KR19990072093A - 물의 염분 제거 설비 및 방법 - Google Patents

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KR19990072093A
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윌리암 그라함
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비첸 씨. 히스 비
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Abstract

50내지 65바사이의 압력에서 물을 소금통로를 형성하는 복수의 역삼투 멤브레인을 가지는 일반적으로 원통형의 필터요소(30)에 펌핑하는 담수화설비(10)가 개시된다. 상기 필터요소(30)의 상부흐름 가까이에 내부에 복수의 홀을 구비하는 디스크(40)가 설치된다. 상기 디스크(40)는 상부흐름측과 하부흐름측사이의 압력강하를 일으키는 차단부를 형성하며, 상기 디스크는 상기 물흐름을 상기 필터요소의 한 단부상에서 부딪쳐서 소금통로로 흐르는 일련의 분리스트림으로 나눈다. 상기 차단부의 물의 하부흐름은 상기 차단부의 물의 상부흐름보다 저압에 있을 뿐만아니라 난류성으로 흐르게된다. 상기 디스크(40) 및 필터요소(30)는 원통형 케이싱으로 된다. 상기 필터요소로부터 나오는 그리고 실질적인 압력하에 있는 소금물은 그로부터의 일부의 잔여에너지를 회수하도록 펠튼 휠과 같은 장치를 통해 공급될 수 있다.

Description

물의 염분 제거 설비 및 방법
식용수 및 관개용수의 세계적인 고갈에 대한 논의는 현재 특별한 일이 아니다. 세계의 도처에서 전도시들이 한발로 인해 폐허화로 치닫고 있다.
물의 유일한 비고갈성 공급원은 해수 이지만, 주요 인구 밀집 센터 또는 대규모 관개 프로젝트를 제공하기 위해 상당한 량의 물을 담수화하는데에는 비용이 많이 소요된다. 다수의 담수화 설비들은 역삼투에 근거하여 동작하는데, 이러한 타입의 설비에 있어서, 담수화되는 물은 반 침투성 멤브레인을 거쳐서 용존 고체가 상기 멤브레인에 의해 제거된다. 다른 설비들은 증발작용에 의해 동작한다.
상기 방법들에서의 커다란 문제는 증발방법으로 수득된 물은 순 증류수이며, 역삼투 방법으로 수득된 물은 증류수와 같은 순도를 가진다는 점이다. 상기 수득된 물에는 모든 미네럴이 제거되어 있으며, 칼슘 또는 마그네슘을 함유하지 않은 물은 금속파이프에 강하게 작용하며, 또한 상기 파이프와 접촉하는 금속체에도 강하게 작용하게된다. 따라서 상기 수득된 물에는 미네럴이 첨가되어야한다. 또한 상기 증류수는 무미이고, 필수 미네럴이 전혀 없어 장기간에 걸쳐서 음용으로는 이용될 수 없었다. 따라서 음용을 위해서는 "절대의" 증류수에서 가용 식용수로서 전환하도록 일정 범위의 미네럴을 첨가할 필요가 있다.상기 기술된 방법에 있어서, 해수에 존재하는 필수 미네럴은 상기 프로세스의 부산물인 소금물에 존재하게된다. 따라서 임의의 타입의 설비에서 물을 생산함에 있어서의 막대한 비용은 물에 재도입해야하는 미네럴과 이에 필요한 설비의 비용이된다.
증발설비에 있어서, 수득된 물 메가리터(megalitre)당비용을 계산할 때 해수를 증발시키는데 필요한 파워가 중요한 요인이된다.
역 삼투 멤브레인은 복잡한 구성을 가지며, 광범하게 사용되는 폼에는 함께 소금의 통로(salt passage)를 형성하는 복합 중합 수지로된 두 개의 필름이 포함된다. 상기 통로에 있어서, 소금의 흐름에 난류(turbulence)을 유도하는 요소가 있다. 상기 요소는 통상적으로 플라스틱 물질 필라멘트로된 웰드 메쉬(welded mesh)이다. 다수의 멤브레인이 복잡하게 센터 튜브에 감기게된다. 상기 필름을 통과하는 물이 인접한 멤브레인 사이의 간격에 도입되며, 상기 센터 튜브로 흐르게된다. 상기 튜브는 상기 수득된 물이 튜브로 들어가게하도록 그 벽상에 개구를 구비하고 있다. 즉 상기 소금물은 해수의 잔여물이며, 용존 고체의 벌크(bulk)가 다수의 소금통로로부터 웨이스트(waste) 또는 소금회수설비로 흐른다.
각 소금통로의 각 사이드상에 그리고 바로 인접한 각 필름상에 농도 편극층(concentration polarization layer)이 존재하는 것은 본 분야에서 자명하다. 상기 층은 다분자 두께를 가지며 상기 필름사이의 소금 중간통로의 일부분에서의 벌크흐름보다 고 농도의 용존고체를 함유한다. 상기 농도 편극층의 두께를 감소시키도록 난류 유도 요소가 도입되어 해수가 상기 멤브레인의 성능을 향상시켜서 해수가 상기 멤브레인을 통과하게된다. 통상 본 기술의 역삼투 멤브레인의 상태는 99.3%의 용존고체 거부율(rejection rate) 을 가진다.상기 멤브레인을 통과한 용존고체는 대부분이 그 분자가 대부분의 다른 미네럴의 분자보다 작은 보통의 소금으로 이루어진다. 0.7%의 퍼센트는 해수의 초기염도에 따라 회수된 물에서 밀리온의 용존고체당 400-500부를 나타내며, 상기 용존고체가 해수에 맛을 전하는 임계치이하이다.
역삼투 멤브레인의 오염이 주요문제이며, 물생산의 비용을 증가시키는 척도는 상기 멤브레인의 오염을 방지하고 그 오염의 발생시 그것을 제거하는데 주어진다. 오염은 멤브레인 내의 미네럴 또는 유기물 성장에 기인한다. 예를 들어 해수가 상기 멤브레인에 도달하기 전에 해수는 소듐 헥사메타포스페이트(sodium hexametaphosphate)(통상 "슈림프"(shrimp)라함)와 같은 인히비터(inhibitor)로 처리된다. 이로서 칼슘 및 칼슘형태의 멤브레인상의 마그네슘침전을 억제하지만 마그네슘 카보네이트가 생산비에 다른 요인을 가중시킨다.
멤브레인 제조자는 급속한 오염을 방지하도록 비교적 낮은 플럭스 레이트(멤브레인 m2당 시간당 상기 멤브레인을 통과하는 물의 흐름율(l/h))를 권고하고 있다. 멤브레인의 백워싱(back-washing) 즉 해수가 상기 소금통로를 통해 역방향으로 흐르는 원인이 오염을 제거하기위한 표준의 절차가된다. 멤브레인이 상당히 두텁게 오염된 경우 회수설비에서 제거되어야하며, 상기 오염을 제거하도록 다양하게 처리된다. 극단의 경우 오염이 제거될 수 없으면 폐기되어야한다.
