KR20090089330A - 균형을 이룬 물 조성 공급을 위한 탈염 연수용 후 처리 - Google Patents

Abstract

탈염수에 대한 H₂SO₄-계 방해석 용해 후처리 방법 및 장치가 제공된다. 이 방법은 이온이 로딩(load)된 적어도 이온 교환 수지(12)에 의해 해수로부터 양이온을 분리하고, 양이온이 로딩된 상기 이온 교환 수지(12)를 방해석 용해 반응기(10)의 용출물(1)과 접촉시키는 것을 포함하며, 이때 양이온은 상기 유출물로 얻은 Ca^{2 +}에 의해 교환될 수 있다. 생성한 탈염수(6)의 Ca^{2 +} 농도는 감소되는 반면에 양이온 농도는 소망하는 수질 기준에 맞도록 증가한다. 상기 방법이 실시될 수 있는 배치 유형 및 연속 장치가 기재되어 있다.

탈염수, 방해석 용해 후처리, 양이온, 이온 교환 수지, 방해석 용해 반응기

Description

균형을 이룬 물 조성 공급을 위한 탈염 연수용 후 처리{POST TREATMENT OF DESALINATED AND SOFTWATER FOR BALANCED WATER COMPOSITION SUPPLY}

본 발명은 탈염 연수(desalinated and soft water)에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 균형을 이룬 물 조성을 공급하기 위하여 탈염 연수의 후처리(post treatment)에 관한 것이다.

해수 및 소금기 있는 물의 탈염은 세계적인 관심을 받고 있다. 많은 나라에서 전체 물 공급에서 탈염수의 비율은 가까운 시일 내에 현저히 증가할 것으로 기대되고 있다. 공업적 탈염 방법에는 2가지 유형이 있다: 역 삼투압(RO) 기술 및 전기투석 기술. 양쪽 방법은 용존 고체의 양이 아주 낮은 물을 초래한다. 천연 산출 연수는 많은 곳에서 생기고 있다. 이들 물 공급원의 품질을 개선시키기 위하여, 처리가 필요하다(탈염수의 경우, 물은 막 분리 단계 이후에 처리되므로 "후처리"라 칭한다). 용존 물질이 적은 물은 맛이 없고, 더욱 중요하게는 금속으로 흔히 제조되는 물 공급 파이프에 부식성이다. 금속 파이프의 부식은 기간구조의 수명을 단축할 뿐만 아니라 용해된 금속 이온과 콜로이드 금속 입자를 물에 계속 방출하므로 소비자의 수돗물까지 가게 된다. 물을 음용수로서 사용할 수 있기 위해서는, 연수 및 탈염 공장으로부터 유출물은 물을 안정화시키기 위해 처리되어야 한다. 또한 대 부분의 위치에서, 음용수는 예컨대 Ca^{2 +} 및 Mg^{2 +} 이온과 같은 인간 건강에 필수적인 특정 미네랄 및 Ca^{2 +}, Mg^{2 +} 및 SO₄ ^{2 -} 이온과 같은 농업 관개 보충물을 공급할 것으로 기대된다. 일부 경우, 물의 전체 경도(즉, [Mg^{2 +}] 및 [Ca^{2 +}]의 총합)은 경제적 이유로 인하여 제한될 수 있다.

탈염수는 특정의, 필요한, 화학적 특징을 갖도록 여러가지 후처리될 필요가 있다("Larnaca Desalination Plant", by B. Liberman in Desalination 138 (2001), 293-295). 그러나, 지금까지, 탈염수의 수질을 명확하게 정의하는 정규 규칙은 세계적으로 아직 존재하지 않는다. 그러나, 물은 일반적 수질 요건을 충족시킬 것이 기대된다. 이스라엘에서는 이스라엘 보건부 장관에 의해 명명된 "Committee for the Update of Israel's water regulation"에 의해 2006년 1월 다음과 같은 탈염수에 대한 품질 기준이 채용되었다(그 기준은 세계적으로 유일하며, 머지않아 효력을 미칠 것으로 기대된다):

1. 알칼리성 (H₂CO₃ ^* 알칼리성) > 80 mg/L CaCO₃ 환산

2. 80 < Ca^{2 +} < 120 mg/L CaCO₃ 환산

3. 3 < CCPP^* < 10 mg/L CaCO₃ 환산

4. pH < 8.5

* CCPP는 탄산 칼슘 석출 포텐셜(Calcium Carbonate Precipitation Potential)을 의미한다.

탈염 공장에서 적용될 후처리 방법의 선택은 필요한 수질 및 경제적 고려에 의해 주로 결정된다. 연수 및 탈염 공장 유출물에 대해 전형적으로 실시되는 2개의 주요 그룹의 후처리 방법이 있다: (1) 알칼리성 및 Ca^{2 +} 공급을 위해 CaCO₃(_S) 용해에 집중하는 방법; 및 (2) 직접적인 화학물질 투여를 기본으로 하는 방법. 후자 그룹은 경제적인 이유로 자주 실시되지 않으므로 이후에 논의하지 않을 것이다.

방해석(calcite) 용해 방법은 방해석이 천연적으로 풍부한 지역에서 비용 효과적이며 또 용이하게 추출될 수 있다. 방해석 용해 역학을 증강시키기 위하여, 물 pH는, 방해석 반응기에 도입되기 전에, 감소되어야 한다. pH를 낮추기 위하여 2개의 산성 물질이 전형적으로 사용된다: H₂SO₄ 및 CO₂(_g). H₂SO₄ 와 같은 강산을 사용하는 이점은 pH가 소망하는 값으로 저하될 수 있어, 신속한 CaCO₃ 용해 역학을 초래하는 것이다. 그 결과, 물 분획이 방해석 칼럼을 통과할 수 있고 또 이것을 미처리 분획과 혼합할 수 있다. 최종 pH (및 최종 CCPP값)를 결정하기 위하여 상기 혼합물을 방출하기 전에 NaOH를 혼합물에 부가한다. 이 방법은 도 1에 개략적으로 도시되며, pH 감소를 위해 H₂SO₄ 를 사용하는 전형적인 방해석-용해-계 후처리를 도시한다. 이 후처리 방법은 예컨대 이스라엘 아쉬켈론에 있는 탈염 공장에서 예컨대 ㅁ매매년 000,000 m³으로 현재 실시되고 있다.

