 번째 메커니즘인 스페이서(Spacer)에서 CDI 모듈 밖으로 이온이 이동되는 것이 탈착 효율에 영향을 더 크게 미치는 인자이며, 이온 탈착시에 사용되는 공급수의 이온농도는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

이에 따라, 본 발명의 실시예로서, 이온 탈착에만 사용되는 순환수(Recycle Water)를 공급할 수 있는 순환탱크를 구비하도록 축전식 탈염 정수처리 시스템을 구성하여 확인한 결과, 생산수 회수율을 효과적으로 높일 수 있는 것으로 확인되었다.

한편, 일반적인 CDI 공정은 근본적으로 흡착과 탈착의 반복을 통해 수처리하는 공정으로서, 탈착공정에서 공정 운영의 중단과 농축수 발생이 필연적으로 발생한다.

이에 대응하여, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템에 따라 적은 농축수를 발생시키고 높은 회수율을 갖고, 특히, 특정 이온이 높은 농도로 존재하는 반도체 세정수, 지역난방공사의 열 순환수, 철, 불소, 망간 등으로 오염된 지하수 등의 정수처리에 적용할 수 있다.

또한, 지하수의 경우, 수량 부족의 이유로 생산수 회수율이 낮은 공정을 적용할 수 없는 한계를 갖는데, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템을 통해 이를 해결할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 흡착공정 및 탈착공정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7의 a)는 흡착공정을 설명하기 위한 도면이며, 도 7의 b)는 탈착공정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템(100)은, 도 7의 a) 및 b)에 도시된 흡착공정 및 탈착공정이 반복적으로 수행된다.

도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 흡착공정은,

제1 절환밸브(130)를 절환하여 유입수를 CDI 모듈(140)로 공급하고,

상기 CDI 모듈(140)의 정전압 운전에 따른 흡착모드로 흡착모드 처리수를 유출하여 순환탱크(170)에 먼저 만수위까지 충전한 후,

제2 절환밸브(150)를 절환하여 기설정 흡착시간동안 상기 CDI 모듈(140)로부터 유출되는 흡착모드 처리수인 생산수를 생산수 탱크(160)에 유입 저장한다.

이때, 상기 순환탱크(170) 내에 수위계를 설치하여 흡착모드 처리수의 수위를 확인할 수 있다.

구체적으로, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 흡착공정을 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서,

도 8의 a)는 흡착공정에서 제1 밸브 절환신호에 따라 제1 절환밸브(130)를 절환하여 상기 CDI 모듈(140)에 유입수를 공급하며,

이후 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 운전에 따라 유출되는 흡착모드 처리수를 순환탱크(170)에 먼저 충전하는 것을 나타내며,

도 8의 b)는 상기 순환탱크(170)에 흡착모드 처리수를 충전 완료한 후, 제2 밸브 절환신호에 따라 제2 절환밸브(150)를 절환하여 상기 CDI 모듈(140)로부터 유출되는 흡착모드 처리수를 생산수 탱크(160)에 유입 저장하는 것을 나타낸다.

이때, 상기 생산수 탱크(160)에 유입 저장된 생산수는 다시 CDI 모듈(140)로 공급되지 않는다.

또한, 도 7의 b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 탈착공정은,

먼저, 제1 밸브 절환신호에 따라 제1 절환밸브(130)를 절환하고,

펌프 구동신호에 따라 순환펌프(190)를 구동함에 따라 상기 순환탱크(170)에 충전된 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)로 공급하고,

상기 CDI 모듈(140)의 역전압 운전에 따른 탈착모드로 탈착모드 처리수를 유출하며, 상기 탈착모드 처리수를 상기 순환탱크(170)로 다시 유입하고,

이후, 상기 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 상기 순환탱크(170)로 유입된 농축수를 배출하거나 방류한다.

구체적으로, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 탈착공정을 구체적으로 설명하기 위한 도면으로서, 도 9의 a)는 탈착공정에서 상기 순환탱크(170) 내의 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)로 공급하여 탈착모드 처리수인 농축수를 유출하는 것을 나타내며, 도 9의 b)는 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달함에 따라 제1 절환밸브(130) 및 제2 절환밸브(150)를 절환하고 상기 순환탱크(170) 내에 유입 저장된 농축수를 배출하거나 방류하는 것을 나타낸다.

이후, 상기 농축수를 배출한 후 다음 흡착공정에서 흡착모드 처리수를 상기 순환탱크(170)에 다시 충전하여 탈착공정에서 상기 CDI 모듈(140)에 공급하게 된다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템(100)의 경우,

CDI 모듈(140)에 동일한 공급수를 이용하여 흡착모드 및 탈착모드를 진행함에 따라 공급수 대비 생산수의 회수율이 낮은 문제점을 해결할 수 있다.

