KR20100134137A - 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법 - Google Patents
담수 생성 장치 및 담수 생성 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100134137A KR20100134137A KR1020107027101A KR20107027101A KR20100134137A KR 20100134137 A KR20100134137 A KR 20100134137A KR 1020107027101 A KR1020107027101 A KR 1020107027101A KR 20107027101 A KR20107027101 A KR 20107027101A KR 20100134137 A KR20100134137 A KR 20100134137A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water
- seawater
- reverse osmosis
- membrane
- osmosis membrane
- Prior art date
Links
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 title claims abstract description 226
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 937
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 449
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 262
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 217
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 172
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 100
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 209
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 127
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 59
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 53
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 453
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 75
- 239000008213 purified water Substances 0.000 abstract description 71
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 232
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 118
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 97
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 97
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 71
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 65
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 65
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 51
- 238000009287 sand filtration Methods 0.000 description 51
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 41
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 39
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 28
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 28
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 27
- 241000894007 species Species 0.000 description 25
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 22
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 22
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 19
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 18
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 17
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 15
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 15
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 15
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 14
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 13
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 13
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
- 239000008155 medical solution Substances 0.000 description 11
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 7
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 7
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 7
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 7
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 for example Substances 0.000 description 5
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-DYCDLGHISA-N deuterium hydrogen oxide Chemical compound [2H]O XLYOFNOQVPJJNP-DYCDLGHISA-N 0.000 description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 3
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M phosphonate Chemical compound [O-]P(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000002597 Solanum melongena Nutrition 0.000 description 1
- 244000061458 Solanum melongena Species 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000005276 aerator Methods 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 1
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004900 laundering Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
- B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/029—Multistep processes comprising different kinds of membrane processes selected from reverse osmosis, hyperfiltration or nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
- C02F3/1273—Submerged membrane bioreactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/12—Addition of chemical agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/16—Flow or flux control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/24—Quality control
- B01D2311/246—Concentration control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/2688—Biological processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/02—Elements in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/02—Elements in series
- B01D2317/022—Reject series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
- B01D2321/167—Use of scale inhibitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/445—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by forward osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/02—Biological treatment
- C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/06—Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/001—Runoff or storm water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/26—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
- C02F2103/28—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/32—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
- C02F2103/346—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from semiconductor processing, e.g. waste water from polishing of wafers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/34—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
- C02F2103/36—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/009—Apparatus with independent power supply, e.g. solar cells, windpower, fuel cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/001—Upstream control, i.e. monitoring for predictive control
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/02—Temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/05—Conductivity or salinity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/04—Flow arrangements
- C02F2301/043—Treatment of partial or bypass streams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/02—Odour removal or prevention of malodour
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/04—Disinfection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/08—Corrosion inhibition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/10—Energy recovery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/18—Removal of treatment agents after treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/20—Prevention of biofouling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
- C02F3/101—Arranged-type packing, e.g. stacks, arrays
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
- C02F3/103—Textile-type packing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/10—Packings; Fillings; Grids
- C02F3/109—Characterized by the shape
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/086—Condensed phosphates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/105—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances combined with inorganic substances
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/20—Sludge processing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Abstract
본 발명은 해수(海水) 등의 비정화수로부터 담수(淡水) 등의 정화수를 양호한 효율로 얻을 수 있는 담수 생성 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은, 역침투막 여과에 의해 담수를 생성하는 담수 생성 방법으로서, 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도수와 해수를 혼합하고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 역침투막 여과시킴으로써 담수를 생성하는 담수 생성 방법을 제공한다.
Description
본 발명은, 역침투막 여과에 의해 담수(淡水)를 생성하는 담수 생성 방법 및 담수 생성 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 역침투막 장치를 사용한 여과에 의해 해수(海水)를 담수화하는 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치에 관한 것이다.
최근, 지구 온난화 등에 의해 비가 국소적으로 또는 단시간에 내려서 수자원이 지리적 또는 시간적으로 편재하는 것과, 임업 쇠퇴나 삼림 벌채 등에 의해 산간부의 보수력(保水力)이 저하되는 것으로 인하여, 수자원을 안정적으로 확보하기가 곤란한 문제가 있다.
수자원을 안정적으로 확보하기 위하여, 예를 들면, 임해(臨海) 지역에서는, 역침투막을 사용한 여과 처리에 의해 해수를 담수화하는 것이 제안되었다(예를 들면, 특허 문헌 1).
그러나, 종래의 해수의 담수화 기술은, 해수를 역침투막으로 여과 처리하는데 해수를 가압하여 펌프 등으로 역침투막 유닛에 압송할 필요가 있어, 해수의 소금 농도(용해 염류 농도)가 높을수록 많은 에너지가 필요하다는 문제를 가지고 있다.
본 발명은, 전술한 문제점을 감안하여, 해수 등의 비정화수로부터 담수 등의 정화수를 양호한 효율로 얻을 수 있는 담수 생성 방법, 담수 생성 장치, 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 역침투막 여과에 의해 담수를 생성하는 담수 생성 방법으로서,
해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도수와 해수를 혼합하고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 역침투막 여과함으로써 담수를 생성하는 담수 생성 방법이다.
또한, 본 발명은, 역침투막 여과에 의해 담수가 생성되도록 구성되어 되는 담수 생성 장치로서,
해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도수와 해수가 혼합되고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수가 역침투막 여과됨으로써 담수가 생성되도록 구성되는 담수 생성 장치이다.
또한, 본 발명은, 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 해수를 담수화하는 해수 담수화 방법으로서,
유기성 폐수를 생물 처리하여 얻어지는 생물 처리수를 희석수로서 해수에 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수를 담수화하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 방법이다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 해수보다 소금 농도가 낮은 생물 처리수를 희석수로서 해수에 혼합함으로써 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리함으로써, 상기 역침투막 장치에 혼합수를 압송하기 위한 압력을 해수를 압송하는 경우에 비하여 억제할 수 있으므로, 얻어지는 담수의 단위량당의 압송에 필요한 에너지량을 억제할 수 있다. 또한, 역침투막 장치의 막의 투과 유속(플럭스)을 크게 할 수 있어, 여과수량을 증가시킬 수 있다. 또한, 막으로 가해지는 부하(해수 중의 소금에 의한 화학적 부하, 및 압력에 의한 물리적 부하)도 억제할 수 있어, 상기 막의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 생물 처리수를 유효하게 활용할 수 있다.
또한, 상기 생물 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 유기성 폐수를 생물 처리하여 생물 처리수를 얻고, 또한 정밀 여과막, 한외(限外) 여과막, 및 모래 여과 수단 중 적어도 어느 하나를 가지는 제탁(除濁) 장치를 사용하여 여과 처리하여 투과수를 얻고, 상기 투과수를 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 투과수인 정화수와 농축수를 얻는 폐수 처리 공정을 실시하고, 상기 혼합 공정에서는, 상기 농축수인 생물 처리수를 상기 희석수로서 사용한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 상기 폐수 처리 공정에서 정화수를 회수할 수 있어, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
상기 폐수 처리 공정을 포함하여 이루어지는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 상기 폐수 처리 공정에서, 생물 처리를 하기 위한 생물 처리조 내의 액면(液面) 하에 제탁 장치를 침지막으로서 설치하여 여과 처리한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 생물 처리로 활성 오니(汚泥)를 사용하는 경우, 침지막을 통해 활성 오니를 포함하는 생물 처리수로부터 활성 오니를 거의 포함하지 않는 여과수만을 얻을 수 있으므로, 생물 처리조 내의 생물 농도를 용이하게 높일 수 있으며, 생물 처리조의 용적을 컴팩트화할 수 있는 이점이 있다. 또한, 제탁 장치를 생물 처리조의 밖에 설치하는 경우에 비하여, 해수 담수화 방법으로 사용하는 장치를 더 한층 컴팩트화할 수 있고, 또한 제탁 장치에서 농축된 진흙을 생물 처리조에 반송하는 경로도 불필요해지는 이점이 있다.
또한, 상기 생물 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 상기 혼합수 처리 공정에서 역침투막 장치를 사용하여 여과 처리하기 전에, 정밀 여과막, 한외 여과막, 및 모래 여과 수단 중 적어도 어느 하나를 가지는 제탁 장치를 사용하여 혼합수를 여과 처리한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 혼합수 처리 공정에서 사용하는 역침투막 장치의 막면에 유기성 고형 물질이 부착되는 것을 억제할 수 있어, 더 한층 효율적으로 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 더 한층 순도가 높은 담수를 얻을 수 있는 이점도 있다.
상기 혼합수 처리 공정에서 역침투막 장치를 사용하여 여과 처리하기 전에, 상기 제탁 장치를 사용하여 혼합수를 여과 처리하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 상기 혼합수 처리 공정에서 제탁 장치를 사용하여 혼합수를 여과하기 전에 혼합수를 생물 처리한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 혼합수 중의 용해성 유기물 농도가 저감되므로, 제탁 장치와 역침투막 장치 사이에서 발생하는 미생물의 증식을 억제할 수 있어, 혼합수 처리 공정에서 사용하는 역침투막 장치의 막면에 미생물 등의 유기성 고형 물질이 부착되는 것을 억제할 수 있어, 더 한층 효율적으로 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 더 한층 순도가 높은 담수를 얻을 수 있는 이점도 있다.
또한, 상기 생물 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 상기 혼합 공정에서 해수와 희석수와의 혼합 체적비를 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 얻어지는 담수량당에 있어서의 해수를 담수화하기에 필요한 에너지량을 확실하게 억제할 수 있고, 또한 혼합 공정이나 혼합수 처리 공정에 사용되는 기기의 부식을 억제할 수 있는 이점이 있다. 또한, 혼합수 처리 공정에 생물 처리를 실시하는 경우에는, 생물 처리가 양호하게 이루어지는 이점도 있다.
또한, 상기 생물 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 제탁 장치를 사용하여 해수를 여과 처리하고, 상기 혼합 공정에서는, 상기 여과 처리된 해수와 희석수를 혼합한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 더 한층 순도가 높은 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 희석수로서의 생물 처리수가 여과 처리된 경우에는 상기 희석수에 포함되는 고형 물질 농도가 낮아지고, 또한, 희석수에 혼합되는 해수에 포함되는 고형 물질 농도가 억제되므로, 더 한층 양호한 효율로 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 해수를 담수화하도록 구성되어 이루어지는 해수 담수화 장치로서,
유기성 폐수를 생물 처리하여 얻어지는 생물 처리수를 희석수로서 해수에 혼합하고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치이다.
또한, 본 발명은, 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 해수를 담수화하는 해수 담수화 방법으로서,
무기성 폐수를 침전 분리하여 얻어지는 상징수(上澄水)인 침전 처리수를 희석수로서 해수에 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수를 담수화하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 방법이다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 해수보다 소금 농도가 낮은 침전 처리수를 희석수로서 해수에 혼합함으로써 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리함으로써, 상기 역침투막 장치에 혼합수를 압송하기 위한 압력을 해수를 압송하는 경우에 비하여 억제할 수 있으므로, 얻어지는 담수의 단위량당에 있어서의 압송에 필요한 에너지량을 억제할 수 있다. 또한, 상기 역침투막 장치에 공급되는 혼합수인 공급수의 소금 농도가 낮아지므로, 처리수 회수율을 높일 수 있어 얻어지는 담수의 단위량당에 있어서의 압송에 필요한 에너지량을 억제할 수 있다. 또한, 역침투막 장치의 막의 투과 유속(플럭스)을 크게 할 수 있어, 여과수의 양을 증가시킬 수 있다. 또한, 막으로 가해지는 부하(해수 중의 소금에 의한 화학적 부하, 및 압력에 의한 물리적 부하)도 억제할 수 있어, 상기 막의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 침전 처리수를 유효하게 활용할 수 있다.
또한, 상기 침전 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 무기성 폐수를 침전 분리하여 침전 처리수를 얻고, 또한 모래 여과 수단, 정밀 여과막 및 한외 여과막 중 적어도 어느 하나를 가지는 제탁 장치를 사용하여 여과 처리하고 투과수를 얻고, 상기 투과수를 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 투과수인 정화수와 농축수를 얻는 폐수 처리 공정을 실시하고, 상기 혼합 공정에서는, 상기 농축수인 침전 처리수를 상기 희석수로서 사용한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 상기 폐수 처리 공정에 있어서 정화수를 회수할 수 있어, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 침전 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 상기 혼합수 처리 공정에서 역침투막 장치를 사용하여 여과 처리하기 전에 모래 여과 수단, 정밀 여과막 및 한외 여과막 중 적어도 어느 하나를 가지는 제탁 장치를 사용하여 혼합수를 여과 처리한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 혼합수 처리 공정에서 사용하는 역침투막 장치의 막면에 무기성 고형 물질이 부착되는 것을 억제할 수 있어, 더 한층 효율적으로 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 더 한층 순도가 높은 담수를 얻을 수 있는 이점도 있다.
또한, 상기 침전 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 상기 혼합 공정에서 해수와 희석수와의 혼합 체적비를 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 해수를 담수화하기 위해 필요한 에너지에 관하여, 얻어지는 담수량당의 에너지량을 확실하게 억제할 수 있고, 또한 혼합 공정이나 혼합수 처리 공정에 사용되는 기기의 부식을 억제할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 침전 처리수를 사용하는 해수 담수화 방법에 있어서는, 바람직하게는, 제탁 장치를 사용하여 해수를 여과 처리하고, 상기 혼합 공정에서는, 상기 여과 처리된 해수와 희석수를 혼합한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 더 한층 순도가 높은 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 희석수로서의 침전 처리수가 여과 처리된 경우에는 상기 희석수에 포함되는 고형 물질 농도가 낮아지고, 또한, 희석수에 혼합되는 해수에 포함되는 고형 물질 농도가 억제되어 있으므로, 더 한층 양호한 효율로 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 해수를 담수화하도록 구성되어 이루어지는 해수 담수화 장치로서,
무기성 폐수를 침전 분리하여 얻어지는 상징수인 침전 처리수를 희석수로서 해수에 혼합하고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치이다.
또한, 본 발명은, 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 해수를 담수화하는 해수 담수화 방법으로서,
무기성 폐수를 희석수로서 해수에 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수를 담수화하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 방법이다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 해수보다 소금 농도가 낮은 무기성 폐수를 희석수로서 해수에 혼합함으로써 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리함으로써, 상기 역침투막 장치에 혼합수를 압송하기 위한 압력을 해수를 압송하는 경우에 비하여 억제할 수 있으므로, 얻어지는 담수의 단위량당에 있어서의 압송에 필요한 에너지량을 억제할 수 있다. 또한, 상기 역침투막 장치에 공급되는 혼합수인 공급수의 소금 농도가 낮아지므로, 처리수의 회수율을 높일 수 있고, 얻어지는 담수의 단위량당에 있어서의 압송에 필요한 에너지량을 억제할 수 있다. 또한, 역침투막 장치의 막의 투과 유속(플럭스)을 크게 할 수 있어, 여과수량을 증가시킬 수 있다. 또한, 막으로 가해지는 부하(해수 중의 소금에 의한 화학적 부하, 및 압력에 의한 물리적 부하)도 억제할 수 있어, 상기 막의 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명은, 역침투막 장치를 사용한 여과 처리에 의해 해수를 담수화하도록 구성되어 이루어지는 해수 담수화 장치로서,
무기성 폐수를 희석수로서 해수에 혼합하고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 상기 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 장치이다.
또한, 본 발명은, 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제1 처리부와, 상기 제1 처리부에서 생성된 농축수를 해수에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제2 처리부를 구비하고, 각 처리부에 의해 분리된 투과수가 담수로서 얻어지는 담수 생성 장치로서,
상기 제1 처리부에는, 상기 저염 농도 폐수의 소금 농도를 측정하는 제1 소금 농도 측정 수단이 구비되고, 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 제1 처리부에서 얻어지는 투과수의 생성량과, 상기 제2 처리부에서 얻어지는 투과수의 생성량이 제어되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 담수 생성 장치를 제공한다.
이러한 담수 생성 장치에 있어서는, 제1 처리부에 의해 저염 농도 폐수를 담수 자원으로서 이용하므로, 그 만큼 해수만을 담수 자원으로 하는 것에 비해 저에너지로 담수를 생성할 수 있다.
또한, 제2 처리부에서는, 해수를 희석할 수 있으므로 소금의 농도를 저감시킬 수 있어, 이 점에 있어서도 저에너지로 담수를 생성할 수 있다.
또한, 담수 자원으로서 해수도 사용하므로, 안정적으로 담수 자원을 확보할 수 있고, 저염 농도 폐수의 소금 농도가 변동된 경우에는, 제1 처리부 및 제2 처리부에서의 생성량을 제어하여 전체 생성량을 안정화시킬 수도 있다.
상기 소금 농도 측정 수단이 구비되는 담수 생성 장치에 있어서는, 상기 측정값이 소정 기준 이하 또는 미만인 경우에는, 상기 제1 처리부에서의 생성량을 증가시키고, 상기 제2 처리부에서의 생성량을 저감시키도록 제어되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 있어서는, 소금 농도의 측정값이 소정 기준 이하 또는 미만인 경우에는, 기준 내에 있는 경우에 비하여, 회수율을 높여서 동일한 에너지로 보다 많은 담수를 얻을 수 있다.
따라서, 그 만큼 고에너지를 필요로 하는 제2 처리부에서의 생성량(담수량)을 적게 할 수 있으며, 동일한 에너지로 효율적으로 담수를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제1 처리부와, 상기 제1 처리부에 의해 생성한 농축수를 희석용으로서 해수에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제2 처리부를 구비하고, 각 처리부에 의해 분리된 투과수가 담수로서 얻어지는 담수 생성 장치로서, 상기 제1 처리부에는, 유입된 저염 농도 폐수의 유입량을 측정하는 유량 측정 수단이 구비되고, 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 제1 처리부 및 상기 제2 처리부에서의 여과 처리량을 제어할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 담수 생성 장치를 제공한다.
이러한 담수 생성 장치에 있어서는, 제1 처리부에 의해 저염 농도 폐수를 담수 자원으로서 이용함으로써부터, 그 만큼 해수만을 담수 자원으로 하는 것에 비하여 저에너지로 담수를 생성할 수 있다.
또한, 제2 처리부에서는, 해수를 희석할 수 있으므로 소금 농도를 저감시킬 수 있어, 이 점에 있어서도 저에너지로 담수를 생성할 수 있다.
또한, 저염 농도 폐수의 취수량이 감소해도, 제1 처리부에서의 처리량을 감소시키고, 해수를 담수 자원으로서 사용하는 제2 처리부에서의 처리량을 증가시키도록 제어할 수도 있고, 반대로 취수량(取水量)이 증대하더라도, 제1 처리부에서의 처리량을 증대시키고, 제2 처리부에서의 처리량을 감소시킬 수 있어, 과대하게 큰 저류조를 위한 거대한 공간을 필요로 하지 않고, 또한 얻어지는 담수량을 안정화시킬 수 있다.
또한, 저염 농도 폐수를 폐기해야만 하는 것을 방지할 수 있고, 저비용으로 담수를 생성할 수 있는 저염 농도 폐수를 충분히 유효 이용할 수 있어, 효율적으로 담수를 얻을 수 있다.
상기 유량 측정 수단이 구비되어 이루어지는 담수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 처리부 및 제2 처리부는, 각각 역침투막 여과를 행하는 복수개의 역침투막 유닛을 구비하여 이루어지고, 상기 측정값에 기초하여, 상기 제1 처리부 및 상기 제2 처리부에서 역침투막 여과를 행하는 역침투막 유닛의 수를 제어할 수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 담수 생성 장치에 있어서는, 각 처리부에서의 여과를 행하는 역침투막 유닛의 수를 제어함으로써, 각 처리부에서의 처리량을 용이하게 제어할 수 있다.
또한, 이러한 양태에 있어서는, 상기 측정값이 상승하는 경우에는, 상기 제1 처리부에서의 역침투막 여과를 행하는 역침투막 유닛 수가 증가하고, 상기 제2 처리부에서의 역침투막 여과를 행하는 유닛 수가 감소하도록 제어되는 것이 바람직하다.