상기의 모든 요인의 결과 역삼투설비로부터 생성된 물은 담수 댐물 또는 강물을 증류하여 수득하는 물보다 비용이 많이든다. 따라서 물의 세계적인 고갈에도 불구하고 전세계에서 단지 몇%의 물만이 역삼투 설비를 이용해서 해수를 담수화하여 생성되고 있다.
본 발명의 목적은 역삼투의 효율을 개선하고 그 역삼투처리에 의해 생성되는 물의 비용을 대폭 절감하며, 역삼투 멤브레인의 오염을 방지하여 약품처리(dosing)의 필요없이 소망의 미네럴을 가지는 물을 생성하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 물의 염분 제거(이하 "담수화"라함) 즉 해수 및 소금기를 함유한 물에서 용존 고체를 제거하는 기술에 관한 것이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1A 및 1B는 합해서 담수화설비의 일부를 형성하는 담수화장치에 대한 축방향 단면도이고,
도 2는 도 1 A 및 도 1B와 동일 평면상에서 취해진 단면도로 상기 장치의 일단부를 큰 스케일로 나타낸 도면이며,
도 3은 디스크의 평면도이며,
도 4는 상기 제 2도와 동일평면에서 그리고 동일 스케일로 취해진 단면도로 도 1A,1B의 장치의 변형을 도시하는 도면이며,
도 5A 및 5B는 다른 디스크를 도시한 도면이며,
도 6은 수동식 해수 담수화 설비에 대한 개략 단면도이며,
도 7은 모터 구동의 담수화설비를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 8은 다른 담수화설비의 개략 도시도이며,
도 9는 잠수가능한 담수화설비의 개략표시도이며,
도 10은 담수화설비의 레이아웃을 나타내는 도면이며,
도 11은 잠수가능한 담수화 설비를 나타낸 도면이며,
도 12A 및 12B는 두 도면이 합한 구성으로, 단일 외부 케이싱내에 있는 담수화설비를 도시하며,
도 13은 부유성 담수화설비를 나타내는 도면이며,
도 14는 탱크 및 그 관련의 파이핑시스템을 도시하는 도면이다.
본 발명에 따르면 소금통로를 형성하는 역삼투 멤브레인을 이루는 필터요소, 상기 해수를 담수화하도록 상기 필터요소에 해수를 펌핑하는 펌프 그리고 상기 펌프와 상기 필터요소사이의 물흐름통로내의 차단부로서 상기 물흐름에 난류을 도입하여 그에 압력강하를 걸리게하는 차단부를 구비하여 상기 필터요소의 소금통로로 들어가는 상기 차단부의 물의 하부흐름이 상기 차단부의 물의 상부흐름보다 낮은 압력에 있게하고 보다 난류되게하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비가 제공된다.
상기 차단부는 바람직하기로는 그 내부에 다수의 홀을 구비하는 플레이트의 형태로되어 흐르는 물이 차단되며, 다수의 원추형으로 분할되어 난류의 물흐름을 분기하는데 그 각각은 플레이트의 물의 상부흐름의 압력보다 낮은 압력에 있다. 상기 플레이트 내의 홀은 다른 크기로 될 수 있거나, 모두 동일한 크기로될 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 플레이트는 원형 디스크 형태이며, 상기 홀은 상기 디스크의 중심에서 나선형 배열로 되어 있다. 다른 형태로 상기 홀은 원형의 배열로되어 있으며, 또 다른 형으로 상기 홀은 상기 디스크 중심에서 방사하는 라인을 따라 놓여진다.
때에 따라 일련의 흐름 제한 밸브가 각각의 물의 흐름을 생성하는 플레이트내에 홀의 흐름 면적을 변화시키도록 설치된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 소금통로를 형성하는 역삼투 멤브레인으로 구성된 필터요소에 해수를 담수화시키도록 펌핑하는 단계, 상기 필터요소로 흐르는 물내에 압력강하를 유도해서 동시에 그 물흐름에 난류를 유도하는 단계 및 상기 필터요소의 소금통로내에 낮은 압력으로 난류의 물을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수의 담수화 방법이 제공된다.
바람직한 실시예에 있어서, 물은 복수의 난류의 원추형의 형상으로되며, 압력을 강하시키고 난류를 유도하는 상기 차단부에 의해 물의 흐름이 분기되며, 각각의 난류의 흐름이 필터요소상에서 부딪치게된다.
50 내지 65바(bar) 범위의 입구압과 1.5내지 2.0바 범위의 압력강하가 바람직함이 입증되었다.
본 발명에 따른 설비 및 방법은 수용가능 레벨의 용존고체를 가지는 즉 고체내에 미네럴이 있는 물로 해수를 회수 담수화한다. 상기 회수된 물에는 약품처리가 필요치않은데 이는 그 안에 수용가능한 맛을 주기에 충분한 용존 고체가 함유되어 있기 때문이다. 상기 회수된 물에는 마그네슘 및 칼슘이 존재하므로 금속 파이프 및 피팅(fittings)에 강하게 작용하지 않으며,상기의 미네럴로 약품처리가 필요치않다.
상기 멤브레인의 소금통로에 난류식으로 흐르는 물을 유도함으로써 두께에서 농도 편극층이 감소되는 것으로 생각된다.
이로써 오염을 심하게 증가시키지 않고 플럭스 레이트가 증가될 수 있다. 또한 상기 회수된 물에서 식염의 량을 불수용의 레벨로 증가시키지 않으면서 상기 식염외에 상기 멤브레인을 통해 미네럴을 얻을 수 있는 다른 효과를 얻을 수 있다. 실험적 워크에서 상기 압력강하 및 난류를 변화시키므로써 예를 들어 차단부를 형성한 경우 상기 플레이트 내의 홀의 사이즈를 변화시키므로써 다른 용존 고체가 제어가능한 량으로 상기 멤브레인을 통과하게 될 수 있다. 따라서 시험 및 실험에 의해 즉 압력강하 및 난류를 변화시키므로써 소정량의 용존 고체를 가지는 물이 회수 될수 있다.
다른 잇점은 상기 실험적 워크에서 난류의 물이 상기 멤브레인에 공급되는 경우 상기 멤브레인의 오염이 상당히 감소되는 것으로 발견된 점이다.
종래의 역삼투 설비에서 나온 소금물은 해수보다 무거워서 해수에 공급되는 경우 가라앉게된다. 그러나 본 발명에 따른 담수화설비에서 나온 물은 해수에 공급되는 경우 초기에 가라앉음 없이 깃털의 형태로 뜨게된다. 상기 소금물은 공기를 통하게되는 것으로 발견되었으며, 상기 공기를 통하게하는 제제는 산소인 것으로 발견되었다. 또한 상기 회수된 물에는 산소 거품이 존재한다.
시험에 의하면, 상기 회수된 물 및 소금물에는 해수에 용해된 산소의 량 보다 많은 산소가 존재하며, 상기 산소 거품은 작은데 이는 상기 차단부의 하부흐름에서도 예를 들어 45 내지 50바의 실질적인 압력이 있기 때문이다. 난류 물내의 작은 거품은 농도 편극층의 두께에서의 감소에 일부의 역할을 하는 것으로 인식되었다. 상기 거품은 또한 멤브레인의 오염을 방지하는데에도 일조를 하는 것으로 보여진다.
