KR20080092572A - A method to produce electrolysis oxidation water and electrolysis reduction water from deep sea water - Google Patents

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Abstract

Provided is a method for producing electrolytic oxidized water as well as electrolytic reduced water using the desalinated water and desalinated mineral water after obtaining desalinated water and desalinated mineral water by collecting deep seawater from a water depth of 200 m or lower and desalinating the seawater, thereby removing NaCl excessively contained in the seawater. A method for producing electrolytic oxidized water and electrolytic reduced water from deep seawater comprises: a pre-treatment step including a water collecting and heating process of collecting deep seawater from a water depth of 200 m or lower and heating the collected deep seawater to a temperature of 20 to 30 deg.C, and a pre-treating filtration process of passing the heated deep seawater through one or more of a sand filter, a micro-filtration filter and a ultra-filtration filter to remove suspended solids from the deep seawater, and perform a nano-filtration treatment of the suspended solid-removed deep seawater; a desalination step including a first reverse osmosis filtration process of filtering the nano-filtered water through a reverse osmosis filtration membrane, a pH adjusting process of supplying an alkali agent into the filtered water to adjust a pH of the filtered water to a range of 9 to 11, a second reverse osmosis filtration process of supplying the pH-adjusted filtered water to a second reverse osmosis filtration membrane, and an electrodialysis process of supplying concentrate from the first reverse osmosis filtration process to a desalination chamber of an electrodialyzer to return the concentrate to an electrodialyzer supply water storage tank, supplying brine of a brine storage tank to a salt concentration chamber to return the brine to a brine storage tank, sending concentrated brine of the brine storage tank to a salt production process, and sending desalinated mineral water to an anode chamber of an electrolyzer of the electrolysis process; and a production step of the electrolytic oxidized water and electrolytic reduced water including an electrolysis process of applying a DC electricity to an anode of the anode chamber and a cathode of a cathode chamber to produce alkaline reduced water and acidic oxidized water from the filtered water of the second reverse osmosis filtration process, thereby produce the electrolytic reduced water and electrolytic oxidized water respectively from the alkaline reduced water and acidic oxidized water.

Description

해양 심층수로부터 전해 산화수와 전해 환원수를 제조하는 방법{A method to produce electrolysis oxidation water and electrolysis reduction water from deep sea water} A method to produce electrolysis oxidation water and electrolysis reduction water from deep sea water}

제1도는 해양 심층수로부터 전해 산화수와 전해 환원수를 제조하는 공정도1 is a process chart for producing electrolytic oxidized water and electrolytic reduced water from deep sea water

제2도는 전기투석장치의 공정도2 is a process diagram of the electrodialysis apparatus

제3도는 전기분해공정도3 is electrolysis process chart

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1: 전기투석장치 공급수 저장조 2: 전기투석장치 공급펌프1: electrodialysis equipment supply tank 2: electrodialysis equipment supply pump

3: 전기투석장치 4: 양극3: electrodialysis device 4: anode

5: 음극 6: 양극실5: cathode 6: anode chamber

7: 음극실 8: 음이온교환 격막7: cathode chamber 8: anion exchange diaphragm

9: 양이온교환 격막 10: 탈염실9: cation exchange diaphragm 10: desalination chamber

11: 염농축실 12: 염수 저장조11: salt concentration room 12: brine reservoir

13: 염수이송펌프 14: 전기분해장치13: brine transfer pump 14: electrolysis device

15: 양극실 16: 음극실15: anode chamber 16: cathode chamber

17: 양극 18: 음극17: anode 18: cathode

19: 격막 20: 전해 산화수 저장조19: diaphragm 20: electrolytic oxidation water storage tank

21: 전해 산화수 이송펌프 22: 전해 환원수 저장조21: electrolytic oxidation water transfer pump 22: electrolytic reduction water storage tank

23: 전해 환원수 이송펌프 ⓢ: 솔레노이드밸브(Solenoid valve)23: electrolytic reduction water transfer pump ⓢ: Solenoid valve

LS: 수위 제어기(Level switch) FI: 유량지시계(Flow indicator)LS: Level switch FI: Flow indicator

pHI: 수소 이온농도지시계(pH indicator) M: 모터(Motor)pHI: pH indicator M: Motor

pHIS: 수소 이온농도지시제어기(pH indicating switch)pHIS: pH indicating switch

ORPI: 산화환원전위지시계(Oxidation reduction potential indicator)ORPI: Oxidation reduction potential indicator

ORPIS: 산화환원전위지시계(Oxidation reduction potential indicating switch)ORPIS: Oxidation reduction potential indicating switch

본 발명은 전해 산화수(電解酸化水)와 전해 환원수(電解還元水)를 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수심 200m 이하의 해양 심층수(海洋深層水)를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리와 전처리여과를 한 다음, 1차 역삼투여과공정(逆渗透濾過工程)에서 여과되지 않고 농축된 농축수는 전기투석공정(電氣透析工程)으로 보내어 NaCl을 탈염처리한 탈염미네랄수를 전기분해공정(電氣分解工程)의 양극실로 보내어 전해 산화수를 제조하는 방법과, 1차 역삼투여과공정에서 여과된 여과수는 pH조정공정으로 보내어 pH를 9∼11로 조정하여 붕산을 폴리 붕산으로 전환하여 2차 역삼투여과공정으로 보내어 붕소화합물이 제거된 여과수를 전기분해공정의 음극실 로 보내어 전해 환원수를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing electrolytic oxidized water and electrolytic reduced water, and more particularly, to collect deep sea water of 200 m or less and warm it to 20 to 30 ° C. After pre-filtration and filtration, the concentrated water, which was not filtered in the first reverse osmosis filtration process, was sent to the electrodialysis process, and the demineralized mineral water desalted with NaCl was electrolyzed. The electrolytic oxidation water is sent to the anode chamber of 電 分解 工程, and the filtered water filtered in the first reverse osmosis process is sent to pH adjustment process to adjust the pH to 9-11. The present invention relates to a method for producing electrolytic reduced water by sending the filtered water from which the boron compound is removed to the process and sent to the cathode chamber of the electrolysis process.

해양 심층수는 통상 200m 이하 심층의 해수를 해양 심층수라고 부르며, 표층의 해수와는 달리 햇빛이 닿지 않아 플랑크톤(Plankton) 및 생명체가 증식하지 못하기 때문에 영양염류(榮養鹽類)의 농도가 높으면서 수온에 따른 밀도 차이로 표층해수와 혼합되지 않아 표층해수에 존재하는 오염물질이 거의 존재하지 않으며, 표층의 해수와 비교하였을 때 저온안정성(低溫安定性), 부유물질의 농도가 낮으면서 오염물질과 유해세균이나 유기물이 매우 적은 청정성(淸淨性), 식물의 성장에 매우 중요한 무기영양염류(無機營養鹽類)가 풍부한 부영양성(富營養性)과 다양한 미네랄성분이 균형(均衡)있게 존재하는 미네랄밸런스특성과 고압 저온상태에서 긴 세월동안 물 분자의 집단(Cluster)이 소집단화(小集團化)되어 표면장력(表面張力)이 적어 침투성(浸透性)이 좋은 물로 숙성된 숙성성(熟成性) 등의 특성이 있는 것으로 알려져 있으며, 해양 심층수와 표층해수에 함유되어 있는 주요성분의 분석은 표1의 내용과 같다.Deep sea water is generally called deep sea water of 200m or less, and unlike the surface waters, it is not exposed to sunlight, so plankton and living organisms do not proliferate. There is almost no contaminant present in surface seawater because it is not mixed with surface seawater due to the density difference according to the low density, and low temperature stability, low concentration of suspended solids and low concentration of pollutants and pollutants compared to surface seawater. Minerals with very low purity of bacteria and organic matter, rich in nutrients and inorganic minerals which are very important for plant growth. Balance characteristics and high pressure low temperature clusters of water molecules are small grouped for a long time, so the surface tension is small, so the permeability is good. It is known that the properties such as the aging property (熟 成 性) Aging with water, deep sea water, and analysis of the main components contained in the sea surface is equal to the contents of Table 1.

그리고 해양 심층수 중에는 생물의 생육에 필요한 다종다양한 미네랄성분이 함유되어 있으며, 최근의 연구에 의하면, 해양 심층수에는 해양성 미생물인 쥬드아르테로모나스·데니트리피칸스(Pseudoalteromonas denitrificans), 아르테로모나스 마크레오디(Alteromonas macleodii) 등은 대식세포(大食細胞: Macrophage)의 증식을 활성화하여 아토피성 피부염(Atopic dermatitis) 등에 효과가 있는 시크로프로지기오신 염산염(Cycloprodigiosin hydrochloride)과 같은 물질을 대사산물(代謝産物)로 배설하는 것으로 알려져 있으며, 그리고 갑각류(甲殼類)와 같은 어류로부터 는 보습성이 우수한 트레할로스(Trehalose) 및 키토산(Chitosan)과 같은 당류를, 해조류(海藻類)로부터는 알긴산(Alginic acid)과 같은 피부미용에 유용한 물질이 함유되어 있는 특성이 있다.In addition, deep sea water contains a variety of minerals necessary for the growth of living organisms, and recent studies have shown that deep sea water contains marine microorganisms Jude Arteronamonas denitrificans and Arteromonas macleodyne. (Alteromonas macleodii) and other metabolites such as cycloprodigiosin hydrochloride, which activate macrophage proliferation and are effective in atopic dermatitis. And sugars such as trehalose and chitosan that are highly moisturizing from fish such as crustaceans, and alginic acid and algae from seaweeds. There are properties that contain substances useful for the same skin care.

표1, 해양 심층수와 표층해수의 주요성분 분석표           Table 1, Analysis of Principal Components of Deep Sea Water and Surface Sea Water

구 분         division 울릉도 현포       Ulleungdo Hyunpo 일본 고지현 무로도(高知縣室戶)Murodo, Koji Prefecture, Japan 650m해양 심층수650m deep sea water 표층해수Surface waters 374m 해양 심층수 374m deep sea water 표층해수 Surface waters 일 반 항 목 General Item 수온(℃) Water temperature (℃) 0.5 0.5 23 23 11.5 11.5 20.3 20.3 pH pH 7.15 7.15 8.1 8.1 7.98 7.98 8.15 8.15 DO 용존산소(㎎/ℓ) DO dissolved oxygen (mg / l) 6 6 8 8 7.80 7.80 8.91 8.91 TOC 총유기 탄소(㎎/ℓ) TOC Total Organic Carbon (mg / l) 1.023   1.023 1.547 1.547 0.962 0.962 1.780 1.780 CODMn(㎎/ℓ)COD Mn (mg / L) 0.2 0.2 0.6 0.6 -   - -   - 용해성 증발잔류물(㎎/ℓ) Soluble evaporation residue (mg / l) 37,000 37,000 -  - 47,750 47,750 37,590 37,590 M-알칼리도(㎎/ℓ) M-alkalido (mg / l) -   - -  - 114.7 114.7 110.5 110.5 주 요 원 소 Main element Cl 염화물이온(wt%) Cl chloride ion (wt%) NaCl로 3.41  3.41 with NaCl NaCl로 3.40 3.40 with NaCl 2.237 2.237 2.192 2.192 Na 나트륨(wt%) Na sodium (wt%) 1.080 1.080 1.030 1.030 Mg 마그네슘(㎎/ℓ) Mg magnesium (mg / l) 1,320 1,320 1,280 1,280 1,300 1,300 1,310 1,310 Ca 칼슘(㎎/ℓ) Ca calcium (mg / L) 393 393 403 403 456 456 441 441 K 칼륨(㎎/ℓ) K potassium (mg / L) 380 380 356 356 414 414 399 399 Br 취소(㎎/ℓ) Br Cancel (mg / L) 65 65 -  - 68.8 68.8 68.1 68.1 Sr 스트론튬(㎎/ℓ) Sr Strontium (mg / L) 9.9 9.9 -  - 7.77 7.77 7.61 7.61 B 붕소(㎎/ℓ) B boron (mg / L) 4.7 4.7 -  - 4.44 4.44 4.48 4.48 Ba 바륨(㎎/ℓ) Ba barium (mg / l) 0.01 0.01 -  - 0.044 0.044 0.025 0.025 F 불소(㎎/ℓ) F Fluorine (mg / l) 1.2 1.2 -  - 0.53 0.53 0.56 0.56 SO4 2 -황산 이온(㎎/ℓ)SO 4 2 - sulfate ion (mg / l) 2,630 2,630 -  - 2,833 2,833 2,627 2,627 영 양 염 류 Nutrient salts NH4 +암모니아태질소(㎎/ℓ)NH 4 + ammonia nitrogen (mg / l) 0.05 0.05 -  - 0.05 0.05 0.03 0.03 NO3 -질산태질소(㎎/ℓ)NO 3 - Nitrogen Nitrate (mg / l) 0.28 0.28 0.04 0.04 1.158 1.158 0.081 0.081 PO4 3 -인산태인(㎎/ℓ)PO 4 3 - phosphate (mg / l) 0.16 0.16 0.026 0.026 0.177 0.177 0.028 0.028 Si 규소(㎎/ℓ) Si silicon (mg / l) 2.8 2.8 0.44 0.44 1.89 1.89 0.32 0.32 미 량 원 소 Trace element Pb 납(㎍/ℓ) Pb lead (μg / ℓ) 0.11 0.11 -  - 0.102 0.102 0.087 0.087 Cd 카드뮴(㎍/ℓ) Cd cadmium (µg / l) 0.05 0.05 -  - 0.028 0.028 0.008 0.008 Cu 구리(㎍/ℓ) Cu copper (µg / l) 0.26 0.26 -  - 0.153 0.153 0.272 0.272 Fe 철(㎍/ℓ) Fe iron (㎍ / ℓ) 0.20 0.20 -  - 0.217 0.217 0.355 0.355 Mn 망간(㎍/ℓ) Mn manganese (㎍ / ℓ) 0.45 0.45 -  - 0.265 0.265 0.313 0.313 Ni 니켈(㎍/ℓ) Ni nickel (µg / l) 0.36 0.36 -  - 0.387 0.387 0.496 0.496 Zn 아연(㎍/ℓ) Zn zinc (µg / l) 0.45 0.45 -  - 0.624 0.624 0.452 0.452 As 비소(㎍/ℓ) As arsenic (㎍ / ℓ) 0.04 0.04 -  - 1.051 1.051 0.440 0.440 Mo 몰리브덴(㎍/ℓ) Mo molybdenum (µg / l) 7.60 7.60 -  - 5.095 5.095 5.565 5.565 Cr 크롬(㎍/ℓ) Cr chromium (µg / l) 0.021 0.021 -  - 균 수Number of bacteria 생균 수(개/㎖) Number of live bacteria (dog / ml) 0   0 520 520 0  0 540 540 대장균 수(개/㎖) E. coli count (pcs / ml) 음성  voice 음성 voice 음성   voice 음성   voice

