KR20140007821A

KR20140007821A - 염수 담수화 장치

Info

Publication number: KR20140007821A
Application number: KR1020137019023A
Authority: KR
Inventors: 와따루 스기우라; 진후아 피아오
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2014-01-20
Also published as: JP5880432B2; TW201235088A; CN103339069A; JPWO2012099074A1; WO2012099074A1; KR101837230B1; CN103339069B; MY168233A

Abstract

본 발명은 염수를 승압하는 공급 펌프, 승압된 염수를 담수와 농축수로 분리하는 역침투막을 포함하는 역침투막 모듈, 및 역침투막 모듈을 세정하기 위한 세정 장치를 구비한 염수 담수화 장치에 있어서, 공급 펌프와 역침투막 모듈을 결합하는 관로 중 적어도 일부, 및/또는 역침투막 모듈로부터 배출되는 농축수의 관로 중 적어도 일부가 제거식의 배관을 포함하고, 제거식의 배관을 제거함으로써, 역침투막 모듈의 상류측의 관로, 및/또는 역침투막 모듈로부터 배출되는 농축수의 관로가 세정 장치와 결합 가능해지는 기구를 구비한 염수 담수화 장치에 관한 것이다.

Description

염수 담수화 장치 {SALT WATER DESALINATION APPARATUS}

본 발명은 역침투막 모듈을 이용하여 염수로부터 담수를 얻는 염수 담수화 장치에 관한 것으로, 상세하게는 상기 역침투막 모듈을 세정하는 세정수의 주입 방법에 특징을 갖는 염수 담수화 장치에 관한 것이다.

역침투막법에 의한 해수 담수화 및 함수(鹹水) 담수화는, 상 변화 없이 염분이나 유해 물질을 분리 제거할 수 있어 운전 관리가 용이하며 에너지적으로 유리하기 때문에, 음료용 또는 공업용 담수를 취득하는 분야에서 이용되고 있다. 역침투막의 투과성, 분리성의 저하를 방지하기 위해, 통상 해수나 함수를 역침투막에 공급하기 전에 모래 여과, 응집 침전, 가압 부상, 정밀 여과막과 한외 여과막의 여과 등의 방법을 이용하여 전처리를 행한 뒤에, 추가로 막 표면을 정기적으로 세정한다.

막 표면의 정기적인 세정 방법으로는, 아황산수소나트륨, 특수한 살균제나 황산에 의한 운전 중의 간헐 세정에 더하여, 일정 기간의 운전 후에 담수화 장치를 정지시키고, 시트르산에 의한 산 세정 및 가성소다에 의한 알칼리 세정을 행하는 정기 세정 등을 들 수 있다.

간헐 세정에서는, 황산 등의 산을 간헐적으로 공급하는 살균 방법이 개발되어(특허문헌 1), 많은 플랜트에서 실용화되어 왔다. 그러나, 이 간헐 세정에서는, 일시적으로 막 표면에 부착된 미생물층이나 금속 이온의 석출물을 제거하는 것은 가능하지만, 간헐 세정만으로는 이들 오염 물질의 축적을 완전히 방지하는 것은 불가능하여, 언젠가는 설비를 정지한 후 정기 세정 조작이 필요해진다.

정기 세정에서는, 담수화 장치에 병설되고, 세정수와 세정 약품을 혼합 및 비축하는 세정 탱크, 세정 탱크 내의 세정수를 상기 담수화 장치로 송액하기 위한 세정 펌프, 및 세정수 중 입자상 물질을 제거하기 위한 필터를 포함한 세정 설비를 이용하여 세정 탱크에 시트르산 또는 가성소다를 투입하고, 시트르산 수용액 농도 1 내지 3％ 또는 가성소다 수용액 pH 10 내지 12가 되도록 용해, 희석한 후, 세정 펌프를 이용하여 역침투막 모듈로 송액하여 행한다. 역침투막을 세정한 세정수는 세정 복귀 배관을 경유하여 세정 탱크로 순환된다.

역침투막의 투과 원리로부터 해수 또는 함수 등, 어느 정도의 염분을 포함한 공급수가 역침투막을 투과하기 위해서는, 고압 펌프 등을 이용하여 공급수의 압력을 침투압 이상으로 할 필요가 있다. 침투압은 염분 농도와 관련되는데, 예를 들면 해수를 역침투막으로 분리하는 경우, 최저 3 MPa 정도 이상, 실용성을 고려하면 적어도 5 MPa 정도 이상의 압력이 요구된다. 함수의 경우에도 최저 1 MPa 정도 이상의 압력이 요구된다. 따라서, 담수화 장치에 있어서, 압력이 높은 액체가 통과하는 부분, 즉 고압 펌프와, 고압 펌프부터 역침투막 모듈까지의 배관과 관련 밸브, 및 역침투막 모듈로부터의 농축수의 배관과 밸브에는 내압성이 있는 스테인리스강을 사용한다.

그러나, 스테인리스강의 내부식성에는 한계가 있다. 금속의 부식에 영향을 미치는 인자는 다양하지만, 근본적으로는 금속이 갖는 전위와 관계된다. 환경에 따라 금속 표면에는 상이한 피막이 생성되는데, 그 피막의 성질에 따라 전위는 영향을 받는다. 스테인리스강은 농황산, 농질산, 염소 이온을 포함하지 않는 담수와 중성 용액, 알칼리성 용액에서는 표면에 부동태 피막이 형성되어, 성질이 안정되어 부식되기 어렵다. 그러나, 염산, 희황산, 해수 중에서는 부동태 피막이 형성되지 않거나 또는 불안정해지기 때문에 부식이 발생한다. 염소 이온을 포함한 해수가 산성인 환경에서는, 스테인리스강의 부식은 더욱 촉진된다. 실제 해수 담수화 플랜트에서 고압 배관에 가장 많이 사용되는 스테인리스강 316L과 317L이 수개월 후에 부식되기 시작했다는 실례도 다수 보고되어 있다(예를 들면, 비특허문헌 1 등). 희황산에 견딜 목적으로 개발된, 내부식성이 보다 강한 904L 등의 스테인리스강의 경우에도 간극 부식이 일어나고 있다(비특허문헌 2). 전위가 상이한 금속끼리의 접촉도 부식에 크게 영향을 미친다. 담수화 장치에는, 배관과 배관, 배관과 펌프의 접속 부분이나 용접 부분이 많이 존재하는데, 이들 부위에서 간극 부식이나 점식(pitting)이 발생하기 쉽다.