이러한 담수 생성 장치에 있어서는, 유입되는 저염 농도 폐수량이 증대하더라도, 제1 처리부에서의 역침투막 유닛 수가 증가함으로써, 증대한 저염 농도 폐수를 담수 자원으로서 충분히 이용할 수 있고, 한편, 제2 처리부에서의 역침투막 유닛 수가 감소함으로써, 비용이 드는 해수의 처리량을 줄일 수가 있고, 효율적으로 소정량의 담수를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은, 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제1 처리부와, 상기 제1 처리부에 의해 생성한 농축수를 희석용으로서 해수에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제2 처리부를 구비하고, 상기 제1 처리부에서의 저염 농도 폐수의 일부를 바이패스시켜 상기 제2 처리부에서의 해수에 희석용으로서 공급할 수 있도록 구성되며, 각 처리부에 의해 분리된 투과수가 담수로서 얻어지는 담수 생성 장치로서,
상기 제1 처리부에는, 유입된 저염 농도 폐수의 유입량을 측정하는 유량 측정 수단이 구비되어있으며, 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 저염 농도 폐수의 바이패스량을 제어할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 담수 생성 장치를 제공한다.
이러한 담수 생성 장치에 있어서는, 유입된 저염 농도 폐수의 양이 많은 경우에는, 그 일부를 바이패스시켜 해수 희석용으로서 이용할 수 있고, 이에 따라 제2 처리부에서의 해수의 소금 농도를 저하시킬 수 있고, 결과적으로, 제2 처리부에서의 역침투막 여과에 필요한 동력 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명은, 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제1 처리 공정과, 상기 제1 처리 공정에 의해 생성된 농축수를 희석용으로서 해수에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제2 처리 공정을 실시하고, 각 처리 공정에 의해 분리한 투과수를 담수로서 얻는 담수 생성 방법으로서,
처리되는 저염 농도 폐수의 양을 측정하고, 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 제1 처리 공정 및 상기 제2 처리 공정에서의 여과 처리량을 제어하는 것을 특징으로 하는 담수 생성 방법을 제공한다.
또한, 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제1 처리 공정과, 상기 제1 처리 공정에 의해 생성한 농축수를 희석용으로서 해수에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제2 처리 공정을 실시하고, 각 처리 공정에 의해 분리한 투과수를 담수로서 얻는 담수 생성 방법으로서,
처리되는 저염 농도 폐수의 양을 측정하고, 얻어진 측정값에 기초하여, 그 일부를 상기 제2 처리 공정에서의 해수 희석용으로 하여 해수에 혼합하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 담수 생성 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 해수 등의 비정화수로부터 담수 등의 정화수를 양호한 효율로 얻을 수 있다.
도 1은 일실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 2는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 3은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 4는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 5는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 6은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 7은 제2 생물 처리조 및 상기 처리조 내의 개략도이다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 10은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 11는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 12는 일실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 13는 다른 실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 14는 다른 실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 15는 다른 실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 16은 시험예 1에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 17은 시험예 1의 결과이다.
도 18은 실시예 1에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 19는 비교예 1에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 20은 시험예 3에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 21은 시험예 3의 결과이다.
도 22는 실시예 2에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 23은 비교예 2에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 2는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 3은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 4는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 5는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 6은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 7은 제2 생물 처리조 및 상기 처리조 내의 개략도이다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 10은 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 11는 다른 실시형태에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 12는 일실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 13는 다른 실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 14는 다른 실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 15는 다른 실시형태에 따른 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
도 16은 시험예 1에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 17은 시험예 1의 결과이다.
도 18은 실시예 1에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 19는 비교예 1에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 20은 시험예 3에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 21은 시험예 3의 결과이다.
도 22는 실시예 2에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
도 23은 비교예 2에 따른 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
제1 실시형태
먼저, 제1 실시형태의 담수 생성 장치로서의 해수 담수화 장치, 및 담수 생성 방법으로서의 해수 담수화 방법에 대하여 설명한다.
그런데, 종래의 해수 담수화 방법에서는, 해수를 역침투막 장치에서 여과 처리하는데 해수를 가압하여 펌프 등으로 역침투막 장치에 압송할 필요가 있고, 해수의 소금 농도가 높을수록 많은 에너지가 필요하게 되는 문제점이 있다.
한편, 상기 해수와는 별도로, 예를 들면 하수로 대표되는 유기물을 함유하는 폐수(이하, 「유기성 폐수」라고도 함)는, 통상 생물 처리되어 있다. 그런데, 이 유기성 폐수를 생물 처리하여 얻어지는 생물 처리수는, 현재로서는, 해양이나 하천에 방출되어, 거의 유효하게 이용되지 않는 문제점이 있다.
제1 실시형태는, 상기 문제점을 감안하여, 유기성 폐수를 생물 처리하여 얻어지는 생물 처리수를 활용하면서, 담수 등의 정화수를 양호한 효율로 얻을 수 있는 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
먼저, 제1 실시형태에 따른 해수 담수화 장치에 대하여 설명한다.
도 1은, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 유기성 폐수 B를 생물종(生物種)에 의해 생물 처리하는 생물 처리부(3)와, 생물 처리부(3)로부터 얻어지는 생물 처리수를 희석수로서 해수 A에 혼합하고 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 제1 역침투막 장치(23)에 공급하여 여과 처리하고 투과수인 담수 C와 농축수 D를 얻는 혼합수 처리부(2)와, 상기 생물 처리부(3)에서 생물 처리에 의해 증식한 생물종을 발효시켜 메탄을 얻는 메탄 발효부(4)를 구비하여 이루어진다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 해수 A를 혼합수 처리부(2)에, 유기성 폐수 B를 생물 처리부(3)에, 생물 처리수를 혼합수 처리부(2)에, 증식 한 생물종을 메탄 발효부(4)에, 상기 농축수 D를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 각각 이송하도록 구성된다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 투과수인 담수 C를 회수하도록 구성된다.
생물 처리는, 세균, 원생 동물, 후생 동물 등의 생물종에 의해 물에 포함되는 유기물을 분해하는 처리이다. 구체적으로는, 활성 오니를 사용한 폭기(曝氣) 처리 등을 예로 들 수 있다.
해수 A는, 소금을 포함하는 물이며, 예를 들면, 소금 농도가 1.0∼8.0 질량%정도의 물이며, 보다 구체적으로는, 소금 농도가 2.5∼6.0 질량%이다.
본 명세서에 있어서, 해수 A는, 바다에 존재하는 물로 한정되지 않고, 소금 농도가 1.0 질량% 이상의 물이면, 호수[염호(salt lake), 기수호(brackish water lake)]의 물, 늪물, 연못물 등의 육지에 존재하는 물도 포함한다.
유기성 폐수 B는, 유기물을 포함하는 폐수이며, 예를 들면, 유기물 농도의 지표로서의 BOD(생물화학적 산소요구량)가 2000mg/L 이하인 폐수이며, 보다 구체적으로는, 200mg/L 정도의 폐수이다. 또한, 유기성 폐수 B는, 해수 A보다 소금 농도가 낮은 물이다. 유기성 폐수 B는, 예를 들면, 해수 A의 소금 농도에 대한 유기성 폐수 B의 소금 농도의 비가 0.1 이하이다, 보다 구체적으로는, 해수 A의 소금 농도에 대한 유기성 폐수 B의 소금 농도의 비가 0.01 이하이다.
유기성 폐수 B로서는, 하수(생활 폐수나 빗물이 하수도에 흐른 물 등)나, 공업 폐수(식품 공장, 화학 공장, 전자 산업 공장, 밸브 공장 등의 공장으로부터 배출되는 폐수) 등을 예로 들 수 있다.
혼합수 처리부(2)는, 생물 처리부(3)로부터 얻어지는 생물 처리수를 희석수로서 해수 A에 혼합하도록 구성된다.
또한, 혼합수 처리부(2)는, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 생물 처리하는 제1 생물 처리조(21)와, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막)중 적어도 어느 하나를 가지고 있으면서, 또한 제1 생물 처리조(21)에서 생물 처리된 혼합수를 여과 처리에 의해 제탁하여 제1 투과수 및 제1 농축수를 얻는 제1 제탁 장치(22)와, 제1 투과수인 혼합수를 여과 처리하여 제2 투과수인 담수 C 및 제2 농축수를 얻는 제1 역침투막 장치(23)를 구비하여 이루어진다.
또한, 혼합수 처리부(2)는, 생물 처리부(3)로부터 얻어지는 생물 처리수를 희석수로서 해수 A에 혼합하고 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 제1 생물 처리조(21)에 이송하여 제1 생물 처리조(21)에 의해 생물 처리하고, 상기 생물 처리된 혼합수를 제1 제탁 장치(22)에 이송하여 제1 제탁 장치(22)에 의해 여과 처리하고 제1 투과수 및 제1 농축수를 얻고, 제1 농축수를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하고, 제1 투과수인 혼합수를 제1 역침투막 장치(23)에 이송하여 제1 역침투막 장치(23)에 의해 여과 처리하고 제2 투과수인 담수 C 및 제2 농축수를 얻도록 구성된다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 제탁이라는 것은 역침투막 여과보다 거친(rough) 여과, 즉 역침투막 장치에서 여과 처리하기 전에 실시되고, 역침투막으로 분리하는 것보다 큰 불순물(예를 들면, 고형 물질 등)을 제거하는 것을 의미한다.
제1 실시형태에서의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 투과수인 담수 C를 회수하도록 구성된다.
제1 역침투막 장치(23)는, 압력 용기에 역침투막(RO막)이 수용된 타입이다.
혼합수 처리부(2)는, 제1 투과수를 가압하여 제1 역침투막 장치(23)에 압송하는 제1 펌프(24)를 구비하고, 제1 투과수를 제1 펌프(24)를 통하여 제1 역침투막 장치(23)에 압송함으로써 제1 역침투막 장치(23)로부터 제2 농축수를 압송하도록 구성된다.
혼합수 처리부(2)는, 스케일 방지제(RO막에 생길 수 있는 스케일을 억제할 수 있는 약제)가 함유되는 스케일 방지 약액을 제1 역침투막 장치(23)의 RO막에 공급하는 제1 스케일 방지 약액 공급 수단(도시하지 않음)이 구비된다.
상기 스케일 방지제로서는, 예를 들면, 카르본산 중합물, 카르본산 중합 배합품, 포스폰산염 등이 있다.
또한, 혼합수 처리부(2)는, 막 세정제(막에 부착될 수 있는 부착물의 원인 물질을 용해할 수 있는 약제)가 함유되는 막 세정 약액을 제1 역침투막 장치(23)의 RO막에 공급하는 제1 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)이 구비된다.
상기 막 세정제는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 막 세정제로서는, 예를 들면, 산, 알칼리, 산화제, 킬레이트제(Chelating agent), 계면활성제 등의 약품이 있다. 산으로서는, 예를 들면, 유기산(구연산, 옥살산 등), 무기산(염산, 황산, 질산 등)이 있다. 알칼리로서는, 예를 들면, 수산화 나트륨 등이 있다. 산화제로서는, 예를 들면, 과산화 수소, 차아염소산 나트륨 등이 있다.
또한, 상기 막 세정 약액으로서는, 2종 이상의 막 세정제가 혼합된 혼합액(예를 들면, 수산화 나트륨과 계면활성제가 혼합된 것)도 사용할 수 있다.
혼합수 처리부(2)는, 제1 역침투막 장치(23)로부터 압송된 제2 농축수의 압력으로 동력을 얻는 수력 터빈(25)을 구비하고, 제1 역침투막 장치(23)로부터 압송된 제2 농축수를 수력 터빈(25)에 이송하여 제2 농축수의 압력으로 수력 터빈(25)을 구동하여 동력을 얻도록 구성된다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 수력 터빈(25)을 구동하는데 이용된 제2 농축수를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하도록 구성된다.
제1 제탁 장치(22)는, 제1 생물 처리조(21)의 밖에 설치되는 타입이다.
혼합수 처리부(2)는, 상기 막 세정 약액을 제1 제탁 장치(22)의 막에 공급하는 제2 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비한다.
생물 처리부(3)는, 유기성 폐수를 생물 처리하여 생물 처리수를 얻는 제2 생물 처리조(31)와, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 하나를 가지면서 또한 제2 생물 처리조(31)에서 얻어진 생물 처리수를 여과 처리하여 제3 투과수 및 제3 농축수를 얻는 제2 제탁 장치(32)와, 제3 투과수인 생물 처리수를 여과 처리하여 제4 투과수인 정화수 E 및 제4 농축수인 생물 처리수를 얻는 제2 역침투막 장치(33)를 구비하여 이루어진다.
제2 제탁 장치(32)는, 제2 생물 처리조(31)의 액면 하에 침지막으로서 설치된다.
생물 처리부(3)는, 상기 막 세정 약액을 제2 생물 처리조(31)의 막에 공급하는 제4 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)이 구비된다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 유기성 폐수 B를 제2 생물 처리조(31)에 이송하도록 구성된다.
생물 처리부(3)는, 이송된 상기 유기성 폐수 B를 제2 생물 처리조(31)에 의해 생물 처리하여 생물 처리수를 얻고, 또한 상기 생물 처리수를 제2 제탁 장치(32)를 사용한 여과 처리에 의해 제3 투과수와 제3 농축수를 얻고, 또한 제3 투과수를 제2 역침투막 장치(33)에 이송하고, 또한 제3 투과수를 제2 역침투막 장치(33)를 사용한 여과 처리에 의해 제4 투과수인 정화수 E와 제4 농축수인 생물 처리수를 얻도록 구성된다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제3 농축수를 메탄 발효부(4)에, 제4 농축수인 생물 처리수를 희석수로서 혼합수 처리부(2)에 각각 이송하고, 제4 투과수를 정화수 E로서 회수하도록 구성된다.
제2 역침투막 장치(33)는, 압력 용기에 역침투막이 수용된 타입이다.
그리고, 제1 실시형태의 제2 역침투막 장치(33)의 RO막에는, 나노 여과막(NF막)도 포함된다.
생물 처리부(3)는, 제3 투과수를 제2 펌프(34)를 통하여 가압한 후 제2 역침투막 장치(33)에 공급하도록 구성된다.
생물 처리부(3)는, 상기 스케일 방지 약액을 제2 역침투막 장치(33)의 RO막에 공급하는 제2 스케일 방지 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비하여 이루어진다.
또한, 생물 처리부(3)는, 상기 막 세정 약액을 제2 역침투막 장치(33)의 RO막에 공급하는 제3 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비한다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 막 세정제가 산, 알칼리, 킬레이트제, 계면활성제 등인 경우에는, 제1 생물 처리조(21) 및 제2 생물 처리조(31) 중 적어도 어느 한쪽의 생물 처리조에, 막의 세정에 사용된 막 세정 약액(「이미 사용된 막 세정 약액」이라고도 함)이 이송되도록 구성된다. 또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 필요에 따라 이미 사용된 막 세정 약액이 생물 처리조에 이송되기 전에 이미 사용된 막 세정 약액을 중화시키는 막 세정 약액 중화 수단(도시하지 않음)을 구비한다. 상기 막 세정 약액 중화 수단은, 이미 사용된 막 세정 약액에 산 또는 알칼리를 부가하여 혼합하여, 이미 사용된 막 세정 약액을 중화하도록 구성된다. 상기 막 세정 약액 중화 수단은, 중화된 막 세정 약액의 pH가, 바람직하게는 5∼9, 더욱 바람직하게는 6∼8이 되도록 구성된다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 막 세정제가 산화제인 경우에는, 필요에 따라 이미 사용된 막 세정 약액과 제3 농축수가 혼합되고, 또한 탈수되고, 탈수에 의해 생성된 고형 물질이 제3 농축수로서 메탄 발효부(4)에 이송되고, 탈수에 의해 생성된 수용액(탈리액)이 생물 처리수로서 제2 생물 처리조(31)에 이송되도록 구성된다.
메탄 발효부(4)는, 생물 처리부(3)에서 생물 처리에 의해 증식한 생물이 농축된 물인 제3 농축수에 포함되는 생물종을 산(酸) 생성균, 메탄 생성균 등의 혐기성 미생물에 의해 발효하여 메탄을 얻도록 구성된다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 메탄 발효부(4)에서 얻어진 메탄을 연소시킴으로써 증기 발전을 행하는 증기 발전부(도시하지 않음)를 구비하여 이루어진다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 증기 발전부에서 생성되는 증기 등의 폐열에 의하여, 생물 처리조 내의 생물 처리수의 온도가 상승하도록 구성된다. 또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 폐열에 의하여, 막 처리되기 위해 막 장치에 이송되는 피처리수의 온도가 상승하도록 구성된다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 농축수의 소금의 농도와 제3 투과수의 소금의 농도와의 차이를 이용하여 발전하는 농도차 발전부(5)를 구비하여 이루어진다.
농도차 발전부(5)는, 조(槽)(51)와, 조(51) 내를 2개로 구획하는 반투막(54)을 구비하고 있다.
*또한, 농도차 발전부(5)는, 제3 투과수를 수용하는 제3 투과수 수용부(52)와 제2 농축수를 수용하는 제2 농축수 수용부(53)를 구비하여 이루어진다.
제3 투과수 수용부(52)와 제2 농축수 수용부(53)는, 조(51) 내가 반투막(54)에 의해 2개로 구획됨으로써 형성된다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제3 투과수의 일부를 제3 투과수 수용부(52)에, 제2 농축수를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하기 전에 제2 농축수 수용부(53)에 이송하도록 구성된다.
농도차 발전부(5)는, 제2 농축수의 소금의 농도와 제3 투과수의 소금의 농도와의 차이에 의하여, 제2 농축수의 수분만이 반투막(54)을 통하여 제3 투과수 수용부(52)에 이송되어 제3 투과수 수용부(52)의 수면이 높아지는 것에 의한 수면의 고저차를 이용하여 발전하도록 구성된다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 농도차 발전부(5)에서 사용된 제2 농축수 및 반투막(54)을 통하여 이송된 제3 투과수의 수분을 농축수 D로서 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하고, 농도차 발전부(5)에서 사용되고 또한 제3 투과수 수용부(52)에 저류된 제3 투과수를 공업용수 F로서 회수하도록 구성된다.
그리고, 농도차 발전부(5)는, 제3 투과수 대신, 정화수 E 또는 담수 C를 사용하여 발전하도록 구성될 수 있다. 즉, 농도차 발전부(5)는, 제3 투과수 수용부(52)대신에, 정화수 E를 수용하는 정화수 수용부 또는 담수 C를 수용하는 담수 수용부를 구비할 수 있다. 이 경우, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 정화수 E 또는 담수 C를 농도차 발전부(5)에 이송하도록 구성된다.
다음으로, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법에 대하여 설명한다.
제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 유기성 폐수를 생물 처리하여 얻어지는 생물 처리수를 희석수로서 해수에 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수를 담수화하는 방법이다.
상세하게는, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 유기성 폐수 B를 제2 생물 처리조(31) 내에서 생물 처리하여 생물 처리수를 얻고, 또한 상기 생물 처리수를 제2 제탁 장치(32)를 사용하여 여과 처리하여 제3 투과수 및 제3 농축수를 얻고, 그리고, 제3 투과수인 생물 처리수를 제2 역침투막 장치(33)를 사용한 여과 처리에 의해 제4 투과수와 제4 농축수인 생물 처리수를 얻는 폐수 처리 공정과, 제4 농축수인 생물 처리수를 상기 희석수로서 해수 A에 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 제1 생물 처리조(21) 내에서 생물 처리하여 생물 처리수를 얻고, 또한 생물 처리수인 혼합수를 제1 제탁 장치(22)를 사용하여 여과 처리하고 제1 투과수 및 제1 농축수를 얻고, 그리고, 제1 투과수인 혼합수를 제1 역침투막 장치(23)를 사용한 여과 처리에 의해 제2 투과수와 제2 농축수를 얻는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수 A를 담수화하는 방법이다.
혼합 공정에서는, 희석 효과를 명확하게 하기 위하여, 해수 A와 희석수와의 혼합 체적비를, 바람직하게는, 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는, 해수 1에 대하여 희석수 1 이상으로 한다.