수심 200m 이하의 해양 심층수는 태양 광이 도달하지 않기 때문에, 이 해양 심층수 중에서는 조류 또는 수성식물(水性植物) 등에 의한 광합성은 행해지는 일 없으며, 또한, 플랑크톤 등의 번식도 거의 볼 수 없다고 하는 것이 일반적인 견해이다. 이와 같이 해양 심층의 해류 중에는, 유기물질은 거의 함유되어 있지 않다고 생각되고 있지만, 표층해수에서보다 높은 농도로 미네랄성분을 함유하고 있으며, 이러한 미네랄성분에는, 현재의 통상의 식생활 등에 서 부족하기 쉬운 희소 미네랄성분도 함유되어 있다. 게다가 이 해양 심층수 중에는 의외로 많은 유기물질이 용존(溶存)하고 있는 것을 알 수 있었다. 따라서, 이렇게 녹아있는 유기물질이, 세포활성이 있을 가능성이 크고, 이러한 성분을 얻을 수 있으며, 높은 세포활성, 구체적으로는 섬유아세포(纖維芽細胞)에너지대사·증식활성물질(增殖活性物質: 纖維芽細胞活性物質) 등의 피부 세포활성물질(細胞活性物質), 호산구활성물질(好酸球活性物質) 등의 면역세포활성물질(免疫細胞活性物質)을 얻을 수 있다. 이러한 섬유아세포에너지대사·증식활성물질은, 피부의 노화방지 혹은 노화한 피부의 기능 개선에 유효하고, 또한, 이러한 호산구활성물질은 아토피 등의 알레르기성 질환의 치료약으로서 매우 유용성이 높은 것으로 알려져 있다.Deep ocean water of 200 m or less in depth does not reach sunlight, and therefore, photosynthesis by algae or aqueous plants is not performed in the deep ocean water. It is a general opinion. As such, it is thought that there is almost no organic substance in the deep ocean currents, but it contains minerals at a higher concentration than in surface seawater, and these minerals are scarce to be easily found in the current diet. It also contains minerals. In addition, it was found that many organic substances were dissolved in this deep ocean water. Therefore, these dissolved organic substances are highly likely to have cellular activity, and these components can be obtained, and high cellular activity, specifically fibroblast energy metabolism and proliferation active substance (增殖 活性 物質: 纖維) Immune cell activators, such as skin cell activators, and eosinophils, can be obtained. Such fibroblast energy metabolism and proliferation active substances are effective for preventing skin aging or improving the function of aged skin, and such eosinophils are known to be highly useful as therapeutic agents for allergic diseases such as atopy.

상술한 바와 같이 해양 심층수에는 생물의 생육에 유용한 작용을 하면서 아토피성 피부염 등에 효과가 있는 것으로 밝혀져 화장품, 목욕용수 등에 이용되고 있으며, 근간에는 이와 같은 물질 중에는 항암작용을 하는 미량요소(Oligoelement)도 함유되어 있는 것이 발표되고 있다.As described above, deep sea water has been found to be useful for the growth of living organisms and effective in atopic dermatitis, and is used in cosmetics, bath water, and the like, and in recent years, such substances also contain microelements that have anticancer activity. It is announced.

그래서 본 발명에서는, 상술한 해양 심층수의 특성을 이용하여 목욕용수, 농작물 및 원예작물에 엽면살포제(葉面撒布劑), 화장품용수, 살균소독수 등에 사용할 수 있는 전해 산화수와 알칼리환원성 음용수에 이용할 수 있는 전해 환원수를 경제적으로 제조할 수 있는 방법을 제시코자 한다.Thus, in the present invention, the above-described characteristics of deep sea water can be used for electrolytic oxidation water and alkali reducing drinking water which can be used in foliar spray, cosmetic water, and sterilizing water in bath water, crops and horticultural crops. The present invention proposes a method for economically producing electrolytic reduced water.

해양 심층수로부터 전해 환원수와 전해 산화수를 동시에 제조하는 종래의 기술은 조사되지 않았으며, 전해 산화수의 제조방법으로는 일본 특허공개 2002-153874호의 경우는 해양 심층수에 염화나트륨이 용해하여 있는 수용액을 전기분해하여 음극 측에서는 1차 알칼리수를, 양극 측에서는 1차 산화수를 각각 생성하고, 상기 1차 알칼리수와 1차 산화수를 밀폐상태로 혼합하여, 이 혼합액을 재차 전기 분해하여, 2차 알칼리수와 2차 산화수를 생성하여, 이 2차 산화수를 살균수로 사용하는 살균수제조방법이 제시되어 있으나, 살균력은 있으나 탈염처리하지 않은 해양 심층수를 사용함으로써 염분 함량이 높기 때문에 농작물의 병해충의 멸균과 미네랄공급을 위한 엽면살포제(葉面撒布劑)로는 사용할 수 없는 문제점이 있다.Conventional techniques for simultaneously producing electrolytic reduced water and electrolytic oxidized water from deep sea water have not been investigated. As a method of preparing electrolytic oxidized water, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-153874 discloses electrolysis of an aqueous solution in which sodium chloride is dissolved in deep sea water. Primary alkaline water is produced on the cathode side and primary oxidized water is produced on the anode side, and the primary alkaline water and primary oxidized water are mixed in a sealed state, and the mixed solution is electrolyzed again to generate secondary alkaline water and secondary oxidized water. The method for producing sterilizing water using this secondary oxidized water as sterilizing water is presented, but since the salt content is high by using the deep sea water which has sterilizing power but is not desalted, foliar spraying agent for sterilization of pests of crops and mineral supply (葉面 撒布 劑) has a problem that can not be used.

본 발명에서 해수의 비중을 나타내는 보메도 비중계(Baume's hydrometer)의 보메도(°Be)는 액체의 비중을 측정하기 위하여 보메도 비중계를 액체에 띄웠을 때의 눈금의 수치로 나타낸 것으로, 물의 비중보다 무거운 중액용(重液用)의 무거운 보메도(중보메도)와 물의 비중보다 가벼운 경액용(輕液用)의 가벼운 보메도(경보메도)가 있으며, 이 중에서 중액용은 순수(純水)를 0°Be로 하고, 15% 식염수를 15°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 가지며, 경액용은 10% 식염수를 0°Be로 하고, 순수(純水)를 10°Be로 하여, 그 사이를 15 등분한 눈금을 매기고 있으며, 보메도(°Be)는 해수의 경우 염 농도(wt%)와 근사(近似)하기 때문에 농도를 표시하는 척도로도 널리 사용되고 있다.In the present invention, the Bomedo (° Be) of the Baume's hydrometer showing the specific gravity of the seawater is expressed as a numerical value of the scale when the Bomedo hydrometer is floated in the liquid to measure the specific gravity of the liquid, rather than the specific gravity of the water. Heavy bomedoes for heavy liquids and light bomedoes for light liquids that are lighter than the specific gravity of water. Among them, pure liquids are pure water. 0 ° Be, 15% saline solution to 15 ° Be, with 15 divisions between them. For liquid solution, 10% saline solution to 0 ° Be and pure water to 10 ° Be. The scale is divided into 15 equal parts between them, and BOME (° Be) is widely used as a measure of concentration because seawater approximates salt concentration (wt%).

보메도(°Be)와 액체의 비중(d)과의 관계는 다음과 같다.The relationship between the Bume (° Be) and the specific gravity (d) of the liquid is

액체의 비중이 물의 비중보다 무거운 중보메도의 경우For heavy media that has a specific gravity of liquid greater than that of water

d = 144.3/(144.3-°Be) ………………………………………………① d = 144.3 / (144.3- ° Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ①

액체의 비중이 물의 비중보다 가벼운 경보메도의 경우In the case of an alarm field where the specific gravity of the liquid is lower than the specific gravity of the water

d = 144.3/(134.3+°Be) ………………………………………………② d = 144.3 / (134.3 + ° Be). … … … … … … … … … … … … … … … … … ②

전기전도율지시제어기(Electric conductivity indicating switch; ECIS)에서 측정되는 전기전도율(Electric conductivity)은 수용액이 전기를 전도하는 정도를 나타내는 지표로서 수중의 염류농도를 나타내는 기준으로 단위는 수용액의 전기저항률의 역수에 상당하는 ㎳/㎝(Siemens/meter)이며, 전기전도도(EC)와 수중의 총가용성염(TSS)과의 관계는 다음 식③과 같다.The electrical conductivity measured by the electric conductivity indicating switch (ECIS) is an indicator of the degree of conduction of an aqueous solution by conducting electricity. The unit represents the salt concentration in water. The unit is the inverse of the electrical resistivity of the aqueous solution. Corresponding Siemens / meter, and the relationship between the electrical conductivity (EC) and the total soluble salt (TSS) in water is as follows.

 TSS(ppm)=640 X EC(㎳/㎝) …………………………………………③TSS (ppm) = 640 X EC (mm / cm). … … … … … … … … … … … … … … … ③

그리고 이중의 염분농도(NaCl ppm)는 전기전도율(EC)과의 관계는 다음 식④에 의해서 간단히 추정할 수 있다.The double salinity concentration (NaCl ppm) can be estimated simply by the following equation (4).

염분농도(NaCl ppm) = 552×EC(㎳/㎝)-200 …………………………④Salinity concentration (NaCl ppm) = 552 x EC (cc / cm) -200. … … … … … … … … … ④

전기전도도 값은 국제단위계인 ㎳/m(millisimenss/meter), 또는 ㎲/㎝(microsiemens/centimeter) 단위로 표기하며, ㎳/m = 10㎲/㎝(또는 10μmhos/㎝)이다.The conductivity value is expressed in units of millimenss / meter, or microsiemens / centimeter, which is an international system of units, and ㎳ / m = 10 μs / cm (or 10 μmhos / cm).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 과잉으로 함유되어 있는 NaCl을 탈염처리한 탈염수와 탈염미네랄수 를 이용하여 전해 환원수와 전해 산화수를 동시에 제조하는 방법을 제공하는 데 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention provides a method for simultaneously producing electrolytic reduced water and electrolytic oxidation water using demineralized water and demineralized mineral water desalted from NaCl contained in excess by taking deep ocean water of 200 m or less in order to solve the above problems. It is an object of the present invention to.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 전처리단계, 탈염처리단계, 전해 산화수와 전해 환원수의 제조단계로 이루어지며, 각 단계는 다음의 각 공정이 순차적으로 이루어지는 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is to take a deep sea water of 200m or less depth of water, consisting of pre-treatment step, desalination step, electrolytic oxidation water and electrolytic reduction water production step, each step is made of the following steps sequentially It is characterized by

본 발명은, 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 전처리단계, 탈염처리단계, 전해 산화수와 전해 환원수의 제조단계로 이루어지며, 각 단계는 다음의 각 공정이 순차적으로 이루어지는 전해 산화수와 전해 환원수를 제조하는 방법에 관한 것으로, 이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. The present invention is to take the deep sea water of 200m or less depth of water, consisting of pre-treatment step, desalination step, the production step of electrolytic oxidation water and electrolytic reduced water, each step is to produce electrolytic oxidation water and electrolytic reduced water in which each of the following processes sequentially It relates to a method, described in detail below with reference to the accompanying drawings.