즉, CDI 모듈(140)에 공급수를 공급하여 흡착공정 및 탈착공정을 진행하되, 탈착에만 사용되는 순환수를 공급하는 순환탱크(170)를 부가함으로써, 흡착공정과 탈착공정에 사용되는 공급수를 따로 구성함에 따라 생산수 회수율을 높일 수 있다.

다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템은, 농축수 배출량을 줄일 수 있는 무방류 시스템(Zero Liquid Discharge: ZLD)으로서, 유입수의 대부분을 생산수로 정수할 수 있다.

여기서, 무방류 시스템은 농축폐수 발생양이 0을 뜻하는 기술이 아니고, 98% 이상 회수할 수 있는 시스템을 의미한다.

한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 구성도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템(100)는, 유입수 탱크(110), 유입수 공급펌프(120), 제1 절환밸브(130), CDI 모듈(140), 제2 절환밸브(150), 생산수 탱크(160), 순환탱크(170), 전기전도계(180), 순환펌프(190), 관리자 단말(200) 및 전위 가변기(Potentiostat: 210)를 포함하여 구성된다.

유입수 탱크(110)는 축전식 탈염 정수처리를 위한 유입수 또는 원수를 저장한다.

유입수 공급펌프(120)는 상기 유입수 탱크(110)에 저장된 유입수 또는 원수를 CDI 모듈(140)로 공급한다.

이때, 상기 유입수 공급펌프(120)는 관리자 단말(200)의 제어에 따라 생성되는 제1 펌프 구동신호에 따라 구동이 제어될 수 있다.

제1 절환밸브(130)는 CDI 모듈(140)의 전단에 설치되며,

흡착모드에서 상기 유입수 공급펌프(120)에 의해 공급되는 유입수 또는 원수가 상기 CDI 모듈(140)로 공급되도록 관리자 단말(200)의 제어에 따라 절환되고, 탈착모드에서 순환탱크(170)에서 순환되는 처리수가 상기 CDI 모듈(140)로 공급되도록 관리자 단말(200)의 제어에 따라 절환된다.

여기서, 상기 제1 절환밸브(130)는 삼방밸브인 것이 바람직하며, 일방측은 유입수 공급펌프(120)에 연결되고, 이방측은 CDI 모듈(140)의 전단에 연결되며, 삼방측은 순환펌프(190)에 연결되며,

예를 들면, 흡착모드에서 제1 밸브 절환신호에 따라 순환펌프(190)에 연결된 삼방측이 오프(Off)되며, 탈착모드에서 상기 제1 밸브 절환신호에 따라 유입수 공급펌프(120)에 연결된 일방측이 오프(Off)된다.

CDI 모듈(140)은 전위 가변기(210)에서 인가되는 정전압에 의해 구동되어 흡착모드을 수행하거나 또는 상기 전위 가변기(210)에서 인가되는 역전압에 의해 구동되어 탈착모드을 수행한다.

여기서, 상기 CDI 모듈(140)은 양 전압(+)이 인가되는 양극과 음 전압(-)이 인가되는 음극 및 유입수가 흘러갈 수 있도록 양극과 음극 사이에 구비되는 스페이서(Spacer)를 구비하되, 또한, 상기 CDI 모듈(140)은 전술한 막 결합형 축전식 탈염공정(Membrane Capacitive Deionization: MCDI) 모듈일 수도 있다는 점은 당업자에게 자명하다.

제2 절환밸브(150)는 CDI 모듈(140)의 후단에 설치되고,

흡착모드에서 관리자 단말(200)의 제어에 따라 상기 CDI 모듈(140)로부터 유출되는 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크(170)에 만충전되도록 먼저 절환되고, 이후, 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크(170)에 만충전되면 생산수 탱크(160)에 저장되도록 다시 절환된다.

또한, 탈착모드에서 관리자 단말(200)의 제어에 따라 상기 CDI 모듈(140)로부터 유출되는 탈착모드 처리수가 순환탱크(170)에 저장되도록 절환된다.

여기서, 상기 제2 절환밸브(150)는 삼방밸브인 것이 바람직하며, 일방측은 CDI 모듈(140)의 후단에 연결되고, 이방측은 생산수 탱크(160)의 전단에 연결되며, 삼방측은 순환탱크(170)에 연결되며,

예를 들면, 흡착모드에서 제2 밸브 절환신호에 따라 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 오프(Off)되어 순환탱크(170)에 흡착모드 처리수가 충전된 후, 상기 순환탱크(170)에 연결된 삼방측이 오프(Off)되고 상기 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 온(On)된다. 또한, 탈착모드에서 상기 제2 밸브 절환신호에 따라 상기 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 오프(Off)된다.