제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 해수 A와 희석수와의 혼합 체적비를 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 함으로써, 소금 농도를 저감시킬 수 있고, 얻어지는 담수의 단위량당에 있어서의, 해수 A를 담수화시키는데 필요한 에너지량을 확실하게 억제할 수 있고, 또한 혼합 공정이나 혼합수 처리 공정에 사용되는 기기의 부식을 억제 가능한 이점이 있다. 또한, 혼합수 처리 공정에서의 생물 처리가 양호하게 이루어지는 이점도 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 혼합수의 소금 농도를 3.0질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.8질량% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 희석수의 소금 농도를, 희석수로 희석되는 해수 A의 소금 농도의 1/3 이하로 하는 것이 바람직하고, 희석수로 희석되는 해수 A의 소금 농도의 1/10 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 희석수의 소금 농도를, 희석수로 희석되는 해수 A의 소금 농도의 1/3 이하로 함으로써, 더 한층 순도가 높은 담수 C를 얻을 수 있는 이점이 있다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치, 및 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 전술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 이하의 이점을 가진다.
즉, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 해수 A보다 소금 농도가 낮은 생물 처리수를 희석수로서 해수 A에 혼합하는 혼합 공정과 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 제1 역침투막 장치(23)에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수 A를 담수화함으로써, 제1 역침투막 장치(23)에 혼합수를 압송하기 위한 압력을 해수 A를 압송하는 경우에 비하여 억제할 수 있으므로, 얻어지는 담수 C의 단위량당에 있어서의 압송에 필요한 에너지량을 억제할 수 있다. 또한, 제1 역침투막 장치(23)의 막의 투과 유속(플럭스)을 크게 할 수 있어, 여과수량을 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 역침투막 장치(23)의 막으로 가해지는 부하(해수 A 중의 소금에 의한 화학적 부하, 및 압력에 의한 물리적 부하)도 억제할 수 있어, 상기 막의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 생물 처리수를 유효하게 활용할 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 혼합수 처리 공정에서 제1 역침투막(23)을 사용하여 여과 처리하기 전에 제1 제탁 장치(22)를 사용하여 혼합수를 여과 처리함으로써, 제1 역침투막 장치(23)의 막면에 유기성 고형 물질이나 소금이 부착되는 것을 억제할 수 있어, 더 한층 효율적으로 담수를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 더 한층 순도가 높은 담수 C를 얻을 수 있는 이점도 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 혼합수 처리 공정에서 제1 제탁 장치(22)를 사용하여 혼합수를 여과 처리하기 전에 혼합수를 생물 처리함으로써, 혼합수 중의 용해성 유기물 농도가 저감하므로, 제1 제탁 장치(22)와 제1 역침투막 장치(23) 사이에서 발생하는 미생물의 증식을 억제할 수 있고, 제1 역침투막 장치(23)의 막면에 미생물 등의 유기성 고형 물질이 부착되는 것을 억제할 수 있어, 더 한층 양호한 효율로 담수 C를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 더 한층 순도가 높은 담수 C를 얻을 수 있는 이점도 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 유기성 폐수를 제2 생물 처리조(31) 내에서 생물 처리하여 생물 처리수를 얻고, 또한 상기 생물 처리수를 제2 제탁 장치(32)를 사용하여 여과 처리하고 제3 투과수와 제3 농축수를 얻고, 그리고, 제3 투과수를 제2 역침투막 장치(33)를 사용한 여과 처리에 의해 제4 투과수와 제4 농축수를 얻는 폐수 처리 공정을 실시함으로써, 상기 폐수 처리 공정에 있어서 정화수 E를 회수할 수 있어, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 제탁 장치(32)가 제2 생물 처리조(31)의 액면 하에 침지막으로서 설치됨으로써, 생물 처리에서 활성 오니를 사용하는 경우, 침지막을 통해 활성 오니를 포함하는 생물 처리수로부터 활성 오니를 거의 포함하지 않는 여과수만을 얻을 수 있으므로, 제2 생물 처리조(31) 내의 생물 농도를 용이하게 높일 수 있고, 제2 생물 처리조(31)의 용적을 컴팩트화 할 수 있는 이점이 있다. 또한, 제2 제탁 장치(32)를 생물 처리조의 밖에 설치하는 경우에 비해, 해수 담수화 장치(1)를 더 한층 컴팩트화할 수 있고, 또한 제2 제탁 장치(32)에서 농축된 오니를 제2 생물 처리조(31)에 반송하는 경로도 불필요하게 되는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제1 투과수를 제1 펌프(24)를 통하여 가압한 후 제1 역침투막 장치(23)에 공급하여 제2 농축수를 얻고, 제2 농축수의 압력으로 수력 터빈(25)을 구동하여 동력을 얻도록 구성됨으로써, 에너지를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 이 얻어진 에너지를 해수나 하수로부터 정화수를 얻는 공정에서 이용하면, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점도 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 생물 처리부(3)에서 생물 처리에 의해 증식한 생물종을 발효하여 메탄을 얻는 메탄 발효부(4)를 구비하여 이루어짐으로써, 에너지를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 이 얻어진 에너지를 해수나 하수로부터 정화수를 얻는 공정에서 이용하면, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점도 있다. 또한, 잉여의 생물종을 유효 이용하면서 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 증기 발전부를 구비하고, 상기 증기 발전부에서 생성되는 증기 등의 폐열에 의하여, 생물 처리조 내의 생물 처리수의 온도가 상승하도록 구성되어 있으므로, 특히 동기(겨울)와 같이 기온이 낮고 활성 오니에 있어서의 생물종의 활성이 저하되어 있는 경우에, 생물종의 활성이 높은 온도에 생물 처리조 내의 생물 처리수의 온도를 상승시킬 수 있으므로, 얻어진 에너지를 유효하게 이용하면서, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점도 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 증기 발전부를 구비하고, 상기 증기 발전부에서 생성되는 증기 등의 폐열에 의하여, 막 처리되기 위하여 막 장치에 이송되는 피처리수의 온도가 상승하도록 구성되어있으므로, 상기 피처리수의 점도가 저하되어 상기 피처리수의 투과 유속이 용이하게 상승하기 때문에, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점도 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 혼합수보다 소금 농도가 높은 제2 농축수의 소금의 농도와 제3 투과수의 소금의 농도와의 차이를 이용하여 발전하는 농도차 발전부(5)를 구비하여 이루어짐으로써, 에너지를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 이 얻어진 에너지를 해수나 하수로부터 정화수를 얻는 공정에서 이용하면, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점도 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제1 스케일 방지 약액 공급 수단 및 제2 스케일 방지 약액 공급 수단을 구비하여 이루어지는 것에 의하여, 제1 역침투막 장치(23)의 역침투막 및 제2 역침투막 장치(33)의 역침투막에 생길 수 있는 스케일이 억제될 수 있으므로, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 막 세정제가 산, 알칼리, 킬레이트제, 계면활성제인 경우에는, 생물 처리조에 이미 사용된 막 세정 약액이 이송되도록 구성되어 있으므로, 이미 사용된 막 세정 약액 내에 포함되는 유기물을 생물 처리조 내에서 분해시킬 수 있어, 이미 사용된 막 세정 약액의 유기물을 별도 분해시킬 필요가 없어지는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 막 세정제가 산화제인 경우에는, 이미 사용된 막 세정 약액과 제3 농축수가 혼합되고 또한 탈수되며, 탈수에 의해 생성된 고형 물질이 제3 농축수로서 메탄 발효부(4)에 이송되고, 탈수에 의해 생성된 수용액(탈리액)이 생물 처리수로서 제2 생물 처리조(31)에 이송되도록 구성되므로, 산화제에 의해 생물종을 사멸시키는 것을 억제하면서, 이미 사용된 막 세정 약액 내에 포함되는 유기물을 생물 처리조 내에서 분해시킬 수 있어, 이미 사용된 막 세정 약액의 유기물을 별도로 분해시킬 필요가 없는 이점이 있다.
그리고, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치, 및 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 전술한 이점을 가지고 있으나, 본 발명의 해수 담수화 장치, 및 본 발명의 해수 담수화 방법은, 전술한 구성으로 한정되지 않고, 적절하게 설계 변경 가능하다.
예를 들면, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 제탁 장치(32)가 제2 생물 처리조(31)의 액면 하에 침지막으로서 설치되어 이루어지지만, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 제탁 장치(32)가 제2 생물 처리조(31)의 밖에 설치되는 타입일 수도 있다. 이 경우에는, 본 발명의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 생물 처리조(31)에서 생물 처리된 생물 처리수를 제2 제탁 장치(32)에 이송하도록 구성된다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제1 제탁 장치(22)가 제1 생물 처리조(21)의 밖에 설치되는 타입이지만, 제1 제탁 장치(22)가 제1 생물 처리조(21)의 액면 하에 침지막으로서 설치되는 타입이라도 된다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제1 스케일 방지 약액 공급 수단 및 제2 스케일 방지 약액 공급 수단을 구비하고 있으나, 제1 스케일 방지 약액 공급 수단을 구비하지 않고 제2 스케일 방지 약액 공급 수단만을 구비하고, 상기 제2 스케일 방지 약액 공급 수단에 의해 제2 역침투막 장치(33)에 공급된 스케일 방지 약액이 제4 농축수로서 제2 역침투막 장치(33)로부터 배출되고, 상기 스케일 방지 약액이 제1 역침투막 장치(23)에 공급되도록 구성될 수 있다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 이와 같이 구성됨으로써, 상기 스케일 방지제가 역침투막을 투과하기 어렵기 때문에, 제2 역침투막 장치(33)에서 사용된 스케일 방지 약액을 제1 역침투막 장치(23)에서도 이용할 수 있고, 또한, 스케일 방지 약액을 공급하기 위한 동력도 억제할 수 있으므로, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이 경우에는, 본 발명의 해수 담수화 장치(1)는, 제4 농축수로서 제2 역침투막 장치(33)로부터 배출된 스케일 방지 약액이, 제1 생물 처리조(21)나 제1 제탁 장치(22)를 통하여 제1 역침투막 장치(23)에 공급되도록 구성될 수도 있고, 상기 스케일 방지 약액이, 제1 생물 처리조(21)나 제1 제탁 장치(22)를 통하지 않고 직접 제1 역침투막 장치(23)에 공급되도록 구성되어도 된다. 특히, 본 발명의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 스케일 방지 약액이, 제1 생물 처리조(21)나 제1 제탁 장치(22)를 통하지 않고 직접 제1 역침투막 장치(23)에 공급되도록 구성되므로, 상기 스케일 방지 약액이, 제1 생물 처리조(21)나 제1 제탁 장치(22)에서 희석되는 것이 억제되고, 제1 역침투막 장치(23)에 스케일 방지 약액이 양호한 효율로 공급되므로, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법에서는, 혼합수 처리 공정에 있어서, 제1 역침투막 장치(23)를 사용하여 여과 처리하기 전에, 제1 생물 처리조(21)를 사용하여 혼합수를 생물 처리하고, 제1 제탁 장치(22)를 사용하여 생물 처리된 혼합수를 여과 처리하였으나, 본 발명의 해수 담수화 방법에서는, 혼합수의 제1 생물 처리조(21)에 의한 생물 처리 및 제1 제탁 장치(22)에 의한 여과 처리를 하지 않는 양태라도 된다.
이와 같은 양태의 경우, 본 발명의 해수 담수화 방법은, 바람직하게는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 해수 A와 희석수로서의 제4 농축수인 생물 처리수를 혼합하기 전에, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 하나를 가지는 제3 제탁 장치(10)를 사용하여 해수 A를 여과 처리하여 제5 투과수와 제5 농축수를 얻고, 제5 투과수인 해수 A와 희석수를 혼합하여 혼합수를 생성한다.
이러한 해수 담수화 방법에 의하면, 더 한층 순도가 높은 담수 C를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 희석수로서의 생물 처리수가 여과 처리된 경우에는 상기 희석수에 포함되는 고형 물질 농도가 낮아지고, 또한, 희석수에 혼합되는 해수 A에 포함되는 고형 물질 농도가 억제되어 있으므로, 더 한층 양호한 효율로 담수 C를 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 해수 담수화 방법은, 제1 농축수와 동일한 농축수로서 제5 농축수를 취급할 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법에서는, 폐수 처리 공정에 있어서, 제2 역침투막 장치(33)를 사용하여 제2 제탁 장치(32)로부터 얻은 제3 투과수를 여과 처리하였으나, 제2 역침투막 장치(33)에 의한 제3 투과수의 여과 처리를 행하지 않는 실시형태라도 된다.
이와 같은 양태의 경우, 본 발명의 해수 담수화 방법은, 바람직하게는, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 해수 A와 희석수로서의 제3 투과수인 생물 처리수를 혼합하기 전에, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 하나를 가지는 제3 제탁 장치(10)를 사용하여 해수 A를 여과 처리하고, 제3 제탁 장치(10)를 사용하여 여과 처리된 해수 A와 희석수로서의 제3 투과수인 생물 처리수를 혼합하여 혼합수를 생성한다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 방법은, 생물 처리부(3)에서 생물 처리에 의해 증식한 생물종을 메탄 발효부(4)에 의해 발효하여 메탄을 얻었지만, 본 발명의 해수 담수화 방법은, 상기 생물종에 대하여 탈수 등의 다른 처리를 행하는 방법이라도 된다.
또한, 제1 실시형태에 있어서, 제1 제탁 장치(22)는, 제1 제탁 장치(22)에 이송되는 혼합수가 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성되어있지만, 모래 여과기를 가지는 모래 여과 수단에 의해 상기 혼합수가 여과 처리되도록 구성될 수 있다. 제1 실시형태는, 이와 같이 구성되므로, 낮은 동력으로 다량의 물의 탁질을 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 제탁 장치(22)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과가 1단으로 행해지도록 구성될 수도 있고, 모래 여과가 2단 이상으로 행해지도록 구성될 수도 있다.
그리고, 모래 여과의 단은, 모래 여과기가 직렬로 접속된 개수를 의미한다.
또한, 제1 제탁 장치(22)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과 수단에 의해 여과 처리된 혼합수가, 또한, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성될 수 있다.
그리고, 제1 제탁 장치(22)가 모래 여과인 경우에는, 모래 여과층을 세정하기 위한 세정 수단(도시하지 않음)이 구비된다.
또한, 제1 실시형태에 있어서, 제2 제탁 장치(32)는, 제2 제탁 장치(32)에 이송되는 생물 처리수가 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성되지만, 상기 생물 처리수가 침전 연못에서 고액분리(separating solid and liquid)되고 상기 고액분리된 생물 처리수가 모래 여과 수단에 의해 여과 처리되도록 구성될 수 있다.
또한, 제2 제탁 장치(32)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과가 1단으로 행해지도록 구성될 수도 있고, 모래 여과가 2단 이상으로 행해지도록 구성되어도 된다.
또한, 제2 제탁 장치(32)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과 수단에 의해 여과 처리된 생물 처리수가, 또한 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성될 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 제2 제탁 장치(32)는, 생물 처리수가 침전 연못에서 고액 분리되고 상기 고액 분리된 생물 처리수가 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성될 수 있다.
그리고, 제2 제탁 장치(32)가 모래 여과인 경우에는, 모래 여과층을 세정하기 위한 세정 수단(도시하지 않음)이 구비된다.
또한, 제1 실시형태가 제3 제탁 장치(10)를 구비하는 양태인 경우, 제1 실시형태에 있어서, 제3 제탁 장치(10)는, 제3 제탁 장치(10)에 이송되는 해수 A가 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성되지만, 상기 해수 A가 모래 여과 수단에 의해 여과 처리되도록 구성될 수도 있다.
또한, 제3 제탁 장치(10)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과가 1단으로 행해지도록 구성될 수도 있고, 모래 여과가 2단 이상으로 행해지도록 구성될 수도 있다.
또한, 제3 제탁 장치(10)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과 수단에 의해 여과 처리된 해수가, 또한 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성될 수 있다.
그리고, 제3 제탁 장치(10)가 모래 여과인 경우에는, 모래 여과층을 세정하기 위한 세정 수단(도시하지 않음)이 구비된다.
또한, 제1 실시형태에서는, 자연 에너지(파력(波力), 조력(潮力), 풍력, 태양광, 지열 등)를 이용하여 발전하고, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)의 펌프 등의 구동 전력으로서 자연 에너지로부터 얻어지는 전력을 이용할 수도 있다. 제1 실시형태는, 자연 에너지로부터 얻어지는 동력을 이용함으로써, CO2 등의 환경에 영향을 줄 수 있는 가스를 억제하거나, 화석 연료의 고갈을 억제하거나, 원자력 사고 등의 리스크를 회피할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 혼합수 처리부(2)에 수력 터빈(25)을 구비하여 이루어지지만, 수력 터빈(25) 대신, 제1 역침투막 장치(23)로부터 압송된 제2 농축수의 압력을, 직접(전기를 통하지 않고) 혼합수가 제1 역침투막 장치(23)에 이송되기 위한 압력으로 변환하는 압력 변환 장치(압력 회수 장치)를 구비할 수 있다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 압력 변환 장치를 구비한 경우, 제1 역침투막 장치(23)로부터 압송된 제2 농축수가 상기 압력 변환 장치에 이송되고, 상기 압력 변환 장치에서 이용된 제2 농축수가 농축수 저류조에 이송되도록 구성된다. 또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 혼합수가 제1 펌프(24)를 통하기 전에 상기 압력 변환 장치에 이송되고, 상기 압력 변환 장치에서 압력이 얻어진 혼합수가 제1 펌프(24)를 통하여 제1 역침투막 장치(23)에 이송되도록 구성되어 이루어진다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 이와 같이 구성되므로, 제1 펌프(24)의 동력을 억제할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제3 농축수가 메탄 발효부(4)에 이송되도록 구성되지만, 약제(알칼리, 산, 산화제 등), 초음파, 열, 오니 가용화능(加溶化能)을 가지는 미생물 등에 의하여, 제3 농축수에 포함되는 생물종(생물종이 활성 오니에 포함된 것인 경우에는, 활성 오니도 포함한 것을 의미함)을 분해하고 용해하여 가용화시키는 가용화 수단을 구비할 수도 있다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 가용화 수단을 구비하여 이루어지는 경우, 제3 농축수가 가용화 수단에 이송되고, 상기 가용화 수단에 의해 가용화된 가용화 처리액인 제3 농축수가 메탄 발효부(4)에 이송되도록 구성된다. 또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 약제에 의해 가용화시키는 경우, 필요에 따라 가용화 처리액이 중성 부근으로 pH 조정되고(예를 들면, pH 6∼8), pH 조정된 상기 가용화 처리액인 제3 농축수가 메탄 발효부(4)에 이송되도록 구성된다.
제1 실시형태는, 이와 같이 구성되므로, 상기 가용화 수단에 의해 생물종이 분해되므로, 상기 생물종이 혐기성 미생물(메탄 생성균 등)에 의해 분해되기 쉬운 이점이 있다.