Ⅰ. 전처리단계I. Pretreatment stage

1. 취수 및 가온 처리 공정1. Intake and warming process

수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 후속처리를 원만하게 처리될 수 있도록 20∼30℃로 가온 처리를 하여 전처리여과공정으로 보낸다.Deep sea water of 200m or less in depth is collected and warmed to 20 ~ 30 ℃ for subsequent treatment to be sent to pretreatment filtration process.

해양 심층수는 수심 200m 이하의 해저심층에서 취수를 하며, 취수방법은 선상(船上)에서 해저 200m 이하에 배관을 내려 취수하던가, 해저 수심 200m 이하까지 배관을 설치하여 펌프(Pump)로 취수하던가, 해저 수심 200m 이하까지 배관을 설치하여 취수정을 해수면 이하로 설치하여 사이펀(siphon) 원리에 의해서 취수를 한 다.Deep sea water is taken in from the depth of the sea below 200m, and the intake method is to take the pipe down to 200m below the seabed, or to install the pipe to the depth of 200m below the seabed or with the pump. Piping up to a depth of 200m or less is provided so that the intake well is installed below the sea level, and the water is collected according to the siphon principle.

집수조에 취수된 해양 심층수는 온도가 낮으면서 점도가 높아 처리효율이 떨어지기 때문에 20∼30℃로 가온 처리를 한다.The deep sea water collected in the sump is warmed to 20 ~ 30 ℃ because of its low viscosity and high treatment efficiency.

가온 방법은 보일러(Boiler)에서 열을 공급받거나, 여름철에는 해양 표층수를 이용할 수도 있다.The heating method may be supplied with heat from a boiler, or may use surface water in the summer.

2. 전처리여과공정2. Pretreatment Filtration Process

상기의 가온 처리된 해양 심층수는 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Micro filter), 한외여과(限外濾過: Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 부유고형물질(SS: Suspended solid)을 제거한 다음, 나노여과처리를 하여 역삼투여과에서 막 막힘(Fouling)이 문제되는 황산 이온(SO4 2 -)을 제거한 다음, 탈염처리단계의 1차 역삼투여과공정으로 보낸다. The warmed deep seawater is sand filtration (Sand filter), micro filtration (micro filter), ultra filtration (限 外 濾過: Ultra filter) alone or a combination of two or more of the FI (Fouling index) of water suspended solids a value of 2 to 4 range (SS: suspended solid) the removal and then, to the nanofiltration treatment sulfate ion (SO 4 2 -) which the membrane clogging (Fouling) problems in reverse tuyeogwa removed and then the desalination Sent to the first reverse osmosis filtration process.

이때 여과압력은 운전조건에 따른 여과기의 압력손실과 배관의 압력손실을 고려하여 결정하며, 모래여과의 경우 여과속도는 6∼10m/시간으로 하고, 여과사(濾過砂)의 유효경(有效徑)은 0.3∼0.45㎜, 균등계수(均等係數)는 2.0 이하로 하며, 여층(濾層)의 두께는 0.5∼1.0m로 한다.At this time, the filtration pressure is determined in consideration of the pressure loss of the filter and the pressure loss of the pipe according to the operating conditions.In the case of sand filtration, the filtration speed is 6-10 m / hour, and the effective diameter of the filter sand Is 0.3 to 0.45 mm, the uniformity factor is 2.0 or less, and the thickness of a fibrous layer is 0.5 to 1.0 m.

이때 취수된 해양 심층수의 탁도(濁度)가 2㎎/ℓ이하인 경우는 모래여과는 할 필요가 없다.At this time, if the turbidity of the deep ocean water taken is 2 mg / ℓ or less, it is not necessary to sand filtration.

그리고 정밀여과(Micro-filter), 한외여과(Ultra-filter)와 나노여 과(Nanofiltration)는 여과 막의 종류에는 구애받지 않으며, 벤더(Vendor)의 사양에 따라서 여과속도와 압력손실을 고려하여 펌프(Pump)의 공급압력을 결정한다.Micro-filter, Ultra-filter and Nanofiltration are not limited to the type of filtration membrane, and pumps are considered in consideration of filtration speed and pressure loss according to vendor's specifications. Determine supply pressure of pump).

FI값은 대상 수중의 미세한 탁질농도를 나타내는 수치로 다음 ⑤식으로 표현된다.The FI value is a numerical value representing the fine turbidity concentration in the target water and is expressed by the following equation ⑤.

FI = (1 - T0 / T15) × 100/15 …………………………………………⑤FI = (1-T 0 / T 15 ) × 100/15... … … … … … … … … … … … … … … … ⑤

여기서 T0는 0.45μm의 정밀여과 막을 이용해 시료 수를 0.2 MPa로 가압 여과했을 때에 최초의 500㎖의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이며, T15는 T0와 동일한 상태에서 15분간 여과한 후에 500㎖의 시료수의 여과에 필요로 한 시간이다.T 0 is the time required for filtration of the first 500 mL of sample water when the sample water was filtered under pressure of 0.2 MPa using a 0.45 μm microfiltration membrane, and T 15 was filtered for 15 minutes in the same state as T 0. It is the time required for the filtration of 500 ml of sample water later.

상기의 가온 처리된 해양 심층수는 모래여과, 정밀여과, 한외여과를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 부유고형물질이 제거된 한 해양 심층수를 나노여과공정으로 보낸다.The warmed deep ocean water is sand filtration, fine filtration, ultrafiltration alone or a combination of two or more of the deep sea water is removed from the suspended solids in the range of 2 to 4 FI (Fouling index) value of water Is sent to the nanofiltration process.

그리고 시설비절감을 위해서 나노여과공정을 생략하는 경우에는 상기의 가온 처리된 해양 심층수는 모래여과, 정밀여과, 한외여과를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 부유고형물질이 제거된 한 해양 심층수를 1차 역삼투여과공정으로 보낸다.In the case of omitting the nanofiltration process to reduce the facility cost, the warmed deep ocean water is filtered through sand filtration, microfiltration, and ultrafiltration alone or a combination of two or more thereof to obtain a FI (Fouling index) value of 2 As long as the suspended solids have been removed in the range of -4, ocean deep water is sent to the first reverse osmosis process.

상기의 모래여과, 정밀여과, 한외여과를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 부유고형물질을 제거한 다음, 나노여과(Nanofiltration)에 공급되면, 공급압력은 염 농도가 3.5wt%인 해양 심층수의 삼투압 25기압(atm)보다 낮은 15∼20기압(atm)으로 나노여과 막에 공급하여, 여과되지 않고 황산 이온(SO4 2 -)을 다량 함유한 황산 이온 함유수는 방류하고, 여과 된 여과수는 1차 역삼투여과공정으로 보낸다.When the above-mentioned sand filtration, microfiltration, ultrafiltration alone or a combination of two or more of the filtration to remove the suspended solids in the range of 2 to 4 FI (Fouling index) value of water, and then supplied to Nanofiltration , supply pressure of the salt concentration of 3.5wt% was supplied to the nanofiltration membrane by the osmotic pressure of 25 atmospheres (atm) 15 to 20 low pressure (atm) than the deep ocean water, without being filtered, sulfate ion (SO 4 2 -) a large amount of Sulfate-containing water is discharged and the filtered filtrate is sent to the first reverse osmosis process.

나노여과공정에서 공급압력은 염 농도가 3.5wt%인 해양 심층수의 삼투압 25기압(atm)보다 낮은 15∼20기압(atm)으로 하며, 이때 나선형 막의 경우 막 투과수량은 0.7∼1.4㎥/㎡·일로 하면 이때 막 투과수량은 유입수량의 80∼90%가 된다.In the nanofiltration process, the supply pressure is 15-20 atmospheres (atm), which is lower than the osmotic pressure 25 atmospheres (atm) of the deep seawater with a salt concentration of 3.5wt%. In this case, the membrane permeate amount is 80 to 90% of the inflow rate.

공급압력을 15∼20기압(atm)으로 나노여과 막에 공급하면, 나선형 막의 경우 막 투과수량은 0.7∼1.4㎥/㎡·일이며, 이때 막 투과율은 유입수 유량의 80∼85%가 여과된다.When the feed pressure is supplied to the nanofiltration membrane at 15 to 20 atm, the permeate amount of the membrane is 0.7 to 1.4 m 3 / m 2 · day for the spiral membrane, and the membrane permeability is 80 to 85% of the influent flow rate.

나노여과는 2㎚보다 작은 정도의 입자나 고분자가 저지되는 압력구동의 막 분리공정으로, 나노여과 막은 한외여과 막과 역삼투여과 막의 중간인 구멍의 지름이 1∼2㎚인 막을 사용한다.Nanofiltration is a pressure-driven membrane separation process in which particles or polymers of less than 2 nm are blocked. Nanofiltration membranes use membranes having a diameter of 1 to 2 nm between the ultrafiltration membrane and the reverse osmosis membrane.

나노여과 막에서 이온의 투과순서는 양이온의 경우는 Ca2 +≥Mg2 +>Li+>Na+>K+>NH4 + 이고, 음이온의 경우는 SO4 2 -≫HCO3 ->F->Cl->Br->NO3 ->SiO2 이며, 황산 이온(SO4 2 -)의 경우는 Mg2 +와 Ca2 +보다도 투과하기 어렵다.Transmission sequence of the ion in the nanofiltration membrane, if the cation is Ca 2 + ≥Mg 2 +> Li +> Na +> K +> and NH 4 +, if the anion is SO 4 2 - »HCO 3 -> F - > Cl -> Br -> NO 3 -> and SiO 2, a sulfate ion (SO 4 2 -), if the it is difficult to permeate than Mg + 2 and Ca + 2.

나노여과공정에서는 해양 심층수 중에 용해되어 있는 CaCO3, CaSO4, SrSO4와 같이 용해도가 작아 1차 역삼투여과공정에서 여과하는 과정에, 막(膜)에서 스케일(Scale)이 생성되어 막 막힘(Fouling) 현상을 최대한 억제하기 위해서 황산 이 온(SO4 2 -)을 제거한 여과수를 1차 역삼투여과공정으로 보낸다.In the nanofiltration process, the solubility is low, such as CaCO 3 , CaSO 4 , and SrSO 4 dissolved in the deep sea water, and the membrane is formed during filtration in the first reverse osmosis filtration process. send the filtered water to remove) a primary reverse process tuyeogwa -) is turned on (2 SO 4 sulfuric acid in order to suppress as much as possible the phenomenon.

나노여과 막의 모듈(Module) 형태는 관형(管形: tubular), 중공사형(中空絲形: hollow fiber), 나선형(螺旋形: spiral wound), 평판형(平板形: plate and frame) 등 어떠한 형태를 사용하여도 상관이 없으며, 그리고 막(膜)의 재질(材質)도 특별히 제한하지는 않는다.The module shape of the nanofiltration membrane is any shape such as tubular, hollow fiber, spiral wound, and plate and frame. May be used, and the material of the film is not particularly limited.

그러나 본 발명에서 나노여과 막은 1가 이온(Na+, K+)의 통과율이 높으면서, 2가 이상의 이온은 저지할 수 있는 방향족폴리아미드(Aromatic polyamide: Poly-p-phenyleneterephthalamide, Poly-m-phenyleneisophthalamide)계수지 막을 사용하는 것이 바람직하다.However, in the present invention, the nanofiltration membrane has a high passing rate of monovalent ions (Na + , K + ), and can block bivalent or more ions (Aromatic polyamide: Poly-p-phenyleneterephthalamide, Poly-m-phenyleneisophthalamide) Preference is given to using a countdown membrane.