이 방법의 주요 이점은 이것이 비교적 소량의 방해석 포장된 층(bed) 반응기를 필요로 하는 것이며, 상기 산의 이용은 간단하고 저렴하므로, 상기 방법은 비교적 싸다. 단점은 상당량의 SO₄ ^{2 -} 를 물에 방출하는 것(물이 농업 관개용으로 사용되면 이점으로 간주될 수도 있음)과 석고 석출이 생길 수 있는 것을 포함한다. 그러나, 상기 방법과 관련된 가장 중요한 결점은 유출물에서 Ca^{2 +} 및 알칼리성 농도 사이에 약 2:1 비율을 얻는 것에 제한되는 것이며, 때때로 더 높을 수있다는 것이다(양쪽 변수는 mg/L CaCO₃ 환산 단위). 그 결과, 80 mg/L CaCO₃ 환산 이상의 알칼리성 농도에 대한 요건을 만족하는 것은 새로운 기준에 의해 요구되는 120 mg/L CaCO₃ 환산의 상한 보다 더 높은 Ca^{2 +} 농도를 초래한다. 즉, 알칼리성 값을 만족하는 것은 과도하게 경질인 물을 초래한다. 유사하게, Ca^{2 +} 농도가 상한(즉, 120 mg/L CaCO₃ 환산 아래) 아래로 유지되면, 유출물에서 알칼리성 농도는 추천된 값 아래일 것이며 또 물의 완충 능력은 낮을 것이므로 물은 화학적으로 불안정하다. 따라서, 도 1에 도시된 방법은 필요한 수질 기준을 만족시킬 수 없다.

약 2 (Ca^{2 +}) 대 1 (알칼리성) 비율에 대한 이유는 다음과 같다: 비용 효과적이기 위하여, 물이 방해석 반응기에 들어가기 직전에, 진한 H₂SO₄ 를 물에 전형적으로 투여하여 pH를 2.2 내지 2.5 사이의 pH 값으로 저하시킨다(도 1 참조). 방해석 반응기에서 유동 상황은 수직 플러그 유동(상방 또는 하방)과 비슷하다. 방해석 반응기를 통한 유동을 따라서 CaCO₃ 는 용해되고 또 물은 Ca^{2 +} 및 CO₃ ^{2 -} 이온을 수집한다. 방해석 반응기를 통하여 우세한 낮은 pH 내지 중성 pH로 인하여, CO₃ ^{2 -}는 즉각적으로 HCO₃ ^- 및/또는 H₂CO₃ ^*으로 전환되고 또 그에 따라 pH는 올라간다. 상기 방법의 마지막에, 물은 7.0에 가까운 pH에서 방해석 반응기를 떠난다. 분배(split) 유량과 혼합된 후(도 1 참조), pH는 진한 NaOH 용액의 투여에 의해 최종 pH(8.0 내지 8.3)로 상승한다.

상기 방법의 결과는 "120 mg/L CaCO₃ 환산" 단위로 표시된 Ca^{2 +} 농도가 언제나 동일 단위로 표시된 알칼리성 값의 약 2배이다. 간단히 말해, 이들 조건하에서, 방해석 고체를 용해시키는 것에서 기인한 CO₃ ^{2 -}의 양성자 수용 능력의 약 50%만이, 초기 pH 값에서 부터 H₂CO₃ ^* 알칼리성 결정을 위한 말단점으로서 전형적으로 이용되는 약 4.5의 pH 값으로 pH 값을 상승시키기 위해 사용된다. 이 양성자 수용 능력은 알칼리성 결정 과정으로는 설명되지 않는다.

제 2 방해석 용해 방법에서, CO_{2 (g)}는 방해석 반응기에 도입되기 전에 물을 산성화하기 위하여 사용된다. 이 방법의 주요 이점은 생성한 Ca^{2 +} 대 알칼리성 비율 이 1:1을 향하고(양쪽 변수 모두 mg/L CaCO₃ 환산으로 표현됨) 또 양쪽 변수는 유사한 농도에서 얻어질 수 있으므로, 알칼리성과 칼슘 기준을 동시에 달성한다. 상기 방법의 주요 결점은 CO₂ 부가가 pH를 약 pH 4.0 보다 낮게 감소시킬 수 있고, 또 따라서 방해석 용해 역학이 H₂SO₄를 사용한 것보다 훨씬 더 느리다는 것이다. 따라서, 모든(또는 대부분의) 물은 방해석 반응기를 통과해야 하고, 또 훨씬 더 큰 반응기 부피가 필요하다. 다른 결점은 산성 물질인 CO_{2 (g)}의 적용이 H₂SO₄의 적용보다 훨씬 더 비용이 많이 드는 것이다. 그 결과, 비용 효능 측면에서, 산성 물질로서 H₂SO₄를 사용하는 방법의 운전(operation)은 CO_{2 (g)}를 이용하는 방법에 비하여 현저하게 더 저렴하다. 그러나, 앞에서 설명한 바와 같이, 도 1에 도시된 방법을 이용하는 것은 소망하는 Ca^{2 +} 대 알칼리성 비율에 순응할 수 없는데, 이는 CO_{2 (g)} 계 방해석 용해 방법의 이용을 보증하는 사실이다.

양쪽 방해석 용해 방법과 관련된 다른 중요한 결점은 Mg^{2 +} 이온을 물에 부가하지 않는 것이다. Mg^{2 +} 이온은 현재의 이스라엘 품질 기준에는 포함되지 않지만, 농업 및 인간 건강 이유 모두에서 탈염수에서 환영받고 있다. 방해석 용해를 기본으로 하는 후처리 방법은 천연적으로 Mg^{2 +} 이온을 공급할 수 없다. 돌로마이트 바위 (MgCa(CO₃)₂) 용해 또는 직접적 화학물질 투여와 같은 다른 선택은 값이 비싸거 나 또는 높은 카운터 음이온 농도(전형적으로 염화물 이온)를 초래할 수 있다.

본 발명의 목적은 해수에 기인하는 저렴한 Mg^{2 +} 이온을 공급함과 함께 다른 필요한 기준을 충분히 만족시킬 수 있도록 비용 효과적인 H₂SO₄-계 방해석 용해 후처리 방법에 부가적인 단계를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 해수에 기인하는 저렴한 Mg^{2 +} 이온이 풍부하고 또 (필요한 경우) 임계 경도 농도를 비롯하여 다른 필요한 기준을 충분히 만족시킬 수 있게 하는 탈염 연수의 후처리를 위한 장치를 제공하는 것이다.

따라서 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, Mg^{2 +}, Na⁺ 및 K⁺ 이온이 로딩(load)되고 다른 양이온도 적용될 수 있는 이온 교환 수지에 의해 천연 수체(water body)로부터 Mg^{2 +} (및 또한 K⁺ 및 Na⁺ 이온, 필요한 경우) 이온을 분리하고; 상기 이온이 로딩된 이온 교환 수지를, 방해석 반응기의 유출물과 접촉시키는 것을 포함하며, 상기 이온은 상기 유출물로부터 얻은 Ca^{2 +}에 의해 교환되며, 그에 의해 생성한 물의 Ca^{2 +} 농도는 감소하는 반면에 Mg^{2 +} 농도 (및 또한 Na⁺¹/K⁺, 경도 농도에 대한 제한이 부과된 경우)는 필요한 수질 기준에 맞게 증가하는 탈염수(또는 기타 연수)에 대한 H₂SO₄-계 방해석 용해 후처리 방법이 제공된다.

또한 본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 상기 방법은 상기 이온 교환 수지를 용존 고체가 적은 내부 탈염-공장 물 스트림(water stream)으로 세척하는 것을 더 포함한다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 방법에 사용된 상기 이온 교환 수지의 하나는 Mg^{2 +} 및 Ca^{2 +} 와 같은 2가 양이온에 대하여 높은 친화성 및 Na⁺ 및 K⁺ 와 같은 1가 양이온에 대하여 극히 낮은 친화성을 가지며 또 다른 이온 교환 수지는 Na⁺ 및 K⁺ 에 대하여 높은 친화성을 갖고 또 Ca^{2 +} 및 Mg^{2 +} 에 대해서는 비교적 낮은 친화성을 갖는다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 제1 이온 교환 수지는 Amberlite IRC747 (Rohm & Hass INC.)와 같은 수지 또는 그 등가물이고 또 제2 이온 교환 수지는 상기 제시된 친화성 순서를 갖는 임의 수지이다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 수지에 Mg^{2 +} 이온을 로딩시키기 위하여 사용된 상기 해수는 탈염 공정에 들어가기 전에 여과된 해수(샌드 여과에 의해 또는 UF 막 여과에 의해 여과됨)이다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 수지에 Mg^{2 +} (및 Na⁺ 및/또는 K⁺, 경도에 대한 제한이 부과된 경우)를 로딩시키기 위해 사용된 해수는 탈염 공정으로부터 제공된 염수 스트림이다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 수지를 로딩하기 위해 사용된 해수는 RO 공정에서 더 사용되도록 취해지는 용기로 되돌아간다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 수지를 로딩하기 위하여 사용된 상기 RO 염수는 바다로 되돌아간다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 이온 교환 반응은 뱃치 이온 교환 모드로 실시된다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 이온 교환 반응은 연속 이온 교환 모드로 실시된다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 방법이 생성할 수 있는 필요한 수질 기준은 다음과 같다: 알칼리성 (H₂CO₃ ^* 알칼리성) > 60 mg/L CaCO₃ 환산; Ca^{2 +} > 80 mg/L; 탄산 칼슘 석출 포텐셜 3 내지 10 mg/L CaCO₃ 환산 및 8.5 미만의 pH. 그러나, 상기 방법은 120 mg/L CaCO₃ 환산의 전체 경도에 대한 제한과 더불어 동시에 다른 수질 기준에 맞는 상이한 수질을 생성하기 위하여 유연한 방식으로 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 방법은 상응하는 Mg^{2 +}, 및/또는 K⁺ 및/또는 Na⁺ 농도에 의해 H₂SO₄-계 용해 방법에 의해 생성된 Ca^{2 +} 농도의 특정 분획을 교체하도록 실시될 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면,

1 또는 2회 로딩 주기 내에 Mg^{2 +}, Na⁺ 또는 K⁺ 이온 또는 기타 양이온으로 로딩되도록 적응되고 또 Mg^{2 +}, Na⁺ 또는 K⁺ 이온의 일부를 1 또는 2회 교환 주기 내에 Ca²⁺ 이온으로 교환하도록 적응된 1 또는 다수의 수지 유형이 제공되는 적어도 1개의 이온 교환 칼럼;

방해석 반응기에서부터 연수로 전달될 Ca^{2 +} 이온을 제공하도록 적응되고 또 상기 교환 주기 내에 적어도 1개의 이온 교환 칼럼으로 향하는 방해석 반응기를 포함하며;

교환 주기로부터 생성된 탈염 수는 필요한 수질 기준에 맞추기 위하여 또는 Ca²⁺ 이온을 사용하여 물에 다른 양이온을 부가하기 위하여 Ca^{2 +} 농도가 낮고 또 Mg^{2 +} (및 Na⁺ 및 K⁺) 이온 (상기 방해석 반응기를 떠나는 물에 대하여) 농도는 풍부한,

탈염 공정 밖으로 나온 물을 처리하기 위한 후처리 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 장치는 적어도 1개의 이온 교환 칼럼을 세척하고 또 세척수를 그것이 취해진 탈염 공정의 한 지점으로 복귀되거나 또는 제어되거나 공인된 방식으로 바다로 폐기하는 수단을 더 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 교환 주기로부터 나온 유출물은 탈염수의 원료 수 분배 유량과 재조합되고 이 조합된 유량에 NaOH를 부가하여 소정의 필요한 pH, 알칼리성, Ca^{2 +}, 전체 경도 및 CCPP 값을 갖는 탈염수를 얻는다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, NaOH와 함께 부가된 물은 방출되기 전에 저장 탱크에서 혼합되어 필요한 수질을 얻는다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 이온 교환 칼럼은 연속 교환수지이며, 이때 상기 수지는 "로딩된 대역(zone)"; "세척 대역"; 및 "교환 대역" 사이를 통과하도록 적응되며; 수지가 상기 각 대역에서 소모하는 시간은 특정 소망하는 수질 기준에 의해 결정된다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 제1 수지는 Amberlite IRC747 (Rohm & Hass INC.)와 같은 수지이고 또 제2 수지는 Na⁺ 및 K⁺ 에 대하여 높은 친화성을 갖고 또 Ca^{2 +} 및 Mg^{2 +}에 대하여 비교적 낮은 친화성을 갖는 수지이다.

또한 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 Mg^{2 +}, Na⁺ 및 K⁺ 이온은 탈염 공정에 들어가기 전에 여과된 해수로부터 얻거나 또는 탈염 공정으로부터 제공된 염수로부터 얻는다.

본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따르면, 상기 여과된 해수 또는 염수는 적어도 1개의 이온 교환 칼럼을 통과한 후 밀폐 루프 방식으로 취해진 용기로 복귀한다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 수 탈염 후에 이용되거나 또는 천연 생성 연수에 적용하기 위한 신규하고 독특한 후처리 방법을 제공한다. 본 발명은 어떤 유형이건 연수 유형을 처리하기 위해 사용될 수 있다. 탈염 수는 이러한 물의 일례이다. 본 발명에 따른 후처리 방법은 가장 비용 효과적인 후처리 방법(즉, H₂SO₄를 사용한 방해석 용해)을 이용하지만, 다른 필요한 기준에 충분히 순응하는 한편 엄격한 물 기준 규칙(알칼리성, CCPP 및 pH 면에서)에 순응하는 유출물에서 Ca^{2 +} (및 가능하게는 전체 경도) 농도ㅁ및 물을 사용하여 용해된 Mg^{2 +}의 충분한 공급을 초래한다.

경우에 따라, 양이온의 공급원으로서 해수는 바다로부터 추출된 고형 염에 의해 인랜드(inland) 교체될 수 있다. 예컨대 이스라엘에 있는 사해로부터 얻은 특정 염 생성물은 25 중량% Mg^{2 +} 를 함유하고 또 상기 목적을 위해 사용될 수 있다.

본 발명은 해수로부터 기인한 Mg^{2 +} (및 가능하게는 Na⁺ 및 K⁺ 이온, 전체 경도에 대한 제한이 과해진 경우) 이온에 의해 H₂SO₄ 계 방해석 용해 공정에서 생성된 과도한 Ca^{2 +} 이온을 치환하는 것에 달려있다. 먼저, Mg^{2 +} 이온은 2가 양이온(Mg^{2 +} 및 Ca^{2 +}) 에 대하여 높은 친화성을 갖고 또 1가 양이온(즉 Na⁺ 및 K⁺)에 대하여 극히 낮은 친화성을 갖는 이온 교환 수지에 의해 해수와 같은 천연 수체로부터 분리된다. 둘째, Mg^{2 +}-로딩된 수지는 방해석 반응기의 유출물의 특정 부분과 접촉시킨다. 이 단계에서 Mg^{2 +} 및 Ca^{2 +}는 교환된다. 따라서, 물의 Ca^{2 +} 농도는 감소되는 반면에 Mg²⁺ 농도는 소망하는 수질 기준에 맞게 증가한다. 전체 경도에 대한 제한이 부과되면, 특정 Ca^{2 +} 부분은 Na⁺ 및 K⁺과 같은 1가 양이온으로 치환되어야 한다. 이러한 경우 Na⁺ 및 K⁺ 에 대하여 높은 친화성을 갖고 또 Mg^{2 +} 및 Ca^{2 +} 에 대하여 낮은 친화성을 갖는 제2 이온 교환 수지는 해수(또는 RO 염수)로부터 Na⁺ 및 K⁺ 를 로딩하기 위해 사용된다. 이 수지는 이후 방해석 반응기 유출물의 특정 부분과 접촉하여 소정 Ca^{2 +} 농도가 Na⁺ 및 K⁺ 에 의해 치환된다.

이온 교환 방법에 사용된 모든 물 스트림은 바람직하게는 부가적인 이온 교환 방법에 관계없이 탈염 공장 순서의 일부를 형성하는 내부 스트림이다. 예컨대 수지에 Mg^{2 +}, Na⁺ 및 K⁺ 이온을 로딩하기 위해 사용된 스트림은 스트림이 막 공정에 들어가기 전에 여과된 해수 또는 제1 RO 탈염 단계의 염수일 수 있다. 수지를 로딩하기 위해 사용된 물은 그것이 취해진 용기(밀폐 루프)로 되돌아가거나 또는 바다로 폐기된다(염수의 경우).

본 발명의 바람직한 구체예에 따른 이온 교환 반응기(1 이상의 수지 유형에 의해 충전된 몇 개의 반응기일 수 있는)를 포함하는 방해석 용해 후처리 방법을 개략적으로 도시하는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 배치 모드로 실시되거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이 연속 모드로 실시될 수 있다. 배치 모드 운전(operation)(정의상 비 안정 상태 운전(non steady state opertion))은 방출 전에 물 생성물이 혼합되는 충분히 다량의 하류 저장 탱크에 탈염수가 저장되는 경우, 또는 다수의 칼럼이 사용되고 시간 경과에 따라 일정한 수질 생성물에 가까운 생성물을 생성하도록 장치된 경우에 바람직할 수 있다. 다르게는, 저장이 존재하지 않을 때, 연속 이온 교환 공정(즉, 안정한 상태의 운전)을 적용하는 것이 바람직할 수 있는데, 이는 시간 경과에 따라 변화되지 않는 수질 변수를 갖는 물의 방출을 허용한다.

예시적인 배치 운전 모드(batch operation mode)의 단순화된 설계는 도 2에 도시되어 있다. 배치 운전 모드에서는, 다수의 이온 교환 칼럼이 간헐적으로 운전되며(전통적 이온 교환 운전), 즉 대조 계는 교환 모드, 로딩 모드 및 세척 모드 사이에서 칼럼의 모드를 변화시키기 위해 사용된다. 교환 모드 동안, 방해석 반응기(10)로부터 흘러나온 물로부터의 Ca^{2 +} 이온(스트림은 도 2에서 #1로 표시됨)은 양이온 교환 칼럼(12) 내에서 존재하는 수지로부터 Mg^{2 +}(및 필요한 경우, Na⁺ 및 K⁺) 이온에 의해 교환된다. 로딩 모드에서는, 해수 또는 다르게는 해수보다 더 농축된 제1 RO 단계로부터 얻은 염수를 사용하여 새로운 Mg^{2 +}(Na⁺ 및 K⁺) 이온을 양이온 교환 칼럼(12) 중의 수지 상에 로딩한다. 가장 짧은 모드인 세척 모드에서는, 용존 고체(스트림 #3)(탈염 공정으로부터)가 적은 염수를 사용하여 잔류 로딩 용액(해수 또는 RO 염수)으로부터 수지를 세척한다. 로딩 모드로부터 얻은 잔류하는 물로 인하여 생성한 물(세척 모드에 이어지는 교호나 모드에서)에 부가된 부가적인 평균 염도는 약 5 mg/L의 전체 용존 고체(TDS) 값을 초과하지 않을 것이고 또 세척 단계에 기인한 붕소 농도 부가는 0.1 mg/L 값을 초과하지 않아야 한다. 세척 모드에 이어, 세척 물은 그것이 취해지는 RO 공정의 한 지점으로 펌핑에 의해 되돌아가거나 또는 바다로 폐기되다. 교환 모드(스트림 #4)로 얻은 유출물은 분배 유량(원료 탈염 수 단독, 또는 원료 탈염수와 방해석 반응기 유출물의 조합)과 재조합(#5로 표시)되며, 또 상기 조합된 유량에 NaOH를 부가하여 소망하는 pH 및 CCPP값을 얻는다. 수질의 불균일성을 피하기 위하여(배치 이온 교환 운전의 불안정 상태 성질로 기인한), 공정의 유출물(스트림 #6으로 표시)은 저장 탱크(14)에서 혼합되어 방출되기 전에 소망하는 수질을 얻거나, 또는 다르게는 다수 이온 교환 칼럼은 일정한 수질에 가까운 수질을 얻도록 제어되는 방식으로 운전된다.

본 발명의 바람직한 구체예에 따른 연속 이온 교환 운전을 설명하는 도 3을 참조하여 설명한다. 용어 "연속 이온 교환 공정"은 이온 교환, 세척, 및 재생이 동시에 실시되고 또 유출물 품질이 시간 경과에 따라 일정한 모든 가능한 기술 수법(예컨대 중력 수지 분리를 갖는 CSTR 반응기, 회전 연속 계, Calgon의 ISEP® 연속 접촉기와 같은 특허된 시스템, 및 그 등가물)을 포함한다. 본 발명에서, 수지는 주기적으로 3개의 분명한 대역을 통과한다: "로딩 대역"; "세척 대역" 및 "교환 대역". 각 대역에서 수지가 소모하는 시간은 공정의 특정 요건에 따라 결정되지만, 전형적으로 수지는 교환 대역에서 소모 시간의 약 85%, 로딩 대역에서는 시간의 약 10%, 그리고 세척 대역에서는 시간의 약 5%로 존재할 것이다. "로딩 대역"에서 여과된 해수(또는 농도가 해수보다 더 높은 탈염 공장으로부터 얻은 염수)는 특정 양이온성 이온 교환 수지 20를 통과하고 또 해수로부터의 Mg^{2 +} (및 Na⁺ 또는 K⁺) 이온은 수지 상에 흡수된다. 수지에 로딩되는 물은 RO 공정에서 원래 계획한 바와 같이 RO 공정으로 되돌아가거나 또는 바다로 폐기되므로, 폐기물이 더 이상 생성되지 않는다.

로딩 대역을 떠난 후, 수지는 세척 대역을 통과하는데, 여기서 탈염 공정에 기인한 TDS가 낮은 물에 의해 세척된다(예컨대, 비교적 염도가 낮은 RO 공정 단계의 하나의 염수, 예컨대 애쉬켈론(Ashkelon 탈염 공장에서 제2 또는 제4 단계로부터 얻은 염수). 수지를 세척한 후, 세척 물은 RO 공정으로 되돌아가므로, 다시 아무런 폐기물도 생기지 않는다. 세척 대역에서 수지가 소모한 시간(및 세척 물 유량 비율)은 로딩 대역으로부터 생긴 베드(bed)에서 잔류하는 물에 기인한 물 생성물에 부가된 염도가 약 5 mg/L의 평균 전체 용존 고체(TDS)를 초과하지 않도록 계획된다. 세척 대역을 떠나는 수지는 방해석 용해 공정의 유출물이 펌핑되는 "교환 대역"으로 전달된다. 이 대역에서 방해석 용해 공정에서 생성된 과잉 용존 Ca^{2 +} 이온은 수지 상에 흡착된 Mg^{2 +}, Na⁺ 또는 K⁺에 의해 교환된다(당량 대 당량)(이하 실시예 참조). 교환 대역을 떠난 물은 분배 연수 스트림과 재조합되어 최종 필요한 Ca^{2 +}, Mg²⁺, 및 경도(필요한 경우) 농도를 얻는다. 마지막으로, 상기 조합된 스트림에 NaOH를 투여하여 소망하는 pH (및 CCPP) 값을 얻는다.

본 발명에서 제시된 H₂SO₄ 방해석 용해 공정의 변형에는 2개의 주요 이점이 존재한다: 이온 교환 부분의 부가는 새로운 기준에 의해 설정된 Ca^{2 +} 농도 제한을 넘지 않는 공정(다른 방법에 비하여 훨씬 저렴함)의 이용을 허용한다. 동시에 상기 방법은 저렴한 Mg^{2 +}이온을 물에 공급하는 것을 허용하며, 또 과도하게 경질이 아닌 물의 공급을 허용한다. 또한, 상기 공정은 수지를 로딩하고 세척하는데 필요한 모든 물이 RO 공정 내에서 와서 막 분리 공정 자체에 나쁜 영향을 주지 않고 되돌아가기 때문에 아무런 폐기물 스트림을 생성하지 않는다.

본 발명을 더욱 잘 이해하고 또 그 실제 적용을 이해하기 위하여, 도면을 첨부한다. 동일 성분에 대해서는 동일 참조 부호로 표시한다.

도면은 예시적으로 또 바람직한 구체예로서 나타낸 것일 뿐 상세한 설명과 특허청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니다.

도 1은 pH에 감소를 위해 H₂SO₄를 사용하는 전형적인 방해석-용해-계 탈염 후처리를 개략적으로 도시한다(종래 기술).

도 2는 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 방해석-용해-계 탈염 후처리 방법을 개략적으로 도시한다(배치 이온 교환 운전).

도 3은 본 발명의 다른 바람직한 구체예에 따른 방해석-용해-계 탈염 후처리 방법을 개략적으로 도시한다(연속 이온 교환 운전).

공정 운전에 관련된 예:

하기 실시예는 제시된 방법을 이용하여 2개의 상이한 세트의 소망하는 수질 기준을 얻는 것을 예시한다. 제1 실시예에서는 연속 이온 교환 모드가 사용된 것으 로 본다. 제2 실시예에서는 복수의 칼럼 작업(정지상 수지)가 사용된 것으로 본다. 복수의 칼럼 작업은 원칙적으로, 수지가 정지상(교환, 로딩 및 세척 주기에서 3개의 상이한 물 스트림에 주기적으로 처리되는)이고 또 후처리 공정을 떠나는 수질이 시간 경과에 따라 일정하지 않은 것을 제외하고는 연속 작업과 유사하다. 일정한 및 평균 수질은 하류 저장 탱크에 의해 얻거나, 또는 물 유량 속도가 대형이면, 복수의 이온 교환 칼럼을 사용하여 시간에 따라 점진적으로 운전할 수 있다. 후자의 경우 칼럼으로부터 얻은 유출물 스트림은 수질 변수 농도에서 소정의 변동을 갖는 최종 수질을 얻도록 함께 조합될 수 있다.

이들 2개의 특이적 예에서 수질 요건은 전체 경도 농도의 제한을 포함하지 않음에 주목한다. 이러한 제한이 부과되면, 제2 이온 교환 수지를 설치하여 과량의 Ca²⁺ 이온을 Na⁺ 및/또는 K⁺이온으로 치환해야 한다.

실시예에 관련된 운전 변수:

RO 탈염 공장의 유량: 14,000 m³/hr (매년 100,000,000 m³을 공급하도록 디자인된 공장의 전형적인 운전 유량에 상응함).

막 분리 공정으로부터 기인한 물에서 전체 용존 고체 농도 = 30 mg/L

방해석 반응기를 통과하는 원료 물의 분획 = 25%

온도 = 20℃

방해석 반응기의 출구에서 추정된 CCPP = -10 mg/L CaCO₃ 환산.

이들 실시예에서, 후처리 반응기는 대기압으로부터 밀폐되므로 물로부터 CO₂ 가 대기로 방출은 생기지 않는다.

실시예 1 (연속 모드 운전):

후처리 공정의 출구에서 소망하는 수질

알칼리성 > 90 mg/L CaCO₃ 환산

120 > [Ca^{2 +}] > 80 mg/L CaCO₃ 환산

[Mg^{2 +}] = 24.3 mg/L Mg^{2 +} 환산

CCPP > 3.0 mg/L CaCO₃ 환산

pH = < 8.5

일반적 디자인

방해석 반응기를 통과할 때 물에 대한 소망하는 화학물질 부가량(물의 25%만이 방해석 반응기를 통과하는 것으로 가정할 때, 물 생성물 m³ 당 화학물질 투여량은 이들 값의 25%이다)은 다음과 같다:

H₂SO₄ (100%) = 487 mg/L (pH 2.06까지)

CaCO_{3 (s)} = 760 mg/L

기존의 방해석 용해 공정에 따르면, 이 스트림은 75%의 미처리 수 및 약 7.8의 pH 값을 얻기 위해 부가된 NOH와 재조합되어 다음 결과를 얻어야만 했었다:

알칼리성 = 92.5 mg/L CaCO₃ 환산, [Ca^{2 +}] = 190 mg/L CaCO₃ 환산 및

CCPP = 3.2 mg/L CaCO₃ 환산 (이 시나리오에서 필요한 NaOH 투여량은 21.4 mg/L이다).

제시된 공정에서, 방해석 칼럼을 떠나는 물은 다음 수질 변수를 갖는다: 알칼리성 = 263 mg/L CaCO₃환산, Ca^{2 +} = 760 mg/L CaCO₃ 환산, pH = 6.64. 상기 물을 "교환 대역"으로 펌핑하고 수지와 접촉시켜 8 meq/L의 CaCO₃ (즉, 분배 스트림과 재조합된 후 최종 물 생성물 중의 2 meq/L 또는 100 mg/L CaCO₃ 환산; 도 3 참조)는 8 meq/L의 Mg^{2 +} (즉, 4:1 희석 후 [Mg^{2 +}] = 2 meq/L 또는 최종 물 생성물 중의 24.3 mg Mg^{2 +}/L)에 의해 치환된다.

생성한 물 조성(분배 원료 물 스트림과의 배합에 이어 (도 3 참조) 및 23.7 mg/L의 NaOH 투여량)은 다음과 같다: 알칼리성 = 95.4 mg/L CaCO₃ 환산, [Ca^{2 +}] = 90 mg/L CaCO₃ 환산, [Mg^{2 +}] = 24.3 mg/L, pH = 8.18, 및 CCPP = 3.2 mg/L CaCO₃ 환산.

연속 이온 교환 공정에 필요한 수지의 부피의 추정 ( 실시예에 제시된 요건에 따라)

특정 수지 Amberlite IRC747 (Rohm & Hass INC.)를 사용하여, 교환 대역에 필요한 유수성(hydraulic) 체류 시간은 1.5 내지 2분(즉 시간당 30 내지 40 베드 부피 - 제조자의 데이터)이다. 방해석 반응기로의 유량이 3500 m³/h (매년100,000,000 m³ 탈염 공장의 매 시간 피이크 유량의 25%)라고 가정하면, 교환 대역에서 수지의 부피는 약 100 m³ (35 BV/h에 의해 나누어진 3500 m³/h))이어야 한다.

"로딩" 대역에서 수지으 부피는 상기 실시예의 조건하에서 "교환 대역"에서의 부피의 15% 내지 20% (즉 20 m³ 까지)이다.

실시예에서 "세척" 대역에서 수지의 부피는 10 m³를 초과하지 않을 것으로 예상된다.

전체적으로 실시예에 기재된 조건하에서 필요한 수지의 부피는 130 m³ 까지이다.

실시예 2 (복수 칼럼 운전):

후처리 공정의 출구에서 소망하는 수질

알칼리성 > 65 mg/L CaCO₃ 환산,

120 > [Ca^{2 +}] > 80 mg/L CaCO₃ 환산,

[Mg^{2 +}] = 12.15 mg/L

CCPP > 2.0 mg/L CaCO₃ 환산

pH < 8.5

일반적 디자인

방해석 반응기를 통과할 때 물에 대한 소망하는 화학물질 부가량(물의 25%만이 방해석 반응기를 통과하는 것으로 가정할 때, 물 생성물 m³ 당 화학물질 투여량은 이들 값의 25%이다)은 다음과 같다:

H₂SO₄ (100%) = 316 mg/L (pH 2.24까지)

CaCO_{3 (s)} = 525 mg/L

기존의 방해석 용해 공정에 따르면, 이 스트림은 75%의 미처리 수 및 약 8.2의 pH 값을 얻기 위해 부가된 NOH와 재조합되어 다음 결과를 얻어야만 했었다:

알칼리성 = 66 mg/L CaCO₃ 환산, [Ca^{2 +}] = 132 mg/L CaCO₃ 환산, 및 CCPP = 3.0 mg/L CaCO₃ 환산 (이 시나리오에서 필요한 NaOH 투여량은 12.3 mg/L이다).

제시된 공정에서, 방해석 칼럼을 떠나는 물(다음 수질 변수를 갖는다: 알칼리성 = 202.5 mg/L CaCO₃ 환산, Ca^{2 +} = 525 mg/L CaCO₃ 환산, pH = 6.83)을 이온 교환 칼럼으로 펌핑하고 수지와 접촉시켜 4 meq/L의 CaCO₃ (즉, 분배 스트림과 재조합된 후 최종 물 생성물 중의 1 meq/L 또는 50 mg/L CaCO₃ 환산; 도 3 참조)는 4 meq/L의 Mg^{2 +} (즉, 1 meq/L 또는 최종 물 생성물 중의 12.15 mg Mg^{2 +}/L)에 의해 치 환된다.

생성한 물 조성(분배 원료 물 스트림과의 배합에 이어 (도 3 참조) 및 13.1 mg/L의 NaOH 투여량)은 다음과 같다: 알칼리성 = 67 mg/L CaCO₃ 환산, [Ca^{2 +}] = 81 mg/L CaCO₃ 환산, [Mg^{2 +}] = 12.15 mg/L, pH = 8.44, 및 CCPP = 3.0 mg/L CaCO₃ 환산.

복수 칼럼 이온 교환 공정에 필요한 수지의 부피의 추정 ( 실시예에 제시된 요건에 따라)

실시예 #1에서와 동일 수지 및 유량을 사용하여, 교환 단계에 필요한 수지의 부피는 동일, 즉 약 100 m³ (실시예 #1 참조)이어야 한다.

상기 실시예에서 "로딩" 단계에서 수지 칼럼이 소모하는 시간은 "교환" 단계에서 소모하는 시간의 7% 미만이다. 이 실시예에서 "세척" 단계에서 수지 칼럼이 소모하는 시간은 "교환"단계에서 칼럼이 소모하는 시간의 2%를 초과하지 않을 것으로 기대된다. 따라서, 로딩 및 세척 단계에서 필요한 수지의 부피는 합쳐져서 교환 단계에서 양의 9%에 달한다. 따라서, 이 실시예에서는 110 m³ 수지의 전체 부피가 필요하다.

따라서 전형적인 디자인은 각각 10 m³ 의 수지를 갖는 11개의 이온 교환 칼럼을 예상할 수 있다: 언제나 10개 칼럼은 교환 단계일 것이고, 11번째 칼럼은 로딩/세척 단계일 것이다. 단일 이온 교환 칼럼은 Mg^{2 +}이 높고 Ca²⁺ 이 낮은 교환 단계 의 초기에서 물을 생성할 것이고 교환 단계의 마지막에는 그 반대로 될 것이다. 그러나, 제시된 디자인하에서, 10개 수지 칼럼은 각각 37분의 시간 차이를 두고 운전한다. ("교환 단계"는 35 BV/h의 유량에서 220 BV 지속된다, 즉 단일 칼럼의 전체 주기는 6.29 시간 지속될 것이고 그의 1/10은 37분이다). 이러한 운전 기간 하에서, 이온 교환 칼럼의 유출물은 혼합되며 또 최종 물 생성물에서 Mg^{2 +} 및 Ca^{2 +} 농도는 37분 반복 주기 동안 시간 경과에 따라 7.53에서 8.34 meq/L ([Ca^{2 +}]) 로 또 4.54에서 3.56 meq/L ([Mg^{2 +}])로 선형적으로 변할 것이다.

본 명세서에 기재된 구체예의 기재 및 첨부된 도면은 본 발명을 이해를 위해 제시된 것일 뿐 이하의 특허청구범위에 의해 포함되는 범위를 한정하지 않는 것이 분명하다.

당업자들은 본 발명의 명세서를 읽는다면 첨부한 도면 및 상술한 구체예에 대하여 변형 또는 보정을 가할 수 있고, 이 또한 첨부된 특허청구범위에 포함됨을 분명히 숙지하고 있을 것이다.

Claims (26)

1. 양이온이 로딩(load)된 적어도 1개 유형의 이온 교환 수지에 의해 천연 수체(water body)로부터 양이온을 분리하고;

   상기 양이온이 로딩된 적어도 1개의 이온 교환 수지를 방해석 반응기의 유출물과 접촉시키는 것을 포함하고, 이때 양이온은 상기 유출물로부터 얻은 Ca^{2 +}에 의해 교환되며;

   생성한 탈염 수의 Ca^{2 +} 농도는 감소되는 반면에 양이온 농도는 소망하는 수질 기준에 맞도록 증가하는,

   탈염 수에 대한 H₂SO₄-계 방해석 용해 후처리 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이온 교환 수지를 용존 고체가 적은 내부 탈염-공장 물 스트림(water stream)으로 세척하는 것을 더 포함하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 양이온은 Mg^{2 +}, Na⁺ 및 K⁺ 이고 또 Mg^{2 +} 이온은 제1 유형 이온 교환 수지에서 교환되고 또 Na⁺ 및 K⁺ 이온은 제2 유형 이온 교환 수지에서 교환되는 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제1 유형 이온 교환 수지는 Mg^{2 +} 및 Ca^{2 +} 와 같은 2가 양이온에 대하여 높은 친화성을 갖고 또 Na⁺ 및 K⁺ 와 같은 1가 양이온에 대하여 아주 낮은 친화성을 갖는 방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 제2 유형 이온 교환 수지는 Na⁺ 및 K⁺ 와 같은 1가 양이온에 대하여 높은 친화성을 갖고 또 Mg^{2 +} 및 Ca^{2 +} 와 같은 2가 양이온에 대하여 비교적 낮은 친화성을 갖는 방법.
6. 제 4항에 있어서, 상기 제1 유형 이온 교환 수지는 Amberlite IRC747 (Rohm & Hass INC.)과 같은 수지 또는 그 등가물인 방법.
7. 제 1항에 있어서, 수지에 양이온을 로딩하기 위해 사용된 상기 해수는 탈염 공정에 들어가기 전에 여과된 해수인 방법.
8. 제 7항에 있어서, 수지에 양이온을 로딩시키기 위하여 사용된 상기 해수는 샌드 여과 또는 UF 막을 사용하여 예비 여과된 것인 방법.
9. 제 1항에 있어서, 수지에 양이온을 로딩시키기 위하여 사용된 상기 해수는 탈염 공정으로부터 제공된 염수 스트림인 방법.
10. 제 7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수지를 로딩시키기 위하여 사용된 상기 해수는 밀폐 루프 방식으로 취해진 용기로 되돌아가거나, 또는 수지를 로딩하기 위해 염수가 사용될 경우 바다로 되돌아가게 폐기되는 방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 배치 이온 교환 모드로 실시되는 방법.
12. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 연속 이온 교환 모드로 실시되는 방법.
13. 제 1항에 있어서, 필요한 수질 기준이 알칼리성 (H₂CO₃ ^* 알칼리성) > 60 mg/L CaCO₃ 환산; Ca^{2 +} > 80 mg/L; 탄산 칼슘 석출 포텐셜 3 내지 10 mg/L CaCO₃ 환산; 및 8.5 미만의 pH인 방법.
14. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 등가의 양이온 농도에 의해 H₂SO₄-계 칼슘에 의해 생성된 Ca^{2 +} 농도의 특정 분획을 치환하도록 실시될 수 있는 방법.
15. 적어도 1회 로딩 주기 내에 양이온을 로딩할 수 있고 또 적어도 1회 이온 교환 주기 내에 상기 양이온의 일부를 Ca^{2 +} 이온으로 교환할 수 있는 수지가 제공된 적어도 1개의 이온 교환 칼럼;

    교환 주기에서 방해석 반응기에서부터 적어도 1개의 이온 교환 칼럼으로 전달될 상기 Ca^{2 +} 이온을 제공하도록 적응된 방해석 반응기를 포함하고,

    교환 주기로부터 생성된 탈염 수는 필요한 수질 기준에 맞추기 위하여 또는 Ca²⁺이온을 사용하여 물에 양이온을 부가하기 위하여 Ca^{2 +} 농도는 낮고 또 상기 양이온 농도 (상기 방해석 반응기를 떠나는 물에 대하여)는 풍부한,

    탈염 공정 밖으로 나온 물을 처리하기 위한 후처리 장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 양이온은 Mg^{2 +}, Na⁺ 및 K⁺ 인 장치.
17. 제 15항에 있어서, 적어도 1개의 이온 교환 칼럼을 세척하고 또 세척수를 그것이 취해진 탈염 공정의 한 지점으로 되돌아가게 하거나 또는 바다로 폐기하는 수단을 더 포함하는 장치.
18. 제 15항에 있어서, 상기 이온 교환 주기로부터 나온 유출물은 탈염수의 원료 수 분배 유량과 재조합되고 이 조합된 유량에 NaOH를 부가하여 소정의 필요한 pH, 알칼리성, Ca^{2 +}, 다른 양이온, 전체 경도 및 CCPP 값을 갖는 탈염수를 얻는 장치.
19. 제 18항에 있어서, NaOH와 함께 부가된 물은 저장 탱크에서 혼합되어 방출되기 전에 필요한 수질을 얻는 장치.
20. 제 15항에 있어서, 상기 이온 교환 칼럼은 연속 교환수지이며, 이때 상기 수지는 "로딩된 대역"; "세척 대역"; 및 "교환 대역" 사이를 통과하도록 적응되며 또 수지가 상기 각 대역에서 소모하는 시간은 특정 소망하는 수질 기준에 의해 결정되는 장치.
21. 제 15항에 있어서, 수지의 제1 수지는 Amberlite IRC747 (Rohm & Hass INC.) 와 같은 수지 그룹으로부터 선택된 수지인 장치.
22. 제 15항에 있어서, 상기 양이온은 탈염 공정에 들어가기 전에 여과된 해수로부터 얻거나 또는 탈염 공정으로부터 제공된 염수로부터 얻는 장치.
23. 제 22항에 있어서, 상기 양이온은 Mg^{2 +}, Na⁺ 및 K⁺ 인 장치.
24. 제 22항에 있어서, 상기 여과된 해수 또는 염수는 적어도 1개의 이온 교환 칼럼을 통과한 후 밀폐 루프 방식으로 그것이 취해진 용기로 되돌아가거나 또는 바 다로 폐기되는 장치.
25. 상기 명세서, 첨부한 도면 및 첨부한 특허청구범위에 기재된 바와 같은 탈염 수에 대한 H₂SO₄-계 방해석 용해 후처리 방법.
26. 상기 명세서, 첨부한 도면 및 첨부한 특허청구범위에 기재된 바와 같은 탈염 방법 밖으로 나온 물을 처리하기 위한 후처리 장치.

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