상기 가용화 수단에서 사용되는 약제로서는, 역침투막 등의 막의 세정에 사용된 약제(알칼리, 산, 산화제)가 바람직하다. 제1 실시형태에 있어서, 상기 가용화 수단에서 사용되는 약제가 상기 세정에 사용된 약제이므로, 상기 사용된 약제가 별도로 무해화처리될 필요성이 억제되는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제3 농축수의 생물종이 메탄 발효부(4)에서 메탄 발효되어 생성된 메탄 발효 소화액을 탈수 케이크(dehydration cake)와 탈리액으로 분리하는 탈수기와 상기 탈수 케이크를 소각하는 소각 시설을 구비할 수도 있다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 탈수기와 상기 소각 시설이 구비되어 이루어지는 경우, 상기 메탄 발효 소화액이 상기 탈수기에 이송되고, 상기 탈수 케이크가 상기 소각 시설에 이송되고, 상기 이탈액이 생물 처리수로서 제2 생물 처리조(31)에 이송되도록 구성된다. 또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 가용화 수단을 구비하고, 상기 가용화 수단에 의해 가용화 처리액인 제3 농축수가 메탄 발효부(4)에 이송되도록 구성되는 것이 바람직하다. 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 이와 같이 구성되므로, 생물종이 상기 가용화 수단에 의해 분해되어 혐기성 미생물(메탄 생성균 등)에 의해 분해되기 쉽게 되므로, 혐기성 미생물에 의한 생물종의 분해 효율이 향상된다. 따라서, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 메탄 발효 소화액에 포함되는 고형분의 양이 억제되고, 그 결과, 소각 시설에서 소각해야할 탈수 케이크의 양이 억제되므로, 소각 시설에서의 소각 비용이 억제되는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 상기 가용화 수단을 구비하여 이루어지는 경우, 가용화 처리액이 생물 처리수로서 제2 생물 처리조(31)에 이송되도록 구성될 수 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 생물 처리조(31) 내에 있어서 활성 오니를 사용하여 생물 처리가 실시되도록 구성되어 이루어지는 경우, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 생물 처리조(31) 내에 활성 오니를 응집시키는 담체(擔體)(35)가 배치될 수 있다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 생물 처리조(31) 내에 담체(35)가 배치되어 이루어지는 경우, 담체(35)에 의해 응집되고 담체(35)로부터 분리된 활성 오니인 응집 오니체가 형성되고, 또한 상기 응집 오니체와 유기성 폐수가 혼합되어 생물 처리수가 생성되도록 구성된다. 또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 생물 처리조(31) 내를 폭기하는 폭기 수단(36)이 구비된다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 담체(35)를 구비하여 이루어짐으로써, 활성 오니가 응집되어 침강 속도가 증가한다. 따라서, 활성 오니의 침강 분리성이 높아지기 때문에, 생물 처리수의 막 분리성이 향상되는 이점이 있다.
담체(35)는, 상기 활성 오니가 부착 되는 부착체(35a)와 부착체(35a)를 지지하는 지지부(35b)를 구비하여 이루어진다. 또한, 담체(35)는, 폭기 수단(36)에 의해 생기는 물의 흐름으로 부착체(35a)가 요동하도록 구성된다.
지지부(35b)는, 실모양으로 형성된다. 또한, 지지부(35b)는, 상기 실의 축이 생물 처리조(31) 내에 있어서의 수면에 대하여 거의 수직이 되도록 설치되어 이루어진다. 또한, 지지부(35b)는 제2 생물 처리조(31) 내에 고정된다.
지지부(35b)를 구성하는 재료는, 부착체(35a)를 지지하는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 재료로서는, 예를 들면, 폴리에스테르, 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 탄소 섬유 등이 있다.
부착체(35a)는, 실모양으로 형성된다.
부착체(35a)를 구성하는 재료는, 상기 활성 오니가 부착하기 쉬운 것이면 되며, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 재료로서는, 예를 들면, 아크릴 수지, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 탄소 섬유 등이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제2 역침투막 장치(33)를 사용한 여과 처리에 의해 얻어진 제4 농축수인 생물 처리수에 오존을 첨가하는 오존 첨가 장치(도시하지 않음)를 구비하고, 또한 희석수로서의 오존 처리된 상기 생물 처리수와 해수 A와 혼합하도록 구성될 수 있다.
제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 이와 같이 구성되므로, 상기 희석수에 포함되는 유기 물질 농도가 낮아지고, 그 결과, 상기 희석수와 해수 A가 혼합되어 얻어지는 혼합수에 포함되는 유기 물질 농도가 낮아진다. 따라서, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 제1 역침투막 장치(23)의 막면에 유기성 고형 물질이 부착되는 것을 억제할 수 있으므로, 양호한 효율로 제1 역침투막 장치(23)의 막의 투과 유속(플럭스)을 크게 할 수 있고, 그 결과, 더 한층 양호한 효율로 담수 C를 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 실시형태의 해수 담수화 장치(1)는, 이와 같이 구성되므로, 오존에 의해 희석수에 포함되는 악취 성분이 저감되고, 또한 희석수에 포함되는 미생물도 살균되므로 더 한층 고품질의 담수 C를 얻을 수 있는 이점도 있다.
이상과 같이, 제1 실시형태에 의하면, 유기성 폐수를 생물 처리하여 얻어지는 생물 처리수를 활용하면서, 담수 등의 정화수를 양호한 효율로 얻을 수 있다.
제2 실시형태
다음으로, 제2 실시형태의 담수 생성 장치로서의 해수 담수화 장치, 및 담수 생성 방법으로서의 해수 담수화 방법에 대하여 설명한다.
그런데, 종래의 해수 담수화 방법에서는, 해수를 역침투막 장치에서 여과 처리하는데 해수를 가압하여 펌프 등으로 역침투막 장치에 압송할 필요가 있고, 해수의 소금 농도가 높을수록 많은 에너지가 필요해지는 문제점이 있다.
한편, 상기 해수와는 별도로, 예를 들면 철강 등의 금속 제조 공장 등의 폐수로 대표되는 금속 등의 무기물을 함유하는 폐수(이하, 「무기성 폐수」라고도 함)는, 통상, pH 조정 등의 사전 처리를 행하여 고형화시킨 후, 침전 분리된다. 그런데, 이 무기성 폐수를 침전 분리하여 얻어지는 상징수인 침전 처리수는, 현재 상태에서는, 해양이나 하천에 방출되어, 유효하게 이용되지 않는 물이 다량으로 존재하는 문제점이 있다.
제2 실시형태는, 상기 문제점을 감안하여, 무기성 폐수를 활용하면서, 담수등의 정화수를 양호한 효율로 얻을 수 있는 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
먼저, 제2 실시형태에 따른 해수 담수화 장치에 대하여 설명한다.
도 8은, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치의 개략 블록도이다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 무기성 폐수(200B)를 침전 분리(「침전 처리」라고도 함)하여 상징수인 침전 처리수와 고형 물질을 많이 포함하는 농축수(200D)를 얻는 침전 처리부(203)와, 침전 처리부(203)로부터 얻어지는 상징수인 침전 처리수를 희석수로서 해수(200A)에 혼합하고 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 역침투막 장치(223)에 공급하여 여과 처리하고 투과수인 담수(200C)와 농축수(200D)를 얻는 혼합수 처리부(202)를 구비하여 이루어진다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 해수(200A)를 혼합수 처리부(202)에, 무기성 폐수(200B)를 침전 처리부(203)에, 침전 처리수를 혼합수 처리부(202)에, 농축수(200D)를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 각각 이송하도록 구성된다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 상기 투과수인 담수(200C)를 회수하도록 구성된다.
해수(200A)는, 소금을 포함하는 물이며, 예를 들면, 소금 농도가 1.0∼8.0 질량% 정도의 물이며, 보다 구체적으로는, 소금 농도가 2.5∼6.0 질량%이다.
본 명세서에 있어서, 해수(200A)는, 바다에 존재하는 물로 한정되지 않고, 소금 농도가 1.0 질량% 이상의 물이면, 호수(염호, 기수호)의 물, 늪물, 연못물 등의 육지에 존재하는 물도 포함한다.
무기성 폐수(200B)는, 무기물이 포함되고, 또한 유기물 농도가 낮은 폐수이며, 예를 들면, BOD(생물화학적 산소요구량)가 50mg/L 이하인 폐수이며, 바람직하게는, 10mg/L 이하인 폐수이다.
또한, 무기성 폐수(200B)는, 해수(200A)보다 소금 농도가 낮은 물이다. 무기성 폐수(200B)는, 예를 들면, 해수(200A)의 소금 농도에 대한 무기성 폐수(200B)의 소금 농도의 비가 0.1 이하의 것, 보다 구체적으로는, 해수(200A)의 소금 농도에 대한 무기성 폐수(200B)의 소금 농도의 비가 0.01 이하의 것이다.
무기성 폐수(200B)로서는, 공업 폐수(철강 공장, 화학 공장, 전자 산업 공장 등의 공장으로부터 배출되는 폐수) 등을 예로 들 수 있다.
혼합수 처리부(202)는, 침전 처리부(203)로부터 얻어지는 침전 처리수를 희석수로서 해수(200A)에 혼합하여 혼합수를 얻도록 구성된다.
또한, 혼합수 처리부(202)는, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 하나를 가지고 또한 상기 혼합수를 여과 처리에 의해 제탁하여 제1 투과수 및 제1 농축수를 얻는 제1 제탁 장치(222)와, 제1 투과수인 혼합수를 여과 처리하여 제2 투과수인 담수(200C) 및 제2 농축수를 얻는 제1 역침투막 장치(223)를 구비하여 이루어진다.
또한, 혼합수 처리부(202)는, 침전 처리부(203)로부터 얻어지는 침전 처리수를 희석수로서 해수(200A)에 혼합하고 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 제1 제탁 장치(222)에 이송하여 제1 제탁 장치(222)에 의해 여과 처리하고 제1 투과수 및 제1 농축수를 얻고, 제1 농축수를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하고, 제1 투과수인 혼합수를 제1 역침투막 장치(223)에 이송하여 제1 역침투막 장치(223)에 의해 여과 처리하고 제2 투과수인 담수(200C) 및 제2 농축수를 얻도록 구성된다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 제탁과는 역침투막 여과보다 거친 여과, 즉 역침투막 장치에서 여과 처리하기 전에 실시되고, 역침투막으로 분리하는 것보다 큰 불순물(예를 들면, 고형 물질 등)을 제거하는 것을 의미한다.
제2 실시형태에서의 해수 담수화 장치(201)는, 제2 투과수인 담수(200C)를 회수하도록 구성된다.
제1 역침투막 장치(223)는, 압력 용기에 역침투막(RO막)이 수용된 타입이다.
혼합수 처리부(202)는, 제1 투과수를 가압하여 제1 역침투막 장치(223)에 압송하는 제1 펌프(224)를 구비하고, 제1 투과수를 제1 펌프(224)를 통하여 제1 역침투막 장치(223)에 압송함으로써 제1 역침투막 장치(223)로부터 제2 농축수를 압송하도록 구성된다.
혼합수 처리부(202)는, 스케일 방지제(RO막에 생길 수 있는 스케일을 억제할 수 있는 약제)가 함유되는 스케일 방지 약액을 제1 역침투막 장치(223)의 RO막에 공급하는 제1 스케일 방지 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비한다.
상기 스케일 방지제로서는, 예를 들면, 카르본산 중합물, 카르본산 중합물 배합품, 포스폰산염 등이 있다.
또한, 혼합수 처리부(202)는, 막 세정제(막에 부착될 수 있는 부착물의 원인 물질을 용해시킬 수 있는 약제)가 함유되는 막 세정 약액을 제1 역침투막 장치(223)의 RO막에 공급하는 제1 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비한다.
상기 막 세정제는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 막 세정제로서는, 예를 들면, 산, 알칼리, 산화제, 킬레이트제, 계면활성제 등이 있다. 산으로서는, 예를 들면, 유기산(구연산, 옥살산 등), 무기산(염산, 황산, 질산 등)이 있다. 알칼리로서는, 예를 들면, 수산화 나트륨 등이 있다. 산화제로서는, 예를 들면, 과산화 수소, 차아염소산 나트륨 등이 있다.
또한, 상기 막 세정 약액으로서는, 2종 이상의 막 세정제가 혼합된 혼합액(예를 들면, 수산화 나트륨과 계면활성제가 혼합된 것)도 사용할 수 있다.
혼합수 처리부(202)는, 제1 역침투막 장치(223)로부터 압송된 제2 농축수의 압력으로 동력을 얻을 수력 터빈(225)을 구비하고, 제1 역침투막 장치(223)로부터 압송된 제2 농축수를 수력 터빈(225)으로 이송해 제2 농축수의 압력으로 수력 터빈(225)을 구동하여 동력을 얻도록 구성된다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 수력 터빈(225)을 구동하는데 사용된 제2 농축수를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하도록 구성된다.
제1 제탁 장치(222)는, 조외(槽外)에 설치되는 타입이다.
혼합수 처리부(202)는, 상기 막 세정 약액을 제1 제탁 장치(222)의 막에 공급하는 제2 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비한다.
침전 처리부(203)는, 무기성 폐수(200B)를 침전 분리하여 상징수인 침전 처리수와 농축수(200D)를 얻는 침전 분리조(231)와, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 하나를 가지면서 또한 침전 분리조(231)에서 얻어진 침전 처리수를 여과 처리하여 제3 투과수 및 제3 농축수를 얻는 제2 제탁 장치(232)와, 제3 투과수인 침전 처리수를 여과 처리하여 제4 투과수인 정화수(200E) 및 제4 농축수인 침전 처리수를 얻는 제2 역침투막 장치(233)를 구비하여 이루어진다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 필요에 따라, 침전 분리조(231)에 응집제를 첨가하는 응집제 첨가 수단을 구비하고, 상기 응집제에 의해 무기성 폐수(200B)가 응집 침전 분리되도록 구성된다.
제2 제탁 장치(232)는, 침전 분리조(231) 밖에 설치되는 타입이다.
침전 처리부(203)는, 상기 막 세정 약액을 제2 제탁 장치(232)의 막에 공급하는 제4 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비한다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 무기성 폐수(200B)를 침전 분리조(231)에 이송하도록 구성된다.
침전 처리부(203)는, 이송된 무기성 폐수(200B)를 침전 분리조(231)에 의해 침전 분리하여 상징수인 침전 처리수와 농축수(200D)를 얻고, 또한 침전 처리수를 제2 제탁 장치(232)에 이송하고, 또한 농축수(200D)를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하고, 또한 상기 침전 처리수를 제2 제탁 장치(232)를 사용한 여과 처리에 의해 제3 투과수와 제3 농축수를 얻고, 또한 제3 투과수를 제2 역침투막 장치(233)에 이송하고, 또한 제3 투과수를 제2 역침투막 장치(233)를 사용한 여과 처리에 의해 제4 투과수인 정화수(200E)와 제4 농축수인 침전 처리수를 얻도록 구성된다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 제4 농축수인 침전 처리수를 희석수로서 혼합수 처리부(202)에 이송하고, 제4 투과수를 정화수(200E)로서 회수하도록 구성된다.
제2 역침투막 장치(233)는, 압력 용기에 역침투막이 수용된 타입이다.
그리고, 제2 실시형태의 제2 역침투막 장치(233)의 RO막에는, 나노 여과막(NF막)도 포함된다.
침전 처리부(203)는, 제3 투과수를 제2 펌프(234)를 통하여 가압한 후 제2 역침투막 장치(233)에 공급하도록 구성된다.
침전 처리부(203)는, 상기 스케일 방지 약액을 제2 역침투막 장치(233)의 RO막에 공급하는 제2 스케일 방지 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비하여 이루어진다.
또한, 침전 처리부(203)는, 상기 막 세정 약액을 제2 역침투막 장치(233)의 RO막에 공급하는 제3 막 세정 약액 공급 수단(도시하지 않음)을 구비한다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 제2 농축수의 소금의 농도와 제3 투과수의 소금의 농도와의 차이를 이용하여 발전하는 농도차 발전부(205)를 구비하여 이루어진다.
농도차 발전부(205)는, 조(251)와, 조(251) 내를 2개로 구획하는 반투막(254)을 구비하여 이루어진다.
또한, 농도차 발전부(205)는, 제3 투과수를 수용하는 제3 투과수 수용부(252)와 제2 농축수를 수용하는 제2 농축수 수용부(253)를 구비하여 이루어진다.
제3 투과수 수용부(252)와 제2 농축수 수용부(253)는, 조(251)의 내부가 반투막(254)에 의해 2개로 구획됨으로써 형성된다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 제3 투과수의 일부를 제3 투과수 수용부(252)에, 제2 농축수를 농축수 저류조(도시하지 않음)에 각각 이송하기 전에 제2 농축수 수용부(253)에 이송하도록 구성된다.
농도차 발전부(205)는, 제2 농축수의 소금의 농도와 제3 투과수의 소금의 농도와의 차이에 의해, 제2 농축수의 수분만이 반투막(254)을 통하여 제3 투과수 수용부(252)에 이송되어 제3 투과수 수용부(252)의 수면이 높아지는 것에 의한 수면의 고저차를 이용하여 발전하도록 구성된다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 농도차 발전부(205)에서 사용된 제2 농축수 및 반투막(254)을 통하여 이송된 제3 투과수의 수분을 농축수(200D)로서 농축수 저류조(도시하지 않음)에 이송하고, 농도차 발전부(205)에서 사용되고, 또한 제3 투과수 수용부(252)에 저류된 제3 투과수를 공업용수(200F)로서 회수하도록 구성된다.
그리고, 농도차 발전부(205)는, 제3 투과수 대신, 정화수(200E) 또는 담수(200C)를 사용하여 발전하도록 구성될 수도 있다. 즉, 농도차 발전부(205)는, 제3 투과수 수용부(252) 대신, 정화수(200E)를 수용하는 정화수 수용부 또는 담수(200C)를 수용하는 담수 수용부를 구비할 수 있다. 이 경우, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 정화수(200E) 또는 담수(200C)를 농도차 발전부(205)에 이송하도록 구성된다.
다음으로, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법에 대하여 설명한다.
제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 무기성 폐수를 침전 분리하여 얻어지는 상징수인 침전 처리수를 희석수로서 해수에 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 역침투막 장치에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수를 담수화하는 방법이다.
상세하게는, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 무기성 폐수(200B)를 침전 분리조(231) 내에서 침전 분리하여 상징수인 침전 처리수를 얻고, 또한 상기 침전 처리수를 제2 제탁 장치(232)를 사용하여 여과 처리하고 제3 투과수 및 제3 농축수를 얻고, 그리고, 제3 투과수인 침전 처리수를 제2 역침투막 장치(233)를 사용한 여과 처리에 의해 제4 투과수와 제4 농축수인 침전 처리수를 얻는 폐수 처리 공정과, 제4 농축수인 침전 처리수를 상기 희석수로서 해수(200A)에 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 제1 제탁 장치(222)를 사용하여 여과 처리하고 제1 투과수 및 제1 농축수를 얻고, 그리고, 제1 투과수인 혼합수를 제1 역침투막 장치(223)를 사용한 여과 처리에 의해 제2 투과수와 제2 농축수를 얻는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수를 담수화하는 방법이다.
혼합 공정에서는, 희석 효과를 명확하게 하기위하여, 해수(200A)와 희석수와의 혼합 체적비를, 바람직하게는, 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 하고, 더욱 바람직하게는, 해수 1에 대하여 희석수 1이상으로 한다.
제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 해수(200A)와 희석수와의 혼합 체적비를 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 함으로써, 소금 농도를 저감시킬 수 있고, 얻어지는 담수(200C)의 단위량당에 있어서의, 해수(200A)를 담수화하기 위해 필요한 에너지량을 확실하게 억제할 수 있고, 또한 혼합 공정이나 혼합수 처리 공정에 사용되는 기기의 부식을 억제할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 혼합수의 소금 농도를 3.0 질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 1.8 질량% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 희석수의 소금 농도를, 희석수로 희석되는 해수(200A)의 소금 농도의 1/3 이하로 하는 것이 바람직하고, 희석수로 희석되는 해수(200A)의 소금 농도의 1/10 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 희석수의 소금 농도를, 희석수로 희석되는 해수(200A)의 농도의 1/3 이하로 함으로써, 더 한층 순도가 높은 담수(200C)를 얻을 수 있는 이점이 있다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치, 및 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 전술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 이하의 이점을 가진다.