배관이나 펌프가 부식되면, 전처리 후 역침투막으로의 공급수의 수질에 악영향을 미칠 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 플랜트를 정지시켜 유지 보수할 필요가 있다. 유지 보수성을 보다 높이기 위해, 내부식성이 매우 높은 254SMO와 같은 [ASTM A31254]나 [UNS S31254] 상당품의 수퍼 오스테나이트 스테인리스강이나 2상 스테인리스강 등의 고가의 재질을 채용한 플랜트도 1990년대 중반부터 건설되고 있다. 그러나, 이들 내부식성이 높은 스테인리스강의 가격은, 통상 316L이나 317L의 2 내지 3배이기 때문에, 이들 내부식성이 높은 스테인리스강을 채용하면 장치의 설비비가 높아지고, 조수(造水) 비용도 높아진다.

담수화 장치에 있어서, 스테인리스 배관의 부식 문제를 억제하고자 하는 시도는 몇가지 행해지고 있다. 예를 들면 특허문헌 2에서는, 수퍼 오스테나이트 스테인리스강 또는 티탄재 등의 내식성 재질로 이루어진 통 형상의 내식성 배관과, 이 내부관체를 덮어 설치된 내압성 배관을 갖는 금속제의 내압성 외각과, 이 외각관체와 상기 내부관체 사이에 충전되는 플라스틱·시멘트재 등을 포함하는 실링재를 구비한 콤포지트 구조의 배관을 제안하고 있다. 이러한 아이디어로 만들어진 배관은 저렴하고 견고하다고는 할 수 있지만, 배관 제조 공정이 복잡하며, 배관 성능의 안정성을 평가할 필요가 있는 등, 실용화까지 해결하여야 할 과제는 많다. 또 하나 배관 부식 문제에 주목한 특허문헌 3은, 폴리카르복실산 등의 유기산을 피처리액에 첨가함으로써 고압 배관의 부식 억제를 도모하는 것이다. 그러나, 유기산을 첨가함으로써 배관 부식은 어느 정도 억제된다고 해도, 약품 사용비가 소요되어 비용이 상승되는 것, 또한 폐수 중의 유기물 농도가 상승하여, 경우에 따라서는 재처리할 필요가 있어 환경에 대한 부담이 높아지는 등의 약점이 있다.

세정 설비와 역침투막 설비를 접속하는 개소에 대해서는, 가능한 한 세정수의 송액에 저항이 되는 기기를 경유하지 않도록 역침투막 모듈의 직전부터 세정 액체를 주입하고, 세정 탱크로의 복귀 배관은 역침투막 모듈의 하류 직후에 접속(특허문헌 4)하는 것이 일반적이다. 그 때문에, 세정 액체 주입 개소에 대해서는, 공급 염수와 세정 액체를 전환하는 밸브에, 세정 액체의 복귀 분지 개소에 대해서는, 농축 염수와 세정 복귀 액체를 전환하는 밸브에 각각 고내압성 및 고내부식성을 갖는 밸브를 채용하고 있다.

통상, 세정 설비와 역침투막 설비를 접속하는 개소에 사용하는 밸브에 대해서는, 볼 밸브, 글로브 밸브, 버터플라이 밸브 등 다양한 형식의 밸브를 사용할 수 있는데, 어느 밸브를 이용하여도 내부 누설이 발생할 가능성이 있다. 내부 누설이란, 밸브 시트와 밸브 본체의 약간의 간극으로부터, 밸브 전후의 고압측으로부터 저압측으로 유체가 누설되어 흐르는 것을 가리킨다. 세정 설비와 역침투막 설비를 차단하는 밸브는, 그 전후의 압력차가 큰데다, 세정시의 오염 성분이 밸브 시트나 밸브 본체에 부착됨으로써 내부 누설이 발생하기 쉽다. 내부 누설이 발생하면, 1 내지 10 MPa 정도의 압력을 갖는 염수나 농축수가 저압 재료로 구성된 세정 설비에 유입되고, 최악의 경우, 배관, 밸브 마개류나 이음매가 파열될 가능성이 있다. 이 내부 누설을 방지하는 유효한 대책 방법은 없으며, 밸브를 2중으로 하여 장황화를 도모하거나, 내부 누설이 발생하여도 세정 배관 내가 승압하지 않도록 방출 밸브를 설치하는 등의 대처 요법밖에 없었다.

일본 특허 공개 제2000-237555호 공보 일본 특허 공개 제2001-137671호 공보 국제 공개 제02/080671호 일본 특허 공개 (평)10-464호 공보

Fayyaz Muddassir Mubeen, IDA World Congress(2005): SP05-001 Jan O. Olsson, Malin M. Snis, IDA World Congress(2005): SP05-036

본 발명의 목적은, 역침투막 모듈을 이용하여 해수나 함수 등의 염수로부터 담수를 얻는 염수 담수화 장치에 있어서, 비교적 고가인 고압내성의 차단 밸브의 수량을 삭감하는 것, 및 고압의 염수나 농축수가 세정 배관에 유입되어 파열되는 사고를 방지하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 다음 (1) 내지 (2)의 특징을 갖는 것이다.

(1) 염수를 승압하는 공급 펌프,

승압된 염수를 담수와 농축수로 분리하는 역침투막을 포함하는 역침투막 모듈, 및

역침투막 모듈을 세정하기 위한 세정 장치

를 구비한 염수 담수화 장치에 있어서,

공급 펌프와 역침투막 모듈을 결합하는 관로 중 적어도 일부, 및/또는 역침투막 모듈로부터 배출되는 농축수의 관로 중 적어도 일부가 제거식의 배관을 포함하고,

제거식의 배관을 제거함으로써, 역침투막 모듈의 상류측의 관로, 및/또는 역침투막 모듈로부터 배출되는 농축수의 관로가 세정 장치와 결합 가능해지는 기구를 구비한 염수 담수화 장치.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 제거식의 배관과 상기 관로가 홈식 이음매로 결합되어 있는 염수 담수화 장치.

본 발명에 따르면, 염수 공급관로에서의 전환 밸브, 또는 농축수 도출관로에서의 전환 밸브 대신에, 제거식의 배관만을 사용할 수 있기 때문에, 염수 담수화 장치에 있어서의 비용 삭감이 가능해진다. 또한, 물리적으로 통상 운전 배관과 세정 배관을 분리할 수 있기 때문에, 고압의 염수나 농축수가 세정 배관에 유입되어 파열되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

[도 1] 도 1은 본 발명의 염수 담수화 장치(에너지 회수 장치가 없는 케이스)를 나타내는 흐름도이다.
[도 2] 도 2는 본 발명의 염수 담수화 장치(용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스)를 나타내는 흐름도이다.
[도 3] 도 3은 본 발명의 염수 담수화 장치(터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스)를 나타내는 흐름도이다.
[도 4] 도 4는 본 발명의 제거식 배관을 도시한 도 1 내지 3에 관한 상세도이다.
[도 5] 도 5는 본 발명의 제거식 배관을 도시한 도 1 내지 3에 관한 상세도이다.
[도 6] 도 6은 종래의 염수 담수화 장치(에너지 회수 장치가 없는 케이스)를 나타내는 흐름도이다.
[도 7] 도 7은 종래의 염수 담수화 장치(용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스)를 나타내는 흐름도이다.
[도 8] 도 8은 종래의 염수 담수화 장치(터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스)를 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 실시 형태를 설명하기 위해, 우선 종래의 염수 담수화 장치에 있어서의 세정수 공급관로의 결합 방법을 비교예로 하여, 에너지 회수 장치가 없는 케이스(도 6), 용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 7) 및 터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 8)에 대해서 설명한다.

에너지 회수 장치가 없는 케이스(도 6)의 염수 담수화 장치는, 주로 공급 펌프 (1), 역침투막(RO막)을 포함하는 역침투막 모듈 (2), 일단이 전처리 설비에 결합하고 타단이 공급 펌프 (1)에 결합된 염수 공급관로 (9), 일단이 공급 펌프 (1)에 결합하고 타단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합된 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 일단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합하고 타단이 역침투막 모듈 (2)의 염수 공급부에 결합된 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18), 일단이 역침투막 모듈의 담수 도출부에 결합되고 타단이 담수 회수 설비에 결합된 담수 취출관로 (19), 일단이 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부에 결합되고 타단이 농축수 교축 밸브 (25)에 결합된 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 일단이 농축수 교축 밸브 (25)에 결합되고 타단이 저압 농축수 관로 분지부 (27)에 결합된 제2 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (26), 일단이 저압 농축수 관로 분지부 (27)에 결합되고 타단이 농축수 수집 설비에 결합된 농축수 배출관로 (22), 세정수를 저류하는 세정 탱크 (5), 세정수를 역침투막 설비에 공급하는 세정 펌프 (6), 일단이 세정 탱크 (5)의 세정수 도출부에 결합하여 세정 펌프 (6)을 경유하고 타단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합한 세정수 공급관로 (23), 일단이 저압 농축수 관로 분지부 (27)에 결합하고 타단이 세정 탱크 (5)의 세정수 복귀부에 결합한 세정수 복귀관로 (24), 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17) 위에 있으며 세정 운전시에 차단하는 염수 공급관로 차단 밸브 (32), 세정수 공급관로 (23) 위에 있으며 통상의 조수 운전시에 차단하는 세정수 공급관로 차단 밸브 (33), 농축수 배출관로 (22) 위에 있으며 세정시에 차단하는 저압 농축수 차단 밸브 (29), 또한 세정수 복귀 관로 (24) 위에 있으며 통상의 조수 운전시에 차단되는 저압 세정수 복귀 차단 밸브 (28)을 포함한다.

에너지 회수 장치가 없는 케이스(도 6)의 염수 담수화 장치를 이용하여 염수를 담수화하는 플로우는, 전형적으로는 다음에 설명하는 바와 같다. 전처리 설비로부터 도입된 염수가 염수 공급관로 (9)로부터 유입되어, 공급 펌프 (1)에 의해 가압되고, 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17) 및 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 경유하여 역침투막 모듈 (2)의 염수 공급부에 공급된다. 이 때, 염수가 세정수 공급관로 (23)에 유입되지 않도록, 염수 공급관로 차단 밸브 (32)는 열어두고, 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)은 닫아둔다. 역침투막 모듈 (2)에서 역침투막법에 의해 담수 및 농축수로 분리되며, 담수는 담수 취출관로 (19)를 통해 담수 회수 설비로 배출된다. 농축수는 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20)을 경유하고 농축수 교축 밸브 (25)로 감압된 후, 제2 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (26) 및 농축수 배출관로 (22)를 경유하여 농축수 회수 설비로 배출된다. 이 때, 농축수가 세정수 복귀 관로 (24)에 유입되지 않도록 저압 농축수 차단 밸브 (29)는 열어두고, 저압 세정수 복귀 차단 밸브 (28)은 닫아둔다.

에너지 회수 장치가 없는 케이스(도 6)의 역침투막 모듈 (2)를 세정하는 플로우는, 전형적으로는 다음에 설명하는 바와 같다. 세정 탱크 (5) 내에서 조정된 세정수는, 세정 펌프 (6)에서 필요한 압력으로 승압되고, 세정수 공급관로 (23)과 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 경유하여 역침투막 모듈 (2)에 공급된다. 이 때, 세정수가 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17)로 역류하지 않도록 염수 공급관로 차단 밸브 (32)는 닫아두고, 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)은 열어둔다. 세정 후의 배수는, 대부분이 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부로부터 추출되고, 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 제2 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (26) 및 세정수 복귀 관로 (24)를 경유하여 세정 탱크 (5)로 순환한다. 이 때, 세정 후의 세정수가 농축수 배출관로 (22)에 유출되지 않도록 저압 농축수 차단 밸브 (29)는 닫아두고, 저압 세정수 복귀 차단 밸브 (28)은 열어둔다. 또한, 일부 역침투막 모듈 (2)로부터 담수 취출관로 (19)로 배출되는 세정 후의 세정수는, 담수 취출관로 (19) 위에 설치된 분지부로부터 세정 탱크 (5)로 순환시키지만, 본 도면에서는 생략하였다.

용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 7)의 염수 담수화 장치는 주로 공급 펌프 (1), 역침투막(RO막)을 포함하는 역침투막 모듈 (2), 용적식 에너지 회수 장치 (3), 승압기 펌프 (4), 일단이 전처리 설비에 결합하고 타단이 염수 공급관로 분지부 (10)에 결합한 염수 공급관로 (9), 일단이 염수 공급관로 분지부 (10)에 결합하고 타단이 공급 펌프 (1)에 결합된 공급 펌프 흡입관로 (11), 일단이 공급 펌프 (1)에 결합하고 타단이 공급 펌프 토출관로 결합부 (16)에 결합된 공급 펌프 토출관로 (12), 일단이 염수 공급관로 분지부 (10)에 결합하고 타단이 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 결합된 용적식 에너지 회수 장치 염수 흡입관로 (13), 일단이 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 결합하고 타단이 승압기 펌프 (4)에 결합되면서, 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 있어서, 용적식 에너지 회수 장치 염수 흡입관로 (13)에 도통하고 있는 용적식 에너지 회수 장치 염수 토출관로 (14), 일단이 승압기 펌프 (4)에 결합하고 타단이 공급 펌프 토출관로 결합부 (16)에 결합된 승압기 펌프 토출관로 (15), 일단이 공급 펌프 토출관로 결합부 (16)에 결합되고 타단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합된 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 일단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합되고 타단이 역침투막 모듈 (2)의 염수 공급부에 결합된 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18), 일단이 역침투막 모듈의 담수 도출부에 결합되고 타단이 담수 회수 설비에 결합한 담수 취출관로 (19), 일단이 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부에 결합되고 타단이 고압 농축수 관로 분지부 (34)에 결합된 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 일단이 고압 농축수 관로 분지부 (34)에 결합되고 타단이 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 결합된 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21), 일단이 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 결합되고 타단이 농축수 수집 설비에 결합하면서, 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 있어서, 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21)에 도통하고 있는 농축수 배출관로 (22), 세정수를 저류하는 세정 탱크 (5), 세정수를 역침투막 설비에 공급하는 세정 펌프 (6), 일단이 세정 탱크 (5)의 세정수 도출부에 결합하여 세정 펌프 (6)을 경유하고 타단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합한 세정수 공급관로 (23), 일단이 고압 농축수 관로 분지부 (34)에 결합하고 타단이 세정 탱크 (5)의 세정수 복귀부에 결합한 세정수 복귀 관로 (24), 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17) 위에 있으며 세정 운전시에 차단하는 염수 공급관로 차단 밸브 (32), 세정수 공급관로 (23) 위에 있으며 통상의 조수 운전시에 차단하는 세정수 공급관로 차단 밸브 (33), 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21) 위에 있으며 세정시에 차단하는 고압 농축수 차단 밸브 (36), 또한 세정수 복귀 관로 (24) 위에 있으며 통상의 조수 운전시에 차단하는 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)를 포함한다.

용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 7)의 염수 담수화 장치를 이용하여 염수를 담수화하는 플로우는, 전형적으로는 다음에 설명하는 바와 같다. 전처리 장치로부터 도입된 염수가 염수 공급관로 (9)로부터 유입되고, 염수 공급관로 분지부 (10)을 통해 공급 펌프 흡입관로 (11)과 용적식 에너지 회수 장치 염수 흡입관로 (13)으로 분지되고, 일부는 공급 펌프 흡입관로 (11)에 들어가 공급 펌프 (1)에 의해 가압되고, 나머지는 용적식 에너지 회수 장치 염수 흡입관로 (13)을 경유하여 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 유입되고, 용적식 에너지 회수 장치 (3)의 압력 교환 작용에 의해 역침투막 모듈 (2)로부터 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20) 및 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21)을 경유하여 배출되는 농축수의 압력을 회수하고, 용적식 에너지 회수 장치 염수 토출관로 (14)를 경유하여 압력 승압용 승압기 펌프 (4)에 공급되면서, 승압기 펌프 (4)의 승압 작용에 의해 승압기 펌프 토출관로 (15)를 경유하여 공급 펌프 토출관로 결합부 (16)에서 상기 공급 펌프 (1)의 토출물과 합류되고, 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 경유하여 역침투막 모듈 (2)의 염수 공급부에 공급된다. 역침투막 모듈 (2)에 공급된 염수는, 역침투막법에 의해 담수와 농축수로 분리되고, 담수는 역침투막 모듈 (2)의 담수 도출부로부터 담수 취출관로 (19)를 통해 담수 회수 설비로 배출되고, 농축수는 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부로부터 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20)을 통해 배출된다. 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20)으로부터 배출된 고압의 농축수는 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21)을 경유하여 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 유입되고, 그 압력이 상술한 바와 같이 용적식 에너지 회수 장치 염수 흡입관로 (13)에서 유입된 염수의 승압에 이용된다. 압력이 회수된 저압의 농축수는 농축수 배출관로 (22)를 통해 농축수 수집 설비로 유출된다.

용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 7)의 역침투막 모듈 (2)를 세정하는 플로우는, 전형적으로는 다음에 설명하는 바와 같다. 세정 탱크 (5) 내에서 조정된 세정수는, 세정 펌프 (6)에서 필요한 압력으로 승압되고, 세정수 공급관로 (23)과 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 경유하여 역침투막 모듈 (2)에 공급된다. 이 때, 세정수가 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17)로 역류하지 않도록 염수 공급관로 차단 밸브 (32)는 닫아두고, 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)은 열어둔다. 세정 후의 배수는, 대부분이 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부로부터 취출되고, 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20) 및 세정수 복귀 관로 (24)를 경유하여 세정 탱크 (5)로 순환된다. 이 때, 세정 후의 세정수가 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21)에 유출되지 않도록 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)는 열어두고, 고압 농축수 차단 밸브 (36)은 닫아둔다. 또한, 일부 역침투막 모듈 (2)로부터 담수 취출관로 (19)로 배출되는 세정 후의 세정수는, 담수 취출관로 (19) 위에 설치된 분지부로부터 세정 탱크 (5)로 순환시키지만, 본 도면에서는 생략하였다.

터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 8)의 염수 담수화 장치는 주로 공급 펌프 (1), 역침투막(RO막)을 포함하는 역침투막 모듈 (2), 터빈식 에너지 회수 장치 (37), 일단이 전처리 설비에 결합하고 타단이 공급 펌프 (1)에 결합한 염수 공급관로 (9), 일단이 공급 펌프 (1)의 토출부에 결합하고 타단이 터빈식 에너지 회수 장치 (37)의 염수 승압부를 경유하여, 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합된 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 일단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합되고 타단이 역침투막 모듈 (2)의 염수 공급부에 결합된 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18), 일단이 역침투막 모듈의 담수 도출부에 결합되고 타단이 담수 회수 설비에 결합한 담수 취출관로 (19), 일단이 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부에 결합되고 타단이 고압 농축수 관로 분지부 (34)에 결합된 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 일단이 고압 농축수 관로 분지부 (34)에 결합되고 타단이 터빈식 에너지 회수 장치 (37)의 농축수 압력 에너지 회수부에 결합된 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21), 일단이 터빈식 에너지 회수 장치 (37)에 결합되고 타단이 농축수 수집 설비에 결합하면서, 터빈식 에너지 회수 장치 (37)에 있어서, 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21)에 도통하고 있는 농축수 배출관로 (22), 세정수를 저류하는 세정 탱크 (5), 세정수를 역침투막 설비에 공급하는 세정 펌프 (6), 일단이 세정 탱크 (5)의 세정수 도출부에 결합하여 세정 펌프 (6)을 경유하고 타단이 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 결합한 세정수 공급관로 (23), 일단이 고압 농축수 관로 분지부 (34)에 결합하고 타단이 세정 탱크 (5)의 세정수 복귀부에 결합한 세정수 복귀 관로 (24), 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17) 위에 있으며 세정 운전시에 차단하는 염수 공급관로 차단 밸브 (32), 세정수 공급관로 (23) 위에 있으며 통상의 조수 운전시에 차단하는 세정수 공급관로 차단 밸브 (33), 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21) 위에 있으며 세정시에 차단하는 고압 농축수 차단 밸브 (36), 또한 세정수 복귀 관로 (24) 위에 있으며 통상의 조수 운전시에 차단하는 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)를 포함한다.

터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 8)의 염수 담수화 장치를 이용하여 염수를 담수화하는 플로우는, 전형적으로는 다음에 설명하는 바와 같다. 전처리 장치로부터 도입된 염수가 염수 공급관로 (9)로부터 유입되어, 공급 펌프 (1)에 의해 가압되고, 추가로 농축수의 압력 에너지를 회수한 동력을 이용하여 터빈식 에너지 회수 장치 (37)로 승압되고, 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17) 및 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 경유하여 역침투막 모듈 (2)의 염수 공급부에 공급된다. 역침투막 모듈 (2)에 공급된 염수는, 역침투막법에 의해 담수와 농축수로 분리되며, 담수는 역침투막 모듈 (2)의 담수 도출부로부터 담수 취출관로 (19)를 통해 담수 회수 설비에 배출되고, 농축수는 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부로부터 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20)을 통해 배출된다. 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20)으로부터 배출된 고압의 농축수는 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21)을 경유하여 터빈식 에너지 회수 장치 (37)에 유입되고, 그의 압력이 상술한 바와 같이 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17)의 염수의 승압에 이용된다. 압력이 회수된 저압의 농축수는 농축수 배출관로 (22)를 통해 농축수 수집 설비로 유입된다.

터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 8)의 역침투막 모듈 (2)를 세정하는 플로우는, 전형적으로는 다음에 설명하는 바와 같다. 세정 탱크 (5) 내에서 조정된 세정수는 세정 펌프 (6)에서 필요한 압력으로 승압되고, 세정수 공급관로 (23)과 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 경유하여 역침투막 모듈 (2)에 공급된다. 이 때, 세정수가 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17)에 역류하지 않도록 염수 공급관로 차단 밸브 (32)는 닫아두고, 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)은 열어둔다. 세정 후의 배수는 대부분이 역침투막 모듈 (2)의 농축수 도출부로부터 추출되고, 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20) 및 세정수 복귀 관로 (24)를 경유하여 세정 탱크 (5)로 순환된다. 이 때, 세정 후의 세정수가 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21)에 유출되지 않도록 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)는 열어두고, 고압 농축수 차단 밸브 (36)은 닫아둔다. 또한, 일부 역침투막 모듈 (2)로부터 담수 취출관로 (19)로 배출되는 세정 후의 세정수는, 담수 취출관로 (19) 위에 설치된 분지부로부터 세정 탱크 (5)로 순환시키지만, 본 도면에서는 생략하였다.