생산수 탱크(160)는 상기 CDI 모듈(140)에 의해 유출되는 흡착모드 처리수인생산수(또는 정수)가 유입 저장된다.

이에 따라, 종래의 기술에 따른 CDI 시스템은 탈착모드에서 생산수 탱크에 저장된 생산수가 CDI 모듈로 공급되지만, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 경우, 상기 생산수 탱크(160)에 저장된 생산수를 상기 CDI 모듈(140)로 공급하지 않아도 되며, 대신에 상기 순환탱크(170)에 만충전시킨 흡착모드 처리수가 상기 CDI 모듈(140)로 공급된다.

순환탱크(170)는 흡착모드에서 상기 CDI 모듈(140)에 의해 유출되는 흡착모드 처리수를 저장하고, 탈착모드에서 상기 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)에 순환 공급함에 따라 상기 흡착모드 처리수는 탈착모드 처리수인 농축수로 변환된다.

이때, 상기 순환탱크(170)는 관리자 단말(200)의 제어에 따라 생성되는 제2 펌프 구동신호에 따라 구동이 제어된다.

전기전도계(180)는 상기 순환탱크(170) 내에 설치되어 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도를 측정하며, 상기 전기전도도에 따라 탈착모드의 종료가 판단되고, 이때, 전기전도도가 설정값에 도달하며 농축수를 배출하게 된다.

순환펌프(190)는 탈착모드에서 상기 순환탱크(170)에 저장된 처리수를 상기 CDI 모듈(140)에 순환 공급한다.

관리자 단말(200)은 상기 CDI 모듈(140)이 흡착모드 및 탈착모드를 수행하도록 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 또는 역전압 운전을 제어하고, 상기 전기전도계(180)에서 측정된 전기전도도에 따라 탈착공정의 종료를 판단하며, 상기 순환탱크(170) 및 순환펌프(190)의 구동을 제어한다.

예를 들면, 상기 관리자 단말(200)은 랩탑 PC, 데스크탑 PC 등으로 구현될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

전위 가변기(210)는 상기 관리자 단말(200)의 제어에 따라 상기 CDI 모듈(140)의 흡착모드을 수행하도록 정전압을 인가하거나 또는 상기 CDI 모듈(140)이 탈착모드을 수행하도록 역전압을 인가한다.

구체적으로, 상기 관리자 단말(200)에서 생성된 CDI 구동신호에 따라 상기 전위 가변기(210)에 의해 상기 CDI 모듈(140)에 정전압 또는 역전압을 인가하게 된다.

다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템(100)의 경우,

흡착공정에서 유입수 탱크(110)의 유입수(또는 원수)를 유입수 공급펌프(120)를 통해 CDI 모듈(140)로 이동시킨 후,

상기 CDI 모듈(140)에서 이온을 흡착하여 이온물질이 제거된 생산수를 생산한다.

이후, 탈착모드에서 상기 CDI 모듈(140)이 이온을 탈착하여, 이온물질이 포함된 탈착모드 처리수인 농축수가 배출되면, 이를 순환탱크(170)로 이동시킨 후, 다시 탈착모드시 이온물질이 포함된 농축수를 탈착모드에 활용되도록 순환하는 공급수로 활용할 수 있고, 즉, 상기 순환펌프(190)를 탈착모드에 적용시킬 경우, 이미 이온물질이 포함된 탈착모드 처리수인 농축수에만 이온이 탈착되며, 결국, 흡착모드와 탈착모드의 공급수를 각각 달리함으로써 생산수 회수율을 높일 수 있다.

한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템에서 관리자 단말의 구체적인 구성도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템에서 관리자 단말(200)은, 제어부(201), 펌프 구동신호 생성부(202), 밸브 절환신호 생성부(203), CDI 구동신호 생성부(204), 수위 확인부(205), 흡착 및 탈착시간 확인부(206) 및 전기전도도 확인부(207)를 포함할 수 있다.

제어부(201)는 상기 CDI 모듈(140)이 흡착모드 및 탈착모드를 수행하도록 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 또는 역전압 운전을 제어하고, 탈착모드에서 상기 순환탱크(170) 및 순환펌프(190)의 구동을 제어한다.