즉, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 해수(200A)보다 소금 농도가 낮은 침전 처리수를 희석수로서 해수(200A)에 혼합하는 혼합 공정과 상기 혼합 공정에 의해 얻어진 혼합수를 제1 역침투막 장치(223)에 공급하여 여과 처리하는 혼합수 처리 공정을 실시하여 해수(200A)를 담수화함으로써, 제1 역침투막 장치(223)에 혼합수를 압송하기 위한 압력을 해수(200A)를 압송하는 경우에 비하여 억제할 수 있으므로, 얻어지는 담수(200C)의 단위량당에 있어서의 압송에 필요한 에너지량을 억제할 수 있다. 또한, 제1 역침투막 장치(223)의 막의 투과 유속(플럭스)을 크게 할 수 있어, 여과수량을 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 역침투막 장치(223)의 막으로 가해지는 부하(해수 중의 소금에 의한 화학적 부하, 및 압력에 의한 물리적 부하)도 억제할 수 있어, 상기 막의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 침전 처리수를 유효하게 활용할 수 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 혼합수 처리 공정에서 제1 역침투막 장치(223)를 사용하여 여과 처리하기 전에 제1 제탁 장치(222)를 사용하여 혼합수를 여과 처리함으로써, 제1 역침투막 장치(223)의 막면에 무기성 고형 물질이나 소금이 부착되는 것을 억제할 수 있어, 더 한층 효율적으로 담수(200C)를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 더 한층 순도가 높은 담수(200C)를 얻을 수 있는 이점도 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 무기성 폐수(200B)를 침전 분리조(231) 내에서 침전 분리하여 상징수인 침전 처리수를 얻고, 또한 상기 침전 처리수를 제2 제탁 장치(232)를 사용하여 여과 처리하고 제3 투과수와 제3 농축수를 얻고, 그리고, 제3 투과수를 제2 역침투막 장치(233)를 사용한 여과 처리에 의해 제4 투과수와 제4 농축수를 얻는 폐수 처리 공정을 행함으로써, 상기 폐수 처리 공정에 있어서 정화수(200E)를 회수할 수 있어, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 제1 투과수를 제1 펌프(224)를 통하여 가압한 후 제1 역침투막 장치(223)에 공급하여 제2 농축수를 얻고, 제2 농축수의 압력으로 수력 터빈(225)을 구동하여 동력을 얻도록 구성되므로, 에너지를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 얻어진 상기 에너지를 해수(200A)나 무기성 폐수(200B)로부터 정화수를 얻는 공정에서 이용하면, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점도 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 혼합수보다 소금 농도가 높은 제2 농축수의 소금의 농도와 제3 투과수의 소금의 농도와의 차이를 이용하여 발전하는 농도차 발전부(205)를 구비하여 이루어지는 것에 의하여, 에너지를 얻을 수 있는 이점이 있다. 또한, 얻어진 상기 에너지를 해수(200A)나 무기성 폐수(200B)로부터 정화수를 얻는 공정에서 이용하면, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있는 이점도 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 제1 스케일 방지 약액 공급 수단 및 제2 스케일 방지 약액 공급 수단을 구비하여 이루어지는 것에 의하여, 제1 역침투막 장치(223)의 역침투막 및 제2 역침투막 장치(233)의 역침투막에 생길 수 있는 스케일이 억제될 수 있어, 더 한층 효율적으로 정화수를 회수할 수 있다는 이점이 있다.
그리고, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치, 및 제2 실시형태의 해수 담수화 방법은, 전술한 바와 같은 이점이 있지만, 본 발명의 해수 담수화 장치, 및 본 발명의 해수 담수화 방법은, 전술한 구성으로 한정되지 않고, 적절하게 설계 변경할 수 있다.
예를 들면, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 제1 스케일 방지 약액 공급 수단 및 제2 스케일 방지 약액 공급 수단을 구비하여 이루어지지만, 제1 스케일 방지 약액 공급 수단을 구비하지 않고 제2 스케일 방지 약액 공급 수단만을 구비하고, 상기 제2 스케일 방지 약액 공급 수단에 의해 제2 역침투막 장치(233)에 공급된 스케일 방지 약액이 제4 농축수로서 제2 역침투막 장치(233)로부터 배출되고, 상기 스케일 방지 약액이 제1 역침투막 장치(223)에 공급되도록 구성될 수 있다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 이와 같이 구성되므로, 상기 스케일 방지제가 역침투막을 투과하기 어렵기 때문에, 제2 역침투막 장치(233)에서 사용된 스케일 방지 약액을 제1 역침투막 장치(223)에서도 이용할 수 있고, 또한, 스케일 방지 약액을 공급하기 위한 동력도 억제할 수 있으므로, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이 경우에는, 본 발명의 해수 담수화 장치(201)는, 제4 농축수로서 제2 역침투막 장치(233)로부터 배출된 스케일 방지 약액이, 제1 제탁 장치(222)를 통하여 제1 역침투막 장치(223)에 공급되도록 구성될 수도 있고, 상기 스케일 방지 약액이, 제1 제탁 장치(222)를 통하지 않고 직접 제1 역침투막 장치(223)에 공급되도록 구성될 수도 있다. 특히, 본 발명의 해수 담수화 장치(201)는, 상기 스케일 방지 약액이, 제1 제탁 장치(222)를 통하지 않고 직접 제1 역침투막 장치(223)에 공급되도록 구성되므로, 상기 스케일 방지 약액이, 제1 제탁 장치(222)에서 희석되는 것이 억제되고, 제1 역침투막 장치(223)에 스케일 방지 약액이 양호한 효율로 공급되므로, 더 한층 양호한 효율로 정화수를 회수할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법에서는, 혼합수 처리 공정에 있어서, 제1 역침투막 장치(223)를 사용하여 여과 처리하기 전에, 제1 제탁 장치(222)를 사용하여 혼합수를 여과 처리하였지만, 본 발명의 해수 담수화 방법에서는, 제1 제탁 장치(222)에 의한 여과 처리를 행하지 않는 양태일 수도 있다.
이와 같은 양태의 경우, 본 발명의 해수 담수화 방법은, 바람직하게는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 해수(200A)와 희석수로서의 제4 농축수인 침전 처리수를 혼합하기 전에, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 하나를 가지는 제3 제탁 장치(210)를 사용하여 해수(200A)를 여과 처리하여 제5 투과수와 제5 농축수를 얻고, 제5 투과수인 해수(200A)와 희석수를 혼합하여 혼합수를 생성한다.
또한, 본 발명의 해수 담수화 방법은, 제1 농축수와 동일한 농축수로서 제5 농축수를 취급할 수 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 방법에서는, 폐수 처리 공정에 있어서, 제2 역침투막 장치(233)를 사용하여 제2 제탁 장치(232)로부터 얻은 제3 투과수를 여과 처리하였으나, 제2 역침투막 장치(233)에 의한 제3 투과수의 여과 처리를 행하지 않는 양태도 가능하다.
이와 같은 양태의 경우, 본 발명의 해수 담수화 방법은, 바람직하게는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 해수(200A)와 희석수로서의 제3 투과수인 침전 처리수를 혼합하기 전에, 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막)중 적어도 어느 하나를 가지는 제3 제탁 장치(210)를 사용하여 해수를 여과 처리하고, 제3 제탁 장치(210)를 사용하여 여과 처리된 해수(200A)와 희석수로서의 제3 투과수인 침전 처리수를 혼합하여 혼합수를 생성한다. 또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 침전 처리수를 제2 제탁 장치(232)에서 여과 처리하지 않고 희석수로 만들고, 해수(200A)와 희석수로서의 침전 처리수를 혼합하여 혼합수를 생성하고, 혼합수를 제3 제탁 장치(210)를 사용하여 여과 처리할 수도 있다.
또한, 제2 실시형태에 있어, 제1 제탁 장치(222)는, 제1 제탁 장치(222)에 이송되는 혼합수가 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성되지만, 모래 여과기를 가지는 모래 여과 수단에 의해 상기 혼합수가 여과 처리되도록 구성될 수도 있다. 제2 실시형태는, 이와 같이 구성되므로, 낮은 동력으로 다량의 물의 탁질을 제거할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제1 제탁 장치(222)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과가 1단으로 행해지도록 구성될 수도 있고, 모래 여과가 2단 이상으로 행해지도록 구성될 수 있다.
그리고, 모래 여과의 단은, 모래 여과기가 직렬로 접속된 개수를 의미한다.
또한, 제1 제탁 장치(222)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과 수단에 의해 여과 처리된 혼합수가, 또한 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성될 수 있다.
그리고, 제1 제탁 장치(222)가 모래 여과인 경우에는, 모래 여과층을 세정하기 위한 세정 수단(도시하지 않음)이 구비된다.
또한, 제2 실시형태에 있어, 제2 제탁 장치(232)는, 제2 제탁 장치(232)에 이송되는 침전 처리수가 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성되지만, 상기 침전 처리수가 모래 여과 수단에 의해 여과 처리되도록 구성될 수도 있다.
또한, 제2 제탁 장치(232)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과가 1단으로 행해지도록 구성될 수도 있고, 모래 여과가 2단 이상으로 행해지도록 구성될 수도 있다.
또한, 제2 제탁 장치(232)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과 수단에 의해 여과 처리된 침전 처리수가, 또한 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성될 수도 있다.
그리고, 제2 제탁 장치(232)가 모래 여과인 경우에는, 모래 여과층을 세정하기 위한 세정 수단(도시하지 않음)이 구비되어 이루어진다.
또한, 제2 실시형태가 제3 제탁 장치(210)를 구비하는 양태의 경우, 제2 실시형태에 있어서, 제3 제탁 장치(210)는, 제3 제탁 장치(210)에 이송되는 해수가 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성되어 이루어지지만, 상기 해수가 모래 여과 수단에 의해 여과 처리되도록 구성될 수도 있다.
또한, 제3 제탁 장치(210)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과가 1단으로 행해지도록 구성될 수도 있고, 모래 여과가 2단 이상으로 행해지도록 구성될 수 있다.
또한, 제3 제탁 장치(210)는, 모래 여과가 행해지는 양태의 경우, 모래 여과 수단에 의해 여과 처리된 해수가, 또한 정밀 여과막(MF막) 및 한외 여과막(UF막) 중 적어도 어느 한쪽에 의해 여과 처리되도록 구성될 수도 있다.
그리고, 제3 제탁 장치(210)가 모래 여과인 경우에는, 모래 여과층을 세정하기 위한 세정 수단(도시하지 않음)이 구비되어 이루어진다.
또한, 제2 실시형태에서는, 자연 에너지(파력, 조력, 풍력, 태양광, 지열 등)를 이용하여 발전하고, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치의 펌프 등의 구동 전력으로서 자연 에너지로부터 얻어지는 전력을 이용할 수도 있다. 제2 실시형태는, 자연 에너지로부터 얻어지는 동력을 이용함으로써, CO2 등의 환경에 영향을 줄 수 있는 가스를 억제하거나, 화석 연료의 고갈을 억제하거나, 원자력 사고 등의 리스크를 회피할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 혼합수 처리부(202)에 수력 터빈(225)을 구비하여 이루어지지만, 수력 터빈(225) 대신, 제1 역침투막 장치(223)로부터 압송된 제2 농축수의 압력을, 직접(전기를 통하지 않고) 혼합수가 제1 역침투막 장치(223)에 이송되기 위한 압력으로 변환하는 압력 변환 장치(압력 회수 장치)를 구비할 수도 있다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 상기 압력 변환 장치를 구비한 경우, 제1 역침투막 장치(223)로부터 압송된 제2 농축수가 상기 압력 변환 장치에 이송되고, 상기 압력 변환 장치에서 사용된 제2 농축수가 농축수 저류조에 이송되도록 구성되어 이루어진다. 또한, 제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 혼합수가 제1 펌프(224)를 통하기 전에 상기 압력 변환 장치에 이송되고, 상기 압력 변환 장치에서 압력이 얻어진 혼합수가 제1 펌프(224)를 통하여 제1 역침투막 장치(223)에 이송되도록 구성되어 이루어진다.
제2 실시형태의 해수 담수화 장치(201)는, 이와 같이 구성되므로, 제1 펌프(224)의 동력을 억제할 수 있는 이점이 있다.
또한, 제2 실시형태에서는, 무기성 폐수(200B)를 침전 분리조(231)에 이송하기 전에, 알칼리(예를 들면, 수산화 나트륨 등) 또는 산(예를 들면, 질산, 황산, 염산 등)에 의해 무기성 폐수(200B)의 pH를 중성 부근(예를 들면, pH 4∼10)으로 조정해도 된다. 또한, 무기성 폐수(200B)를 침전 분리조(231)에 이송하기 전에, 산화제(예를 들면, 과산화 수소, 차아염소산 나트륨 등) 또는 환원제(예를 들면, 중아황산 나트륨, 티오 황산 나트륨 등)에 의해 무기성 폐수(200B)를 산화 처리 또는 환원 처리해도 된다.
또한, 제2 실시형태에서는, 침전 처리수를 희석수로서 해수(200A)에 혼합하지만, 침전 처리되어 있지 않은 무기성 폐수(200B)를 희석수로서 해수(200A)에 혼합해도 된다. 제2 실시형태에서는, 침전 처리되어 있지 않은 무기성 폐수를 희석수로 하는 경우, 상기 무기성 폐수를 해수(200A)에 혼합하기 전에, 무기성 폐수(200B)의 pH를 중성 부근(예를 들면, pH 4∼10)으로 조정해도 된다. 또한, 무기성 폐수(200B)를 해수(200A)에 혼합하기 전에, 무기성 폐수(200B)를 산화 처리, 또는 환원 처리해도 된다.
이상과 같이, 제2 실시형태에 의하면, 무기성 폐수(200B)를 활용하면서, 담수(200C) 등의 정화수를 양호한 효율로 얻을 수 있다.
제3 실시형태
다음으로, 제3 실시형태의 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법에 대하여 설명한다.
그런데, 종래의 해수 담수화에서는, 해수를 역침투막으로 여과 처리하기 위하여 해수를 가압하여 펌프 등으로 역침투막 유닛에 압송할 필요가 있어서, 해수의 소금 농도가 높을수록 많은 에너지가 필요한 문제점을 가지고 있다.
한편, 상기 해수와는 별도로, 예를 들면 하수로 대표되는 유기물을 함유하는 폐수(이하, 「유기성 폐수」라고 함)나, 유기성 폐수가 생물 처리된 생물 처리 폐수, 또한 철강 등의 금속 제조 공장 등의 폐수로 대표되는 중금속 등의 무기물을 함유하는 폐수(이하, 「무기성 폐수」라고 함)나, 무기성 폐수가 침전 분리된 침전 처리 폐수는, 해양이나 하천에 방출되어, 현재 상태에서는 거의 유효 이용되지 않고 있다.
이들 폐수 또는 처리 폐수 등은, 통상, 소금 농도가 해수보다 낮은 저염 농도 폐수이며, 담수 자원으로서 유효 이용하면, 역침투막 여과를 비교적 저압의 펌프에서도는 효율적으로 담수로 할 수 있다고 여겨진다. 그러나, 이들 저염 농도 폐수는, 해수와 같이 무진장하게 존재하는 것이 아니므로 담수 자원으로서 안정된 양을 확보할 수 없는 케이스도 고려해야 하고, 또한, 상황에 따라 소금 농도가 크게 변동되므로 저압 펌프를 사용한 여과 처리에서는 안정된 생성량을 확보할 수 없는 케이스도 고려해야 하므로, 안정적으로 소정의 담수량을 얻을 수 없을 우려가 있다.
제3 실시형태는, 전술한 문제점 등을 감안하여, 담수를 양호한 효율로 안정적으로 얻을 수 있는 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
먼저, 제3 실시형태에 따른 담수 생성 장치에 대하여 설명한다.
도 12는, 제3 실시형태의 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 해수(300A)보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수(300B)를 역침투막 여과에 의해 제1 투과수와 제1 농축수로 분리하는 제1 처리부(302)와, 상기 제1 처리부에서 생성된 제1 농축수를 희석수로서 해수(300A)에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 제2 투과수와 제2 농축수로 분리하는 제2 처리부(303)를 구비하여 이루어진다.
제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 처리부(302)에 저염 농도 폐수(300B)가 이송되고, 농축수 저류조(도시하지 않음)에 제2 농축수를 농축수(300E)로서 이송하도록 구성된다.
또한, 제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 투과수가 담수(300C)로서 얻어지고, 제2 투과수가 담수(300D)로서 얻어지도록 구성되어 이루어진다.
해수(300A)는, 소금을 포함하는 물이며, 예를 들면, 소금 농도가 1.0∼8.0 질량% 정도의 물이며, 보다 구체적으로는, 소금 농도가 2.5∼6.0 질량%이다.
본 명세서에 있어서, 해수(300A)는, 바다에 존재하는 물로 한정되지 않고, 소금 농도가 1.0 질량% 이상의 물이면, 호수(염호, 기수호)의 물, 늪물, 연못물 등의 육지에 존재하는 물도 포함한다.
저염 농도 폐수(300B)는, 해수(300A)보다 소금 농도가 낮은 물이다. 저염 농도 폐수(300B)는, 예를 들면, 해수(300A)의 소금 농도에 대한 저염 농도 폐수(300B)의 소금 농도의 비가 0.1 이하의 것, 보다 일반적으로는, 해수(300A)의 소금 농도에 대한 저염 농도 폐수(300B)의 소금 농도의 비가 0.01 이하의 것이다.
저염 농도 폐수(300B)는, 유기물을 포함하는 폐수(이하, 「유기성 폐수」라고 함), 무기물을 포함하는 폐수(이하, 「무기성 폐수」라고 함), 또는 유기물 및 무기물을 포함하는 폐수이다.
상기 유기성 폐수는, 예를 들면, 유기물 농도의 지표로서의 BOD(생물화학적 산소 요구량)가 2000mg/L 이하인 폐수이며, 보다 구체적으로는, 200mg/L 정도의 폐수이다. 유기성 폐수로서는, 하수(생활 폐수나 빗물이 하수도에 흐른 물 등)나, 공업 폐수(식품 공장, 화학 공장, 전자 산업 공장, 밸브 공장 등의 공장으로부터 배출되는 폐수) 등을 예로 들 수 있다.
상기 무기성 폐수는, 무기물이 포함되면서, 또한 유기물 농도가 낮은 폐수이며, 예를 들면, BOD(생물화학적 산소 요구량)가 50mg/L 이하인 폐수이며, 바람직하게는, 10mg/L 이하인 폐수이다. 무기성 폐수로서는, 공업 폐수(철강 공장, 화학 공장, 전자 산업 공장 등의 공장으로부터 배출되는 폐수) 등을 예로 들 수 있다.
또한, 저염 농도 폐수(300B)는, 폐수가 침전 분리조에서 침전 분리된 상징수, 정밀 여과막(MF막), 한외 여과막(UF막), 모래 여과 등으로 여과되고 제탁된 투과수일 수도 있다. 또한, 저염 농도 폐수(300B)는, 유기성 폐수의 경우, 생물종에 의해 정화 처리된 생물 처리수일 수도 있다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 제탁이란 역침투막 여과보다 거친 여과, 즉 역침투막 장치에서 여과 처리하기 전에 실시되어 역침투막으로 분리하는 것보다 큰 불순물(예를 들면, 고형 물질 등)을 제거하는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 생물종에 의한 정화 처리란, 세균, 원생동물, 후생 동물 등의 생물종에 의해 물에 포함되는 유기물을 분해하는 것을 의미한다. 구체적으로는, 활성 오니를 사용한 폭기 처리 등을 예로 들 수 있다.
상기 역침투막으로서는, 아세트산 셀룰로오스, 방향족 폴리아미드, 폴리비닐 알코올 등의 소재에 의해 형성된 직경 수mm의 중공사(中空絲) 형상으로 형성된 이른바 중공사막 등으로 불리는 타입이나, 상기 중공사막보다 직경이 굵은 수 cm정도의 굵기를 가지는 이른바 튜뷸러(tubular)막으로 불리는 타입, 또한 사용 시에 내부에 메쉬 등의 지지재가 배치된 상태에서 롤 모양으로 권취되어 사용되는 봉투 모양의 이른바 스파이럴(spiral)막으로 불리우는 등 종래 공지의 것을 채용할 수 있다.
제1 처리부(302)는, 저염 농도 폐수(300B)를 역침투막 여과에 의해 제1 투과수와 제1 농축수로 분리하는 제1 역침투막 유닛(321)을 구비하여 이루어지고, 또한, 제1 펌프(322)를 통하여 저염 농도 폐수(300B)가 제1 역침투막 유닛(321)에 압송되도록 구성되어 이루어진다.
또한, 제1 처리부(302)는, 제1 역침투막 유닛(321)에 이송되는 저염 농도 폐수(300B)의 소금 농도를 측정하는 제1 소금 농도 측정 수단(323)과, 제1 투과수의 유량을 조절하는 제1 수량 조정 기구(324)를 구비하여 이루어진다.
제1 소금 농도 측정 수단(323)으로서는, 소금 농도를 측정하기 위한 전기 전도계나 이온계 등을 구비한 것을 예로 들 수 있다.