[실시 예1]Example 1

표1의 해양 심층수를 25℃로 가온 처리한 다음, 한외여과에서 FI값을 3.2로 전처리한 여과수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 가교폴리아미드(Cross-linked polyamide) 재질의 모델번호 SU-610의 나선형 나노여과 막을 사용하여 압력을 20㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 1.2㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 82%가 되었으며, 이때 여과한 결과 황산 이온 함유 미네랄수와 여과 된 탈황산이온수의 주요성분의 분석 치는 다음 표 2의 내용과 같았다.After warming the deep seawater of Table 1 to 25 ° C and pretreating the FI value to 3.2 by ultrafiltration, the model number SU- of cross-linked polyamide made by Toray Corporation of Japan When the membrane permeate was 1.2 m 3 / m 2 · day by supplying pressure to the membrane at 20 kg / cm 2 G using a spiral nanofiltration membrane of 610, the membrane permeate amount was 82% of the inflow rate. The analysis values of the main components of the mineral water and the filtered desulfurized ionized water were as shown in Table 2 below.

표 2 나노여과 전후의 수질의 주요성분 분석 치Table 2 Analysis of Principal Components of Water Quality Before and After Nanofiltration

항 목 Item 전 처리된 해양 심층수(원수)Pretreated Marine Deep Water (Raw Water) 탈황산이온염수(여과수)Desulphurized Water Salt (filtration) 제거율(%) % Removal pH     pH 7.80        7.80 7.24        7.24 -     - Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 10,800  10,800 9,650   9,650 10.65    10.65 Cl-(㎎/ℓ)Cl - (㎎ / ℓ) 22,370  22,370 17,300  17,300 22.66    22.66 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 456     456 338     338 25.88    25.88 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 1,300   1,300 1,060   1,060 18.46    18.46 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 414     414 355     355 14.25    14.25 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 2,833   2,833 608     608 78.54    78.54 B(㎎/ℓ) B (mg / L) 4.44       4.44 4.43       4.43 0.23      0.23

표 2의 내용에서 보는 바와 같이 해양 심층수를 나노여과처리를 한 결과, 붕소화합물은 거의 제거되지 않았으며, 염분과 칼슘, 마그네슘 등은 제거율이 10∼26% 정도로 낮았지만 황산 이온은 78.54%로 제거율이 상당히 높았다. As shown in Table 2, nano-filtration of deep sea water resulted in almost no removal of boron compounds. The removal rate of salts, calcium, magnesium, etc. was as low as 10-26%, but the sulfate ion was 78.54%. It was quite high.

Ⅱ. 탈염처리단계 II. Desalination stage

1. 1차 역삼투여과공정1. First Reverse Osmosis Filtration Process

상기의 나노여과에서 여과된 여과수가 1차 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력을 50∼60기압(atm)으로 역삼투여과 막에 공급하여 여과된 여과수는 pH조정공정으로 보내고, 여과되지 않고 배출되는 농축수는 전기투석공정으로 보낸다.When the filtered water filtered in the nanofiltration is supplied to the first reverse osmosis filtration process, the filtered water is supplied to the reverse osmosis membrane at 50 to 60 atmospheres (atm), and the filtered filtrate is sent to the pH adjustment process, and is discharged without being filtered. The brine is sent to an electrodialysis process.

이때 나선형 역삼투여과 막의 경우 막 투과수량은 0.5∼0.8㎥/㎡·일로 운전하면 여과된 여과수는 염분이 99.0 ∼ 99.85wt% 범위로 제거된다.In this case, in the case of the spiral reverse osmosis membrane, the membrane permeate water is operated at 0.5 to 0.8 m 3 / m 2 · day to remove the filtered filtrate in the range of 99.0 to 99.85 wt% of salt.

역삼투막(Reverse osmosis membrane: RO막)은 여과 막의 일종으로, 물은 통과하고 이온이나 염류 등 물 이외의 물질은 투과하지 않는 성질을 가지는 막으로서 구멍의 크기는 대체로 2나노미터(㎚: 10-9m) 이하로, 막의 구조는 중공사막(中空絲膜), 스파이럴(Spiral)막, 관형(Tubular) 막이 있으며, 막의 재질은 초산셀룰로오 스(Cellulose acetate), 방향족 폴리아미드(Aromatic polyamide), 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol), 폴리술폰(Polysulfone) 등이 있다.Reverse osmosis membrane (RO membrane) is a kind of filtration membrane that has the property of passing water and not penetrating water other than water such as ions or salts. The pore size is generally about 2 nanometers (nm: 10 -9). m) Below, the structure of the membrane is hollow fiber membrane, spiral membrane, tubular membrane, and the material of the membrane is cellulose acetate, aromatic polyamide, Polyvinyl alcohol, polysulfone, and the like.

초산 셀룰로오스 소재의 구멍이 없는 스킨(Skin)층과 스펀지(Sponge) 상의 지지층(支持層)을 만든 비대칭막(非對稱膜), 초산 셀룰로오스계의 막을 개량하여 만든 중공사막(中空絲膜), 부직포(不織布) 위에 폴리술폰제의 다공질막(多孔質膜)을 형성한 다음, 그 표면에 방향족 폴리아미드를 계면중합(界面重合) 시켜 1㎜ 이하의 두께의 치밀층(緻密層)을 형성하여 만든 복합막(複合膜)을 평막으로 제작한 스파이럴형 등의 막이 있으나, 본 발명에서는 막의 형태와 재질에 관해서는 특별히 제한하지 않는다.Asymmetric membrane made of a skin layer without pores of cellulose acetate and a support layer on sponge, a hollow fiber membrane made of an improved cellulose acetate membrane, and a nonwoven fabric A porous film made of polysulfone was formed on a fabric, and then an aromatic polyamide was interfacially polymerized on its surface to form a dense layer having a thickness of 1 mm or less. Although there exist a film | membrane, such as a spiral type | mold which made a composite membrane into the flat membrane, in this invention, the form and material of a membrane are not specifically limited.

[실시 예2]Example 2

실시 예1의 나노여과에서 여과된 여과수(濾過水)인 탈황산이온염수를 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 고압용 역삼투여과 막에서 가교(架橋) 폴리아미드계 복합막(複合膜)인 모델번호 SU-810의 나선형 역삼투여과 막을 사용하여 압력을 60㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 50%가 되었으며, 이때 여과된 여과수와 여과되지 않고 농축된 농축 염수의 주요성분 분석 치는 다음 표3의 내용과 같다.Desulfuric acid ionized salt, which is filtrate filtered in the nanofiltration of Example 1, is a model of a crosslinked polyamide-based composite membrane in a high pressure reverse osmosis membrane of Toray Corporation of Japan. When the membrane was supplied with a pressure of 60 kg / cm 2 G using a spiral reverse osmosis membrane of SU-810 and the membrane permeate was 0.72 m 3 / m 2, the membrane permeate was 50% of the influent. The analysis values of the main components of the filtered water and the concentrated brine concentrated without filtration are shown in Table 3 below.

표3 1차 역삼투여과에서 여과수와 농축수의 주요성분 분석 치Table 3 Analysis of Principal Components of Filtrate and Concentrated Water in Primary Reverse Osmosis

항 목 Item 유입수(탈황산이온염수)Influent Water (Desulphurized Salt Water) 여과수(탈염수)Filtrate (Demineralized Water) 여과되지 않고 농축된 농축수Unconcentrated concentrated water pH     pH 7.24        7.24 7.20        7.20 7.38         7.38 Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 9,650   9,650 36.2      36.2 19,259.8    19,259.8 Cl-(㎎/ℓ)Cl - (㎎ / ℓ) 17,300  17,300 71.0      71.0 34,525.2    34,525.2 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 338     338 0.6       0.6 671.4       671.4 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 1,060   1,060 1.8       1.8 2,114.2     2,114.2 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 355     355 1.6       1.6 706.3       706.3 SO4 2 -(㎎/ℓ) SO 4 2 - (㎎ / ℓ ) 608     608 3.6       3.6 104.3       104.3 B(㎎/ℓ) B (mg / L) 4.43       4.43 1.8       1.8 7.1         7.1

표 3의 내용에서 보는 바와 같이 해양 심층수를 역삼투여과에서는 대부분의 물질은 99% 이상 고도로 제거되었으나 붕소화합물은 1.8㎎/ℓ으로 제거율이 60% 이하로 매우 낮았으며, 음용수 수질 기준치 0.3㎎/ℓ의 6배를 초과하기 때문에 이를 음료수 생산용으로 사용은 불가능하였다. As shown in Table 3, most of the substances were removed highly by 99% of deep seawater in reverse osmosis, but the boron compound was 1.8 mg / l and the removal rate was very low, below 60%. It was not possible to use it for beverage production because it exceeded 6 times.

2. pH조정공정2. pH adjustment process

상기의 1차 역삼투여과공정에서 여과된 여과수가 pH조정공정에 공급되면 알칼리(Alkali)제로 NaOH, NaHCO3, Na2CO3 중 한 종류를 공급하여 pH를 9∼11의 범위로 조정하여 수중의 붕산성분을 폴리 붕산으로 처리하여 2차 역삼투여과공정으로 보낸다.When the filtered water filtered in the first reverse osmosis filtration step is supplied to the pH adjustment step, one of NaOH, NaHCO 3 and Na 2 CO 3 is supplied as an alkali agent to adjust the pH to a range of 9-11. The boric acid component is treated with polyboric acid and sent to the secondary reverse osmosis process.

수중의 붕산은 알칼리처리를 하면 다음과 같은 ⑥의 반응에 의해서 겔 상태의 폴리 붕산으로 전환된다.Boric acid in water is converted to polyboric acid in the gel state by the reaction of ⑥ as alkali treatment.

B(OH)3 + OH_ → [B(OH)4]- → [B3O3(OH)4]- → [B4O5(OH)4]2-→ [B5O6(OH)4]- …⑥B (OH) 3 + OH _ → [B (OH) 4 ] - → [B 3 O 3 (OH) 4 ] - → [B 4 O 5 (OH) 4 ] 2- → [B 5 O 6 (OH ) 4 ] - … ⑥

pH조정공정의 운전조건은 pH조정 방법은 교반시간(체류시간)을 15∼30분간, 180∼360RPM(회전속도)의 프로펠러 교반기로 교반하면서 1차 역삼투공정의 탈염수 에 알칼리를 주입하여 pH를 9∼11로 조정한다.The operating condition of the pH adjustment step is that the pH adjustment method is performed by injecting alkali into the demineralized water of the first reverse osmosis step while stirring with a propeller stirrer of 180 to 360 RPM (rotational speed) for 15 to 30 minutes. Adjust to 9-11.

3. 2차 역삼투여과공정3. Second Reverse Osmosis Filtration Process

상기의 pH조정공정에서 pH를 9∼11로 조정하여 2차 역삼투여과공정에 공급되면, 운전압력은 10∼20기압(atm)으로 2차 역삼투여과 막에 공급하며, 나선형여과 막의 경우 막 투과수량은 0.6∼0.8㎥/㎡·일로 운전하여 여과되지 않은 붕소 함유수는 중화처리 후 방류하고, 붕소농도를 음료수 기준치인 0.3㎎/ℓ이하로 여과된 탈붕소수는 전기분해공정의 음극실(16)로 보낸다.When the pH is adjusted to 9-11 in the pH adjustment process and supplied to the secondary reverse osmosis process, the operating pressure is supplied to the secondary reverse osmosis membrane at 10 to 20 atmospheres (atm). Silver was operated at 0.6 to 0.8 m3 / m 2 · day, and the unfiltered boron-containing water was discharged after neutralization treatment, and the deboron water filtered at boron concentration below 0.3 mg / l, which is the drinking water standard, was used in the cathode chamber of the electrolysis process (16 Send to).

2차 역삼투여과공정에서는 pH가 9∼11의 알칼리상태로 공급되어도 스케일(Scale)을 생성하는 CaCO3, CaSO4와 같은 물질은 나노여과공정에서 제거되었기 때문에 스케일의 생성은 크게 문제되지 않는다.In the second reverse osmosis process, even when the pH is supplied in an alkaline state of 9 to 11 , scale generation is not a problem since the materials such as CaCO 3 and CaSO 4 which generate scale are removed in the nanofiltration process.