또한, 전처리 설비로부터 도입된 염수는, 통상 역침투막 모듈 (2)에서 처리되기 전에 전처리되는 것이 바람직하며, 본 발명의 염수 담수화 장치에서도 바람직하게 채용할 수 있다. 전처리 설비가 도입되는 위치는 통상 염수 공급관로 (9) 내이며, 도 1 내지 3, 6 내지 8 중 어디에서도 염수 공급관로 (9) 내에 전처리 설비가 도입되어 있다. 여기서 전처리 설비로는 정밀막 여과 또는 한외막 여과, 활성탄 여과, 보안 필터 등이 사용된다. 또한, 필요에 따라 살균제, 응집제, 추가로 환원제, pH 조정제, 스케일 방지제 등의 약액 첨가를 행할 수 있다.

여기서, 도 6 내지 8의 각 케이스에 있어서의 고압 재질로 이루어진 부분은, 에너지 회수 장치가 없는 케이스(도 6)에서는, 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18), 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 및 염수 공급관로 차단 밸브 (32), 세정수 공급관로 차단 밸브 (33), 농축수 교축 밸브 (25)와, 도시하지 않은 관련 밸브류, 공급 펌프 (1) 및 역침투막 모듈 (2)이다. 또한, 세정수 공급관로 (23) 위의 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)으로부터 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)의 구간도 고압 재질로 할 필요가 있다.

용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 7)에서는, 공급 펌프 토출관로 (12), 용적식 에너지 회수 장치 염수 토출관로 (14), 승압기 펌프 토출관로 (15), 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18), 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21), 및 염수 공급관로 차단 밸브 (32), 세정수 공급관로 차단 밸브 (33), 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35), 고압 농축수 차단 밸브 (36)과, 도시하지 않은 관련 밸브류, 공급 펌프 (1), 용적식 에너지 회수 장치 (3), 승압기 펌프 (4) 및 역침투막 모듈 (2)이다. 또한, 세정수 공급관로 (23) 위의 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)으로부터 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)의 구간, 및 세정수 복귀 관로 (24) 위의 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)로부터 고압 농축수 관로 분지부 (34)의 구간도 고압 재질로 할 필요가 있다.

터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 8)에서는, 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18), 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21), 및 염수 공급관로 차단 밸브 (32), 세정수 공급관로 차단 밸브 (33), 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35), 고압 농축수 차단 밸브 (36)과, 도시하지 않은 관련 밸브류, 공급 펌프 (1), 터빈식 에너지 회수 장치 (37) 및 역침투막 모듈 (2)이다. 또한, 세정수 공급관로 (23) 위의 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)으로부터 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)의 구간, 및 세정수 복귀 관로 (24) 위의 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)로부터 고압 농축수 관로 분지부 (34)의 구간도 고압 재질로 할 필요가 있다.

도 6 내지 8의 각 케이스에 있어서의 저압 재질로 이루어진 부분은, 에너지 회수 장치가 없는 케이스(도 6)에서는, 염수 공급관로 (9), 담수 취출관로 (19), 제2 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (26), 농축수 배출관로 (22), 세정수 복귀 관로 (24), 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)으로부터 상류측의 세정수 공급관로 (23)과 도시하지 않은 관련 밸브류이다.

용적식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 7)에서는, 염수 공급관로 (9), 공급 펌프 흡입관로 (11), 용적식 에너지 회수 장치 염수 흡입관로 (13), 담수 취출관로 (19), 농축수 배출관로 (22), 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)보다 상류측인 세정수 공급관로 (23), 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)보다 하류측인 세정수 복귀 관로 (24)와 도시하지 않은 관련 밸브류이다.

터빈식 에너지 회수 장치를 이용한 케이스(도 8)에서는, 염수 공급관로 (9), 담수 취출관로 (19), 농축수 배출관로 (22), 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)보다 상류측인 세정수 공급관로 (23), 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)보다 하류측인 세정수 복귀 관로 (24)와 도시하지 않은 관련 밸브류이다.

자주 이용되는 고압 재질로서 각종 스테인리스강이 있다. 스테인리스강은 내압성뿐만 아니라 내산성을 향상시키기 위해 철에 크롬, 니켈, 몰리브덴, 질소, 구리 등을 포함시킨 합금강이고, 그의 금속 조직에 의해 오스테나이트계(예를 들면 304, 304L, 316, 316L, 317, 317L, 904L)와 오스테나이트·페라이트계(예를 들면 254SMO, 2205, 2507, Zeron100, 329)가 있고, 본 발명에서는 이들 어떤 스테인리스 합금강도 사용할 수 있다.

또한, 자주 이용되는 저압 재질로서 각종 플라스틱재가 있다. 플라스틱재에는 내염수 부식성을 갖는 염화비닐, 폴리프로필렌, 폴리에스테르나, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌 중합체 등의 불소 수지가 있고, 본 발명에서는 이들 어떤 플라스틱재를 사용할 수도 있다. 또한, 상술한 플라스틱재를 염수와 강관이 직접 접촉하지 않도록 강관 내면에 라이닝 또는 코팅한 라이닝 강관을 사용할 수도 있다. 또한, 상술한 고압 재료로서 기재한 스테인리스강을 저압 재료로서 이용할 수도 있다.

여기서 공급 펌프 (1)이란, 상기 고압 재질을 이용하여 만들어진 펌프로, 다양한 형식이 있지만, 본 발명에서는 목적으로 하는 압력과 유량을 얻을 수 있는 것이면 특별히 형식을 한정하는 것은 아니고, 예를 들면 플런져 펌프와 같은 피스톤 타입의 펌프, 와권 펌프, 원심 펌프, 다단 원심 펌프 등을 적절하게 목적에 따라 사용할 수 있다.

본 발명에서 말하는 염수란, 염분을 포함한 물의 총칭으로, 염소 이온 농도가 300 내지 15,000 mg/l 정도인 일반적으로 함수라 불리는 비교적 저농도의 염수나, 염소 이온 농도가 15,000 내지 40,000 mg/l 정도인 일반적으로 해수라 불리는 비교적 고농도의 염수 등을 가리킨다.