그리고, 전기 전도도는, 소금 농도와의 상관 관계를 가지고 측정도 용이한 점에 있어서, 제1 소금 농도 측정 수단(323)으로서는, 전기 전도도를 측정하는 기구를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 전기 전도계는, 염가이며 유지 보수도 용이하므로, 전기 전도계를 구비한 제1 소금 농도 측정 수단(323)은, 담수 생성 장치 비용, 유지 보수 비용의 절감에 유효하다.
제2 처리부(303)는, 해수(300A)에 희석수로서의 제1 농축수를 혼합하여 혼합수를 얻는 혼합조(336)와, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 제2 투과수와 제2 농축수로 분리하는 제2 역침투막 유닛(331)을 구비하여 이루어지고, 또한, 제2 펌프(332)를 통하여 상기 혼합수가 제2 역침투막 유닛(331)에 압송되도록 구성되어 이루어진다.
제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 혼합조(336)에 해수(300A)가 이송되고, 혼합조(336)에 희석수로서의 제1 농축수가 이송되도록 구성되어 이루어진다.
제2 처리부(303)는, 해수(300A)의 유량을 조절하는 제2 수량 조정 기구(334)를 구비하여 이루어진다.
제1 수량 조정 기구(324) 및 제2 수량 조정 기구(334)에는, 제1 소금 농도 측정 수단(323)으로부터 발신된 신호에 기초하여, 각각, 제1 투과수의 수량 및 해수(300A)의 수량을 변화시킬 수 있도록 버터플라이 밸브 등 개방도 조정이 가능한 개방도 조정 밸브가 사용되고 있다.
제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 소금 농도 측정 수단(323)으로부터 발신된 신호를, 예를 들면, 상기 개방도 조정 밸브의 개방도를 변경하는 제어 신호로서 제1 수량 조정 기구(324) 및 제2 수량 조정 기구(334)에 전달하기 위한 신호 전달 기구(304)를 구비하여 이루어진다.
제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 소금 농도 측정 수단(323)에 의해 얻어진 측정값에 기초하여, 제1 처리부(302)에서 얻어지는 제1 투과수의 생성량과, 제2 처리부(303)에서 얻어지는 제2 투과수의 생성량이 제어되도록 구성된다. 구체적으로는, 제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 소금 농도 측정 수단(323)에 의해 얻어진 측정값에 기초하여, 신호 전달 기구(304)에 의하여, 제1 수량 조정 기구(324)에 의해 제1 투과수의 유량을 조절하고 또한 제2 수량 조정 기구(334)에 의해 해수(300A)의 유량을 조절하여, 제1 처리부(302)에서 얻어지는 제1 투과수의 생성량과, 제2 처리부(303)에서 얻어지는 제2 투과수의 생성량이 제어되도록 구성되어 이루어진다.
또한, 제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 소금 농도 측정 수단(323)에 의해 얻어진 측정값이 소정 기준값 이하 또는 미만인 경우에는, 제1 처리부(302)에서의 제1 투과수의 생성량을 증가시키고, 제2 처리부(303)에서의 제2 투과수의 생성량을 저감시키는 제어를 행하도록 구성되어 이루어진다.
제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 전술한 바와 같이 구성되어 이루어지지만, 다음으로, 제3 실시형태의 담수 생성 방법에 대하여 설명한다.
제3 실시형태의 담수 생성 방법은, 저염 농도 폐수(300B)를 제1 역침투막 유닛(321)에 의해 제1 투과수와 제1 농축수로 분리하는 제1 처리 공정과, 상기 제1 처리 공정에서 생성한 제1 농축수를 희석수로서 해수(300A)에 혼합조(336)에서 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 제2 역침투막 유닛(331)에 의해 제2 투과수와 제2 농축수로 분리하는 제2 처리 공정을 실시하고, 각 공정의 투과수를 담수로서 얻는다.
또한, 제3 실시형태의 담수 생성 방법은, 제1 소금 농도 측정 수단(323)에서 저염 농도 폐수(300B)의 소금 농도를 측정하고, 이 측정으로 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 제1 처리 공정에서의 투과수의 생성량과, 상기 제2 처리 공정에서의 투과수의 생성량을 제어한다.
구체적으로는, 제3 실시형태의 담수 생성 방법은, 제1 소금 농도 측정 수단(323)에 의해 얻어진 측정값에 기초하여, 신호 전달 기구(304)에 의해, 제1 수량 조정 기구(324)에 의해 제1 투과수의 유량을 조절하고 또한 제2 수량 조정 기구(334)에 의해 해수(300A)의 유량을 조절하여, 제1 처리부(302)에서 얻어지는 제1 투과수의 생성량과, 제2 처리부(303)에서 얻어지는 제2 투과수의 생성량을 제어한다.
또한, 제3 실시형태의 담수 생성 방법은, 제1 소금 농도 측정 수단(323)에 의해 얻어진 측정값이 소정 기준값 이하 또는 미만인 경우에는, 제1 처리부(302)에서의 제1 투과수의 생성량을 증가시키고 제2 처리부(303)에서의 제2 투과수의 생성량을 저감시키도록 제어한다.
그리고, 여기서는 상세하게 설명하지 않지만, 종래 공지의 담수 생성 장치에 사용되고 있는 각종 장치를 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서 본 발명의 담수 생성 장치에 채용할 수도 있다. 또한, 종래 공지의 담수 생성 방법에서의 각종 제어나 설비 운전 방법을 본 발명의 담수 생성 방법에 채용할 수도 있다.
예를 들면, 제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 수량 조정 기구(324)를 구비하여 이루어지지만, 본 발명의 담수 생성 장치는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1 소금 농도 측정 수단(323)의 측정 결과에 기초하여 제1 펌프(322)의 회전수를 변화시키기 위한 제1 인버터(325)가 설치되고, 신호 전달 기구(304)가 제1 인버터(325)에 접속될 수도 있다.
또한, 제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제2 수량 조정 기구(334)를 구비하여 이루어지지만, 본 발명의 담수 생성 장치는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1 소금 농도 측정 수단(323)의 측정 결과에 기초하여 제2 펌프(332)의 회전수를 변화시키기 위한 제2 인버터(335)가 설치되고, 신호 전달 기구(304)가 제2 인버터(335)에 접속될 수도 있다.
또한, 제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 도 14에 나타낸 바와 같이, 혼합조(336)에 이송되는 해수(300A)의 소금 농도를 측정하는 제2 소금 농도 측정 수단(333)이 제2 처리부(303)에 구비될 수도 있다.
여기서, 해수(300A)의 소금 농도가 변동한 경우, 제2 역침투막 유닛(331)에서의 제2 투과수의 생성 효율이 변동한다. 구체적으로는, 해수(300A)의 소금 농도가 저하된 경우에는 제2 투과수의 생성 효율이 상승하고, 해수(300A)의 소금 농도가 상승한 경우에는 제2 투과수의 생성 효율은 저하된다.
이에, 제3 실시형태의 담수 생성 장치(301)는, 제1 소금 농도 측정 수단(323)에 의해 얻어진 측정값에 기초하여, 신호 전달 기구(304)에 의해, 제1 수량 조정 기구(324)에 의해 제1 투과수의 유량을 조절하고 또한 제2 수량 조정 기구(334)에 의해 해수(300A)의 유량의 조절하는 제어를 행하도록 구성되어 이루어지지만, 제2 소금 농도 측정 수단(333)에 의해 얻어진 해수(300A)의 소금 농도에 따라 결정되는 제2 투과수의 생성 효율에 기초하여 해수(300A)의 유량을 보정하도록 구성되어 이루어진다.
이상과 같이, 제3 실시형태에 의하면, 담수를 양호한 효율로 안정적으로 얻을 수 있다.
제4 실시형태
다음으로, 제4 실시형태의 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법에 대하여 설명한다.
그런데, 종래의 해수 담수화 기술에서는, 해수를 역침투막으로 여과 처리하기 위하여 해수를 가압하여 펌프 등으로 역침투막 유닛에 압송할 필요가 있으므로, 해수의 소금 농도가 높을수록 많은 에너지가 필요한 문제점이 있다.
한편, 상기 해수와는 별도로, 예를 들면 하수로 대표되는 유기물을 함유하는 유기성 폐수나, 유기성 폐수가 생물 처리된 생물 처리 폐수, 또한 철강 등의 금속 제조 공장 등의 폐수로 대표되는 금속 등의 무기물을 함유하는 무기성 폐수나, 무기성 폐수를 pH 조정 등의 사전 처리를 행하여 고형화시킨 후, 침전 처리한 후의 침전 처리 폐수는, 해양이나 하천에 방출되는 등, 현재 상태에서는 거의 유효하게 이용되지 않고 있다.
이들 폐수 또는 처리 폐수 등은, 통상, 소금 농도가 해수보다 낮은 저염 농도 폐수이며, 담수 자원으로서 유효하게 이용하면, 역침투막 여과를 비교적 저압의 펌프에서도 효율적으로 담수로 만들 수 있다.
그러나, 이들 저염 농도 폐수는, 상황에 따라 취수량이 크게 변동한다. 예를 들면, 하수이면 시간대나 계절에 따라 변동하고, 공장 폐수이면 생산량, 생산 공정 등에 따라 변동한다.
즉, 저염 농도 폐수는, 해수와 같이 무진장하게 존재하는 것이 아니므로 담수 자원으로서 필요량을 안정적으로 확보할 수 없는 케이스나, 저류조를 가지고 있어도 취수량이 많은 경우에는 적절하게 폐기해야만 하는 케이스도 발생한다.
따라서, 안정적으로 소정량의 담수를 얻을 수 없었다, 저비용으로 담수를 생성할 수 있는 담수 자원을 충분히 이용하지 못하여 효율이 악화되는 문제도 발생한다.
이와 같은 문제에 대하여, 과대하게 큰 저류조를 구비한 장치를 사용하는 대책도 고려할 수 있지만, 이를 위해서는, 거대한 공간이 필요하게 된다.
제4 실시형태는, 전술한 문제점 등을 감안하여, 과대하게 큰 저류조를 위한 거대한 스페이스를 필요로 하지 않고, 또한 안정적으로 소정량의 담수를 효율적으로 얻을 수 있는 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
먼저, 제4 실시형태에 따른 담수 생성 장치에 대하여 설명한다.
도 15는, 제4 실시형태의 담수 생성 장치의 개략 블록도이다.
제4 실시형태의 담수 생성 장치(401)는, 도 15에 나타낸 바와 같이, 해수(400A)보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수(400B)를 역침투막 여과에 의해 제1 투과수와 제1 농축수로 분리하는 제1 처리부(402)와, 상기 제1 처리부에서 생성된 제1 농축수를 희석수로서 해수(400A)에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 제2 투과수와 제2 농축수로 분리하는 제2 처리부(403)를 구비하여 이루어진다.
제4 실시형태의 담수 생성 장치(401)는, 제1 처리부(402)에 저염 농도 폐수(400B)가 공급되고, 농축수 저류조(도시하지 않음)에 제2 농축수를 농축수(400E)로서 이송하도록 구성되어 이루어진다.
또한, 제4 실시형태의 담수 생성 장치(401)는, 제1 투과수가 담수(400C)로서 얻어지고, 제2 투과수가 담수(400D)로서 얻어지도록 구성된다.
해수(400A)는, 소금을 포함하는 물이며, 예를 들면, 소금 농도가 1.0∼8.0 질량% 정도의 물이며, 일반적으로는, 소금 농도가 2.5∼6.0 질량%이다.
본 명세서에 있어서, 해수(400A)는, 바다에 존재하는 물로 한정되지 않고, 소금 농도가 1.0질량% 이상의 물이면, 호수(염호, 기수호)의 물, 늪물, 연못물 등의 육지에 존재하는 물도 포함한다.
저염 농도 폐수(400B)는, 해수(400A)보다 소금 농도가 낮은 물이다. 저염 농도 폐수(400B)는, 예를 들면, 해수(400A)의 소금 농도에 대한 저염 농도 폐수(400B)의 소금 농도의 비가 0.1 이하의 것, 보다 일반적으로는, 해수(400A)의 소금 농도에 대한 저염 농도 폐수(400B)의 소금 농도의 비가 0.01 이하의 것이다.
저염 농도 폐수(400B)로서는, 유기물을 포함하는 유기성 폐수나 무기물을 포함하는 무기성 폐수를 예로 들 수 있다.
상기 유기성 폐수는, 예를 들면, 유기물 농도의 지표로서의 BOD(생물화학적 산소 요구량)가 2000mg/L 이하인 폐수이며, 보다 일반적으로는, 200mg/L 정도의 폐수이다. 유기성 폐수로서는, 하수(생활 폐수나 빗물이 하수도에 흐른 물 등)나, 공업 폐수(식품 공장, 화학 공장, 전자 산업 공장, 밸브 공장 등의 공장으로부터 배출되는 폐수) 등을 예로 들 수 있다.
상기 무기성 폐수는, 예를 들면, 유기물 농도가 낮은 폐수이며, 유기물의 지표인 BOD가 50mg/L 이하, 보다 바람직하게는 10mg/L 이하인 폐수이다. 무기성 폐수로서는, 공업 폐수(철강 공장, 화학 공장, 전자 산업 공장, 등의 공장으로부터 배출되는 폐수) 등을 예로 들 수 있다.
또한, 저염 농도 폐수(400B)는, 폐수(유기성 폐수 또는 무기성 폐수)가 침전 분리조에서 침전 분리된 상징수, 정밀 여과막(MF막), 한외 여과막(UF막), 모래 여과 등으로 여과되어 제탁된 투과수일 수도 있다. 또한, 저염 농도 폐수(400B)는, 유기성 폐수의 경우, 생물종에 의해 정화 처리된 생물 처리수일 수도 있다.
그리고, 본 명세서에 있어서, 제탁이란 역침투막 여과보다 거친 여과, 즉 역침투막 장치에서 여과 처리하기 전에 실시되어 역침투막으로 분리하는 것보다 큰 불순물(예를 들면, 고형 물질 등)을 제거하는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 생물종에 의한 정화 처리는, 세균, 원생동물, 후생 동물 등의 생물종에 의해 물에 포함되는 유기물을 분해하는 것을 의미한다. 구체적으로는, 활성 오니를 사용한 폭기 처리 등을 예로 들 수 있다.
상기 역침투막으로서는, 중공사막 타입이나, 튜뷸러막 타입, 스파이럴막 등 종래 공지의 것을 채용할 수 있다.
제1 처리부(402)는, 저염 농도 폐수(400B)를 역침투막 여과에 의해 제1 투과수와 제1 농축수로 분리하는 복수개의 제1 역침투막 유닛(421)과, 각각 제1 역침투막 유닛(421)에 저염 농도 폐수(400B)를 압송하는 복수개의 제1 펌프(422)와, 제1 처리부(402)에 공급되는 저염 농도 폐수(400B)의 유량을 측정하는 유량 측정 수단으로서의 제1 유량 측정 장치(423)를 구비하여 이루어진다.
제2 처리부(403)는, 해수(400A)에 희석수로서의 제1 농축수를 혼합하여 혼합수를 얻는 혼합조(436)와, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 제2 투과수와 제2 농축수로 분리하는 복수개의 제2 역침투막 유닛(431)과, 각각 제2 역침투막 유닛(431)에 혼합수를 압송하는 복수개의 제2 펌프(432)를 구비하고, 제2 펌프(432)를 통하여 상기 혼합수가 제2 역침투막 유닛(431)에 압송되도록 구성되어 이루어진다.
제4 실시형태의 담수 생성 장치(401)는, 혼합조(436)에 해수(400A)가 펌프(도시하지 않음)에 의해 공급되고, 혼합조(436)에 희석수로서의 제1 농축수가 이송되도록 구성되어 이루어진다.
제2 처리부(403)는, 해수(400A)의 유량을 측정하는 제2 유량 측정 장치(435)와 해수(400A)의 혼합조(436)에 유량을 조절하는 유량 조정 기구(434)로서의 컨트롤 밸브를 구비하여 이루어진다.
제4 실시형태의 담수 생성 장치(401)는, 제1 유량 측정 장치(423)에 의해 측정된 유량의 측정값에 기초하여, 제1 처리부(402) 및 제2 처리부(403)에서의 여과 처리량이 제어되고 있다.
구체적으로는, 측정값의 상승에 기초하여, 제1 처리부(402)에서 가동하는 제1 역침투막 유닛(421)의 수가 증가하고, 제2 처리부(403)에서 가동하는 제2 역침투막 유닛(431)의 수가 감소하도록 제어되고 있다.
이 점에 대하여, 보다 상세하게 설명하면, 제1 유량 측정 장치(423)와 각 제1 펌프(422)와는 전기적으로 접속되어 있고, 제1 유량 측정 장치(423)에 의한 측정값에 기초하여, 필요수의 제1 펌프(422)가 가동하도록 제어되고 있고, 측정값이 상승하면 가동하는 제1 펌프(422)의 수가 증가하고, 이에 대응하여 역침투막 여과를 행하는 제1 역침투막 유닛(421)의 수도 증가하고, 제1 처리부(402)에서의 처리량이 증가하게 된다.
또한, 제1 유량 측정 장치(423)와 유량 조정 기구(434)가 전기적으로 접속되고, 또한 제2 유량 측정 장치(435)에서 각 제2 펌프(432)가 전기적으로 접속되어 있고, 제1 유량 측정 장치(423)에 의한 측정값에 기초하여, 제2 처리부(403)의 혼합조(436)에 유입되는 해수(400A)의 유량이 제어되고, 측정값이 상승하면 제2 처리부(403)에서는 반대로 해수(400A)의 유량이 감소하고, 이에 따라 제2 유량 측정 장치(435)에 의한 측정값이 저하되고, 상기 측정값에 기초하여(구체적으로는, 상기 측정값 및 제1 농축수의 유량을 고려하여), 가동하는 제2 펌프(432)의 수[즉 가동하는 제2 역침투막 유닛(431)의 수]가 감소하도록 되어 있다.
그리고, 당연히, 측정값이 하강한 경우에는, 제1 처리부(402)에서 가동하는 제1 역침투막 유닛(421)의 수가 감소하고, 제2 처리부(403)에서 가동하는 제2 역침투막 유닛(431)의 수가 증가하도록 제어되고 있다.
또한, 제4 실시형태에 있어서는, 제1 처리부(402)에서의 저염 농도 폐수(400B)의 일부를 바이패스시켜 혼합조(436)에 공급하는 바이패스 라인(440)을 구비하고 있고, 제1 유량 측정 장치(423)에 의한 측정값에 기초하여, 바이패스 공급량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
예를 들면, 제1 처리부(402)에서의 역침투막 여과 처리 능력을 초과하는 유량이 측정되었을 경우에, 초과하는 유량분이 바이패스 라인(440)을 통하여, 혼합조(436)에 공급되도록 제어되고 있다.
제4 실시형태에 있어서는, 이와 같은 바이패스라인(440)이 구비되어 있으므로, 예기치 못한 양의 저염 농도 폐수(400B)가 측정된 경우에도, 저염 농도 폐수(400B)를 폐기하지 않고 담수 자원으로서 이용할 수 있다.
그리고, 제4 실시형태에 있어서는, 제1 처리부(402)에서의 처리 능력을 초과하는 유량을 측정한 경우에 바이패스 라인(440)을 통하여, 혼합조(436)에 공급하도록 제어되고 있지만, 본 발명에 있어서는, 이에 한정되지 않고, 제1 유량 측정 장치(423)에 의한 측정값이 일정값 이상이 되었을 경우에 제1 처리부(402)에서의 저염 농도 폐수(400B)의 일부를 바이패스시켜 혼합조(436)에 공급하도록 제어할 수 있다.
제4 실시형태의 담수 생성 장치(401)는, 전술한 바와 같이 구성되지만, 다음으로, 제4 실시형태의 담수 생성 방법에 대하여 설명한다.
제4 실시형태의 담수 생성 방법은, 도 15의 장치를 사용하고, 해수(400A)보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수(400B)를 제1 역침투막 유닛(421)에서의 여과에 의해 제1 투과수와 제1 농축수로 분리하는 제1 처리 공정과, 상기 제1 처리 공정에 의해 생성한 제1 농축수를 희석용으로서 혼합조(436)에 공급하고 상기 혼합조(436)에 의해 해수(400A)와 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 제2 역침투막 유닛(431)에서의 여과에 의해 제2 투과수와 제2 농축수로 분리하는 제2 처리 공정을 실시하고, 각 처리 공정에 의해 분리한 제1 투과수 및 제2 투과수를 담수로서 얻는 담수 생성 방법이다.