펌프 구동신호 생성부(202)는 상기 제어부(201)의 제어에 따라 상기 유입수 공급펌프(120) 및 상기 순환펌프(190)를 구동하는 펌프 구동신호를 각각 생성한다. 즉, 상기 펌프 구동신호 생성부(202)는 흡착공정에서 상기 유입수 공급펌프(120)를 구동하는 제1 펌프 구동신호를 생성하고, 또한, 탈착공정에서 상기 순환펌프(190)를 구동하는 제2 펌프 구동신호를 생성한다.

밸브 절환신호 생성부(203)는 상기 제어부(201)의 제어에 따라 상기 제1 절환밸브(130) 및 제2 절환밸브(150)를 절환시키는 밸브 절환신호를 각각 생성한다.

CDI 구동신호 생성부(204)는 상기 제어부(201)의 제어에 따라 상기 CDI 모듈(140)을 정전압 또는 역전압으로 구동하는 CDI 구동신호를 각각 생성한다.

수위 확인부(205)는 상기 순환탱크(170) 내에 설치된 수위계(171)에 의해 측정된 수위 데이터를 수신하여 확인한다.

흡착 및 탈착시간 확인부(206)는 기설정된 흡착시간 및 탈착시간을 각각 확인한다.

전기전도도 확인부(207)는 상기 전기전도계(180)에 의해 측정된 전기전도도가 설정값에 도달하는지 확인한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템(100)의 경우, 탈착모드 처리수인 농축수를 1회 순환시켜 CDI 모듈(140)에서 탈착모드를 진행시키며, 이때, 사용된 농축수는 상기 순환탱크(170)에 저장하여 다음 CDI 모듈(140)의 탈착모드에 다시 사용함으로써 농축수를 배출하는 경우가 지속적으로 발생하지 않는다.

구체적으로, 흡착공정과 탈착공정이 수행되는 공정을 1싸이클 공정이라고 하고, 이를 통해 유입수로부터 100L의 생산수를 생산할 수 있다고 가정하면,

1싸이클 공정에서 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 운전에 따른 흡착모드시 순환탱크(170)에 50L를 저장한 후 생산수 탱크(160)에 100L를 생산하고,

또한, 상기 CDI 모듈(140)의 탈착모드시 기존 50L로 채워놓은 순환탱크(170)에서 제1, 제2, 제3 탈착모드를 거친 후 다시 순환탱크(170)에 50L를 회수함으로써, 100L의 생산수를 생산하게 되고, 버려지는 농축수는 없게 된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 운영 결과를 예시하는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 경우, 도 12에 도시된 바와 같이, CDI 모듈(140)을 역전압 운전에 따른 탈착모드를 600초 간격으로 40회 반복하여 실시한 것을 나타낸다.

이에 따라, 지속적인 제1 싸이클, 제2 싸이클, …, 제n 싸이클 공정을 진행해도 생산수의 양은 각각의 싸이클마다 100L로 생산되며,

각각의 싸이클마다 농축수를 배출하지 않고 순환탱크(170)에서 회수하여 반복 사용함으로써 생산수 회수율을 높이면서,

또한, 탈착모드 처리수인 농축수를 CDI 모듈의 탈착모드에 지속적으로 사용 가능함에 따라, 불필요하게 버려지는 농축수가 없기 때문에 축전식 탈염 정수처리 시스템을 경제적으로 운영할 수 있다.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 경우, 흡착공정 및 탈착공정이 반복 수행되는 축전식 탈염(CDI) 정수처리시, 탈착모드의 이온 탈착에만 사용되는 순환수를 공급할 수 있는 순환탱크를 별도 구비하도록 축전식 탈염 정수처리 시스템을 구현함으로써 유입수의 대부분을 생산수로 정수하여 생산수 회수율을 증가시킬 수 있다.

[탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법]

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법을 나타내는 동작흐름도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법은, 먼저, 흡착공정으로서, 유입수 탱크(110)에 저장된 유입수를 축전식 탈염(CDI) 모듈(140)에 공급하고, 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 운전에 따른 이온 흡착을 수행하여 흡착모드 처리수를 유출한다(S110). 이때, 상기 CDI 모듈(140)은 양 전압(+)이 인가되는 양극과 음 전압(-)이 인가되는 음극 및 유입수가 흘러갈 수 있도록 양극과 음극 사이에 구비되는 스페이서(Spacer)를 구비하되, 상기 관리자 단말(200)에서 생성된 CDI 구동신호에 대응하는 전위 가변기(210)에 의해 상기 CDI 모듈(140)에 정전압 또는 역전압이 각각 인가될 수 있다.

다음으로, 상기 흡착모드 처리수를 순환탱크(170)에 만충전한 후, 기설정 흡착시간동안 상기 흡착모드 처리수를 생산수 탱크(160)로 유입 저장한다(S120). 이때, 상기 순환탱크(170)는 상기 CDI 모듈(140)에서 유출되는 이온 흡착된 처리수의 만수위 여부를 확인하도록 수위계(171)가 설치된다.