도 1 A 및 1B를 보면, 도시된 담수화장치는 10으로 도시되며, 캡(14)와 그 대향 단부에 고정된 다른 캡(16)을 구비하는 원통형 케이싱(12)을 포함하고 있다. 물에 용해된 고체를 함유하는 물의 입구 파이프(18)는 상기 단부캡(14)를 통과하며, 챔버(20)내에 물을 공급한다. 상기 파이프(18)는 50 내지 65바의 물을 전달할 수 있는 펌프(도 1A에 도시않음)의 압력측에 접속된다. 소금물 출구 파이프(22)는 챔버(24)에서 나와서 단부캡(16)을 통과한다. 립 실(lip seal;26,28)은 단부 캡(14)와 단부캡(16)을 에워싸며, 상기 단부캡(14,16)과 케이싱(12)간을 밀봉한다.
참조 번호 30은 케이싱(12)에 강하게 고정되는 역삼투 필터요소를 나타낸다. 상기 요소는 상기 필터요소(30)의 회수물 출구를 형성하는 중심 튜브(34)를 구비한 코어구조(32)를 포함하고 있다. 내부에 복수의 홀(36)을 구비하는 튜브(34)는 그 일단부에서 상기 단부캡(16)을 통과한다. 상기 튜브(34)의 다른 단부는 디스크(40)형태로된 지지 플레이트에서 그에 제공되는 블라인드 소켓(38; 도 2참조)에서 지지된다. 디스크(40) 및 캡(14)은 챔버(20)의 바운딩 벽을 형성한다. 립 실(42)은 디스크(40)와 케이싱(12)간에서 디스크(40)를 에워싸며, 상기 디스크(40)와 필터요소(30)사이에는 갭(도 2참조)이 존재한다.
상기 필터요소(30)는 상기 코어구조(32)외에 상기 코어구조(32)상에 감겨진 반 침투성 멤브레인을 구비하고 있다. 상기 감겨진 멤브레인이 상기 코어구조(32)와 상기 케이싱(12)의 내부단부간의 전체의 공간을 충전하며, 그와 디스크(40)사이의 간격에서 떨어져서 디스크(40)와 챔버(24)사이의 공간을 충전한다.
본 발명에 사용하기에 적합한 상업적으로 입수가능한 형태의 필터요소는 Dow Chemical Company의 전 소유 자회사인 Filmtec Corporation에 의해 제조 시판되고 있다. 명칭 FT30으로 통용되고 있다. 미국특허 제 4,277,344호는 역삼투 원리로 동작하는 멤브레인을 상세히 기술하고 있다. 상기 필터요소(30)의 감기는 매우 복잡하다. 처음에 일련의 평탄화된 포켓상에 형성된 다음 오버래핑 관계로 상기 코어구조(32)상에 감겨진다.
상기 디스크(40;도 3 참조)는 그 내부에 8개의 홀(44.1, 44.2 등등)을 구비하고 있다. 상기 홀은사이즈가 변하며, 예시된 실시예에 있어서 8,805mm, 9,185mm, 8,077mm, 7,772mm, 7,675mm, 7,351mm, 7,094mm 및 7,881mm의 홀이 이용된다. 상기 디스크(40)의 직경은 상기 케이싱(12)의 내경이며 상기 필터요소(30)의 내경인 약 20cm가된다.
상기 디스크(40)의 뒤에 그리고 그와 상기 감겨진 멤브레인 사이에 센트럴허브, 외부링 및 상기 허브와 상기 링사이에서 연장하는 복수의 스포크를 구비하는 스파이더(46;도 3에 아우트라인이 도시됨)가 설치된다. 상기 스파이더(46)는 상기 Filmtec사로부터 입수가능한 필터요소의 일부이며, 일련의 웨지형 개구를 형성한다. 각각의 홀(44.1, 44.2)은 상기 개구중 하나와 대응되어 개개의 물의 흐름이 상기 필터요소상에 부딪치게된다.
압력하의 물이 압력하에서 수축된 홀을 통과하는 경우, 원추의 형태로 흔들리며 빛나서 상기 홀로부터의 일정의 거리에서 작은 물방울로 분쇄된다. 상기 홀과 상기 물 흐름이 분쇄되는 점에서의 물 흐름의 원추형 부분이 자체로 내부에서 와류 및 소용돌이를 가지는 난류로 된다. 상기 필터요소(30)는 홀(44.1)에서 나온 물의 흐름이 상기 필터요소에 부딪치고 작은 물방울의 스프레이로 분쇄되기 이전에 상기 소금통로로 들어가도록 위치한다. 분쇄는 도시된 장치에서 금지되는데, 이는 물이 흐르기 시작한후 바로 상기 디스크(40)와 상기 필터요소(30)사이의 갭이 압력하에 물을 충전하기 때문이다.
본 출원인은 기술된 특정의 압력하에서 상기 필터요소(30)로 공급된 물이 99.3%의 용존고체가 제거되지는 않지만 낮은 퍼센트는 제거되는 것을 알아냈다. 50바의 입구압으로 그리고 상기 기술된 디스크(40)을 가지고 상기 시스템은 남아프리카 사무소 표준 스펙 241-1984규정의 표준과 부합하는 적합한 물로 해수를 담수화시킨다.
약 48.5 내지 49.5바의 범위의 압력이 약 50바의 챔버(20)내의 압력을 가지는 홀(44.1, 44.2 등)의 하부흐름으로 얻어진다. 본 출원인은 상기 디스크(40)를 거치면서 다소의 온도증가를 검출하였는데 이는 물흐름에의 난류의 도입의 결과로 생각된다. 도 4의 구조는 도 1A, 1B ,2 및 3도와는 디스크(40)의 하부흐름측의 상이한 압력이 원형 배열의 물 흐름제어밸브(48)를 설치함므로써 얻어진다는 점이다. 상기 밸브(48)들은 그 효과적인 흐름면적을 변화시키기 위해 셔터 또는 다이아프램을 구비하며 함께 난류를 도입해서 압력강하를 유도하는 차단부를 구성한다. 각각의 밸브(48)는 그에 연결되는 제어케이블(50)을 구비하며, 각각의 밸브(48)는 파이프(52)내에 설치된다. 상기 파이프(52)는 서로 동일한 직경을 가지며, 디스크(40)를 통과한다. 밸브(48)는 전기 작동식이며,그들의 개도는 프로그램가능 제어기로 제어될 수 있다. 각 밸브(48)의 세팅은 각 파이프(52)의 출구에서의 압력을 결정하며, 상기 제어기에 의한 압력변화로 회수된 물의 용존고체가 원하는 대로 변화될 수 있다. 상기 밸브가 디스크(40)의 배면에 도시 되었지만, 사용가능한 구성으로 상기 밸브는 상기 디스크 내에 그리고 디스크(40)의 홀의 출구에 인접하여 위치될 수 있다.
도 3의 디스크(40)는 원형으로 배치된 그 내부의 홀을 구비하며, 도 5A에 있어서, 상기 홀들은 상기 디스크와 동심원의 나선형의 배열로 위치한다. 상기 나선은 필터요소(30)가 감기는 방향과 동일한 방향으로 감긴다. 도 5B에 있어서, 홀들은 다수의 방사상 라인상에 배치된다. 도 5A, 5B의 홀은 도 3에 도시된 홀보다 작으며, 보다 다수이다.