제4 실시형태에 있어서, 제1 유량 측정 장치(423)에 의해 저염 농도 폐수(400B)의 유량을 측정하고, 측정값에 기초하여, 제1 처리부(402) 및 제2 처리부(403)에서의 여과 처리량을 제어한다.
*구체적으로는, 제1 처리부(402)에서의 가동하는 제1 펌프(422)의 수[제1 역침투막 유닛(421)의 수] 및 제2 처리부(403)에서의 유량 조정 기구(434)를 제어하고, 결과적으로 제2 펌프(432)의 수[제2 역침투막 유닛(431)의 수]를 제어하여 담수를 얻는다.
그리고, 제4 실시형태에 있어서의 담수 생성 방법에 있어서도, 제1 유량 측정 장치에 의해 저염 농도 폐수(400B)의 유량을 측정하고, 측정값에 기초하여, 바이패스 라인(440)을 통하여 혼합조(436)에 공급하는 저염 농도 폐수(400B)의 수량을 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 처리부(402)에서의 역침투막 여과 처리 능력을 초과하는 유량이 측정되었을 경우에, 초과하는 유량분이 바이패스 라인(440)을 통하여 혼합조(436)에 공급되도록 제어하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않고, 제1 유량 측정 장치(423)에 의해 소정 유량 이상이 측정되었을 경우에 바이패스 라인(440)을 통하여, 혼합조(436)에 공급되도록 제어할 수 있다.
그리고, 제4 실시형태의 담수 생성 장치(401) 및 담수 생성 방법은, 전술한 바와 같지만, 본 발명의 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법은, 전술한 구성으로 한정되지 않고 본 발명이 의도하는 범위 내에서 적절하게 설계 변경될 수 있다.
예를 들면, 도시하지 않지만, 바이패스 라인(440)에 유량 조정 밸브가 설치되고, 상기 유량 조정 밸브에 의하여, 바이패스 라인(440)을 통하는 혼합조(436)로의 공급량이 제어되도록 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 제1 유량 측정 장치(423)의 측정값만에 기초하여 가동하는 제1 펌프(422)의 수나 제2 펌프(432)의 수 등을 제어하는 양태로 한정되지 않고, 다른 장소에 배치된 유량 측정 장치의 측정값도 가미하여 가동하는 제1 펌프(422)의 수나 제2 펌프(432)의 수 등을 제어할 수도 있다.
예를 들면, 제1 역침투막 유닛(421)의 후단에 제1 농축수의 유량을 측정하는 유량 측정 장치가 설치되고, 상기 유량 측정 장치의 측정값과, 제1 유량 측정 장치(423)의 측정값의 양 측정값에 기초하여, 가동하는 제2 펌프(432)의 수나 바이패스 라인(440)을 통해서 혼합조(436)에 공급하는 저염 농도 폐수(400B)의 양이 조정 제어될 수도 있다.
또한, 제4 실시형태에서는 제2 유량 측정 장치(435)의 측정값에 기초하여(구체적으로는, 상기 측정값 및 제1 농축수의 유량을 고려하여) 가동하는 제2 펌프(432)의 수가 제어되고 있지만, 바이패스 라인(440)을 통하여 저염 농도 폐수(400B)가 혼합조(436)에 바이패스 공급되는 경우를 고려하여, 제1 농축수의 유량, 바이패스 공급량을 측정하는 유량 측정 장치가 설치되고, 제2 유량 측정 장치(435)의 측정값, 제1 농축수 양의 측정값 및 바이패스 공급량의 측정값의 합계값에 기초하여 가동하는 제2 펌프(432)의 수가 제어될 수 있다. 그리고, 제1 농축수의 양을 측정하는 유량 측정 장치가 설치되어 있지 않고, 제1 역침투막 유닛(421)로의 공급량에 따라 계산에 의해 구해진 값을 이용하는 것일 수도 있다.
이상과 같이, 제4 실시형태에 의하면, 과대하게 큰 저류조를 위한 거대한 스페이스를 필요로 하지 않고, 또한 안정적으로 소정량의 담수를 효율적으로 얻을 수 있다.
*실시예
다음으로, 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 제1 실시형태에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
(시험예 1)
도 16에 나타낸 바와 같이, 유기성 폐수(B)로서의 하수를 생물 처리한 생물 처리수인 희석수(G)와 해수(A)를 표 1의 양으로 혼합하고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 제1 역침투막 장치(23)에 펌프(24)를 통하여 공급하여 여과 처리하고 투과수인 담수(C)와 농축수(D)를 얻었다. 여과 처리 시에 있어서의 제1 펌프(24)로부터 제1 역침투막 장치(23)로의 혼합수의 공급압력(ata), 제1 펌프(24)의 소비 전력(W), 투과수인 담수(C) 및 농축수(D)의 양(L)을 시산(試算)했다. 이들 시산 결과를 표 1 및 도 17에 나타낸다.
그리고, 표 1에서의 단위 동력비란, 생물 처리수로 희석하고 있지 않은 해수(A)를 여과 처리하는데 소비한 단위 투과수량 당 전력을 100으로 하였을 때의 각 혼합수의 단위 투과수량당 전력의 비를 나타낸다. 또한, 혼합수의 소금 농도의 단위인 %는, 질량%를 의미한다.
[표 1]
표 1이나 도 17에 나타낸 바와 같이, 해수를 생물 처리수로 희석할수록, 단위 동력비를 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 함으로써, 소비 전력의 저감 효과가 있는 것을 알 수 있다.
(시험예 2)
실시예
1
실시예 1에서는, 도 18에 나타내는 해수 담수화 장치를 사용하여 다음과 같이 하여 하수를 생물 처리한 생물 처리수를 사용하여 해수(A)(소금 농도: 3.5 질량%)를 담수화했다.
먼저, 100,000 톤/d로 유기성 폐수 B로서의 하수를 생물 처리부(3)에 이송하고, 상기 하수를 생물 처리부(3)의 제2 생물 처리조(31) 내에서 생물 처리하여 생물 처리수를 생성하고, 상기 생물 처리수를 정밀 여과막을 가지면서 또한 침지막인 제2 제탁 장치(32)를 사용하여 여과 처리하여 투과수를 얻고, 상기 투과수를 제2 펌프(34)를 통하여 제2 역침투막 장치(33)에 이송하고 제2 역침투막 장치(33)를 사용하여 투과수인 정화수(E) 및 농축수인 생물 처리수를 얻었다. 정화수(E)는, 70,000 톤/d로 얻어지고, 상기 농축수인 생물 처리수는, 30,000 톤/d로 얻어졌다.
다음으로, 정화수(E)를 회수하고, 상기 농축수인 생물 처리수를 희석수로서 혼합수 처리부(2)에 이송했다.
그리고, 30,000 톤/d로 해수(A)를 혼합수 처리부(2)에 이송하고, 상기 농축수인 생물 처리수를 희석수로서 해수(A)에 혼합하여 혼합수(소금 농도: 1.8 질량%)를 얻고, 상기 혼합수를 제1 펌프(24)를 통하여 제1 역침투막 장치(23)에 이송하고 제1 역침투막 장치(23)를 사용하여 투과수인 담수(C) 및 농축수(D)를 얻었다. 담수(C)인 정화수는, 36,000 톤/d로 얻어지고, 농축수(D)는, 24,000 톤/d로 얻어졌다.
따라서, 정화수[담수(C)도 포함]는, 106,000 톤/d로 얻어졌다.
비교예
1
비교예 1에서는, 도 19에 나타내는 해수 담수화 장치를 이용하여 다음과 같이 하여 해수(A)(소금 농도: 3.5 질량%)를 담수화했다.
먼저, 100,000 톤/d로 유기성 폐수(B)의 하수를 생물 처리조(7)에 이송하고, 상기 하수를 생물 처리조(7) 내에서 생물 처리하여 생물 처리수(H)를 생성하였다. 이 생물 처리수(H)는 방류했다.
그리고, 250,000 톤/d로 해수(A)를 제1 펌프(8)를 통하여 역침투막 장치(9)에 이송하고 역침투막 장치(9)를 사용하여 투과수인 담수(I) 및 농축수(J)를 얻었다. 담수(I)인 정화수는, 100,000 톤/d로 얻어지고, 상기 농축수는, 150,000 톤/d로 얻어졌다.
실시예 1 및 비교예 1의 해수 담수화 방법으로 소비한 전력(소비 전력), 얻어진 정화수의 양 등의 결과를 표 2에 나타낸다.
그리고, 얻어진 정화수의 양은, 담수의 양도 포함한 양이다. 합계 소비 전력은, 제1 펌프 및 제2 펌프를 구동하는데 소비된 전력으로 하였다(비교예 1에서는, 제2 펌프를 사용하고 있지 않으므로 제1 펌프를 구동하는데 소비된 전력만으로 하였다). 연간 소비 전력량은, 연간 가동 시간을 330×24시간으로 하여 산출하였다. 연간 CO2 배출량은, CO2 배출원 단위량을 0.41kg-CO2/kWh로 하여 산출하였다.
[표 2]
본 발명의 범위 내의 실시예 1의 해수 담수화 방법에 의해 얻어진 정화수의 양과 해수를 희석하지 않고 담수화한 비교예 1의 해수 담수화 방법에 의해 얻어진 정화수의 양과는 거의 동일한 정도임에도 불구하고, 실시예 1의 합계 소비 전력은, 비교예 1에 비해 매우 낮은 값을 나타낸다. 또한, 실시예 1의 연간 CO2 배출량도, 비교예 1에 비해 매우 낮은 값을 나타낸다.
다음으로, 제2 실시형태에 대하여 구체적으로 설명한다.
(시험예 3)
도 20에 나타낸 바와 같이, 무기성 폐수로서의 철강 폐수인 희석수(200G)와 해수(200A)를 표 3의 양으로 혼합하고, 상기 혼합에 의해 얻어진 혼합수를 제1 역침투막 장치(223)에 펌프(24)를 통하여 공급하여 여과 처리하고 투과수인 담수(200C)와 농축수(200D)를 얻었다. 여과 처리 시에 있어서의 제1 펌프(224)로부터 제1 역침투막 장치(223)로의 혼합수의 공급 압력(MPa), 제1 펌프(224)의 소비 전력(W), 투과수인 담수(200C) 및 농축수(200D)의 양(L)을 시산했다. 이들 시산 결과를 표 3 및 도 21에 나타낸다.
그리고, 표 3에 있어서의 단위 동력비란, 무기성 폐수로 희석하고 있지 않은 해수(200A)를 여과 처리하는데 소비한 단위 투과수량당 전력을 100으로 했을 때의 각 혼합수의 단위 투과수량 당 전력의 비를 나타낸다. 또한, 혼합수의 소금 농도의 단위인 %는 질량%를 의미한다.
[표 3]
표 3 혹은 도 21에 나타낸 바와 같이, 해수를 희석수로 희석할수록, 단위 동력비를 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 해수 1에 대하여 희석수 0.1 이상으로 함으로써, 소비 전력의 저감 효과가 있는 것을 알 수 있다.
(시험예 4)
실시예
2
실시예 2에서는, 도 22에 나타내는 해수 담수화 장치를 이용하여 다음과 같이 하여 철강 폐수를 응집 침전되어 얻어진 상징수인 침전 처리수를 사용하여 해수(200A)(소금 농도: 3.5질량%)를 담수화했다.
먼저, 100,000 톤/d로 무기성 폐수(200B)로서의 철강 폐수를 침전 처리부(203)에 이송하고, 상기 철강 폐수를 침전 처리부(203)의 침전 분리조(231) 내에서 침전 분리하여 상징수인 침전 처리수를 생성하고, 상기 침전 처리수를 정밀 여과막을 가지는 제2 제탁 장치(232)에 이송하고 여과 처리하여 투과수를 얻고, 상기 투과수를 제2 펌프(234)를 통하여 제2 역침투막 장치(233)에 이송하고 제2 역침투막 장치(233)를 사용하여 투과수인 정화수(200E) 및 농축수인 침전 처리수를 얻었다. 정화수(200E)는, 70,000 톤/d로 얻어지고, 상기 농축수인 침전 처리수는, 30,000 톤/d로 얻어졌다.
다음으로, 상기 정화수(200E)를 회수하고, 상기 농축수인 침전 처리수를 희석수로서 혼합수 처리부(202)에 이송했다.
그리고, 30,000 톤/d로 해수(200A)를 혼합수 처리부(202)에 이송하고, 상기 농축수인 침전 처리수를 희석수로서 해수(200A)에 혼합하여 혼합수(소금 농도: 1.93질량%)를 얻고, 상기 혼합수를 제1 펌프(224)를 통하여 제1 역침투막 장치(223)에 이송하고 제1 역침투막 장치(223)를 사용하여 투과수인 담수(200C) 및 농축수(200D)를 얻었다. 담수(200C)인 정화수는 34,800 톤/d로 얻어지고, 농축수(200D)는 25,200 톤/d로 얻어졌다.
따라서, 정화수[담수(200C)도 포함]는, 104,800 톤/d로 얻어졌다.
비교예
2
비교예 2에서는, 도 23에 나타내는 해수 담수화 장치를 이용하여 다음과 같이 하여 해수(200A)(소금 농도: 3.5질량%)를 담수화했다.
먼저, 100,000 톤/d로 무기성 폐수(200B)인 철강 폐수를 침전 분리조(207)에 이송하고, 상기 철강 폐수를 침전 분리조(207) 내에서 침전 분리하여 상징수인 침전 처리수(200H)를 생성하였다. 이 침전 처리수(200H)는 방류했다.
그리고, 250,000 톤/d로 해수(200A)를 제1 펌프(208)를 통하여 역침투막 장치(209)에 이송하여 역침투막 장치(209)를 사용하여 투과수인 담수(200I) 및 농축수(200J)를 얻었다. 담수(200I)인 정화수는 100,000 톤/d로 얻어지고, 상기 농축수는 150,000 톤/d로 얻어졌다.
실시예 2 및 비교예 2의 해수 담수화 방법으로 소비한 전력(소비 전력), 얻어진 정화수의 양 등의 결과를 표 4에 나타내었다.
그리고, 얻어진 정화수의 양은, 담수의 양도 포함한 양이다. 합계 소비 전력은, 제1 펌프 및 제2 펌프를 구동하는데 소비된 전력으로 하였다(비교예 2에서는, 제2 펌프를 사용하고 있지 않으므로 제1 펌프를 구동하는데 소비된 전력만으로 하였다). 연간 소비 전력량은, 연간 가동 시간을 330×24시간으로 하여 산출하고. 연간 CO2 배출량은, CO2 배출원 단위량을 0.41kg-CO2/kWh로 하여 산출하였다.
[표 4]
본 발명의 범위 내에서 있는 실시예 2의 해수 담수화 방법에 의해 얻어진 정화수의 양과 해수를 희석하지 않고 담수화한 비교예 2의 해수 담수화 방법에 의해 얻어진 정화수의 양은 거의 동일한 정도임에도 불구하고, 실시예 2의 합계 소비 전력은, 비교예 2에 비해 매우 낮은 값을 나타낸다. 또한, 실시예 2의 연간 CO2 배출량도, 비교예 2에 비해 매우 낮은 값을 나타내었다.
1: 해수 담수화 장치 2: 혼합수 처리부
3: 생물 처리부 4: 메탄 발효부
5: 농도차 발전부 7: 생물 처리조
8: 제1 펌프 9: 역침투막 장치
10: 제3 제탁 장치 21: 제1 생물 처리조
22: 제1 제탁 장치 23: 제1 역침투막 장치
24: 제1 펌프 25: 수력 터빈
31: 제2 생물 처리조 32: 제2 제탁 장치
33: 제2 역침투막 장치 34: 제2 펌프
35: 담체 35a: 부착체
35b: 지지부 36: 폭기 수단
A: 해수 B: 유기성 폐수
C: 담수 D: 농축수
E: 정화수 F: 공업용수
G: 희석수 H: 생물 처리수
I: 담수 J: 농축수
201: 해수 담수화 장치 202: 혼합수 처리부
203: 침전 처리부 205: 농도차 발전부
207: 침전 분리조 208: 제1 펌프
209: 역침투막 장치 210: 제3 제탁 장치
222: 제1 제탁 장치 223: 제1 역침투막 장치
224: 제1 펌프 225: 수력 터빈
231: 침전 분리조 232: 제2 제탁 장치
233: 제2 역침투막 장치 234: 제2 펌프
200A: 해수 200B: 무기성 폐수
200C: 담수 200D: 농축수
200E: 정화수 200F: 공업용수
200G: 희석수 200H: 침전 처리수
200I: 담수 200J: 농축수
301: 담수 생성 장치 302: 제1 처리부
303: 제2 처리부 304: 신호 전달 기구
321: 제1 역침투막 유닛 322: 제1 펌프
323: 제1 소금 농도 측정 수단 324: 제1 수량 조정 기구
325: 제1 인버터 331: 제2 역침투막 유닛
332: 제2 펌프 333: 제2 소금 농도 측정 수단
334: 제2 수량 조정 기구 335: 제2 인버터
336: 혼합조 300A: 해수
300B: 저염 농도 폐수 300C: 담수
300D: 담수 300E: 농축수
401: 담수 생성 장치 402: 제1 처리부
403: 제2 처리부 421: 제1 역침투막 유닛
422: 제1 펌프 423: 제1 유량 측정 장치
431: 제2 역침투막 유닛 432: 제2 펌프
434: 유량 조정 기구 435: 제2 유량 측정 장치
436: 혼합조 440: 바이패스 라인
400A: 해수 400B: 저염 농도 폐수
400C: 담수 400D: 담수
400E: 농축수
3: 생물 처리부 4: 메탄 발효부
5: 농도차 발전부 7: 생물 처리조
8: 제1 펌프 9: 역침투막 장치
10: 제3 제탁 장치 21: 제1 생물 처리조
22: 제1 제탁 장치 23: 제1 역침투막 장치
24: 제1 펌프 25: 수력 터빈
31: 제2 생물 처리조 32: 제2 제탁 장치
33: 제2 역침투막 장치 34: 제2 펌프
35: 담체 35a: 부착체
35b: 지지부 36: 폭기 수단
A: 해수 B: 유기성 폐수
C: 담수 D: 농축수
E: 정화수 F: 공업용수
G: 희석수 H: 생물 처리수
I: 담수 J: 농축수
201: 해수 담수화 장치 202: 혼합수 처리부
203: 침전 처리부 205: 농도차 발전부
207: 침전 분리조 208: 제1 펌프
209: 역침투막 장치 210: 제3 제탁 장치
222: 제1 제탁 장치 223: 제1 역침투막 장치
224: 제1 펌프 225: 수력 터빈
231: 침전 분리조 232: 제2 제탁 장치
233: 제2 역침투막 장치 234: 제2 펌프
200A: 해수 200B: 무기성 폐수
200C: 담수 200D: 농축수
200E: 정화수 200F: 공업용수
200G: 희석수 200H: 침전 처리수
200I: 담수 200J: 농축수
301: 담수 생성 장치 302: 제1 처리부
303: 제2 처리부 304: 신호 전달 기구
321: 제1 역침투막 유닛 322: 제1 펌프
323: 제1 소금 농도 측정 수단 324: 제1 수량 조정 기구
325: 제1 인버터 331: 제2 역침투막 유닛
332: 제2 펌프 333: 제2 소금 농도 측정 수단
334: 제2 수량 조정 기구 335: 제2 인버터
336: 혼합조 300A: 해수
300B: 저염 농도 폐수 300C: 담수
300D: 담수 300E: 농축수
401: 담수 생성 장치 402: 제1 처리부
403: 제2 처리부 421: 제1 역침투막 유닛
422: 제1 펌프 423: 제1 유량 측정 장치
431: 제2 역침투막 유닛 432: 제2 펌프
434: 유량 조정 기구 435: 제2 유량 측정 장치
436: 혼합조 440: 바이패스 라인
400A: 해수 400B: 저염 농도 폐수
400C: 담수 400D: 담수
400E: 농축수
Claims (3)
- 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제1 처리부와, 상기 제1 처리부에서 생성된 상기 농축수를 해수에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제2 처리부를 포함하고, 각 처리부에 의해 분리된 투과수가 담수로서 얻어지는 담수 생성 장치로서,
상기 제1 처리부에는, 상기 저염 농도 폐수의 소금 농도를 측정하는 제1 소금 농도 측정 수단이 구비되고, 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 제1 처리부에서 얻어지는 투과수의 생성량과, 상기 제2 처리부에서 얻어지는 투과수의 생성량이 제어되도록 구성되어 있는 담수 생성 장치. - 제1항에 있어서,
상기 측정값이 소정 기준 이하 또는 미만인 경우에는, 상기 제1 처리부에서의 생성량을 증가시키고, 상기 제2 처리부에서의 생성량을 저감시키도록 제어되는, 담수 생성 장치. - 해수보다 소금의 농도가 낮은 저염 농도 폐수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제1 처리 공정과, 상기 제1 처리 공정에서 생성한 농축수를 해수에 혼합하여 혼합수로 만들고, 상기 혼합수를 역침투막 여과에 의해 투과수와 농축수로 분리하는 제2 처리 공정을 실시하여, 각 공정의 투과수를 담수로서 얻는 담수 생성 방법으로서,
상기 저염 농도 폐수의 소금 농도를 측정하고, 얻어진 측정값에 기초하여, 상기 제1 처리 공정에서의 투과수의 생성량과, 상기 제2 처리 공정에서의 투과수의 생성량을 제어하는 담수 생성 방법.