[실시 예3]Example 3

실시 예2의 1차 역삼투여과에서 여과된 여과수(濾過水)를 pH조정공정에서 pH를 9.5로 조정하여 수중의 붕소화합물을 폴리 붕산의 형태로 전환한 다음, 일본 도레이주식회사(東レ株式會社)의 저압용 역삼투여과막 모델번호 SU-710의 나선형 역삼투여과 막을 사용하여 압력을 25㎏/㎠G로 막에 공급하여 막 투과수량은 0.72㎥/㎡·일로 하였을 때 막 투과수량은 유입수량의 82%가 되었으며, 여과수(탈붕소수) 중의 붕소(B)의 농도를 측정한 결과 0.12㎎/ℓ로 음료수 중의 붕소 기준치 0.3㎎/ℓ이하로 처리되어 환원성 알칼리음료수로 이용할 수 있게 되었다.The filtrate filtered in the first reverse osmosis of Example 2 was adjusted to pH 9.5 in the pH adjustment step to convert the boron compound in water into the form of polyboric acid, and then manufactured by Toray Industries, Ltd. Low Pressure Reverse Osmosis Membrane Using the spiral reverse osmosis membrane of Model No. SU-710, the pressure was supplied to the membrane at 25㎏ / ㎠G, and the membrane permeation rate was 0.72㎥ / ㎡ · day and the membrane permeation rate was 82% of the inflow rate. When the concentration of boron (B) in the filtered water (deboron water) was measured, 0.12 mg / l of boron in the drinking water was treated at 0.3 mg / l or less, so that it could be used as a reducing alkaline beverage.

4. 전기투석공정4. Electrodialysis Process

전기투석장치(電氣透析裝置: 3)는 정류기로부터 인가(印加)되는 직류전원의 전위차(電位差)를 구동력(Driving force)으로 하여 이온성 용질을 막 투과에 의해 분리하는 것으로, 도 3에서와 같이 양이온교환 격막(9)은 고정(固定) 부전하(負電荷)를 가지는 1가 양이온만을 선택적으로 투과하고, 음이온교환 격막(8)은 고정 정전하(正電荷)를 가지는 1가 음이온만을 선택적으로 투과하는 이온교환 격막을 양극(4)과 음극(5) 사이에 교호적(交互的)으로 일렬(一列) 다단(多段)으로 설치한 구조로 되어 있다.The electrodialysis apparatus (3) separates ionic solutes by membrane permeation using a potential difference of direct current power applied from a rectifier as a driving force, as shown in FIG. The cation exchange diaphragm 9 selectively transmits only monovalent cations having a fixed negative charge, and the anion exchange diaphragm 8 selectively only monovalent anions having a fixed electrostatic charge. The ion-exchange diaphragm which permeate | transmits is comprised between the anode 4 and the cathode 5 alternately, and arranged in a single row | line | stage.

상기의 1차 역삼투여과공정에서 여과되지 않고 배출되는 농축수가 탈염공정의 전기투석장치 공급수 저장조(1)에 공급되면 전기투석장치 공급펌프(2)에 의해서 전기투석장치(3)의 탈염실(10)에 공급하여 전기투석장치 공급수 저장조(1)로 반송하고, 염수 저장조(12)의 염수를 염수 이송펌프(13)로 염농축실(11)로 공급하여 염수 저장조(12)로 반송하면서 정류기로부터 직류전기를 양극(4)과 음극(5)에 인가(印加)하면 탈염실(10)의 염수에 함유된 Na+, K+와 같은 1가 양이온은 양이온교환 격막(9)을 통과하여 염농축실(11)로 이동하고, Cl-과 같은 1가 음이온은 음이온교환 격막(8)을 통과하여 염농축실(11)로 이동하여 염수 저장조(12)의 보메도비중계(BIS: Baume indicating switch)의 보메도 비중이 18∼20°Be범위로 농축된 염수는 솔레노이드밸브(Solenoid valve: ⓢ)를 작동하여 소금제조공정으로 보내고, 여과수 라인(Line)에 설치된 전기전도율지시제어기(ECIS: Electric conductivity indicating switch)의 전기전도율 값이 6∼12㎳/㎝로 탈염처리된 탈염미네랄수는 솔레노이드밸브를 작동하여 전기분해공정 전기분해장치(14)의 양극실(15)로 보낸다.When the concentrated water discharged without filtration in the first reverse osmosis filtration process is supplied to the electrodialysis apparatus supply water storage tank 1 of the desalination process, the desalination chamber of the electrodialysis apparatus 3 by the electrodialysis apparatus supply pump 2 ( 10) and return to the electrodialysis apparatus supply water storage tank (1), the brine of the brine storage tank 12 to the salt concentration chamber (11) by the brine transfer pump 13 to the brine storage tank (12) When direct current is applied from the rectifier to the positive electrode 4 and the negative electrode 5, monovalent cations such as Na + and K + contained in the brine of the desalination chamber 10 pass through the cation exchange diaphragm 9. The monovalent anion, such as Cl , moves to the salt concentration chamber 11, passes through the anion exchange diaphragm 8, and moves to the salt concentration chamber 11, where the BME (Bome) ratio of the brine reservoir 12 is indicated. Brine concentrated in the range of 18 ~ 20 ° Be of the switch has a solenoid valve (ⓢ). Demineralized mineral water which is sent to the forging process and desalted with electroconductivity value of electric conductivity indicating switch (ECIS) installed in the filtrate line is 6-12㎳ / ㎝, is operated by solenoid valve. Decomposition process It is sent to the anode chamber 15 of the electrolysis device 14.

그리고 염수 저장조(12)의 수위가 떨어지면 2차 역삼투여과공정의 여과수를 용수로 염수 저장조(12)에 설치된 수위 제어기(Level switch: LS)에 솔레노이드밸브(ⓢ)의 작동에 의해 공급한다.And when the water level of the brine reservoir 12 falls, the filtered water of the second reverse osmosis filtration process is supplied to the water level controller (Level switch: LS) installed in the brine reservoir 12 as water by the operation of the solenoid valve (ⓢ).

전기투석장치(3)는 처리성능을 높이기 위해서는 전류밀도(電流密度)를 한계전류밀도(限界電流密度) 이하의 범위에서 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하지만, 한계전류밀도는 염류농도에 비례해 확산층(擴散層)의 두께에 반비례하므로, 확산층의 두께가 일정한 경우, 배수(排水)되는 미네랄수 중의 염 농도와 염수의 농도에 의해 좌우되므로, 본 발명에서는 양이온교환 격막(9)과 음이온교환 격막(8)을 양극(4)과 음극(5) 사이에 교대로 배열한 탈염실(10)과 염농축실(11)을 형성하는 전기투석장치(3)에, 상기의 1차 역삼투여과공정에서 배출되는 농축수를 전기투석장치 공급펌프(2)로 탈염실(10)에 보내어 NaCl을 탈염처리 후 일부는 전기투석장치 공급수 저장조(1)로 순환하며, 염수 저장조(12)의 염수는 염수 이송펌프(13)에 의해 염농축실(11)로 보내어 순환한다.The electrodialysis apparatus 3 preferably increases the current density as much as possible within the range below the limit current density in order to increase the processing performance, but the limit current density is proportional to the salt concentration, Since the thickness of the diffusion layer is inversely proportional to the thickness of (iii), it depends on the salt concentration and the concentration of the brine in the drained mineral water, and according to the present invention, the cation exchange diaphragm 9 and the anion exchange diaphragm 8 ) Is discharged from the first reverse osmosis filtration process to the electrodialysis apparatus 3 which forms the desalination chamber 10 and the salt concentration chamber 11 which are arranged alternately between the anode 4 and the cathode 5. The concentrated water is sent to the desalination chamber (10) as an electrodialysis device supply pump (2), and NaCl is desalted, and some are circulated to the electrodialysis device supply water storage tank (1), and the brine in the brine storage tank (12) is a brine transfer pump. It is sent to the salt concentration chamber 11 by (13), and it circulates.

탈염 및 염 농축 효율을 향상하면서 염농축실(11)에서 스케일성분이 생성되지 않도록 염농축실(11)에 통수하는 염수를 다량으로 공급하면, 스케일 트러블을 방지할 수 있으며, 염농축실(31)에 염 농도가 높은 염수를 공급함으로써 전류의 액저항(液抵抗) 적어지므로 한계전류밀도를 높일 수 있으므로, 전기투석장치(3)의 처리성능을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.By supplying a large amount of brine which passes through the salt concentration chamber 11 so that scale components are not produced in the salt concentration chamber 11 while improving the desalination and salt concentration efficiency, it is possible to prevent scale troubles. By supplying saline with a high salt concentration, the liquid resistance of the current is reduced, so that the limit current density can be increased, and thus the treatment performance of the electrodialysis apparatus 3 can be improved.

전기투석장치(3)에서 한계전류밀도를 높게 하여 통전량(通電量)을 크게 함으로써 전기투석효율을 향상하면서 스케일 트러블을 억제하기 위해서는 탈염실(10)에 공급하는 유량은 막면선속도(膜面線速度)가 10∼30㎝/초 범위가 되게 탈염된 탈염미네랄수를 전기투석장치 공급수 저장조(1)로 반송하며, 염농축실(11)에 공급하는 염수의 유량은 막면선속도가 1∼3㎝/초 범위가 유지되도록 염수를 염수 저장조(12)로 반송한다.In order to improve electrodialysis efficiency and to suppress scale trouble by increasing the amount of current passing by increasing the limit current density in the electrodialysis apparatus 3, the flow rate supplied to the desalination chamber 10 is the membrane surface linear velocity. The demineralized mineral water desalted to have a range of 10 to 30 cm / sec is returned to the electrodialysis apparatus supply water storage tank 1, and the flow rate of the brine supplied to the salt concentration chamber 11 has a membrane line velocity of 1 The brine is returned to the brine reservoir 12 so that the ˜3 cm / sec range is maintained.

해양 심층수에는 CaSO4, CaCO3와 같이 물에 용해도가 낮아 농축시 스케일(Scale)이 생성되어 격막의 오염(Fouling)으로 인하여 처리효율을 저하할 수 있기 때문에 전처리공정에서 나노여과에 의해 2가 이상의 다가(多價)의 이온성물질(CaSO4, CaCO3, MgCl2, MgSO4, SrSO4 …등)과 황산 이온을 1차 제거하였으며, 전기투석장치(3)에서 CaSO4, CaCO3, SrSO4 … 등에 의해서 스케일의 생성을 최대한 억제하기 위해서 2가 이상의 이온성 물질은 난투과성(難透過性) 이면서 1가 이온성 물질만 선택적으로 투과하는 이온교환 격막을 사용한다.Deep sea water has low solubility in water such as CaSO 4 and CaCO 3, and when concentrated, scale is generated, which can reduce the treatment efficiency due to fouling of the diaphragm. Multivalent ionic materials (CaSO 4 , CaCO 3 , MgCl 2 , MgSO 4 , SrSO 4 ...) And sulfate ions were removed first, and CaSO 4 , CaCO 3 , SrSO was removed in the electrodialysis apparatus (3). 4 . In order to suppress the generation of scale as much as possible, the ion-exchange diaphragm which uses a divalent or more ionic substance and which permeate | transmits only the monovalent ionic substance selectively is used.

본 발명에서 사용하는 양이온교환 격막(9)은 2가 이상 다가(多價) 의 양이온투과는 억제하면서 1가 양이온만을 선택적으로 투과하는 격막으로, 폴리스티렌-디비닐 벤젠(Polystyrene-divinylbenzene)계의 주 사슬(主鎖: Main chain)에 부전하(負電荷) R-SO3 -를 고정하고 있는 부전하막(負荷電膜)에 측쇄(側鎖: side chain)과 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 또는 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine) 등 의 그래프트 폴리머(Graft polymer)나 주 사슬이 폴리에틸렌이민 또는 폴리비닐 피리딘으로 된 측쇄가 폴리스티렌인 그래프트 폴리머로 합성된 이온교환 격막으로, 그래프트 폴리머의 주 사슬이 양이온교환 격막의 주 사슬 또는 측쇄와 동일한 분자구조를 하고 있는 것이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchlorde), 폴리스티렌(polystyrene) 등에 부전하 R-SO3 -를 고정한 양이온교환 격막으로 구성된 고분자와 동일한 분자구조를 가진 주 사슬 혹은 측쇄에 1가 양이온만 투과능(透過能)을 가지는 분자구조인 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine), 폴리비닐 아민(Polyethyleneamine) 또는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 막과 같은 양이온교환 격막을 사용할 수 있으며, 특히, 폴리스티렌-디비닐벤젠계의 폴리스티렌-그래프트-에틸렌 이민이 가장 바람직하게 사용할 수 있다.The cation exchange diaphragm 9 used in the present invention is a diaphragm which selectively transmits only a monovalent cation while suppressing divalent or more multivalent cation permeation, and is mainly composed of polystyrene-divinylbenzene. Side chains and polyethyleneimine or polyvinyl pyridine in the negatively charged membrane that holds the negatively charged R-SO 3 - in the main chain Graft polymer such as Polyvinylpyridine or Graft polymer whose main chain is polystyrene with side chains of polyethylenimine or polyvinyl pyridine.The main chain of graft polymer is the main chain of cation exchange diaphragm or Any structure having the same molecular structure as the side chain can be used without limitation. Preferably, polyethylene, polypropylene, and polyvinyl chloride (P) are used. olyvinylchlorde), polystyrene (polystyrene) or the like negatively charged R-SO 3 - create a fixed monovalent cations in the main chain or side chain with the same molecular structure and a polymer consisting of a cation exchange membrane permeability (the molecular structure of polyester having a透過能) Cation exchange diaphragms such as polyvinylpyridine, polyvinylamine or polyethyleneimine membranes can be used, and in particular, polystyrene-graft-ethylene imine based on polystyrene-divinylbenzene can be most preferably used. have.

그리고 음이온교환 격막(8)은 양이온교환 격막(9)과는 반대로 1가 음이온만 선택적으로 교환할 수 있는 격막으로 정전하(正電荷) R-NH3 +를 폴리머사슬(Polymer chain)에 고정하고 있으며, 정전하를 막에 고정하고 있으므로 정하전막(正荷電膜)이라고도 하며, 이온교환기가 지방족 탄화수소(脂肪族炭化水素)에 의해서 가교(架橋) 되고 있어 막표면부(膜表面部)에는 양이온교환기를 가지는 고분자물질의 박층(薄層)이 형성되고 있는 음이온교환 격막으로, 교환기의 도입 모노머(Monomer: 單 位體)에 지방족 탄화수소로 가교와 동시에 4급화를 실시한 것이 좋으며, 양이온교환기를 가지는 고분자물질로서는 양이온교환기를 가지는 고분자 전해질 및 선상고분자전해질(線高分子電解質)이나 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자 등으로, 구체적으로는, 리그닌설폰산염(Ligninsulfonate)과 같은 설폰산염(Sulfonate), 고급 알코올인산 에스테르와 같은 인산 에스테르염 등에서 분자량 500 이상의 양이온교환기를 가지는 고분자 전해질, 메타크릴산(methacrylic acid), 스틸렌설폰산(Styrene sulfonic acid)과 같은 카르본산 기(-COOH)나 설폰산 기(-SO3H)를 가지는 단량체(單量體) 유닛(Unit)을 다수 개(多數個) 포함한 선상고분자 전해질, 양이온 교환기를 포함한 페놀류와 알데히드류를 축합(縮合)시킨 것과 같은 양이온교환기를 가지는 불용성 고분자 등의 1가 음이온을 선택적으로 교환하는 격막을 사용한다.The anion exchange diaphragm 8 is a diaphragm capable of selectively exchanging only monovalent anions as opposed to the cation exchange diaphragm 9 to fix the static charge R-NH 3 + to the polymer chain. In addition, since the static charge is fixed to the membrane, it is also called a static charge membrane. The ion exchanger is crosslinked by aliphatic hydrocarbons, and the cation exchanger is formed on the surface of the membrane. An anion exchange diaphragm in which a thin layer of a polymer material having a high molecular weight is formed, and it is preferable to perform quaternization simultaneously with crosslinking with an aliphatic hydrocarbon to a monomer introduced into the exchanger. Examples thereof include a polymer electrolyte having a cation exchange group, an insoluble polymer having a linear polymer electrolyte or a cation exchange group, and specifically, lignin sulfonic acid. Sulfonate salts such as Liginsulfonate, phosphate ester salts such as higher alcohol phosphate esters, and the like, such as polymer electrolytes having a cation exchange group having a molecular weight of 500 or more, such as methacrylic acid and styrene sulfonic acid Phenols and aldehydes including a linear polymer electrolyte containing a large number of monomer units having a carboxylic acid group (-COOH) or a sulfonic acid group (-SO 3 H), and a cation exchanger. The diaphragm which selectively exchanges monovalent anions, such as an insoluble polymer which has a cation exchange group like condensation, is used.

전기투석장치(3)의 양극실(6)의 양극(4)은 내식성(耐蝕性) 재질이면서 염소 및 산소발생 과전압(過電壓)이 높은 DSA(Dimensionally stable anode)전극이나 백금도금 전극을 사용하여 음극실(7)를 통과한 용액을 주입하여 양극(4) 표면에서 염소 및 산소의 발생을 억제하도록 하며, 음극(5)은 수소발생과전압(水素發生過電壓)이 높은 랜니 니켈(Ranney nickel)이나 스테인리스(Stainless) 강판을 사용하고, 음극실(7)에 가장 인접한 양이온교환 격막은 수소 이온 난투과성막(難透過性膜)이나 1가 음이온선택투과 격막을 이용하는 것에 의해서 음극(5) 표면에서의 수소 이온의 발생량을 저감도록하여 전력효율의 향상과 악취발생이 저감토록 하는 것이 좋 다.The anode 4 of the anode chamber 6 of the electrodialysis apparatus 3 is a corrosion-resistant material and has a high chlorine and oxygen generating overvoltage (DSA) electrode or a platinum plated electrode. The solution passed through the cathode chamber 7 is injected to suppress the generation of chlorine and oxygen on the surface of the anode 4, and the cathode 5 has a high hydrogen generation overvoltage Ranney nickel. Or a stainless steel sheet, and the cation exchange diaphragm closest to the cathode chamber 7 is formed on the surface of the cathode 5 by using a hydrogen ion impermeable membrane or a monovalent anion selective permeable membrane. It is recommended to reduce the amount of hydrogen ions generated to improve power efficiency and reduce odor.

그리고 염농축실(11)에서 스케일이 부착되어 처리효율을 저하할 때를 대비하여 정류기에 극성전환장치(極性換置)를 설치하여 양극(4)과 음극(5)의 전원을 전환하여 부착된 스케일이 탈리(脫離) 되도록 한다.In addition, in the salt concentration chamber 11, a scale is attached to the rectifier in order to reduce the processing efficiency, so that a polarity switching device is installed in the rectifier to switch the power of the positive electrode 4 and the negative electrode 5 to be attached. Allow the scale to detach.

전극실의 전해질 용액은 음극실(7)로 공급하여 배출되는 전해질 용액을 양극실(6)에 공급하며, 음극실(7)에 공급하는 전해질 용액(음극실 용액)은 해수나 해양 심층수를 이용할 수도 있으나, 3∼10wt%의 Na2SO4 수용액을 사용하는 것이 전극의 부식 및 양극(4)에서 염소(Cl2)가스의 발생을 억제할 수 있다. The electrolyte solution of the electrode chamber is supplied to the cathode chamber 7 to supply the electrolyte solution discharged to the cathode chamber 6, and the electrolyte solution (cathode chamber solution) supplied to the cathode chamber 7 may use seawater or deep sea water. 3-10 wt% Na 2 SO 4 Using an aqueous solution can suppress corrosion of the electrode and generation of chlorine (Cl 2 ) gas in the anode 4.

전술한 전기투석장치(3)에서 농축 염수는 소금제조공정으로 보내고, 1가 이온(NaCl 및 KCl)이 탈염된 미네랄수는 전기분해장치(14)의 양극실(15)로 보낸다.In the electrodialysis apparatus 3 described above, the concentrated brine is sent to the salt manufacturing process, and the mineral water desalted by monovalent ions (NaCl and KCl) is sent to the anode chamber 15 of the electrolysis apparatus 14.

NaCl이 탈염처리된 미네랄수는 칼슘(CaSO4, CaCO3), 마그네슘(MgSO4, MgCl2), 칼륨(KCl) 및 기타 미량 미네랄성분이 다량 함유되어 있다.NaCl desalted mineral water contains calcium (CaSO 4 , CaCO 3 ), magnesium (MgSO 4 , MgCl 2 ), potassium (KCl) and other trace minerals.

[실시 예4]Example 4

실시 2의 1차 역삼투여과공정에서 여과되지 않고 농축된 염수를, 유효통전면적(有效通電面積)이 236 ㎜m(세로)×220 ㎜(가로)의 두께 0. 2㎜인 양이온교환 격막은 1가 양이온만 선택적으로 투과하는 1가 양이온교환격막(21; Aciplex(등록상표) K-102, 일본 旭化成工業株式會社 제품)과 음이온교환 격막은 1가 음이온만 선택적으로 투과하는 1가 음이온교환격막(20; Aciplex A-102, 일본 旭化成工業株式會社 제품)을 각각 50매를 티타늄 판에 RuO2-TiO2를 코팅한 DSA전극인 양극(4)과 스 테인리스강전극인 음극(5) 사이에 도 3에서와 같이 교호적으로 다단(50단)을 설치한 전기투석장치(3)의 탈염실(10)로 50ℓ의 전기투석장치 공급수 저장조(1)에 실시 예2의 1차 역삼투여과공정에서 여과되지 않고 농축된 25℃의 농축된 농축수를 공급한 다음, 다이어프램(Diaphragm)형 정량펌프인 전기투석장치 공급펌프(2)로 막면선속도(膜面線速度)가 10㎝/초가 되게 탈염실(10)에 공급하여 전기투석장치 공급수 저장조(1)로 순환하고, 20ℓ의 염수 저장조(12)의 염수를 다이어프램형 정량펌프인 염수 이송펌프(13)로 막면선속도가 3㎝/초가 되게 염농축실(11)에 공급하여 염수 저장조(12)로 순환하면서, 정류기로부터 직류전기를 전류밀도가 3∼4A/dm2로 인가하여(이때 인가전압은 55∼60Volt이었다.) 미네랄수 순환라인의 전기전도율지시제어기(ECIS)의 전기전도도 값이 6∼8㎳/㎝로 탈염처리하였을 때 탈염된 탈염미네랄수의 주요성분 분석 치는 다음 표4의 내용과 같았다. The cation exchange diaphragm having a thickness of 0.2 mm of 236 mm (length) x 220 mm (width) of the brine concentrated without filtration in the first reverse osmosis filtration process of Example 2 was 1 Monovalent cation exchange membranes 21 (Aciplex® K-102, manufactured by Japan Chemical Co., Ltd.) and anion exchange membranes that selectively permeate only valent cations and monovalent anion exchange membranes selectively permeate only monovalent anions ( 20; FIG between Aciplex a-102, Japan旭化成工業株式會社product) of each 50 sheets of the RuO 2 -TiO 2 in the titanium plate a DSA electrode, a positive electrode (cathode 4) as stainless strong poles (5 coated) In the first reverse osmosis filtration process of Example 2 to the desalination chamber 10 of the electrodialysis apparatus 3 in which multiple stages (50 stages) were alternately installed as in 3 to 50 L of electrodialysis apparatus feed water storage tanks 1 After supplying concentrated concentrated water at 25 ° C., which was not filtered, the diaphragm type metering pump The membrane is fed into the desalination chamber 10 so that the linear velocity is 10 cm / sec with the electrodialysis apparatus supply pump 2, and is circulated to the electrodialysis apparatus supply water storage tank 1, and the 20 liter brine storage tank ( When the salt water of 12) is blocked by the salt water feed pump 13, which is a diaphragm-type metering pump, it is supplied to the salt concentration chamber 11 so that the linear velocity becomes 3 cm / sec. When applied at a density of 3 to 4 A / dm 2 (applied voltage was 55 to 60 Volt), the electroconductive value of the conductivity indicator controller (ECIS) in the mineral water circulation line was desalted to 6 to 8 mW / cm. Analysis of main components of demineralized mineral water was as shown in Table 4 below.

이때 염수 저장조(12)의 염수의 비중은 12°Be조정하였으며, 음극실 용액은 5wt%의 Na2SO4수용액을 50㏄/min로 음극실(7) 하부로 공급하여 상부로 배출되는 것을 양극실(6) 하부로 공급하였다.At this time, the specific gravity of the brine in the brine storage tank 12 was adjusted to 12 ° Be, the cathode chamber solution is discharged to the upper by supplying 5wt% Na 2 SO 4 aqueous solution to the lower portion of the cathode chamber 7 at 50 kW / min Feed into the bottom of the seal (6).