도 6을 보면, 도시된 수 조작식 담수화설비(54)는 내부에 상술한 도 1A, 1B 에서 30으로 도시된 상업적으로 활용가능한 필터요소(58)를 구비하는 원통형 케이싱(56)을 구비한다. 상기 실(60)은 케이싱(56)과 필터요소(58)사이의 물의 누출을 방지하도록 상기 필터요소(58)를 에워싸고 있다. 상기 필터요소(58)의 일단면과 인접하여 디스크(62)가 준비된다. 상기 디스크(62)와 상기 케이싱(56)사이에는 실(64)이 준비된다. 디스크(62)의 왼쪽으로의 이동은 유지 링(58)에 의해 저지된다.
디스크(62)내의 홀은 도시치 않았으며, 디스크(62)와 상기 필터요소(58)사이에는 갭이 존재한다.
상기 필터요소(58)의 다른 단부와 인접하여 단부 캡(68)이 설치되는데 그를 통과하는 탭형 센터 보어(70) 및 상기 보어(70)의 한 측에 있는 보조보어(72)를 구비한다.
상기 필터요소(58)는 그 감겨진 멤브레인으로부터 대향 방향으로 돌출하는 중앙튜브(74)를 구비하는 것으로 도시되어 있다. 상기 튜브(74)의 한 단부는 상기 디스크(62)내의 블라인드 리세스(76)내에 위치하며, 상기 튜브(74)의 다른 단부는 상기 단부캡(68)의 보어(70)으로 들어간다. 상기 보어(72)는 단부캡(68)과 상기 필터요소(58)의 인접단부사이에 있는 챔버(78)와 소통한다.
필터요소(58), 디스크(62) 및 단부캡(68)은 도 1A 및 1B에 도시된바와 같으며, 이들이 담수화장치(10)를 구성한다.
디스크(62)의 좌측에서 케이싱(56)이 피스톤(80)에 대한 배럴을 형성한다. 상기 피스톤(80)은 로드(82)를 구비하며, 실링구조(82)를 통해서 케이싱(56)에서 빠져나온다. 스파이더(86)는 적소에 실링구조(84)를 유지한다.
두 개의 실(88,90) 및 O-링(92)은 피스톤(80)을 에워싸고 있다.
작동 핸드(94)는 슬라이딩 결합(도시않음)에 의해 상기 로드(82)에 접속된다. 상기 핸드(94)는 케이싱(56)의 플랜지(100)에 자체로 고정된 단부 플레이트(98)에 선회가능하게 접속된다. 상기 핸들(94)을 흔들므로써 피스톤(80)이 그 배럴에서 진퇴 스트로크로 왕복이동될 수 있다.
상기 보어(72)는 파이프(102)에 의해 챔버(104)에 접속되며 이 챔버는 로드(82)와 실링구조체(84)을 에워싼다.
원웨이 밸브(106)에 의해 물이 디스크(62)와 피스톤(80)사이에 있는 챔버(108)로 들어간다. 상기 밸브(106)는 상기 케이싱(56)의 벽의 개구에 장착되며, 압력완화부분(110)이 상기 케이싱(56)의 벽에 제공된다.
출구 파이프(도시않음)가 상기 탭형 보어(70)에 고정되며, 회수된 마실수 있는 물이 상기 튜브(74)로부터 상기 출구파이프로 흐르게된다.
도 6에 도시된 담수화설비의 사용에 있어서, 상기 케이싱(56)은 담수화되는 소금물 또는 소금기 있는 물에 침지된 밸브(106)로 고정된다. 핸들(94)의 상단부는 피스톤(80)을 그 복귀 스트로크로 이동시키는 도시된 위치로 밀어지고 또는 당겨진다.상기 피스톤이 좌측으로 이동함에 따라 상기 밸브(106)가 개방되며, 소금기 있는 물 또는 소금물이 상기 챔버(108)로 들어간다. 상기 핸들(94)가 좌측으로 밀어지면, 피스톤(80)이 그 워킹 스트로크를 시작하여 디스크(62)를 향해 이동한다. 밸브(106)는 바로 폐쇄되어 챔버(108)내의 압력이 상승한다. 챔버(108)내의 물은 디스크(62)내의 홀을 통하고 상기 필터요소(58)를 거쳐서 튜브(74)를 통해서 먹을수 있는 물로서 상기 필터요소를 빠져나오거나 보어(72) 및 파이프(102)를 거쳐서 소금물로서 빠져나온다. 상기 피스톤(80)은 립 실(90)이 밸브(106)을 통과하기까지 오른쪽으로의 이동을 지속한다.
핸들(94)압의 몇번의 스크로크가 파이프(102)내에 가해진후 챔버(104)내에 압력이 가해진다. 피스톤(80)의 전진 스트로크는 파이프(102) 및 챔버(104)내에 남아있는 압력에 의해 실질적으로 지원되며, 피스톤(80)이 그 스트로크의 전방단부에 이르면, 립 실(88)이 압력완화부분(110)을 지나서 이동하여 상기 챔버(104)내의 압력이 강하한다. 따라서 상기 피스톤(80)의 복귀스트로크는 챔버(104)내의 압력에 저항을 받지않는다.
물이 상기 필터요소(58)를 통과하게 하는데 그리고 먹을수 있는 물의 흐름 과 소금물의 흐름으로 상기 물을 분리시키는데 필요한 압력은 거의 15내지 25 바(소금기 있는 물의 경우) 그리고 50 내지 60 바(해수의 경우)가된다. 상기 필요한 압력은 물에의 용존 고체의 량에 따라 변하며 필터요소(58)내의 압력손은 상당히 작으며, 파이프(102)내의 소금물의 압력은 물이 상기 필터요소(58)로 들어가는 경우에 존재하는 압력의 75%내지 85%가 될 수 있다. 다르게 손실되는 이 초과 압력은 상기 펌프 동작의 원조에 이용된다.
도 7을 보면, 도시된 담수화설비는 수직으로 배치된 케이싱(112)를 구비한다. 상기 케이싱의 양단부는 단부 캡(114, 116) 및 케이싱(112)에 의해 폐쇄되며, 캡(114)의 바로 아래에는 챔버(118) 및 디스크(120)가 설치된다. 디스크(120)의 아래에는 필터요소(122)가 존재한다. 디스크(120)와 상기 필터요소(122)사이에는 갭(124)이 있게된다.
상기 필터요소(122)는 중앙 튜브(126)를 구비하며, 이 튜브(126)의 상단부는 디스크(120)쪽에 위치하며 그 하단부는 단부캡(116)쪽에 위치한다. 소금물출구파이프(130)는 상기 단부캡(116)을 통과하며, 식용수 출구 파이프(132)는 상기 단부캡(114)를 통해서 튜브(126)의 상단부에 접속된다. 예를 들어 상기 디스크(120)는 도 3, 도 5A 또는 도 5B에 도시된 구성으로되며 도시된 부품은 담수화설비(10)를 이룬다. 그룬포스 타입(Grunfos type)의 수직으로 배치된 펌프(134)는 필터요소(138)를 거쳐서 담수화되는 물의 폰드 또는 다른 소스에 접속된 흡수구(136)를 가진다. 상기 파이프(128)는 펌프(134)의 압력출구에 접속되며 상기 파이프(128)내에는 제어밸브(140)이 설치된다.
파이프(130)는 T-피스(142) 및 제어밸브(144)를 통해 펠튼 휠(pelton wheel;146) 에 접속된다. T-피스(142)의 다른 립(limb)은 제어밸브(148)를 거쳐서 폐수출구(150)에 접속되며, 상기 출구로부터 소슴물이 폐수로서 방출된다. 상기 펠튼 휠(146)의 출구 측 또한 폐수를 방출한다.
펌프(134)의 모터는 152로 도시되며, 그 전원 공급부는 교류의 220V메인전원에의 직접 접속부를 구비하거나 솔라 배터리, 배터리(156) 및 인버터(158)로의 접속부를 구비한다. 구동되는 모터(152)의 속도를 변화시키도록 상기 전원공급부에 제어회로(160)이 구비된다.
상기 펠튼 휠 중심축은 모터(152)의 구동축에 접속되며, 도 6과 관련하여 설명한 바와 같이 상기 필터요소(122)내에는 압력강하가 있지만 상기 필터요소(122)로부터 나오는 소금물은 아직 실질적인 압력에 있게된다. 상기 펠튼 휠을 통해서 압력하의 약간의 소금물 또는 전부를 공급하므로써 모터의 전력요구가 다르게 손실되는 압력에너지의 일부를 이용하여 감소될 수 있다.
도 8에서 도 7과 유사한 설비가 도시되는데, 유사한 부품은 유사한 도면부호로 도시하였다. 이 형태에 있어서, 담수화되는 물은 케이싱(112)의 상부대신에 바닥으로 들어가며, 펌프 및 모터(162, 164)는 일체형장치로 되지 않는다. 대신에 상기 부품은 그 베이스플레이트(166, 168)에 의해 차례로 장착된다. 케이싱(112)으로의 압력입구는 파이프(128)로된다. 담수화 물은 파이프(132)를 통해나오며, 소금물은 파이프(130)를 통해 나온다.
상기 펠튼 휠(146)은 펌프(162)의 구동에 도움을 준다.
도 9에 도시된 담수화설비는 내부에 소금기 있는 물을 함유하고 있는 보어홀의 바닥부 또는 해수를 담고 있는 풀의 바닥부에 위치한 수직의 메인 케이싱(170)을 구비한다. 펌프는 172로 도시되며, 상기 펌프를 구동하는 모터는 174로 도시된다. 상기 펌프의 압력측은 챔버(176)에 접속되며,그 챔버의 상단부는 디스크(178)로 구성된다. 상기 디스크(178)의 위에는 필터요소(180)이 마련된다.
상기 필터요소(180)의 상부에 단부캡(182)이 위치하여 그와 상기 필터요소(180)간의 챔버를 경계지운다. 상기 필터요소(180)에서 나온 소금물은 상기 챔버로 들어가며, 회수된 물이 상기 파이프(184)를 통해 상기 필터요소(180)으로부터 나온다.
상기 펠튼 휠(186)은 단부 캡(182)상부의 케이싱(170)상에 장착된다.
단부캡(182)와 필터요소(180)사이의 챔버는 파이프(188)에 의해 상기 펠튼 휠에 접속된다. 상기 챔버내에는 상당한 압력이 있음은 주지이다. 필터요소(180)로부터 압력하에서 상기 챔버로 들어가는 소금물은 파이프(188) 및 펠튼 휠(186)을 통해 방출 파이프(190)으로 방출된다. 상기 펠튼 휠(186)은 도시치 않은 펌프를 구동하며, 상기 펌프는 상기 휠 및 파이프(184)와 축방향으로 정렬되며, 펌프에 접속된다. 상기 펠튼 휠에 의해 구동되는 펌프의 목적은 회수된 물을 중공 칼럼(192)을 통해 그라운드 레벨(케이싱(170)이 보어홀 내에 있는 경우)까지 또는 풀의 표면(상기 케이싱(170)이 소금물 풀에 침지되는 경우)까지 상승시키기 위한 것이다.
모터(174)는 배터리(196)를 충전하는데 이용되는 솔라 패널(194) 배열에서 전원을 공급받는다. 220V전원은 198로 도시한다. 이는 다운 트랜스포머 및 정류기(200)에 접속되며 또한 상기 모터(174)에 전력이 공급되는 제어장치(202)에 접속된다. 상기 패널(194) 및 정류기(200)는 상기 배터리(196)를 충전하도록 기능한다. 상기 배터리(196)으로부터의 출력은 인버터(204)로 공급되며, 이를 통해 배터리의 12V의 d.c출력이 220V AC로 변환된다. 변환스위치(206)에 의해 전력이 배터리에서 얼마나 많은 전력이 활용가능하느냐에 따라 인버터(204) 또는 전원(198)로부터 취해진다. 제어장치(202)는 220V입력전압을 모터(174)에 공급하기 위한 380V출력전압으로 상승케한다.
도 9의 설비의 장점은 회수된 물만이 표면까지 상승된다는 점이다.
도10에 도시된 설비는 내부에 필터요소(210)를 구비하는 케이싱(208)을 포함한다. 담수화되는 물용의 입구는 212로 도시되며, 소금물을 위한 출구는 214로도시된다. 회수된 물의 출구는 216으로 도시된다. 상기 필터요소(210)의 압력강하 상부흐름을 유도하며 그리고 상기 필터요소(210)상에서 부딪치는 물의 흐름을 생성하는 수단은 도 4에 도시된 형태로서 도시된다.
담수화되는 물의 공급부는 218로도시되며, 해수풀이거나, 소금기 있는 물의 소스로될 수 있다. 공급펌프는 220으로 도시되며, 이 펌프는 공급부(218)로부터 물을 추출하며, 그를 샌드 필터(222) 및 디스크 필터(224)를 통해 공급한다. 고압 펌프는 226으로 도시되며, 이 펌프의 흡입측은 필터(224)에 접속되며, 압력측은 입구(212)에 접속된다.
출구(216)는 용기(228)에 결합되며, 여기서 회수된 물이 자외선(UV)를 받게된다. 물이 UV에의 노출은 물의 정화에 있어서 표준의 절차이다. 상기 용기(228)의 출구는 저장탱크(230)에 이어진다.
소정의 시간동안 설비가 가동하지 않는 경우에 예를 들어 저장소에 충분한 회수된 물이 있기 때문에 요소(210)에서의 박테리아 및 알러지 성장의 위험이 있게된다. 이는 요소(210)통하여 물을 지속적으로 순환시키므로써만 방지될 수 있다.이를 위해 탱크(230)는 펌프(232)를 통해 결합되며, 밸브(234)는 입구(212)에 결합된다. 밸브(236)는 밸브(234)의 개방시 폐쇄된다. 이러한 회로를 이용하여 상기 요소(210)를 통해 회수된 물을 지속적으로 순환시키므로써 박테리아의 성장을 방지할 수 있다. 펌프(232)가 생성하는 압력이 비교적 낮음으로, "워싱" 작용은 하지만 멤브레인을 거쳐서 탱크(230)로 물을 구속시키기에는 불충분하다. 워싱 목적에 이용되는 물은 폐수로서 방출된다.
소금물 출구(214)는 펠튼 휠(238)에 결합되어 상기 필터요소(210)의 잔여 압력 하부흐름을 취할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.상기 펠튼 휠은 회수된 물을 펌핑하고, 전기를 생성하거나 또는 펌프(220 또는 226)중 하나의 로터를 회전하는데 도움을 주도록 이용될 수 있다.
스위치 (240) 즉 그에 장착된 파이프내의 흐름이 있을 때를 검출하는 흐름 스위치(240) 및 흐름의 속도를 검출하는 유속메터(242)를 통합하는 것이 가능하다. 물의 pH 및 도전율은 244 및 246에서 측정될 수 있다. 구동되는 모든 정보는 시스템의 전체적인 제어를 담당하는 마스터 제어부(248)에 공급된다. 또한 고정된 파이프를 폐쇄되게 하는 밸브는 250, 252, 254, 256, 258, 260, 263 및 264로 도시된다.
디스크 필터(224)를 백워시(backwash)하도록 상기 밸브(234 및 250)는 폐쇄되며, 밸브(236 262)는 개방된다. 따라서 물이 펌프(232)에 의해 탱크(230)에서 밀려져서 개방밸브(236)를 거쳐 반대방향으로 필터(224)를 통과하고 개방밸브(262)를 통해 폐수로서 방출된다.
탱크(230)내의 레벨검출기(266)는 탱크가 충전되었을 때를 검출하는데 이용된다. 최종의 신호는 물 공급부(218)로부터의 물의 밀림을 차단하는데 이용되며 또한 박테리아의 성장을 방지하도록 상기 펌브(232) 및 밸브(234) 통한 재순환을 개시하는데 이용된다.
펠튼 휠(268)의 토크는 토크 검출기(270)를 통합함으로써 제어될 수 있다. 상기 토크가 소정치 이상으로 증가하면, 밸브(256)이 개방되어 약간의 소금물이 상기 펠튼 휠(256)을 바이패스하며, 상기 밸브(256)를 통해 직접적으로 폐수로 흐른다.
필터요소(210)에의 물 흐름을 제어하는 밸브의 세팅은 P.C와 함께 이용되는 타입인 키패드 (272)를 이용하여 제어될 수 있다.
도 11에 도시된 설비는 폰드(274)에서 수직으로 서있는 도1의 수직 위치의담수화장치(10)를 구비한다. 유사한 부분은 유사한 도면부호로 도시된다. 담수화되는 물의 입구는 18로도시되며, 담수화된 물의 출구는 파이프(34)에 결합되며, 소금물출구는 22로 도시된다.
펌프는 도 11에서 276으로 도시된다. 상기 펌프(276)는 그 상단부에 입구를 가지며 그 하단부에 출구를 가지는 수직 가동 램 펌프이다. 출구 파이프는 378로 도시되며, 그 출구(278)에 보조펌프(280)가 준비된다. 상기 펌프(280)의 모터는 솔라 패널(282)에 결합되며, 그 기능은 상기 램펌프(276)를 통하는 물의 흐름을 초기화하는 것이다. 이는 상기 램 펌프(276)를 통하는 물을 흡수해서 이를 출구파이프(284)를 통해서 방출하므로써 행해진다.
상기 펌프(276)는 흐름제어밸브(286,288)를 구비하는데, 그 하나는 펌프의 상단부에 위치하며, 다른 하나는 펌프의 하단부에 위치한다. 상기 펌프(276)가 기동되면, 펌프(276)를 통한 최종의 하부흐름이 상기 밸브(286)를 움직여서 개방위치로하며, 상기 밸브(288)를 폐쇄위치로 한다. 충격파 원 웨이 밸브(290)를 통하는 고 압력하의 물을 케이싱(12)의 입구(18)로 유도한다. 상기 입구(18)에는 다른 하나의 밸브(292)가 있게된다.
다이아프램(294)이 상기 밸브(290)에 결합된다. 상기 밸브(290)가 개방되면, 다이아프램이 데드 센터 위치를 통해 밀려진다. 압력쇼크가 소산되면, 상기 다이아프램(294)는 상기 밸브(290)를 다시닫기에 효과적으로된다.
상기 밸브(286,288)는 로드(296)에 의해 접속되어 일체로 이동한다. 일단 상기 램 펌프를 통한 흐름이 초기화되면, 펌프(280)는 스위치 오프될 수 있어서, 개방상태로 남게되어 그를 통해 흐름이 발생할 수 있다. 폰드 내의 물의 헤드(측벽(298) 및 바닥벽(300)에 의해 경계됨)에 의해 펌프(276)가 순환을 지속할 수 있다.
출구(22)내의 소금물의 잔여 압력은 전술한 바와 같이 임의의 목적으로 이용될 수 있다.
바람직하게 상기 벽(298)은 폰드(274)를 해수에서 분리시킨다. 이로서 펌프(276)용의 필요한 동작헤드가 제공된다. 조수가 떨어지면 많은 물이 폰드로 들어오지 못하기 때문에 상기 폰드내의 레벨은 물이 상기 램펌프(276) 및 출구파이프(284)로부터 멀어짐에 따라 점진적으로 떨어진다.
도 12A 및 12B에 도시된 잠수성 담수화설비는 원통형 케이싱(302)를 구비하며, 상기 케이싱내에 그 일단부에서 상기 펌프(306)를 구동하는 전기모터(304)가 있게된다. 상기 펌프(304)는 피스톤 펌프, 스와시 플레이트 펌프(swash plate pump) 등의 적합한 종류로 될 수 있다. 펌프(306)의 소금물입구는 도시되지 않지만 펌프출구는 308로 도시된다. 상기 출구(308)는 두 개의 브랜치(310, 312)로 나누어지며, 그에 밸브(314, 316)가 설치된다. 상기 브랜치(310)는 캐비티(320)내에 포함된 디스크 필터(318)의 코어에 이어진다. 상기 디스크(322)는 캐비티(320)의 하나의 경계를 형성하며, 디스크(322)의 다른 측상에 필터요소(324)가 준비된다. 디스크(322)는 도 1A, 1B, 2 및 3 또는 도 4 혹은 도 5A, 5B를 참조하여 기술될 수 있으며, 상기 디스크(322)내의 홀은 도시치 않는다.
상기 브랜치(312)는 상기 캐비티(320)에 직접적으로 이어지며, 출구(326)는 상기 디스크(322)를 통해 필터(318)의 코어로부터 유도된다. 상기 출구(326)는 그 내부에 통상적으로 폐쇄되는 도시치 않은 밸브를 구비한다.
상기 디스크 필터(318)는 상기 밸브(314)를 폐쇄하고 상기 밸브(316)와 상기 출구(326)내의 밸브를 개방함으로써 정화될 수 있다. 따라서 물의 흐름이 캐비티(318)로 흐르고 디스크 필터(318)를 통해 역방향으로 이 캐비티(320)에서 상기 디스크 필터(318)에 수집된 더러운 입자들을 이송하는 출구(326)를 통해 빠져나간다.