여기서, 본 발명에 따른 역침투막 모듈 (2)에 사용되는 역침투막이란, 공급액의 일부의 성분, 예를 들면 염분을 투과시키고 다른 성분을 투과시키지 않는 반투과성막이다. 그 소재에는 아세트산셀룰로오스계 중합체, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리이미드, 비닐 중합체 등의 고분자 소재를 사용할 수 있다. 막 형태에는 중공사막, 평막 등이 있다. 본 발명에서는 역침투막의 소재, 막 형태에 관계없이 이용할 수 있다.

역침투막 엘리멘트란 상기 역침투막을 실제로 사용하기 위해 형태화한 것으로 평막, 나선형, 관형, 플레이트 앤드 프레임의 엘리멘트로 조립하고, 또한 중공사막은 묶은 뒤에 엘리멘트에 조립하여 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 이들 역침투막 엘리멘트의 형태로 좌우되는 것은 아니다.

역침투막 모듈이란 상술한 역침투막 엘리멘트 하나 내지 수개를 압력 용기 중에 넣은 모듈을 병렬로 배치한 것으로, 그의 조합, 갯수, 배열은 목적에 따라 임의로 행할 수 있다.

에너지 회수 장치는, 일반적으로 고압 펌프의 토출측으로부터 나오는 액체가 직접 에너지 회수 장치에 유입되는, 이른바 고압 펌프 일체형과, 공급수의 일부가 고압 펌프에 유입되고 나머지 일부가 에너지 회수 장치에 유입되는, 이른바 고압 펌프 분리형으로 크게 분리되지만, 본 발명에서 사용되는 용적식 에너지 회수 장치 (3)은, 염수 공급관로 (9)로부터 유입된 염수의 일부가 공급 펌프 (1)에 유입되고, 나머지 일부가 용적식 에너지 회수 장치 (3)에 유입되는, 상술한 고압 펌프 분리형의 에너지 회수 장치이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 터빈식 에너지 회수 장치는, 염수 공급관로 (9)로부터 유입된 염수 중, 샘플이나 수질 측정계기 등에 공급하기 위해 분류한 부분을 제외한 전체량이 공급 펌프 (1)로 승압되고, 추가로 터빈식 에너지 회수 장치에 의해서 승압되는 상술한 고압 펌프 일체형의 에너지 회수 장치이다. 또한, 터빈식 에너지 회수 장치로는, 농축수의 압력 에너지를 터빈이나 수차에 의해서 회전 이동력으로 변환하고, 직접 공급 펌프 (1)의 전동기축을 보조적으로 회전시키는 타입의 에너지 회수 장치를 사용할 수도 있다.

용적식 에너지 회수 장치 (3) 및 터빈식 에너지 회수 장치 (37)의 재질은 각종 스테인리스 및/또는 세라믹 재질 부품을 포함하고, 스테인리스 재질로는 상술한 고압 배관과 마찬가지로 304, 304L, 316, 316L, 317, 317L, 904L, 254SMO, 2205, 2507, Zeron100, 329 등, 세라믹 재질로는 알루미나, 산화알루미늄, 탄화규소, 질화규소, 지르코니아, 질화알루미늄 등이 포함된다.

승압기 펌프 (4)란, 상기 고압 재질을 이용하여 만들어진 펌프로, 설계 유량에 있어서, 승압기 펌프 토출관로 (15), 공급 펌프 토출관로 결합부 (16)으로부터 역침투막 모듈 (2)의 염수 공급부에 이르는 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 및 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18), 역침투막 모듈 (2), 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20), 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21), 용적식 에너지 회수 장치 (3), 및 용적식 에너지 회수 장치 염수 토출관로 (14)의 압력 손실의 합계와 동등한 양정(揚程) 이상의 능력을 가질 수 있고, 본 발명에서는 상기한 양정과 유량을 얻을 수 있는 것이면 특별히 형식을 한정하는 것은 아니며, 예를 들면 플런져 펌프와 같은 피스톤 타입의 펌프, 와권 펌프, 원심 펌프, 다단 원심 펌프 등을 적절하게 목적에 따라 사용할 수 있다.

역침투막 모듈 (2)의 세정 공정에서는, 반드시 세정수를 세정 탱크 (5)로 복귀시킬 필요는 없으며, 세정수 복귀 관로 (24)를 경유하지 않고, 그대로 배수할 수도 있다. 또한, 세정수 중 불순물을 제거하기 위해, 필터를 세정수 복귀 관로 (24), 세정 탱크 (5)로부터 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부 (31)에 이르는 세정수 공급관로 (23) 중 어느 하나에 설치할 수도 있다.

본 발명에서는, 도 1 내지 3에 도시한 실시 형태(실시예)와 같이, 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)과, 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17), 또는 세정수 공급관로 (23)을 선택적으로 전환하기 위해, 양끝에 제거식 배관 접속 이음매 (8)을 갖는 제거식 배관 (7)을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이 제거식 배관 (7)을 사용함으로써, 고압 재료를 이용하는 염수 공급관로 차단 밸브 (32) 및 세정수 공급관로 차단 밸브 (33)을 불필요하게 할 수 있다.

농축측에 대해서도 마찬가지로, 역침투막 모듈 농축수 취출관로 (20)과, 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로 (21) 또는 세정수 복귀 관로 (24)를 선택적으로 전환하기 위해, 양끝에 제거식 배관 접속 이음매 (8)을 갖는 제거식 배관 (7)을 사용할 수 있다. 이 제거식 배관 (7)을 사용함으로써, 상술한 고압 재료를 이용하는 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35), 및 고압 농축수 차단 밸브 (36)을 불필요하게 할 수 있다. 또한, 도 1에서는, 농축수 교축 밸브 (25)로 감압되기 때문에, 저압 세정수 복귀 차단 밸브 (28)과 저압 농축수 차단 밸브 (29)에는 상술한 저압 재료를 사용할 수 있어, 농축수 교축 밸브 (25)의 하류측에 농축수 배출관로 (22)와 세정수 복귀 관로 (24)의 분지부(저압 농축수 관로 분지부 (27))를 설치하고 있고, 굳이 제거식 배관 (7)을 사용하지 않지만, 저압 세정수 복귀 차단 밸브 (28)과 저압 농축수 차단 밸브 (29) 대신에 제거식 배관 (7)을 채용할 수도 있고, 농축수 교축 밸브 (25)의 상류측에 제거식 배관 (7)을 채용하고, 세정 탱크 (5)에 접속된 세정수 복귀 관로 (24)를 설치할 수도 있다.

도 4 및 도 5에, 양끝에 제거식 배관 접속 이음매 (8)을 갖는 제거식 배관 (7)의 상세도를 나타낸다. 도 4는 통상 운전시의 접속 상황이고, 역침투막 모듈 염수 공급관로 (17)과 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 접속한 상황을 나타내고 있다. 도 5는 세정시의 접속 상황이고, 세정수 공급관로 (23)과 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로 (18)을 접속한 상황을 나타내고 있다. 작업대 (30)은, 제거식 배관 (7)이 무거운 경우 등으로 교체될 때의 작업성을 고려하여 설치할 수 있다. 또한, 도 4 및 도 5에서는 동일한 제거식 배관 (7)의 방향을 변경함으로써, 통상 운전과 세정 운전의 교체를 행하도록 기재하고 있지만, 각각의 접속에 상이한 형상·재질의 제거식 배관 (7)을 준비할 수도 있다. 제거식 배관 접속 이음매 (8)로는, 간편하게 제거식 배관 (7)을 제거하는 타입의 이음매이면 그 형식에 구애받을 필요없이, 홈식 이음매(빅톨릭(victaulic) 이음매), 유니온 커플링, 플랜지 이음매, 나사식 이음매 등 다양한 이음매를 사용할 수 있다.

본 발명의 효과로서, 상술한 고압 재료를 이용한 차단 밸브를 사용하지 않아도 되는 것 이외에, 안전상의 이점이 있다. 도 6 내지 8에 도시한 차단 밸브에 의한 교체의 경우, 세정수 공급관로 (23) 위의 세정수 공급관로 차단 밸브 (33) 또는 세정수 복귀 관로 (24) 위의 고압 세정수 복귀 차단 밸브 (35)가 통상 운전시에 내부 누설을 일으킨 경우, 1 내지 10 MPa 정도의 고압의 염수나 농축수가 저압 재료로 구성된 세정수 공급관로 (23)이나 세정수 복귀 관로 (24)에 유입되어, 최악의 경우, 저압 재료로 구성된 세정 라인이 파열될 가능성이 있다. 본 발명에서는 물리적으로 통상 운전 라인과 세정 라인을 분리하기 때문에, 가압된 염수나 농축수가 세정 라인에 유입될 가능성은 없어 안전하다.

본 발명을 상세히 또한 특정한 실시양태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은, 당업자에게 있어서 분명하다.

본 출원은 2011년 1월 19일에 출원된 일본 특허 출원 2011-008518에 기초하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명에 따르면, 염수 공급관로에서의 전환 밸브 또는 농축수 도출관로에서의 전환 밸브 대신에 제거식의 배관만을 사용할 수 있기 때문에, 염수 담수화 장치에 있어서의 비용 삭감이 가능해진다. 또한, 물리적으로 통상 운전 배관과 세정 배관을 분리할 수 있기 때문에, 고압의 염수나 농축수가 세정 배관에 유입되어 파열되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

1: 공급 펌프
2: 역침투막 모듈
3: 용적식 에너지 회수 장치
4: 승압기 펌프
5: 세정 탱크
6: 세정 펌프
7: 제거식 배관
8: 제거식 배관 접속 이음매
9: 염수 공급관로
10: 염수 공급관로 분지부
11: 공급 펌프 흡입관로
12: 공급 펌프 토출관로
13: 용적식 에너지 회수 장치 염수 흡입관로
14: 용적식 에너지 회수 장치 염수 토출관로
15: 승압기 펌프 토출관로
16: 공급 펌프 토출관로 결합부
17: 역침투막 모듈 염수 공급관로
18: 제2 역침투막 모듈 염수 공급관로
19: 담수 취출관로
20: 역침투막 모듈 농축수 취출관로
21: 에너지 회수 장치 농축수 흡입관로
22: 농축수 배출관로
23: 세정수 공급관로
24: 세정수 복귀 관로
25: 농축수 교축 밸브
26: 제2 역침투막 모듈 농축수 취출관로
27: 저압 농축수 관로 분지부
28: 저압 세정수 복귀 차단 밸브
29: 저압 농축수 차단 밸브
30: 작업대
31: 역침투막 모듈 염수 공급관로 분지부
32: 염수 공급관로 차단 밸브
33: 세정수 공급관로 차단 밸브
34: 고압 농축수 관로 분지부
35: 고압 세정수 복귀 차단 밸브
36: 고압 농축수 차단 밸브
37: 터빈식 에너지 회수 장치

Claims

염수를 승압하는 공급 펌프,
승압된 염수를 담수와 농축수로 분리하는 역침투막을 포함하는 역침투막 모듈, 및
역침투막 모듈을 세정하기 위한 세정 장치
를 구비한 염수 담수화 장치에 있어서,
공급 펌프와 역침투막 모듈을 결합하는 관로 중 적어도 일부, 및/또는 역침투막 모듈로부터 배출되는 농축수의 관로 중 적어도 일부가 제거식의 배관을 포함하고,
제거식의 배관을 제거함으로써, 역침투막 모듈의 상류측의 관로, 및/또는 역침투막 모듈로부터 배출되는 농축수의 관로가 세정 장치와 결합 가능해지는 기구를 구비한 염수 담수화 장치.
제1항에 있어서, 상기 제거식의 배관과 상기 관로가 홈식 이음매로 결합되어 있는 것인 염수 담수화 장치.