다음으로, 상기 기설정 흡착시간 경과시, 탈착공정으로서, 순환펌프(190)를 구동하여 상기 순환탱크(170) 내의 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)에 공급한다(S130).

다음으로, 상기 CDI 모듈(140)의 역전압 운전에 따른 이온 탈착을 수행하여 탈착모드 처리수를 유출한다(S140).

다음으로, 상기 순환탱크(170)로 탈착모드 처리수인 농축수를 유입한다(S150).

다음으로, 기설정 탈착시간 및 상기 이온탈착 처리수인 농축수의 전기전도도를 확인한다(S160). 이때, 상기 기설정 탈착시간이 경과되고, 상기 전기전도도가 설정값에 도달한 경우 상기 CDI 모듈(140)의 역전압 운전에 따른 탈착모드가 종료된다.

다음으로, 상기 농축수의 전기전도도가 설정값 도달시, 상기 순환탱크(170) 내의 농축수를 배출하거나 방류한다(S170). 이때, 상기 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하지 않은 경우, 전술한 S110 단계 내지 S160 단계를 반복하여 수행하게 되며, 결국, 상기 순환탱크(170)에 유입된 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 농축수를 배출하여 상기 농축수 배출을 최소화함으로써 생산수 회수율(recovery rate)을 증가시킬 수 있다.

구체적으로, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법을 구체적으로 나타내는 동작흐름도이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법은, 먼저, 흡착공정으로서, 유입수 탱크(110)에 저장된 유입수 또는 원수를 CDI 모듈(140)에 공급한다(S201). 이때, 상기 유입수 탱크(110)에 저장된 유입수 또는 원수는 유입수 공급펌프(120)를 구동하여 CDI 모듈(140)에 공급한다.

다음으로, 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 운전에 따른 이온 흡착모드로 이온 흡착을 수행하여 흡착모드 처리수를 유출한다(S202).

다음으로, 상기 CDI 모듈(140)로부터 순환탱크(170)로 흡착모드 처리수를 유입 저장한다(S203).

다음으로, 상기 순환탱크(170)의 흡착모드 처리수 수위가 만수위인지 확인한다(S204). 즉, 상기 순환탱크(170) 내에 설치된 수위계(171)가 측정한 수위가 만수위에 해당하는지 확인한다(S204). 그리고, 상기 순환탱크(170) 내에 흡착모드 처리수가 만수위가 될 때까지 S201 내지 S203 단계를 반복하여 수행한다.

다음으로, 상기 순환탱크(170)의 흡착모드 처리수 수위가 만수위인 경우, 흡착모드 처리수인 생산수(또는 정수)를 생산수 탱크(160)로 유입 저장한다(S205).

다음으로, 관리자 단말(200)은 흡착공정이 수행되는 기설정 흡착시간이 경과하였는지 확인한다(S206). 이에 따라, 기설정 흡착시간동안 상기 CDI 모듈(140)이 흡착모드로 정전압 운전되어 흡착모드 처리수를 유출하고, 유출된 흡착모드 처리수인 생산수(또는 정수)를 생산수 탱크(160)로 유입 저장한다

여기서, 전술한 S201 단계 내지 S206 단계는 흡착공정에 해당하고, 후술할 S207 단계 내지 S212 단계는 탈착공정에 해당한다.

다음으로, 상기 기설정 흡착시간이 경과하여 흡착공정이 종료된 경우, 순환펌프(190)를 구동하여 상기 순환탱크(170) 내의 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)에 공급한다(S207). 이때, 탈착공정이 수행될 수 있도록 제1 절환밸브(130) 및 제2 절환밸브(150)가 절환된다.

다음으로, 상기 CDI 모듈(140)의 역전압 운전에 따른 탈착모드로 수행되어 이온을 탈착하고 탈착모드 처리수가 유출된다(S208).

다음으로, 상기 CDI 모듈(140)로부터 상기 순환탱크(170)로 상기 탈착모드 처리수를 유입한다(S209). 여기서, 탈착모드의 이온 탈착에 따라 상기 흡착모드 처리수가 상기 탈착모드 처리수인 농축수로 전환된다.

다음으로, 관리자 단말(200)은 탈착공정을 수행하는 기설정 탈착시간이 경과하였는지 확인한다(S210). 이때, 기설정 탈착시간동안 S207 내지 S209 단계를 반복하여 수행한하며, 기설정 탈착시간동안 상기 CDI 모듈(140)이 탈착모드로 역전압 운전되어 탈착모드 처리수를 유출하고, 유출된 탈착모드 처리수인 농축수를 상기 순환탱크(170)로 유입 저장한다

다음으로, 상기 CDI 모듈(140)의 탈착모드에 따른 기설정 탈착시간이 경과한 경우, 관리자 단말(200)은 전기전도계(180)에서 측정되는 상기 탈착모드 처리수인 농축수에 대한 전기전도도가 기설정된 설정값에 도달하였는지 확인한다(S211).

여기서, 상기 전기전도계(180)는 예를 들면 TDS Meter일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아며, 상기 전기전도계(180)는 상기 순환탱크(170) 내의 농축수에 대한 전기전도도를 측정한다. 만일, 상기 농축수에 대한 전기전도도가 기설정된 설정값에 도달하지 않은 경우, 이미 탈착시간이 경과된 상태이므로, 전술한 S201 단계로 진행하여 흡착공정을 다시 수행하고, 결국, S201 내지 S211 단계를 반복하여 수행하게 된다.

다음으로, 관리자 단말(200)은 상기 전기전도도가 기설정된 설정값에 도달한 경우, 상기 순환탱크(170)내의 농축수를 배출하거나 방류한다(S212).

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 탈착모드 처리수인 농축수를 CDI 모듈의 탈착모드에 지속적으로 사용 가능함에 따라, 불필요하게 버려지는 농축수가 없기 때문에 축전식 탈염 정수처리 시스템을 경제적으로 운영할 수 있으며, 또한, 적은 농축수를 발생시키고 높은 회수율을 가짐에 따라 특정 이온이 높은 농도로 존재하는 반도체 세정수, 지역난방공사의 열 순환수, 철, 불소, 망간 등으로 오염된 지하수 등의 정수처리에 적용할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 축전식 탈염 정수처리 시스템
110: 유입수 탱크 120: 유입수 공급펌프
130: 제1 절환밸브 140: CDI 모듈(또는 MCDI 모듈)
150: 제2 절환밸브 160: 생산수 탱크
170: 순환탱크 180: 전기전도계
190: 순환펌프 200: 관리자 단말
210: 전위 가변기(Potentiostat) 171: 수위계
201: 제어부 202: 펌프 구동신호 생성부
203: 밸브 절환신호 생성부 204: CDI 구동신호 생성부
205: 수위 확인부 206: 흡착 및 탈착시간 확인부
207: 전기전도도 확인부

Claims (18)

1. 흡착공정과 탈착공정을 반복하여 유입수를 수처리하는 축전식 탈염 정수처리 시스템에 있어서,
   흡착모드에서 정전압 운전으로 축전식 탈이온 방식으로 유입수의 이온을 흡착 제거하여 흡착모드 처리수를 유출하며, 탈착모드에서 역전압 운전으로 전극에 흡착된 이온을 탈착시켜 재생하고 탈착모드 처리수를 유출하는 축전식 탈염(CDI) 모듈(140);
   흡착모드에서 상기 CDI 모듈(140)에서 유출되는 흡착모드 처리수인 생산수가 유입 저장되는 생산수 탱크(160);
   흡착모드에서 상기 CDI 모듈(140)에서 유출되는 흡착모드 처리수가 저장되고, 탈착모드에서 상기 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)에 공급하며 상기 CDI 모듈(140)로부터 탈착모드 처리수가 유입되는 순환탱크(170);를 포함하되,
   상기 순환탱크(170)에 유입된 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 농축수를 배출하여 생산수 회수율(recovery rate)을 증가시키는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡착공정은, 유입수를 상기 CDI 모듈(140)로 공급하고, 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 운전에 따른 흡착모드로 흡착모드 처리수를 유출하여 상기 순환탱크(170)에 먼저 만수위까지 충전한 후, 설정 흡착시간동안 상기 CDI 모듈(140)로부터 유출되는 흡착모드 처리수인 생산수를 생산수 탱크(160)에 유입 저장하는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 탈착공정은, 순환펌프(190)를 구동하여 상기 순환탱크(170)에 충전된 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)로 공급하고, 상기 CDI 모듈(140)의 역전압 운전에 따른 탈착모드로 탈착모드 처리수를 유출하며, 상기 탈착모드 처리수를 상기 순환탱크(170)로 다시 유입하고, 이후, 상기 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 상기 순환탱크(170)로 유입된 농축수를 배출하거나 방류하는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 CDI 모듈(140)에서 처리되는 탈착모드 처리수의 전기전도도를 측정하는 전기전도계(180); 및 상기 순환탱크(170) 내에 유입된 흡착모드 처리수와 탈착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)에 공급하도록 구동되는 순환펌프(190);를 더 포함하며,
   상기 CDI 모듈(140)이 흡착모드 및 탈착모드를 수행하도록 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 또는 역전압 운전을 제어하고, 상기 전기전도계(180)에서 측정된 전기전도도에 따라 탈착공정의 종료를 판단하며, 상기 순환탱크(170) 및 순환펌프(190)의 구동을 제어하는 관리자 단말(200)을 추가로 포함하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 CDI 모듈(140)의 전단에 설치되고, 흡착모드에서 유입수 공급펌프(120)에 의해 공급되는 유입수 또는 원수가 CDI 모듈(140)로 공급되도록 관리자 단말(200)의 제어에 따라 절환되고, 탈착모드에서 순환탱크(170)에서 순환되는 처리수가 상기 CDI 모듈(140)로 공급되도록 관리자 단말(200)의 제어에 따라 절환되는 제1 절환밸브(130)를 추가로 포함하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 절환밸브(130)는 일방측이 유입수에 연결되고, 이방측이 CDI 모듈(140)의 전단에 연결되며, 삼방측이 상기 순환펌프(190)에 연결되는 삼방밸브로서, 흡착모드에서 제1 밸브 절환신호에 따라 순환펌프(190)에 연결된 삼방측이 오프(Off)되며, 탈착모드에서 상기 제1 밸브 절환신호에 따라 유입수 공급펌프(120)에 연결된 일방측이 오프(Off)되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
7. 제4항에 있어서,
   상기 CDI 모듈(140)의 후단에 설치되고, 흡착모드에서 관리자 단말(200)의 제어에 따라 상기 CDI 모듈(140)로부터 유출되는 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크(170)에 만충전되도록 먼저 절환되고, 이후, 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크(170)에 만충전되면 생산수 탱크(160)에 저장되도록 다시 절환되는 제2 절환밸브(150)를 추가로 포함하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 절환밸브(150)는, 일방측이 CDI 모듈(140)의 후단에 연결되고, 이방측이 생산수 탱크(160)의 전단에 연결되며, 삼방측은 순환탱크(170)에 연결되는 삼방밸브로서, 상기 제2 절환밸브(150)는, 흡착모드에서 제2 밸브 절환신호에 따라 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 오프(Off)되어 순환탱크(170)에 흡착모드 처리수가 충전된 후, 상기 순환탱크(170)에 연결된 삼방측이 오프되고 상기 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 온되며, 탈착모드에서 상기 제2 밸브 절환신호에 따라 상기 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 오프되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
9. 제4항에 있어서, 상기 관리자 단말(200)은,
   상기 CDI 모듈(140)이 흡착모드 및 탈착모드를 수행하도록 상기 CDI 모듈(140)의 정전압 또는 역전압 운전을 제어하고, 탈착모드에서 상기 순환탱크(170) 및 순환펌프(190)의 구동을 제어하는 제어부(201);
   탈착모드에서 상기 순환펌프(190)를 구동하도록 펌프 구동신호를 생성하는 펌프 구동신호 생성부(202);
   상기 CDI 모듈(140)의 전단 및 후단에 각각 설치된 제1 절환밸브(130) 및 제2 절환밸브(150)의 절환을 제어하도록 제1 및 제2 밸브 절환신호를 각각 생성하는 밸브 절환신호 생성부(203);
   상기 CDI 모듈(140)의 정전압 또는 역전압 운전을 위한 CDI 구동신호를 생성하는 CDI 구동신호 생성부(204);
   상기 순환탱크(170) 내에 설치된 수위계(171)에서 측정된 수위에 따라 상기 순환탱크(170) 내의 이온 흡착된 처리수가 만수위인지 여부를 확인하는 수위 확인부(205);
   흡착모드를 위해 기설정된 흡착시간 및 탈착모드를 위해 기설정된 탈착시간을 확인하는 흡착 및 탈착시간 확인부(206); 및
   상기 전기전도계(180)에서 측정된 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는지 확인하는 전기전도도 확인부(207)를 포함하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
10. 제4항에 있어서,
    상기 CDI 모듈(140)은 양 전압(+)이 인가되는 양극과 음 전압(-)이 인가되는 음극 및 유입수가 흘러갈 수 있도록 양극과 음극 사이에 구비되는 스페이서(Spacer)를 구비하되, 상기 관리자 단말(200)에서 생성된 CDI 구동신호에 대응하는 전위 가변기(Potentiostat: 210)에 의해 상기 CDI 모듈(140)에 정전압 또는 역전압이 각각 인가되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 순환탱크(170)는 상기 CDI 모듈(140)에서 유출되는 흡착모드 처리수의 만수위 여부를 확인하도록 수위계(171)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템.
12. 흡착공정과 탈착공정을 반복하여 유입수를 수처리하는 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법에 있어서,
    a) 유입수를 축전식 탈염(CDI) 모듈(140)에 공급하고, 상기 CDI 모듈(140)의 흡착모드에 따른 정전압 운전으로 이온 흡착을 수행하여 흡착모드 처리수를 유출하는 단계;
    b) 상기 흡착모드 처리수를 순환탱크(170)로 만충전한 후, 기설정 흡착시간동안 생산수 탱크(160)로 유입 저장하는 단계;
    c) 상기 기설정 흡착시간 경과시, 순환펌프(190)를 구동하여 상기 순환탱크(170) 내의 흡착모드 처리수를 상기 CDI 모듈(140)에 공급하는 단계;
    d) 상기 CDI 모듈(140)의 탈착모드에 따른 역전압 운전으로 이온 탈착을 수행하여 탈착모드 처리수를 유출하는 단계;
    e) 상기 탈착모드 처리수인 농축수를 상기 순환탱크(170)로 유입하는 단계;
    f) 기설정 탈착시간 및 상기 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도를 확인하는 단계; 및
    g) 상기 농축수의 전기전도도가 설정값 도달시, 상기 순환탱크(170) 내의 농축수를 배출하는 단계를 포함하되,
    상기 순환탱크(170)에 유입된 탈착모드 처리수인 농축수의 전기전도도가 설정값에 도달하는 경우에만 농축수를 배출하여 상기 농축수 배출을 최소화함으로써 생산수 회수율(recovery rate)을 증가시키는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 순환탱크(170)는 상기 CDI 모듈(140)에서 유출되는 흡착모드 처리수의 만수위 여부를 확인하도록 수위계(171)가 설치되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 CDI 모듈(140)은 양 전압(+)이 인가되는 양극과 음 전압(-)이 인가되는 음극 및 유입수가 흘러갈 수 있도록 양극과 음극 사이에 구비되는 스페이서를 구비하되, 관리자 단말(200)에서 생성된 CDI 구동신호에 대응하는 전위 가변기(210)에 의해 상기 CDI 모듈(140)에 정전압 또는 역전압이 각각 인가되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 CDI 모듈(140)의 전단에 제1 절환밸브(130)가 설치되고, 상기 제1 절환밸브(130)는, 흡착모드에서 유입수 공급펌프(120)에 의해 공급되는 유입수 또는 원수가 CDI 모듈(140)로 공급되도록 관리자 단말(200)의 제어에 따라 절환되고, 탈착모드에서 순환탱크(170)에서 순환되는 처리수가 상기 CDI 모듈(140)로 공급되도록 관리자 단말(200)의 제어에 따라 절환되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 절환밸브(130)는 일방측이 유입수에 연결되고, 이방측이 CDI 모듈(140)의 전단에 연결되며, 삼방측이 상기 순환펌프(190)에 연결되는 삼방밸브로서, 흡착모드에서 제1 밸브 절환신호에 따라 순환펌프(190)에 연결된 삼방측이 오프(Off)되며, 탈착모드에서 상기 제1 밸브 절환신호에 따라 유입수 공급펌프(120)에 연결된 일방측이 오프(Off)되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법.
17. 제12항에 있어서,
    상기 CDI 모듈(140)의 후단에 제2 절환밸브(150)기 설치되고, 상기 제2 절환밸브(150)는, 흡착모드에서 관리자 단말(200)의 제어에 따라 상기 CDI 모듈(140)로부터 유출되는 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크(170)에 만충전되도록 먼저 절환되고, 이후, 흡착모드 처리수가 상기 순환탱크(170)에 만충전되면 생산수 탱크(160)에 저장되도록 다시 절환되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 절환밸브(150)는, 일방측이 CDI 모듈(140)의 후단에 연결되고, 이방측이 생산수 탱크(160)의 전단에 연결되며, 삼방측은 순환탱크(170)에 연결되는 삼방밸브로서, 상기 제2 절환밸브(150)는, 흡착모드에서 제2 밸브 절환신호에 따라 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 오프(Off)되어 순환탱크(170)에 흡착모드 처리수가 충전된 후, 상기 순환탱크(170)에 연결된 삼방측이 오프되고 상기 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 온되며, 탈착모드에서 상기 제2 밸브 절환신호에 따라 상기 생산수 탱크(160)에 연결된 이방측이 오프되는 것을 특징으로 하는 탈착공정용 순환탱크를 구비한 축전식 탈염 정수처리 시스템의 제어방법.

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