표4 전기투석공정에서 탈염된 탈염미네랄수의 주요성분 분석 치Table 4 Analysis of Principal Components of Demineralized Mineral Water in Electrodialysis Process

항 목  Item 전기투석공정에서 배출되는 탈염된 미네랄수Demineralized mineral water discharged from the electrodialysis process pH  pH 7.28                  7.28 Na+(㎎/ℓ)Na + (mg / L) 19.2                 19.2 Ca2 +(㎎/ℓ)Ca 2 + (㎎ / ℓ) 682.4                682.4 Mg2 +(㎎/ℓ)Mg 2 + (㎎ / ℓ) 2110.3               2110.3 K+(㎎/ℓ)K + (mg / L) 0.8                  0.8

Ⅲ. 전해 산화수와 전해 환원수의 제조단계III. Steps for producing electrolytic oxidized water and electrolytic reduced water

1. 전기분해공정1. Electrolysis process

상기 전기투석공정에서 탈염처리된 탈염미네랄수를 전기분해장치(電氣分解裝置: 14)의 양극실(15)에 공급하고, 2차 역삼투여과공정에서 여과된 여과수는 음극실(16)에 공급하면서 정류기로부터 3∼20볼트(Volt)의 직류전기를 양극실(15)의 양극(17)과 음극실(16)의 음극(18)에 인가(印加)하면, 양극실(15)에서는 전해 산화수가 생성되며, 음극실(16)에서는 전해 환원수가 생성된다.The demineralized mineral water desalted in the electrodialysis process is supplied to the anode chamber 15 of the electrolysis device, and the filtered water filtered in the second reverse osmosis process is supplied to the cathode chamber 16. When 3 to 20 volts of direct current electricity is applied from the rectifier to the anode 17 of the anode chamber 15 and the cathode 18 of the cathode chamber 16, the electrolytic oxidation water in the anode chamber 15 Generated, and electrolytic reduced water is produced in the cathode chamber (16).

음극실(16)의 산화환원전위(ORP)의 값이 -250∼-100㎷ 범위가 되게 정류기로부터 직류전기를 인가(印加)하여 알칼리(Alkali)성의 환원수가 생성되면 전해 환원수 저장조(22)로 보내어 전해 환원수를 제조한다.When alkaline reduction water is generated by applying direct current electric current from the rectifier so that the value of the ORP of the cathode chamber 16 is in the range of -250 to -100 kV, the alkaline reducing water is generated into the electrolytic reduction water storage tank 22. Send to produce electrolytic reduced water.

전해 환원수 저장조(22)의 전해 환원수는 전해 환원수 이송펌프(23)로 전해 환원수 이용공정으로 보낸다.The electrolytic reduced water of the electrolytic reduced water storage tank 22 is sent to the electrolytic reduced water transfer process to the electrolytic reduced water transfer pump 23.

그리고 이때 양극실(15)의 산화환원전위(Oxidation reduction potential: ORP)의 값은 +800∼+1,200㎷ 범위가 되게 정류기로부터 직류전기를 인가하여 산성의 전해 산화수가 생성되면 전해 산화수 저장조(20)로 보내어 전해 산화수를 제조한다.At this time, the oxidation reduction potential (ORP) of the anode chamber 15 is a value of +800 to +1,200 kPa, when the direct current is applied from the rectifier to generate an acidic electrolytic oxidation water, the electrolytic oxidation water storage tank 20 To produce electrolytic oxidation water.

전해 산화수 저장조(20)의 전해 산화수는 전해 산화수 이송펌프(21)로 전해 산화수 이용공정으로 보낸다.The electrolytic oxidation water of the electrolytic oxidation water storage tank 20 is sent to the electrolytic oxidation water transfer process to the electrolytic oxidation water transfer pump 21.

여기서 제조된 전해 산화수는 살균력이 있으면서 미네랄성분이 다량 함유되어 있기 때문에 농작물에 엽면살포제, 목욕탕의 용수 등에 이용할 수 있으며, 그리 고 전해 환원수는 알칼리음료수의 제조 등에 사용할 수 있다.The electrolytic oxidation water produced here is sterilizing and contains a large amount of minerals, so it can be used in foliar sprays, bath water, etc., and electrolytic reduced water can be used for the production of alkaline beverages.

이때 전기분해공정에서 일어나는 전기화학반응 메커니즘(Mechanism)은 다음과 같다.At this time, the electrochemical reaction mechanism (Mechanism) occurring in the electrolysis process is as follows.

물 함유된 염분은 다음과 같이 가수분해한다.Water-containing salts are hydrolyzed as follows.

H2O ⇔ 2H+ + OH- ………………………………………………⑦ H 2 O ⇔ 2H + + OH - ... … … … … … … … … … … … … … … … … … ⑦

MaXb ⇔ aMb + + bXa - ………………………………………………⑧ M a X b ⇔ aM b + + bX a - ... … … … … … … … … … … … … … … … … … ⑧

여기서 M는 Na, K, Ca, Mg, Fe, Zn …등과 같은 양이온물질이며, X는 Cl, Br, CO3, SO4 …와 같은 음이온물질이며, a는 양이온(+) 원자가의 수이며, b는 음이온(-) 원자가의 수를 의미한다.Where M is Na, K, Ca, Mg, Fe, Zn... Cation material such as Cl, Br, CO 3 , SO 4 . An anion material such as, a is the number of cation (+) valence, b is the number of anion (-) valence.

1) 양극실(35)에서 반응1) Reaction in anode chamber 35

H2O → 2H+ +[O]( aq ) + 2e- →1/2O2 (g)↑ + 2e- …………………⑨ H 2 O → 2H + + [ O] (aq) + 2e - → 1 / 2O 2 (g) ↑ + 2e - ... … … … … … … ⑨

여기서 [O]( aq )는 수용액에 용해되어 있는 상태의 활성산소를 의미하며, O2 (g)↑는 과잉의 전류가 인가되었을 때 가스(Gas)상태로, 대기 중으로 방출하는 산소를 의미한다.Here, [O] ( aq ) means active oxygen dissolved in an aqueous solution, and O 2 (g) ↑ means oxygen released to the atmosphere in a gas (Gas) state when an excessive current is applied. .

bXa - → Xb ( aq ) + be- → Xb (g)↑ + be- …………………………⑩ bX a - → X b (aq ) + be - → X b (g) ↑ + be - ... … … … … … … … … … ⑩

Xa -가 Cl- 이온의 경우 전해반응을 고려하면 다음과 같다. In the case of X a - is Cl - ion, considering the electrolytic reaction is as follows.

2Cl- → Cl2 ( aq ) + 2e- → Cl2 (g)↑ + 2e- …………………………⑪ 2Cl - → Cl 2 (aq) + 2e - → Cl 2 (g) ↑ + 2e - ... … … … … … … … … … ⑪

여기서 Cl2 ( aq )는 수용액에 용해되어 있는 상태의 염소를 의미하며, Cl2 (g)↑는 과잉의 전류가 인가되었을 때 가스상태로, 대기 중으로 방출하는 염소를 의미한다. Here, Cl 2 ( aq ) means chlorine dissolved in an aqueous solution, Cl 2 (g) ↑ means chlorine released to the atmosphere in the gas state when an excess current is applied.

2) 양극실(15)에서 용액반응2) Solution reaction in the anode chamber 15

Cl2 ( aq ) + 2H2O →H+ + Cl- + HClO( aq ) …………………………………⑫ Cl 2 (aq) + 2H 2 O → H + + Cl - + HClO (aq) ... … … … … … … … … … … … … ⑫

2) 음극실(16)에서 반응2) Reaction in cathode chamber 16

2H2O + 2e- → 2[H]( aq ) + 2OH- → H2 (g)↑ + 2OH- ………………⑬ 2H 2 O + 2e - → 2 [H] (aq) + 2OH - → H 2 (g) ↑ + 2OH - ... … … … … … ⑬

여기서 [H]( aq )는 물에 용해되어 있는 활성수소를 의미하며, H2 (g)↑는 과잉의 전류가 인가되었을 때 가스상태로 발생하는 수소를 의미한다.Here, [H] ( aq ) means active hydrogen dissolved in water, and H 2 (g) ↑ means hydrogen generated in a gaseous state when an excessive current is applied.

Ma + + aOH- → M(OH)a ……………………………………………⑭ M a + + aOH - → M (OH) a ... … … … … … … … … … … … … … … … … ⑭

Ma +가 Na+ 이온의 경우 전해반응을 고려하면 다음과 같다. When M a + is Na + ion, considering the electrolytic reaction is as follows.

Na+ + OH- → NaOH ……………………………………………………⑮Na + + OH - → NaOH ... … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ⑮

전기분해장치(14)의 재질은 내염성이면서 절연성이 우수한 PVC(Poly vinyl chlorite), PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), ABS수지(Acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 부타디엔 수지(Butadiene resin), 베이클라이트(Bakelite), 에보나이트(Ebonite), 아크릴수지(Acrylic resin) 중에서 한 종류를 선택하여 사용한다.The electrolysis device 14 is made of PVC (Poly vinyl chlorite), PE (Polyethylene), PP (Polypropylene), ABS resin (Acrylonitrile butadiene styrene copolymer), butadiene resin (Bakelite) ), Ebonite and Acrylic resin can be used.

양극실(15)의 양극(17)은 내식성(耐蝕性) 재질이면서 염소 및 산소발생 과전압(過電壓)이 높은 티타늄 판(Titanium plate)에 RuO2-TiO2를 소부도장(燒付塗裝)한 DSA(Dimensionally stable anode)전극이나 백금도금 전극을 사용한다.The anode 17 of the anode chamber 15 is made of a corrosion resistant material and is subjected to baking coating of RuO 2 -TiO 2 on a titanium plate with high chlorine and oxygen generation overvoltage. One dimensionally stable anode (DSA) electrode or a platinum plated electrode is used.

음극실(16)의 음극(18)은 수소발생과전압(水素發生過電壓)이 높은 랜니니켈(Ranney nickel)이나 스테인리스(Stainless) 강판을 사용한다.The cathode 18 of the cathode chamber 16 is made of Ranney nickel or stainless steel sheet with high hydrogen generation overvoltage.

그리고 격막(19)은 2가 이상 다가(多價) 양이온의 투과는 억제하면서 1가 양이온만을 선택투과하는 교환 막으로, 폴리스티렌-디비닐 벤젠(Polystyrene-divinylbenzene) 계의 주 사슬(主鎖: Main chain)에 부전하(負電荷) R-SO3 -를 고정하고 있는 부전하막(負荷電膜)에 측쇄(側鎖: Side chain)가 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine) 또는 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine) 등의 그래프트 폴리머(Graft polymer)나 주 사슬이 폴리에틸렌이민 또는 폴리비닐 피리딘으로 된 측쇄가 폴리스티렌인 그래프트 폴리머로 합성된 이온교환막으로, 그래프트 폴리머의 주 사슬인 양이온교환막은 주 사슬 또는 측쇄와 동일한 분자구조를 하고 있는 것이면 제한 없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리염화비닐(Polyvinylchlorde), 폴리스티렌(polystyrene) 등에 부전하 R-SO3 -를 고정한 양이온교환막으로 구성된 고분자와 동일한 분자구조를 가진 주 사슬 혹은 측쇄에 1가 양이온만 투과능(透過能)을 가지 는 분자구조인 폴리비닐 피리딘(Polyvinylpyridine), 폴리비닐 아민(Polyethyleneamine) 또는 폴리에틸렌이민(Polyethyleneimine)과 같은 양이온 수지를 수식처리(修飾處理)한 막을 사용할 수 있으며, 특히, 폴리스티렌-디비닐벤젠계의 폴리스티렌-그래프트-에틸렌 이민이 가장 바람직하게 사용할 수 있다.The diaphragm 19 is an exchange membrane that selectively permeates only monovalent cations while suppressing the permeation of divalent or higher polyvalent cations. The main chain of the polystyrene-divinylbenzene system is a main chain. Grafts such as polyethyleneimine or polyvinylpyridine have side chains on the side of the negatively charged membrane, which holds the negatively charged R-SO 3 in the chain. An ion exchange membrane synthesized from a graft polymer or a graft polymer whose main chain is polyethyleneimine or a polystyrene pyridine side chain is a polystyrene. The cation exchange membrane, which is the main chain of the graft polymer, has the same molecular structure as the main chain or side chain. It can be used without limitation, and preferably, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene Negatively charged R-SO 3 in - a fixed monovalent cation man gaji molecules the permeability (透過能) in the main chain or side chain with the same molecular structure and a polymer consisting of a cation exchange membrane structure of polyvinylpyridine (Polyvinylpyridine), poly Membranes modified with a cationic resin such as vinylamine or polyethyleneimine may be used, and in particular, polystyrene-graft-ethylene imine of polystyrene-divinylbenzene may be most preferably used. .

만약 2가 이상의 다가(多價)의 양이온을 동시에 투과하는 격막(39)을 사용하는 경우에는 Ca, Sr, Mg, Fe, Fe 등 다가(多價) 이온이 음극실(16)로 이동하여 음극(18) 판에 스케일(Scale)이 생성되어 전기저항을 증가하여 처리효율을 저하하기 때문에 다가 이온을 투과하는 격막(19)의 사용은 피해야 한다.In the case of using the diaphragm 39 that simultaneously transmits a bivalent or higher multivalent cation, multivalent ions such as Ca, Sr, Mg, Fe, and Fe move to the cathode chamber 16 to form a cathode. (18) The use of the diaphragm 19 that permeates polyvalent ions should be avoided because scales are generated in the plate, which increases electrical resistance and lowers processing efficiency.

[실시 예5]Example 5

양극실(16)의 크기가 1,000㎜(길이)×500㎜(폭)×1,000㎜(깊이)이고, 음극실(15)의 크기도 양극실(16)의 크기와 동일한 1,000㎜(길이)×500㎜(폭)×1,000㎜(깊이)인 크기의 사이에 튜본(Dupont) 사의 퍼플루오로술폰산(Perfluorosulfonic acid)계 나피온 수지(Nafion resin) Nafion-115의 격막(19)으로 격리(隔離)하고, 양극(17)은 800㎜(폭)×1,000㎜(높이)×5㎜(두께)의 티타늄 판에 TiO2-RuO2를 소부 코딩한 DSA전극을 사용하고, 음극(18)은 800㎜(폭)×1,000㎜(높이)×10㎜(두께)의 강판에 레이니 니켈(Raney nickel)을 3㎜ 두께로 라이닝 한 전극을 사용한 전해분해장치(14)의 양극실(15)로는 실시 예3의 2차 역삼투여과공정에서 여과된 여과수를 0.73㎥/hr의 유량을 공급하고, 음극실(15)에는 실시 예4의 전기투석공정에서 탈염된 탈염미네랄수를 1㎥/hr의 유량으로 공급하면서 정류기로부터 8∼10볼트(Volt)의 직류전기를 인가하여 음극실(16)에서는 산화환원전위(ORP) 값이 -200∼-210㎷ 범위 전해 환원수를 생산하여 전해 환원수 저장조(22)로 보내고, 양극실(15)에서는 산화환원전위(ORP) 값이 +1,020∼+1,030㎷ 범위 전해 산화수를 생산하여 전해 산화수 저장조(20)로 보내었다.The size of the anode chamber 16 is 1,000 mm (length) × 500 mm (width) × 1,000 mm (depth), and the size of the cathode chamber 15 is also 1,000 mm (length) × equal to the size of the anode chamber 16. Isolated with a diaphragm (19) of Nafion-115 perfluorosulfonic acid Nafion-Resin from Dupont between 500 mm (width) x 1,000 mm (depth) In addition, the anode 17 uses a DSA electrode baked-coated TiO 2 -RuO 2 on a titanium plate of 800 mm (width) x 1,000 mm (height) x 5 mm (thickness), and the cathode 18 is 800 mm. Example 3 As an anode chamber 15 of an electrolytic decomposition apparatus 14 using an electrode lined with a Raney nickel 3 mm thick on a steel plate having a width × 1,000 mm (height) × 10 mm (thickness) The filtered water filtered in the second reverse osmosis filtration process of 0.73 ㎥ / hr is supplied, and the desalted mineral water desalted in the electrodialysis process of Example 4 is supplied to the cathode chamber 15 at a flow rate of 1 ㎥ / hr. 8 to 10 volts straight from the rectifier In the cathode chamber 16, a redox potential was applied to produce an electrolytic reduced water in the range of -200 to -210 ㎷ and sent to the electrolytic reduced water storage tank 22 in the cathode chamber 16, and in the anode chamber 15, the redox potential ( ORP) value produced electrolytic oxidation water in the range of +1,020 to +1,030 Pa and sent to the electrolytic oxidation water storage tank 20.

이때 음극실(16)의 pH는 12.6∼12.8이었으며, 양극실(15)의 pH는 2.3∼2.5의 범위로 운전되었다.At this time, the pH of the cathode chamber 16 was 12.6 to 12.8, and the pH of the anode chamber 15 was operated in the range of 2.3 to 2.5.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 수심 200m 이하의 해양 심층수에는 유용한 다양한 미네랄성분 및 유기물이 함유되어 있으며, 이와 같은 해양 심층수를 이용하여 과잉으로 함유되어 있는 NaCl성분을 탈염처리한 탈염수와 탈염미네랄수로 양질의 전해 산화수와 전해 환원수를 동시에 제조할 수 있기 때문에 전해 산화수와 전해 환원수제조에 널리 이용될 수 있는 효과가 있을 것으로 기대된다.As described above, the present invention contains various mineral components and organic substances useful in deep sea water of 200 m or less in depth, and desalted water and demineralized minerals desalted with NaCl components contained in excess using such deep sea water. Since high-quality electrolytic oxidation water and electrolytic reduction water can be produced simultaneously with water, it is expected to have an effect that can be widely used in the production of electrolytic oxidation water and electrolytic reduction water.

Claims (1)

수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 전처리단계, 탈염처리단계, 전해 산화수와 전해 환원수의 제조단계로 이루어지며, 각 단계는 다음의 각 공정이 순차적으로 이루어지는 전해 산화수와 전해 환원수를 제조하는 방법.A method of producing electrolytic oxidized water and electrolytic reduced water, wherein the deep sea water having a depth of 200 m or less is taken out, and comprises a pretreatment step, a desalination step, and an electrolytic oxidation water and an electrolytic reduced water, each step being performed sequentially. Ⅰ. 전처리단계I. Pretreatment stage 1. 취수 및 가온 처리 공정1. Intake and warming process 수심 200m 이하의 해양 심층수를 취수하여 20∼30℃로 가온 처리를 하여 전처리여과공정으로 보낸다.Deep sea water with a depth of 200m or less is collected, warmed to 20 ~ 30 ℃ and sent to the pretreatment filtration process. 2. 전처리여과공정2. Pretreatment Filtration Process 상기의 가온 처리된 해양 심층수는 모래여과(Sand filter), 정밀여과(Micro filter), 한외여과(限外濾過: Ultra filter)를 단독 또는 2가지 이상을 조합한 여과를 하여 물의 FI(Fouling index)값을 2∼4 범위로 부유고형물질(SS: Suspended solid)을 제거한 다음, 나노여과처리를 하여 1차 역삼투여과공정으로 보낸다.The warmed deep seawater is sand filtration (Sand filter), micro filtration (micro filter), ultra filtration (限 外 濾過: Ultra filter) alone or a combination of two or more of the FI (Fouling index) of water After removing the suspended solids (SS) in the range of 2 to 4, the nanofiltration is sent to the first reverse osmosis process. Ⅱ. 탈염처리단계 II. Desalination stage 1. 1차 역삼투여과공정1. First Reverse Osmosis Filtration Process 상기의 나노여과에서 여과된 여과수가 1차 역삼투여과공정에 공급되면, 역삼투여과 막에 공급하여 여과된 여과수는 pH조정공정으로 보내고, 여과되지 않고 배출되는 농축수는 전기투석공정으로 보낸다.When the filtered water filtered in the nanofiltration is supplied to the first reverse osmosis filtration process, the filtered filtrate is supplied to the reverse osmosis membrane is sent to the pH adjustment process, and the concentrated water discharged without filtration is sent to the electrodialysis process. 2. pH조정공정2. pH adjustment process 상기의 1차 역삼투여과공정에서 여과된 여과수가 pH조정공정에 공급되면 알칼리(Alkali)제를 공급하여 pH를 9∼11의 범위로 조정하여 수중의 붕산성분을 폴리 붕산으로 처리하여 2차 역삼투여과공정으로 보낸다.When the filtered water filtered in the first reverse osmosis filtration process is supplied to the pH adjustment process, alkali (Alkali) agent is supplied to adjust the pH to a range of 9-11, and the boric acid component in the water is treated with polyboric acid for secondary reverse osmosis filtration. Send to fair 3. 2차 역삼투여과공정3. Second Reverse Osmosis Filtration Process 상기의 pH조정공정에서 pH를 9∼11로 조정하여 2차 역삼투여과공정에 공급되면, 2차 역삼투여과 막에 공급하여 여과되지 않은 붕소 함유수는 중화처리 후 방류하고, 붕소농도를 음료수 기준치인 0.3㎎/ℓ이하로 여과된 탈붕소수는 전기분해공정의 음극실(16)로 보낸다.When the pH is adjusted to 9-11 in the pH adjustment step and supplied to the second reverse osmosis membrane, the boron-containing water which is not filtered by being supplied to the second reverse osmosis membrane is discharged after neutralization treatment, and the boron concentration is the drinking water standard value. The deboron water filtered at 0.3 mg / l or less is sent to the cathode chamber 16 of the electrolysis process. 4. 전기투석공정4. Electrodialysis Process 상기의 1차 역삼투여과공정에서 여과되지 않고 배출되는 농축수가 탈염공정의 전기투석장치 공급수 저장조(1)에 공급되면 전기투석장치 공급펌프(2)에 의해서 전기투석장치(3)의 탈염실(10)에 공급하여 전기투석장치 공급수 저장조(1)로 반송하고, 염수 저장조(12)의 염수를 염수 이송펌프(13)로 염농축실(11)로 공급하여 염수 저장조(12)로 반송하면서 정류기로부터 직류전기를 양극(4)과 음극(5)에 인가(印加) 하여 염수 저장조(12)의 보메도비중계(BIS: Baume indicating switch)의 보메도 비중이 18∼20°Be범위로 농축된 염수는 솔레노이드밸브(Solenoid valve)를 작동하여 소금제조공정으로 보내고, 여과수 라인(Line)에 설치된 전기전도율지시제어기(ECIS: Electric conductivity indicating switch)의 전기전도율 값이 6∼12㎳/㎝로 탈염처리된 탈염미네랄수는 솔레노이드밸브를 작동하여 전기분해공정 전기분해장치(14)의 양극실(15)로 보낸다.When the concentrated water discharged without filtration in the first reverse osmosis filtration process is supplied to the electrodialysis apparatus supply water storage tank 1 of the desalination process, the desalination chamber of the electrodialysis apparatus 3 by the electrodialysis apparatus supply pump 2 ( 10) and return to the electrodialysis apparatus supply water storage tank (1), the brine of the brine storage tank 12 to the salt concentration chamber (11) by the brine transfer pump 13 to the brine storage tank (12) The direct current from the rectifier is applied to the positive electrode 4 and the negative electrode 5, so that the specific gravity of the Baume indicating switch (BIS) of the brine reservoir 12 is concentrated in the range of 18 to 20 ° Be. The brine is sent to the salt manufacturing process by operating a solenoid valve, and desalination is carried out with an electric conductivity value of 6 to 12 kW / cm of the electric conductivity indicating switch (ECIS) installed in the filtrate line. Demineralized mineral water operates solenoid valve. And it sends it to the anode chamber 15 of the electrolytic process the electrolytic device 14. Ⅲ. 전해 산화수와 전해 환원수의 제조단계III. Steps for producing electrolytic oxidized water and electrolytic reduced water 1. 전기분해공정1. Electrolysis process 상기의 전기투석공정에서 탈염처리된 탈염미네랄수를 전기분해장치(電氣分解裝置: 14)의 양극실(15)에 공급하고, 2차 역삼투여과공정에서 여과된 여과수는 음극실(16)에 공급하면서 정류기로부터 3∼20볼트(Volt)의 직류전기를 양극실(15)의 양극(17)과 음극실(16)의 음극(18)에 인가(印加)하여 음극실(16)의 산화환원전위(ORP)의 값이 -250∼-100㎷ 범위가 되게 정류기로부터 직류전기를 인가하여 알칼리(Alkali)성의 환원수가 생성되면 전해 환원수 저장조(22)로 보내어 전해 환원수를 제조하고, 양극실(15)의 산화환원전위(Oxidation reduction potential: ORP) 값은 +800∼+1,200㎷ 범위의 산성의 전해 산화수가 생성되면 전해 산화수 저장조(20)로 보내어 전해 산화수를 제조한다.The demineralized mineral water desalted in the electrodialysis process is supplied to the anode chamber 15 of the electrolysis device, and the filtered water filtered in the secondary reverse osmosis process is supplied to the cathode chamber 16. The redox potential of the cathode chamber 16 is applied by applying a DC electric current of 3 to 20 volts from the rectifier to the anode 17 of the anode chamber 15 and the cathode 18 of the cathode chamber 16. Applying a direct current electric current from the rectifier so that the value of (ORP) is in the range of -250 to -100 kV, and alkali reduced water is produced, it is sent to the electrolytic reduced water storage tank 22 to produce electrolytic reduced water, and the anode chamber 15 Oxidation reduction potential (ORP) of the value of the acidic electrolytic oxidized water in the range of +800 ~ + 1,200㎷ is generated and sent to the electrolytic oxidation water storage tank 20 to produce electrolytic oxidized water.
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