상기 케이싱(302)내에서 회수된 물이 장치(328)내의 자외선광을 받게된다.
전술한 바와 같이 소금물은 다시 모터 및 펌프로 공급되어 그 잔여압력이 모터(304)의 전력수요를 감소시키는데 이용된다.
모터(304)에의 전원은 예를 들어 도 7 및 9를 참조하여 설명될 수 있다.
도 13에 도시된 부유 담수화설비는 하우징(330), 시 베드(sea bed)에 고정된 또는 상기 시 베드상에 단순히 놓여있는 앵커 블록(anchor block;332) 및 상기 앵커 블록(332)에 하우징(330)을 접속하는 앵커 케이블(334)를 구비한다.
수평 파티션(336)은 그 상부의 부력공간(338)과 그 하부의 물 흡입실(340)를 분리한다. 하우징(330)내의 홀에 이해 해수가 상기 흡입실(340)으로 들어간다.
전기 모터(344)는 상기 흡입실(340)내에 넓게 위치하도록 장착되어 상기 흡입실(340)로 들어가는 해수에 의해 냉각된다. 상기 모터(344)위에는 펌프(346)가 장착되어 있으며, 상기 모터(344)에 으해 구동된다. 필터(348)를 통해 상기 흡입실(340)로부터 펌프(346)에 의해 물이 빠져나온다.
펌프(346)의 압력포트는 파이핑(350)에 의해 도 1A, 1B에 도시된 바와 같은 타입의 3개의 장치(10)에 결합된다. 상기 3개의 장치(10)는 하우징(330)내에 도시되지만 1 이상의 임의의 적합한 수가 이용될 수 있다.
파이핑(352)을 통해서 상기 장치(10)으로부터 소금물이 빠져나와서 출구(354)를 통해서 폐수로서 방출된다. 회수된 물은 파이핑(356)을 통해 빠져나와서 자외선 장치(358)를 통과하여 출구(360)에 이른다. 도시치 않은 파이핑은 출구(360)에서 바닷가로 이어지며, 도시된 실시예에 있어서, 도시치 않은 전기 케이블이 상기 바닷가로부터 모터(344)에의 전원으로 이어진다.
하우징(330)의 상단부에는 광 및 무선송신기(364)에 파워을 공급하는데 이용되는 솔라 패널(362)이 마련된다. 이들은 상기 부유설비에 의한 위험을 통과선박에 경고하도록 설치되었다.
상기 설비에 파워를 공급하는 것이 불필요하고 상기 모터(344) 및 펌프(346)가 생략가능하도록 하기 위하여 상기 케이싱(330)과 앵커 블록(332)사이에 피스톤 펌프가 제공될 수 있다. 특히 도시되지 않은 로드는 하우징으로부터 하방으로 연장하며, 그 하단부에 피스톤을 가진다. 실린더가 앵커 블록(332)상에 장착되며, 상기 피스톤은 실린더 내에 위치한다. 상기 피스톤 및 실린더는 2중 액팅(acting) 또는 단일 액팅이 될 수 있는 펌프를 구성한다.
상기 하우징(330)은 그를 통과하는 스웰의 크기에 따르게되는 거리를 통해서 상승 및 하강한다. 하우징(330)이 상승하는 경우 상기 앵커블록에 의해 상승이 방지되는 실린더와 관련하여 피스톤 로드 및 피스톤을 상승시킨다. 따라서 상기 실린더의 하부챔버는 사이즈가 증가되며, 비복귀성 밸브에 의해 해수로 채워진다. 하우징(330)이 두 개의 스웰 사이의 트로프(trough)로 하강하는 경우 상기 피스톤은 상기 케이싱 하부로 이동하여 상기 하부 챔버의 체적을 감소시킨다. 다른 원 웨이 밸브는 하부 챔버내의 압력을 증가시킴으로써 상기 영향하에서 개방되며, 해수가 상기 하부 챔버로부터 파이핑 시스템(350)으로 이동한다. 소망의 경우 상기 피스톤은 중공으로 될 수 있으며,이는 상기 하부챔버로부터 시스템(350)으로의 흐름통로를 형성할 수 있다.
상기 실린더의 상부챔버는 해수에 간단히 개방될 수 있다. 그러나 피스톤이 상기 실린더쪽으로 하강되는 경우 그리고 상기 실린더쪽으로 상승하는 경우 모두에 물이 펌핑되도록 원웨이 입구밸브 및 원웨이 출구밸브를 가지는 것이 바람직하다.
최종으로 도 14를 참조하면 참조번호 366은 수직연장의 탱크를 나타내며, 이 탱크는 해수가 그레 펌핑되는 해수 입구(368)를 가진다. 상기 탱크는 에어 벤트(370)를 제공하도록 그 상단부에서 개방된다. 출구(372)는 도 1 A 및 1B에 도시된 장치에 물을 공급하는 펌프의 흡입구에 접속된다. 도 1A 및 1B에서의 장치에서의 회수된 물 출구는 상기 탱크(366)의 입구(372)에 접속되어 상기 장치내의 저 농도의 용존고체를 함유하는 물이 탱크로 복귀된다. 다른 출구는 374로 도시되며, 이에 의해 탱크가 배수 상태로되어 그 내부의 고체가 제거된다. 수직 연장의 기다란 투시 글라스는 376으로 도시된다.
일부를 형성하는 담수화설비의 시동시, 상기 탱크(366)는 그 안에 최종으로 포함하는 물량의 대략 3분의 1일되는 회수 물량을 가지고 있다. 해수는 입구(368)를 통해 설비내로 펌핑되며, 회수된 물이 출구(372)를 통해서 공급된다. 이후 회수된 물은 출구(372)를 통해서 탱크(366)으로부터 연속적으로 흡입되며, 상기 입구(368)를 통해 들어온 해수는 출구(372)를 통해 탱크에서 빠져나가기 까지 희석된다. 일부의 회수된 물이 재순환되어도, 회수된 물 모두가 설비에서 바로 제거되지 않으며, 회수된 물 전체 오프 테이크(off-take)가 증가하며, 원치 않은 용존고체가 물에서 제거되는 것을 보장하도록 낮은 압력이 필요시된다.
실험적인 워크는 저 용존고체 함유량을 가지는 회수된 물이 입구(372)를 통해 공급되어도 입구(372)에 접속된 소스로서 증류수와 같은 품질을 가지는 물을 제공하는 통상의 담수화장치를 이용하는 것이 바람직하다는 것을 알아내었다.
또한 본 발명의 방법 및 장치에 의해 생성된 물은 식염 함유량을 불수용의 레벨로 증가시키지 않으면서 생성된 물에 부가된 소금물을 소량으로 할 수 있었다. 이러한 절차는 예를 들어 물에 충분한 량의 한 종류의 미네럴을 남겨두는 조건이 설정될 수 없는 경우에 이용될 수 있다. 소금물을 부가함에 의해 충분한 량으로 존재하지 않는 미네럴을 보충하는 것이 필수 미네럴의 평형을 이루는 가능한 방법이다.
본 발명은 물의 염분 제거 즉 해수 및 소금기를 함유한 물에서 용존 고체를 용이하게 제거할수 있는 기술이므로 물자원 확보에 기여할 수 있다.

Claims (20)

  1. 소금통로를 형성하는 역삼투 멤브레인으로 구성된 필터요소, 상기 해수를 담수화하도록 상기 필터요소에 해수를 펌핑하는 펌프 그리고 상기 펌프와 상기 필터요소사이의 물흐름통로내의 차단부로서 상기 물흐름에 난류을 도입하여 그에 압력강하를 걸리게하는 차단부를 구비하여 상기 필터요소의 소금통로로 들어가는 상기 차단부의 물의 하부흐름이 상기 차단부의 물의 상부흐름보다 낮은 압력에 있게하고 보다 난류되게하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 차단부는 그 내부에 복수의 홀을 가지는 플레이트 형태로되어 흐르는 물이 차단되며 복수의 난류 스트림으로 분할되며, 상기 각각의 스트림은 상기 플레이트의 물의 상부흐름의 압력보다 낮는 압력에 있게되는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  3. 제 2항에 있어서, 개별의 물의 스트림을 생성하는 플레이트내에 상기 홀의 흐름면적을 변화시키는 일련의 흐름제한밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  4. 제 2항 또는 3항에 있어서, 원통형 케이싱 및 상기 플레이트를 구성하는 디스크를 추가로 구비하며, 상기 필터요소는 상기 케이싱내에 설치되며, 상기 소금통로의 입구가 상기 필터요소의 일단부에 있도록 제조되며, 상기 디스크는 상기 케이싱과 상기 필터요소의 일단부사이에 있으며, 상기 필터요소의 일단부와 상기 케이싱의 일단부의 담수화되는 물의 입구로 부터 이격지며, 사용에 있어 상기 입구를 통해 상기 케이싱으로 들어가서 상기 디스크의 홀을 통해 흐르는 물은 복수의 발산의 물 흐름으로 분쇄되며 상기 필터요소의 일단부에서 부딪치는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  5. 제 2항 또는 3항에 있어서, 원통형 케이싱 및 상기 플레이트를 구성하는 디스크를 추가로 구비하며, 상기 필터요소는 상기 케이싱내에 설치되며, 상기 소금통로의 입구가 상기 필터요소의 일단부에 있도록 제조되며, 상기 디스크는 상기 케이싱과 상기 필터요소의 일단부사이에 있으며, 상기 필터요소의 일단부로 부터 이격지며, 상기 실린더에 펌프 및 상기 펌프를 구동하는 모터가 제공되며, 상기 펌프는 상기 디스크과 상기 케이싱의 일단부사이에 위치하며,상기 디스크 내의 홀을 통해 담수화되는 물을 펌핑해서 그 물을 상기 필터요소의 일단부상에서 부딪치는 복수의 발산 물 스트림으로 분쇄하는 기능을 하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 펌프와 상기 디스크 사이에 설치도며 담수화되는 물에서 고체물질을 제거하는 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 펌프는 두 개의 브랜치를 가지는 출구를 구비하며, 상기 제 1브랜치는 상기 필터를 통해 상기 디스크로 구성되는 하나의 챔버 경계에 이어지는데 물은 통상 상기 하나의 브랜치를 통해, 필터를 거쳐 상기 챔버로 그리고 상기 디스크내의 홀을 통해 흐르며, 다른 브랜치는 상기 필터를 바이패싱해서 상기 챔버에 직접적으로 이어지며, 상기 필터의 코어와 소통하는 통상 폐쇄의 출구가 있으며, 상기 출구는 개방시 물을 백워싱해서 역방향으로 상기 필터를 통해 상기 챔버로부터 물이 흐르며, 상기 출구를 통해 빠져나가는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  8. 제 2항, 3항 또는 4항에 있어서, 하우징이되 그를 뜨게하는 적어도 하나의 부력공간을 가지는 하우징를 구비하며, 상기 필터요소와 그 내부의 디스크를 구비하는 상기 원통형 케이싱은 상기 하우징내에 위치하며, 상기 펌프는 사용에 있어 상기 케이싱에 압력하의 해수를 전달하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 하우징은 수직으로 연장하며, 수평의 파티션을 구비하며 이 파티션이 그 아래의 물 흡입실과 그 상부의 부력공간을 분리하며, 상기 하우징은 그 내부에 홀을 구비하여 해수가 상기 물 흡입실로 흐를수 있고 상기 펌프는 사용할 때 해수를 상기 흡입실에서 밀어서 상기 부력공간에 있는 상기 케이싱으로 전달하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  10. 제 4 내지 9항중 어느한 항에 있어서, 회수된 물을 자외선광을 받게하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  11. 제 1내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프는 램펌프인 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  12. 제 1내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프는 압력하의 물을 상기 필터요소에 전달하는 수조작가능 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  13. 전술한 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프에 전원을 공급하도록 상기 소금통로로부터 나오는 소금물에서 활용가능한 압력 베이스 에너지를 이용하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  14. 제 1항 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 회수된 물이 상기 필터요소로부터 흐르는 출구, 상기 출구에 접속된 흡입구를 가지는 보조펌프, 상기 보조펌프에서 상방으로 연장하며, 그 압력출구에 접속된 중공 칼럼, 상기 필터요소로부터의 소금물 출구 및 사용에 있어 압력하의 소금물이 상기 모터를 통해 흘러서 그를 구동하도록 상기 소금물 출구에 접속된 구동모터를 구비하며, 상기 모터는 상기 보조펌프를 구동하도록 상기 보조 펌프에 접속되는 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 구동모터는 펠튼 휠인 것을 특징으로 하는 역삼투 담수화설비.
  16. 담수화되는 물을 소금물 통로를 형성하는 역삼투 멤브레인으로 이루어진 필터요소에 펌핑하는 단계, 상기 필터요소에 흐르는 물에 압력강하를 유도하여 상기 물흐름에 동시에 난류를 도입하는 단계 및 저압력하의 난류수를 상기 필터요소의 소슴통로에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물의 담수화 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 물은 압력을 강하하고 난류를 도입하는 상기 차단부에 의해 복수의 난류성의 원추형 형상의 발산수 스트림으로 나누어지며, 각각의 난류 스트림은 상기 필터요소상에서 부딪치는 것을 특징으로 하는 물의 담수화방법.
  18. 제 16 또는 17항에 있어서, 사실상 용존 고체가 없는 물의 보조공급을 생성하도록 역삼투멤브레인을 통해 해수를 공급하는 단계, 상기 물과 해수를 혼합하는 단계 및 상기 희석된 해수를 상기 필터요소에 공급하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 물의 담수화 방법.
  19. 제 16내지 18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 회수된 물의 미네럴 평형을 변화시키도록 상기 담수화 회수된 물에 일정량의 소금물을 가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 물의 담수화 방법.
  20. 제 16 내지 19항중 어느 한 항에 있어서, 물은 처음에 50내지 65바의 압력에 있으며, 1.5내지 2.0사이의 압력강하가 생기는 것을 특징으로 하는 물의 담수화 방법.
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