Applications Claiming Priority (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008304623 | 2008-11-28 | ||
JPJP-P-2008-304623 | 2008-11-28 | ||
JPJP-P-2009-031861 | 2009-02-13 | ||
JP2009031819A JP4481345B1 (ja) | 2008-11-28 | 2009-02-13 | 海水淡水化方法および海水淡水化装置 |
JPJP-P-2009-031819 | 2009-02-13 | ||
JP2009031861A JP4518435B1 (ja) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | 海水淡水化方法および海水淡水化装置 |
JP2009032073 | 2009-02-14 | ||
JPJP-P-2009-032075 | 2009-02-14 | ||
JPJP-P-2009-032073 | 2009-02-14 | ||
JP2009032075 | 2009-02-14 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020107024365A Division KR101072952B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100134137A true KR20100134137A (ko) | 2010-12-22 |
KR101017310B1 KR101017310B1 (ko) | 2011-02-28 |
Family
ID=43064880
Family Applications (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020107024365A KR101072952B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
KR1020107027103A KR101022745B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
KR1020107027101A KR101017310B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법 |
KR1020107027102A KR101024565B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 담수 생성 방법 및 담수 생성 장치 |
KR1020117018991A KR101127017B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
KR1020117004032A KR20110076872A (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 담수 생성 방법, 담수 생성 장치, 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020107024365A KR101072952B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
KR1020107027103A KR101022745B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
Family Applications After (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020107027102A KR101024565B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 담수 생성 방법 및 담수 생성 장치 |
KR1020117018991A KR101127017B1 (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
KR1020117004032A KR20110076872A (ko) | 2008-11-28 | 2009-11-26 | 담수 생성 방법, 담수 생성 장치, 해수 담수화 방법 및 해수 담수화 장치 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (5) | US8070953B2 (ko) |
EP (4) | EP2537809A3 (ko) |
KR (6) | KR101072952B1 (ko) |
CN (4) | CN102583648A (ko) |
AU (1) | AU2009320741B2 (ko) |
ES (2) | ES2536493T3 (ko) |
IL (5) | IL208665A (ko) |
SG (4) | SG170105A1 (ko) |
TW (5) | TWI348458B (ko) |
WO (1) | WO2010061879A1 (ko) |
Families Citing this family (65)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110049054A1 (en) * | 2007-09-20 | 2011-03-03 | Verenium Corporation | Wastewater treatment system |
MX2012000293A (es) * | 2009-07-21 | 2012-02-08 | Toray Industries | Sistema de produccion de agua. |
SG178303A1 (en) * | 2009-08-21 | 2012-03-29 | Toray Industries | Fresh water generator |
CN102471101A (zh) * | 2009-08-21 | 2012-05-23 | 东丽株式会社 | 造水方法 |
SG178514A1 (en) * | 2009-09-08 | 2012-03-29 | Toray Industries | Fresh water production method and fresh water production device |
US9266065B2 (en) | 2009-10-30 | 2016-02-23 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
AU2010334047B2 (en) * | 2009-12-25 | 2015-11-05 | Toray Industries, Inc. | Water production system and operation method therefor |
US10589231B2 (en) | 2010-05-21 | 2020-03-17 | Znano Llc | Self-assembled surfactant structures |
JP2012016695A (ja) * | 2010-06-09 | 2012-01-26 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 淡水生成装置および淡水生成方法 |
JP2012016696A (ja) * | 2010-06-09 | 2012-01-26 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 淡水生成装置および淡水生成方法 |
EP2607320A4 (en) * | 2010-08-17 | 2014-05-14 | Toray Industries | APPARATUS FOR PRODUCING FRESHWATER AND METHOD OF USE THEREOF |
US9790113B2 (en) | 2010-09-14 | 2017-10-17 | The Regents Of The University Of California | Apparatus, system and method for integrated filtration and reverse osmosis desalination |
EP2649311B1 (en) * | 2010-12-10 | 2018-04-18 | Schwarck Structure, LLC | Passive heat extraction and power generation |
US20120145634A1 (en) * | 2010-12-10 | 2012-06-14 | Water Intellectual Properties, Inc. | High Efficiency Water Purification System |
US9039899B2 (en) | 2011-04-25 | 2015-05-26 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
EP2749538A4 (en) * | 2011-08-24 | 2014-11-19 | Toray Industries | PROCESS FOR FRESHWATER PREPARATION |
JP5843522B2 (ja) * | 2011-08-26 | 2016-01-13 | 株式会社日立製作所 | 海水淡水化方法 |
JP2014217790A (ja) * | 2011-09-02 | 2014-11-20 | 日東電工株式会社 | 海水淡水化方法 |
AU2012324220B2 (en) | 2011-10-19 | 2015-12-24 | Hitachi, Ltd. | Fresh water generation system |
US9227159B2 (en) * | 2011-11-15 | 2016-01-05 | General Electric Company | Combined microfiltration or ultrafiltration and reverse osmosis processes |
CA2892085C (en) | 2011-11-22 | 2022-07-26 | Znano Llc | Filter comprising porous plastic material coated with hydophilic coating |
TWI410377B (zh) * | 2011-12-19 | 2013-10-01 | Univ Nat Pingtung Sci & Tech | 濃差驅動式海水淡化裝置 |
US10343118B2 (en) | 2011-12-22 | 2019-07-09 | Water Standard Company (Mi) | Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations |
US10329171B2 (en) | 2011-12-22 | 2019-06-25 | Water Standard Company (Mi) | Method and control devices for production of consistent water quality from membrane-based water treatment for use in improved hydrocarbon recovery operations |
FR2984874B1 (fr) * | 2011-12-23 | 2014-01-10 | Degremont | Procede de traitement d'eaux usees industrielles ou urbaines pour une reutilisation, et installation pour mettre en oeuvre ce procede |
JP4941613B1 (ja) * | 2011-12-26 | 2012-05-30 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 海水淡水化システム |
WO2013125373A1 (ja) * | 2012-02-21 | 2013-08-29 | 東レ株式会社 | 水処理装置および水処理方法 |
JP4973823B1 (ja) * | 2012-02-22 | 2012-07-11 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 海水淡水化システム |
JP4973822B1 (ja) * | 2012-02-22 | 2012-07-11 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 海水淡水化システム |
KR101356878B1 (ko) * | 2012-05-15 | 2014-01-29 | 고려대학교 산학협력단 | 압력 지연 삼투와 역삼투를 이용한 저에너지 염수담수화 방법 및 염수담수화 시스템 |
CN102701326A (zh) * | 2012-06-07 | 2012-10-03 | 中国海洋大学 | 一种将废水、海水混合后利用反渗透膜深度处理的海水淡化工艺 |
WO2014007262A1 (ja) * | 2012-07-02 | 2014-01-09 | 東レ株式会社 | 淡水製造装置および淡水製造方法 |
JP5987646B2 (ja) * | 2012-11-08 | 2016-09-07 | 三菱レイヨン株式会社 | 有機物含有水の処理方法 |
WO2014115769A1 (ja) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 東レ株式会社 | 淡水製造装置の運転方法 |
EP2953707A4 (en) | 2013-02-08 | 2018-01-17 | Oasys Water, Inc. | Osmotic separation systems and methods |
JP5838981B2 (ja) * | 2013-02-20 | 2016-01-06 | 栗田工業株式会社 | 多段逆浸透膜装置及びその運転方法 |
SG11201507830XA (en) * | 2013-03-22 | 2015-10-29 | Toray Industries | Fresh water production process |
WO2014192619A1 (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-04 | 東レ株式会社 | 水処理装置の運転方法 |
US9795922B2 (en) | 2013-09-26 | 2017-10-24 | Dow Global Technologies Llc | Hyperfiltration system suitable for household use |
US20160220964A1 (en) * | 2013-09-30 | 2016-08-04 | Toray Industries, Inc. | Fresh water generation system and fresh water generation method |
US9470080B2 (en) | 2014-03-12 | 2016-10-18 | General Electric Company | Method and system for recovering oil from an oil-bearing formation |
JP2016010737A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 株式会社日立製作所 | 海水淡水化プロセス制御方法および海水淡水化システム |
CN104229959A (zh) * | 2014-08-28 | 2014-12-24 | 邓鑫 | 一种处理尾矿的节能控制方法 |
CN105417835A (zh) * | 2014-09-12 | 2016-03-23 | 深圳市嘉泉膜滤设备有限公司 | 一种污水处理及海水淡化的工艺方法 |
US9938162B2 (en) | 2015-02-26 | 2018-04-10 | Shaker A. REDA | System, method, and apparatus for water desalination |
US9988284B2 (en) | 2015-02-26 | 2018-06-05 | Shaker Ahmed REDA | System, method, and apparatus for water desalination |
KR102315033B1 (ko) | 2015-05-27 | 2021-10-20 | 대우조선해양 주식회사 | Flng의 발전 및 담수 생산시스템 및 방법 |
CN105668830A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-06-15 | 青岛理工大学 | 污水厂二级出水与浓盐水协同生产淡水的方法及系统 |
CN107537334A (zh) * | 2016-06-29 | 2018-01-05 | 上海轻工业研究所有限公司 | 自动调节回用废水含盐量的设备和方法 |
CN106007333A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-10-12 | 浙江明江环保科技有限公司 | 一种改良型粪便固液双重分离机 |
TN2018000039A1 (fr) * | 2018-01-24 | 2019-07-08 | Kontinental Water Africa | Optimisation du traitement des concentrats (otc) |
CN109292846A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-02-01 | 周广庆 | 淡水大循环系统 |
CN109336309A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-02-15 | 佛山市云米电器科技有限公司 | 一种水质可控的家用净水装置以及家用纯水机 |
CN109824174B (zh) * | 2019-03-30 | 2021-03-12 | 山东大学 | 一种水力空化式海水或苦咸水的淡化装置 |
CA3041483A1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-10-29 | Sleightholme, Paul | Method and apparatus for applying cementitious polyurethane |
CN110407387A (zh) * | 2019-08-12 | 2019-11-05 | 天津理工大学 | 一种含盐含磷有机废水的处理方法 |
CN110668590A (zh) * | 2019-10-14 | 2020-01-10 | 江苏旌翔建材科技有限公司 | 一种节能型ro反渗透净水饮水装置 |
CN110940784A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-03-31 | 西安润川环保科技有限公司 | 一种海水水质净化的检测装置 |
CN111620511A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-09-04 | 北京拓凯化工技术有限公司 | 钢铁工业污废水处理方法 |
CN113304512A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-08-27 | 浙江嘉化新材料有限公司 | 一种甲砜基甲苯废水用抗浮泥式沉淀器 |
CN113415856B (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-19 | 郯城博化化工科技有限公司 | 一种小型船舶用海水高效淡化处理设备 |
CN113880317B (zh) * | 2021-11-17 | 2022-04-01 | 青岛延晖环保科技有限公司 | 一种海水淡化过程中生物脱盐方法 |
US11502322B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell with heat pump |
US11502323B1 (en) | 2022-05-09 | 2022-11-15 | Rahul S Nana | Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof |
US11855324B1 (en) | 2022-11-15 | 2023-12-26 | Rahul S. Nana | Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump |
Family Cites Families (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63197596A (ja) | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 造水プラントの製造水水質制御法 |
JP2677384B2 (ja) * | 1988-06-30 | 1997-11-17 | オルガノ株式会社 | イオン交換装置の再生廃液の処理方法 |
JPH08108048A (ja) | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Toray Ind Inc | 逆浸透分離装置及び逆浸透分離方法 |
JPH09174094A (ja) | 1995-12-26 | 1997-07-08 | Mitsubishi Rayon Eng Co Ltd | 原水の処理方法 |
US5736833A (en) | 1996-06-28 | 1998-04-07 | Symbios Logic Inc. | Rapid battery charging circuit with overvoltage shunt |
CA2186963C (en) * | 1996-10-01 | 1999-03-30 | Riad A. Al-Samadi | High water recovery membrane purification process |
BR9809944A (pt) * | 1997-06-04 | 2000-08-01 | Ulrich Braun | Processo e aparelho para o tratamento de águas de refugo |
US6017433A (en) * | 1997-11-12 | 2000-01-25 | Archer Daniels Midland Company | Desalting aqueous streams via filled cell electrodialysis |
JPH11253761A (ja) | 1998-01-09 | 1999-09-21 | Nitto Denko Corp | 溶液分離装置 |
CN2412893Y (zh) * | 1999-12-19 | 2001-01-03 | 乐清市虹桥机电控制设备厂 | 全封闭电渗析苦咸水脱盐器 |
KR100426724B1 (ko) * | 2001-06-12 | 2004-04-08 | 코오롱건설주식회사 | 에너지 절감을 위한 역삼투법 해수 담수화 시스템 |
JP2003200160A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-15 | Toray Ind Inc | 造水方法および造水装置 |
CN1440933A (zh) * | 2002-02-26 | 2003-09-10 | 东丽株式会社 | 脱盐方法及脱盐设备 |
JP2003285058A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 塩分含有水淡水化システム |
BR0311930B1 (pt) * | 2002-06-18 | 2012-09-04 | processo para a produção de água purificada a partir da água de reação de fischer-tropsch. | |
JP3826289B2 (ja) | 2002-08-23 | 2006-09-27 | 日立造船株式会社 | 淡水化方法 |
CN1714048B (zh) * | 2002-10-08 | 2010-05-26 | 水质标准股份有限公司 | 移动式脱盐装置和系统以及生产脱盐水的方法 |
CN1257107C (zh) | 2002-12-31 | 2006-05-24 | 郭兴中 | 膜蒸馏海水淡化法 |
JP4114555B2 (ja) * | 2003-06-20 | 2008-07-09 | 日本錬水株式会社 | 逆浸透膜装置 |
JP2005279540A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Toray Eng Co Ltd | 淡水化装置 |
JP2005342664A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Kochi Prefecture | ミネラル水の製造方法 |
TW200615041A (en) | 2004-11-08 | 2006-05-16 | Ind Tech Res Inst | Process for recovering a reverse osmosis concentrate in pure water production |
JPWO2006057249A1 (ja) | 2004-11-24 | 2008-06-05 | 日立造船株式会社 | 逆浸透膜法海水淡水化装置 |
KR100672844B1 (ko) * | 2005-02-04 | 2007-01-22 | 주식회사 그린웰 | 에너지 저감형 해수담수화 시스템 |
JP4793635B2 (ja) * | 2006-03-01 | 2011-10-12 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 有機性汚水の再生方法 |
JP4765843B2 (ja) | 2006-08-31 | 2011-09-07 | 東洋紡績株式会社 | 海水淡水化方法 |
JP2008100220A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-05-01 | Toray Ind Inc | 造水方法 |
AU2007301269B2 (en) | 2006-09-25 | 2011-05-26 | Toray Industries, Inc. | Method for operating reverse osmosis membrane filtration plant, and reverse osmosis membrane filtration plant |
US7713417B2 (en) * | 2007-03-16 | 2010-05-11 | Envirogen Technologies, Inc. | Method for wastewater treatment with resource recovery and reduced residual solids generation |
US20110049054A1 (en) * | 2007-09-20 | 2011-03-03 | Verenium Corporation | Wastewater treatment system |
JP5222526B2 (ja) | 2007-10-29 | 2013-06-26 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 水処理方法ならびに水処理装置 |
US8696908B2 (en) * | 2009-05-13 | 2014-04-15 | Poseidon Resources Ip Llc | Desalination system and method of wastewater treatment |
US20110049049A1 (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-03 | General Electric Company | Water purification system skid |
-
2009
- 2009-11-26 SG SG201101785-2A patent/SG170105A1/en unknown
- 2009-11-26 CN CN2012100113617A patent/CN102583648A/zh active Pending
- 2009-11-26 AU AU2009320741A patent/AU2009320741B2/en not_active Ceased
- 2009-11-26 CN CN2012100113566A patent/CN102583803B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-26 SG SG201101783-7A patent/SG170103A1/en unknown
- 2009-11-26 KR KR1020107024365A patent/KR101072952B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-11-26 CN CN2009801154841A patent/CN102015546B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-26 KR KR1020107027103A patent/KR101022745B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-11-26 EP EP20120179649 patent/EP2537809A3/en not_active Withdrawn
- 2009-11-26 KR KR1020107027101A patent/KR101017310B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-11-26 ES ES12179652.8T patent/ES2536493T3/es active Active
- 2009-11-26 US US12/990,099 patent/US8070953B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-26 SG SG201101784-5A patent/SG170104A1/en unknown
- 2009-11-26 ES ES09829124T patent/ES2440929T3/es active Active
- 2009-11-26 EP EP20120179647 patent/EP2537808A3/en not_active Withdrawn
- 2009-11-26 EP EP20120179652 patent/EP2537810B1/en not_active Not-in-force
- 2009-11-26 WO PCT/JP2009/069932 patent/WO2010061879A1/ja active Application Filing
- 2009-11-26 CN CN2012100109842A patent/CN102557196B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-26 EP EP20090829124 patent/EP2351711B1/en active Active
- 2009-11-26 KR KR1020107027102A patent/KR101024565B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-11-26 SG SG201101787-8A patent/SG170106A1/en unknown
- 2009-11-26 KR KR1020117018991A patent/KR101127017B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2009-11-26 KR KR1020117004032A patent/KR20110076872A/ko not_active Application Discontinuation
- 2009-11-27 TW TW100105691A patent/TWI348458B/zh not_active IP Right Cessation
- 2009-11-27 TW TW98140699A patent/TWI344941B/zh not_active IP Right Cessation
- 2009-11-27 TW TW100105682A patent/TWI348994B/zh not_active IP Right Cessation
- 2009-11-27 TW TW100105681A patent/TW201121900A/zh unknown
- 2009-11-27 TW TW100105692A patent/TWI345998B/zh not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-10-12 IL IL208665A patent/IL208665A/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-02-24 US US13/033,735 patent/US8070954B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-02-24 US US13/033,646 patent/US8062527B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-01 US US13/037,661 patent/US8083948B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-01 US US13/037,609 patent/US8070955B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-27 IL IL21541111A patent/IL215411A/en not_active IP Right Cessation
- 2011-09-27 IL IL215412A patent/IL215412A/en not_active IP Right Cessation
- 2011-09-27 IL IL215413A patent/IL215413A0/en unknown
- 2011-09-27 IL IL215410A patent/IL215410A/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101017310B1 (ko) | 담수 생성 장치 및 담수 생성 방법 | |
JP4481345B1 (ja) | 海水淡水化方法および海水淡水化装置 | |
AU2011253905B2 (en) | Generation of fresh water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140121 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150119 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160211 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |