KR20150022733A - 해수담수화 장치 및 해수담수화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해수담수화 장치 및 해수담수화 방법에 관한 것이다. 상기 해수담수화 장치는 수용 공간을 갖는 도수로; 상기 도수로의 바닥과 연결되어 지하로 소정 깊이만큼 연장되는 대심도 우물; 상기 도수로와 연결되어 상기 대심도 우물로 해수 또는 전처리수를 공급하는 원수 공급관; 상기 대심도 우물의 하부에 위치하고 지지부에 의해 지지되고 측면에 다수의 개구가 형성된 다수의 집수 파이프; 링 형태로 되어 각각의 상기 집수 파이프 외측에 끼워지는 다수의 여과 필터; 각각의 상기 집수 파이프의 하단과 유체 연통되어 상기 여과 필터 및 상기 집수 파이프를 통과한 담수를 수용하기 위한 집수 탱크; 상기 집수 탱크와 연결되어 상기 집수 탱크 내의 담수를 지상으로 이송하기 위한 담수 유로; 상기 집수 탱크 내부를 흡인하고 상기 집수 탱크 내에 수집된 담수를 상기 담수 유로를 통해 이송하기 위한 담수 펌프; 상기 대심도 우물의 바닥과 연결되어 농축수를 지상으로 이송하기 위한 농축수 펌프; 상기 농축수 펌프와 연결되어 농축수를 지상으로 이송하기 위한 농축수 유로; 를 포함하고, 상기 여과 필터 내부와 외부의 압력차에 의해 역삼투 방식으로 해수 또는 전처리수가 상기 여과 필터를 통과하고 상기 집수 파이프를 거쳐 상기 집수 탱크로 수집될 수 있도록 구성된다.
이러한 구성에 따르면, 지상에서 소정 깊이로 연장되는 대심도 우물의 하부에 여과 필터를 설치함으로써, 전처리수의 자연 수압으로 전처리수에서 담수를 분리할 수 있어 에너지 비용을 절감할 수 있고, 농축수의 배출에 의해 여과 효율 향상 및 농축수 염도를 낮게 유지할 수 있다.

Description

해수담수화 장치 및 해수담수화 방법 {Apparatus and method for removing salt from sea water}

본 발명은 해수담수화 장치 및 해수담수화 방법에 관한 것이다.

해수담수화란 염분을 포함하고 있는 해수에서 각종 불순물과 염분을 제거하여 담수를 얻는 것을 말한다. 일반적으로, 해수담수화 방법은 증발법, 역삼투막법, 냉동법 등이 있다.

증발법은 해수에 열을 공급한 후 압력을 낮추어 낮은 온도에서 증발하는 저압증발에 의해 담수를 얻는 방법이다.

역삼투막법은 물에 용해되어 있는 이온성 물질은 거의 배제되고 순수한 물은 통과되는 반투막(멤브레인)에 의해 해수 중에 용해되어 있는 이온성 물질을 여과하여 담수를 추출하는 방법으로서, 증발법에 비해 에너지 소비량이 적고 조작이 용이하다는 장점이 있어 최근 널리 이용되고 있다. 해수에서 이온성 물질과 순수한 물을 분리시키기 위해서는 삼투압 이상의 높은 압력을 필요로 하는데 이때의 압력을 역삼투압이라 한다. 해수 담수화의 경우 일반적으로 42~70bar정도의 높은 압력을 필요로 한다.

역삼투막법에 의한 해수담수화시설은 해수 중에 포함된 이물질 및 염분을 제거하기 위해 전처리장치, 해수담수화장치 및 후처리장치로 이루어질 수 있다.

이 중에서 전처리장치는 해수에서 염분을 제거하기 전에 해수 중에 포함된 이물질을 미리 제거하여 해수담수화 효율을 향상시키기 위한 것이다. 이러한 전처리 단계를 거치지 않을 경우, 역삼투 방식에 의해 해수에서 염분을 제거할 때 더 높은 역삼투압이 요구될 뿐만 아니라 멤브레인에 이물질이 과도하게 부착되어 멤브레인을 통한 담수의 투과율을 떨어뜨리는 등의 문제가 생긴다.

이와 같이 전처리과정을 거친 전처리수는 탈염용 역삼투압 여과장치로 유입되어 담수화된 처리수와 농축수로 분리된다. 농축수는 방류되고, 담수화된 처리수는 후처리단계에서 미네랄화 및 살균처리되어 최종 저장탱크에 들어가게 된다.

해수에서 염분을 제거하는 담수화 과정에서, 해수에 삼투압 이상의 압력을 가하면 물은 역삼투막을 통과하여 정제되고 이온이나 분자들은 역삼투막을 통과하지 못하고 농축되게 된다. 해수에서 염분이 제거됨에 따라 해수의 농도는 점점 더 높아져 더 높은 역삼투압을 가해야만 해수 중의 물이 역삼투막을 통과할 수 있게 된다. 실제로 해수의 염도는 3.5% 정도인데, 해수담수화 과정에서 해수에서 염분이 제거됨에 따라 해수의 농도는 5%~8%까지 증가된다.

이와 같이, 해수담수화 과정에서 해수의 농도 증가로 인해 더 높은 역삼투압이 필요하게 되어 에너지 비용이 증가되는 문제점이 있다.

현재, 담수를 생산하고 남은 고농도의 해수는 다시 바다에 버려지고 있는데, 현재까지는 이에 대한 규제가 그다지 심하지 않지만, 해수담수화 시설이 늘어나면서 고농도의 농축수에 대한 규제가 예상된다.

대한민국 등록특허 제10-1344783호

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 역삼투 방식에 의한 해수담수화 과정에서 해수의 고농축에 따른 에너지 비용 증가를 방지하면서 해수에서 염분이 제거된 농축수의 농도를 줄일 수 있는 해수담수화 장치 및 해수담수화 방법을 제공하고자 함에 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 해수담수화 장치는 수용 공간을 갖는 도수로; 상기 도수로의 바닥과 연결되어 지하로 소정 깊이만큼 연장되는 대심도 우물; 상기 도수로와 연결되어 상기 대심도 우물로 해수 또는 전처리수를 공급하는 원수 공급관; 상기 대심도 우물의 하부에 위치하고 지지부에 의해 지지되고 측면에 다수의 개구가 형성된 다수의 집수 파이프; 링 형태로 되어 각각의 상기 집수 파이프 외측에 끼워지는 다수의 여과 필터; 각각의 상기 집수 파이프의 하단과 유체 연통되어 상기 여과 필터 및 상기 집수 파이프를 통과한 담수를 수용하기 위한 집수 탱크; 상기 집수 탱크와 연결되어 상기 집수 탱크 내의 담수를 지상으로 이송하기 위한 담수 유로; 상기 집수 탱크 내부를 흡인하고 상기 집수 탱크 내에 수집된 담수를 상기 담수 유로를 통해 이송하기 위한 담수 펌프; 상기 대심도 우물의 바닥과 연결되어 농축수를 지상으로 이송하기 위한 농축수 펌프; 상기 농축수 펌프와 연결되어 농축수를 지상으로 이송하기 위한 농축수 유로; 를 포함하고, 상기 여과 필터 내부와 외부의 압력차에 의해 역삼투 방식으로 해수 또는 전처리수가 상기 여과 필터를 통과하고 상기 집수 파이프를 거쳐 상기 집수 탱크로 수집될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 지지부는 상기 집수 파이프의 상단을 지지하는 상판과, 상기 상판과 상기 집수 탱크 사이를 연결하는 다수의 연결 배관을 포함한다.

또한, 상기 연결 배관 중 일부는 상기 집수 탱크를 관통하여 상기 대심도 우물의 바닥으로 연장되고 그 상단은 상기 농축수 펌프와 유체 연통된다.

또한, 각각의 상기 집수 파이프 외측에 끼워지는 다수의 연결 링; 을 더 포함하고, 복수의 상기 여과 필터가 상기 집수 파이프의 외측에 끼워진 상태에서, 인접하는 상기 여과 필터는 상기 연결 링에 의해 서로 연결된다.

또한, 링 형태로 되어 각각의 상기 여과 필터의 외측에 끼워지는 스트리퍼; 다수의 상기 스트리퍼를 서로 연결하는 연결판; 상기 연결판에 장착되어 해수 또는 전처리수의 분출에 의한 추진력으로 상기 연결판 전체를 상승 또는 하강시키기 위한 수중 펌프; 를 더 포함하고, 상기 스트리퍼를 상기 여과 필터를 따라 상승 또는 하강시킴으로써 상기 여과 필터 표면에 부착되는 이물질을 제거할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 의하면, 해수담수화 방법은 지상에서 소정 깊이로 연장되는 대심도 우물을 설치하는 단계; 상기 대심도 우물의 하부에 링 형태의 여과 필터를 설치하고, 상기 여과 필터의 내부에 다수의 개구가 형성된 집수 파이프를 설치하고, 상기 집수 파이프는 집수 탱크와 유체 연통되게 하는 단계; 담수 펌프에 의해 상기 집수 탱크 내부를 흡인하여 상기 대심도 우물로 공급된 해수 또는 전처리수가 역삼투 방식에 의해 상기 여과 필터를 통과하여 상기 집수 파이프 및 상기 집수 탱크로 들어오게 하는 단계; 상기 담수 펌프에 의해 상기 집수 탱크 내의 담수를 담수 유로를 통해 지상으로 이송하는 단계; 를 포함한다.

또한, 상기 대심도 우물로 해수 또는 전처리수를 계속 공급하면서 상기 대심도 우물의 바닥과 연결된 농축수 펌프를 통해 상기 대심도 우물의 바닥에 위치하는 농축수를 지상으로 이송하는 단계; 를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 지하로 소정 깊이 연장되는 대심도 우물의 하부에 여과 필터를 설치함으로써, 전처리수의 자연 수압으로 전처리수에서 담수를 분리할 수 있어 에너지 비용을 절감할 수 있다.

또한, 대심도 우물로 새로운 전처리수를 공급하면서 해수에서 담수가 빠져나간 농축수를 농축수 펌프에 의해 지상으로 이송함으로써, 농축수의 염도 증가에 따른 여과 효율 저하를 방지하고, 농축수의 염도를 낮게 유지함으로써 해양 오염을 방지하거나 농축수의 처리 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 해수담수화 장치의 주요 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 A-A' 라인을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2에서 집수 파이프와 여과 필터의 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 5는 도 3의 B-B' 라인을 따라 취한 개략적인 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수 담수화 장치를 도시하는 도면이다.
도 7는 도 6의 해수담수화 장치에서 전처리부를 상세히 도시하는 측면도이다.
도 8은 도 7의 전처리부의 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 7의 전처리부의 일부 구성을 상세히 도시하는 도면이다.
도 10은 도 7의 전처리부에서 스트리퍼의 구성을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 11은 도 7의 전처리부에서 스트리퍼의 구성을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

해수담수화란 염분을 포함하고 있는 해수에서 각종 불순물과 염분을 제거하여 담수를 얻는 것으로, 본 발명의 해수담수화 장치 및 해수담수화 방법은 해수담수화 방법 중 역삼투막법에 의해 해수에서 염분을 제거하기 위해 사용된다.

역삼투막법은 해수에 삼투압 이상의 압력을 가하여 수분은 역삼투막을 통과하여 정제되고 이온이나 분자들은 역삼투막을 통과하지 못하고 농축되게 하여 해수에서 염분을 분리하는 방법이다.

역삼투막법에 의한 해수담수화 시설에서는 해수 중에 포함된 염분을 제거하기 전에 해수 중에 포함된 불순물을 미리 제거하는 전처리 단계를 거치는 경우가 많다. 이는 전처리 단계를 거치지 않을 경우 역삼투막법에 의해 해수에서 염분을 제거할 때 더 높은 역삼투압이 요구될 뿐만 아니라 멤브레인에 이물질이 과도하게 부착되어 해수담수화 효율이 떨어지는 등의 문제가 있기 때문이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수담수화 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 2는 도 1의 해수담수화 장치의 주요 구성을 상세히 도시하는 도면이다. 도 3은 도 2의 A-A' 라인을 따라 취한 개략적인 단면도이다. 도 4는 도 2에서 집수 파이프와 여과 필터의 구성을 상세히 도시하는 도면이다. 도 5는 도 3의 B-B' 라인을 따라 취한 개략적인 단면을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 해수담수화 장치(200)는 도수로(210), 대심도 우물(220), 원수 공급관(201), 집수 파이프(230), 여과 필터(240), 집수 탱크(250), 담수 펌프(255), 담수 유로(257), 농축수 펌프(270), 농축수 유로(271), 스트리퍼(280), 연결판(285), 수중 펌프(290) 등을 포함한다.

도수로(210)는 물을 수용할 수 있는 공간을 갖는다. 도수로(210)는 지면에 인접하여 설치되고, 지면을 따라 연장되도록 설치될 수 있다. 도수로(210)에는 2개의 이격된 격벽(215, 216)이 설치되고, 이러한 격벽(215, 216)에 의해 구획된 3개의 공간을 형성할 수 있다. 이러한 3개의 공간은 일측의 농축수로(211), 중간의 원수로(212), 타측의 담수로(213)가 될 수 있다.

원수로(212)에는 원수 공급관(201)에 의해 담수화하기 위한 해수 또는 전처리수가 공급된다. 본 발명에서 해수담수화 장치(200)로 공급되는 원수는 주로 해수에서 불순물이 제거된 전처리수가 되지만, 전처리수에 한정되지 않고 해수가 될 수도 있다. 여기서, 전처리수는 해수 중에서 콜로이드 물질, 유기물질, 무기물질, 미생물 등이 1차적으로 제거된 것으로, 해수 중에 염분은 잔존하고 있는 상태를 말한다. 해수 전처리 장치는 해수에서 불순물을 제거하여 전처리수를 생성하는 것으로, 본 발명의 해수담수화 장치(200)와 연결될 수 있다.

담수로(213)는 담수 유로(257)를 통해 공급되는 담수가 유동하는 수로가 된다. 농축수로(211)는 원수에서 염분이 빠져나가서 농축된 농축수가 농축수 유로(271)를 통해 공급되어 유동하는 수로가 된다.

대심도 우물(220)은 도수로(210) 중에서 원수로(212)의 바닥과 연결되어 지하로 소정 깊이만큼 연장된다. 대심도 우물(220)은 원수로(212)를 따라서 복수 개가 일정한 간격으로 이격되도록 위치될 수 있다. 대심도 우물(220)은 지하로 300 내지 400m 정도의 깊이로 연장되고, 폭은 대략 10m 정도가 될 수 있다. 대심도 우물(220)은 물을 수용할 수 있는 원통형으로 형성될 수 있다. 대심도 우물(220)은 토압을 지지할 수 있도록 충분한 강도를 갖고 수밀 상태를 유지할 수 있어야 한다.

원수 공급관(201)은 도수로(210), 특히 원수로(212)와 연결되어 대심도 우물(220)로 원수, 즉 해수 또는 전처리수(이하, 전처리수)를 공급한다. 따라서, 원수 공급관(201)을 통해 원수로(212)로 공급된 전처리수는 대심도 우물(220)의 바닥부터 채워질 수 있다.

집수 파이프(230)는 대심도 우물(220)의 하부에 위치하고, 속이 빈 원통형으로 되어 지지부에 의해 지지되고 측면에 다수의 개구(231)가 형성될 수 있다.

각각의 집수 파이프(230)는 종방향으로 세워진 상태로 이격되어 배치될 수 있다. 집수 파이프(230)의 상단은 상판(260)에 의해 지지되고, 하단은 집수 탱크(250)와 유체 연통되어, 여과 필터(240)를 통과한 담수가 집수 탱크(250)로 수집될 수 있도록 한다. 상판(260)은 전처리수가 통과될 수 있도록 투수성을 갖는다.

지지부는 복수의 집수 파이프(230)의 상단을 지지하는 상판(260)과, 이러한 상판(260)과 집수 탱크(250) 사이를 연결하는 다수의 연결 배관(261, 262)을 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 것과 같이, 연결 배관(261, 262)은 중간에 배치되는 연결 배관(262)과, 주위에 이격되어 배치되는 연결 배관(261)으로 이루어질 수 있다.

주위에 배치되는 연결 배관(262)은 대심도 우물(220) 내에 예를 들어, 6개가 균일한 간격으로 이격되게 배치되어 상판(260)과 집수 탱크(250) 사이를 연결할 수 있다. 이러한 연결 배관(261)의 상부는 농축수 펌프(270)와 연결되고, 하부는 집수 탱크(250)를 관통하여 집수 탱크(250)의 하부로 연장될 수 있다.

도 4를 참조하면, 여과 필터(240)는 링 형태로 되어 각각의 집수 파이프(230) 외측에 위치될 수 있다. 여과 필터(240)는 역삼투 방식으로 전처리수 중에 포함된 염분은 여과 필터(240)를 통과할 수 없고 담수만 여과 필터(240)를 통과할 수 있도록 한다. 소금의 분자 크기는 3.7nm이고, 물 분자의 크기는 0.2nm 정도이다. 따라서, 여과 필터(240)의 격자 크기는 예를 들어, 1nm 정도가 되어 염분은 통과할 수 없고 물 분자만 통과될 수 있도록 한다.

역삼투압에 의해 여과 필터(240) 외측에 위치하는 전처리수에서 수분이 여과 필터(240) 내측으로 통과될 수 있도록 하기 위해서는 삼투압 이상의 압력이 여과 필터(240) 외측에 가해져야 한다. 본 실시예에서는, 지하로 300 내지 400m 정도로 연장되는 대심도 우물(220)의 하부에 여과 필터(240)가 설치된다. 따라서, 여과 필터(240)에는 전처리수에 의한 자연 수압이 가해지고, 여과 필터(240) 내부와 외부의 압력차에 의해 전처리수 중에 포함된 물이 여과 필터(240)를 통과할 수 있도록 한다.

여과 필터(240)는 일정한 길이로 제작되므로, 하나의 집수 파이프(230) 외측에 여러 개의 여과 필터(240)가 끼워지는 형태가 될 수 있다. 예를 들어, 여과 필터(240)는 5 내지 10m 길이를 갖고, 집수 파이프(230)는 20 내지 30m 길이를 가질 수 있다. 이때, 인접하는 여과 필터(240)는 집수 파이프(230) 외측에 끼워지는 연결 링(235)에 의해 서로 연결될 수 있다.

도 4에서, 좌측의 그림은 여과 필터(240)와 연결 링(235)이 분해된 상태를 나타내고, 우측의 그림은 조립된 상태를 나타낸다. 여과 필터(240)와 연결 링(235)이 조립된 상태에서, 인접하는 여과 필터(240)들끼리는 동일 높이를 유지하면서 서로 연속될 수 있다.

제일 위에 위치하는 여과 필터(240)의 상단은 상판(260)에 수밀 또는 기밀식으로 지지될 수 있다. 상판(260)에는 집수 파이프(230) 내부를 개폐하는 밸브(266) 기능이 부가된 캡(265)이 설치되어, 이러한 캡(265)으로 각각의 집수 파이프(230)의 상단을 밀봉할 수 있다.

또한, 제일 아래에 위치하는 여과 필터(240)의 하단은 집수 파이프(230)에 수밀 또는 기밀식으로 지지될 수 있다. 여과 필터(240)가 연결 링(235)과 조립된 상태에서, 여과 필터(240)와 연결 링(235) 사이는 수밀구조가 되어야 한다.

여과 필터(240)가 집수 파이프(230)에 조립된 상태에서, 각각의 여과 필터(240)와 집수 파이프(230) 사이에는 약간의 간극이 있어서, 여과 필터(240) 외측의 전처리수가 역삼투 방식으로 여과 필터(240)를 통과한 후 개구(231)를 통해 집수 파이프(230) 내부로 유동할 수 있다.

집수 탱크(250)는 각각의 집수 파이프(230)의 하단와 유체 연통되어, 여과 필터(240) 및 집수 파이프(230)를 통과한 담수는 집수 탱크(250)에 수용될 수 있다. 집수 탱크(250)의 상부에는 개구(251)가 형성되고, 이러한 개구(251)를 통해 집수 파이프(230)와 연결될 수 있다. 집수 탱크(250)의 하부에는 유지보수시 배수를 위해 드레인 밸브(252)가 설치될 수 있다.

담수 펌프(255)는 집수 탱크(250) 내부를 흡인하면서 집수 탱크(250) 내에 수집된 담수를 담수 유로(257)를 통해 담수로(213)로 이송하는 역할을 한다. 담수 유로(257)는 집수 탱크(250)와 연결되어 집수 탱크(250) 내의 담수를 지상으로 이송하기 위한 것이다. 예를 들어, 담수 펌프(255)는 집수 탱크(250)의 하부에 연결되고, 담수 펌프(255)는 지지부재(256)에 의해 지지될 수 있다.

담수 펌프(255)에 의해 집수 탱크(250) 내부를 흡인할 때, 집수 탱크(250) 및 이러한 집수 탱크(250)와 연결된 집수 파이프(230) 내부는 음압이 될 수 있다. 이때, 여과 필터(240) 내부와 외부의 압력차에 의해 전처리수가 역삼투 방식으로 여과 필터(240)를 통과하여 집수 파이프(230)를 거쳐 집수 탱크(250)로 수집될 수 있다. 그에 따라, 전처리수에 의한 자연 수압이 낮더라도 원하는 역삼투압으로 담수를 얻을 수 있다. 집수 탱크(250)로 수집된 담수는 담수 펌프(255)가 작동되면 담수 유로(257)를 통해 지상의 담수로(213)로 이송될 수 있다.

담수 펌프(255)는 주기적으로 역회전되어 역삼투압이 아닌 정삼투압에 의해 여과 필터(240) 표면에 부착된 이물질을 해수 중으로 배출하여 제거할 수 있다. 담수 펌프(255)가 역회전될 때, 담수가 반대로 여과 필터(240)를 통해 해수 중으로 배출되므로, 담수 유로(257)의 끝단은 공기 유입을 방지하기 위해 담수로(213) 등에 잠겨져 있어야 한다.

전처리수에서 담수가 여과 필터(240)를 통해 집수 파이프(230)로 들어감에 따라, 여과 필터(240) 외부의 전처리수는 농축수가 된다. 여기서, 농축수는 전처리수에서 물이 빠져나감에 따라 염분의 농도가 일반적인 해수보다 더 높아진 상태를 말한다.

이와 같이, 전처리수가 농축수가 됨에 따라, 염분의 농도가 더욱 높아져 여과 필터(240)에 더 높은 역삼투압이 가해져야만 농축수에 포함된 수분이 여과 필터(240) 내측으로 들어갈 수 있다.

그러나, 전처리수가 농축된 상태에서는 역삼투압을 추가로 가하더라도 얻어지는 담수의 양이 제한적이므로 여과 효율이 낮아지게 된다. 또한, 일반적인 해수보다 상당히 높은 염분을 포함하는 농축수를 해양으로 방류하면, 해양 오염의 문제도 발생하게 된다.

본 발명에서는, 전처리수 중에서 일정량의 담수가 빠져나간 농축수를 농축수 펌프(270)에 의해 지상으로 이송하면서 동시에 다른 전처리수를 대심도 우물(220)로 공급함으로써, 농축수의 염도가 일정 한도 이상으로 높아지지 않도록 한다. 그에 따라, 여과 효율을 향상시키면서 농축수의 염도를 낮춰 해양 오염을 방지하거나 농축수의 처리 비용을 줄일 수 있다.

농축수 펌프(270)는 대심도 우물(220)의 바닥과 연결되어 농축수를 지상으로 이송할 수 있도록 한다. 농축수 유로(271)는 농축수 펌프(270)와 연결되어 농축수를 지상의 농축수로(211)로 이송할 수 있도록 한다.

연결 배관(261)의 하단은 집수 탱크(250)를 관통하여 대심도 우물(220)의 바닥으로 연장되고, 상단은 농축수 펌프(270)와 유체 연통된다. 대심도 우물(220)의 바닥에는 농축수가 모이게 되고, 이러한 농축수는 농축수 펌프(270)에 의해 흡인되어 연결 배관(261) 및 농축수 유로(271)을 통해 지상으로 이송될 수 있다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 여과 필터(240)에 부착되는 불순물을 제거하기 위해 스트리퍼(280)가 제공된다. 전처리수가 역삼투압에 의해 여과 필터(240)를 통과하는 동안, 여과 필터(240)에는 점점 많은 이물질이 부착된다. 이러한 이물질은 여과 필터(240)의 격자를 막아서 시간이 지남에 따라 여과 효율이 떨어지게 한다. 따라서, 여과 필터(240)에 부착되는 이물질을 제거하는 수단이 필요하게 된다.

스트리퍼(280)는 짧은 링 형태로 되어 여과 필터(240)의 외측에 끼워질 수 있다. 여과 필터(240)마다 스트리퍼(280)가 하나씩 끼워지고, 각각의 스트리퍼(280)는 연결판(285)에 의해 서로 연결될 수 있다. 따라서, 연결판(285)을 상승 또는 하강시킬 때, 각각의 스트리퍼(280)도 여과 필터(240)의 표면을 따라 상승 또는 하강되면서 여과 필터(240) 표면에 부착된 불순물을 제거할 수 있다. 연결판(285)은 전처리수가 통과될 수 있도록 투수성을 갖는다.

연결판(285)에는 수중펌프(290)가 장착되고, 수중펌프(290)에 의해 전처리수를 아래로 또는 위로 분출시킴으로써 연결판(285) 전체를 상승 또는 하강시킬 수 있는 추진력이 발생된다.

예를 들어, 수십 개의 스트리퍼(280)를 하나의 연결판(285)으로 연결하고, 하나의 연결판(285)에는 수중펌프(290) 3개가 균일하게 배치될 수 있다. 이러한 수중펌프(290)는 정회전하여 전처리수를 아래로 분출함으로써 연결판(285) 전체를 상승시킬 수 있고, 수중펌프(290)의 모터가 역회전하여 전처리수를 위로 분출함으로써 연결판(285) 전체를 하강시킬 수 있다.

일반적으로, 역삼투압은 삼투압의 2배 정도가 되며, 역삼투압에 의해 해수 중에 포함된 염분을 분리하기 위해서는 42~70bar 정도의 높은 압력이 필요하다.

본 발명에서는 담수 펌프(255)에 의해 집수 파이프(230) 내부를 흡인하여 여과 필터(240) 내부와 외부의 압력차를 크게 함으로써, 30 내지 35bar 정도의 자연 수압으로 전처리수 중에서 담수를 추출할 수 있도록 한다. 이러한 자연 수압을 위해서 대심도 우물(220)은 지하 300 내지 400m 정도의 깊이를 갖게 된다.

또한, 일반적으로 해수의 염도는 3.5% 정도이지만, 종래의 역삼투 방식에서는 해수가 농축되면서 염도가 5 내지 8%까지 상승하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 해수에서 담수가 빠져나간 농축수를 연속하여 농축수 펌프(270)에 의해 지상으로 이송하면서 새로운 전처리수를 공급함으로써, 농축수의 염도를 4.3% 정도로 유지하게 된다. 그에 따라, 상대적으로 낮은 역삼투압으로 해수담수화가 가능하게 된다.

이러한 본 발명의 해수담수화 장치(200)에 따르면, 지하 300 내지 400m 정도의 깊이를 갖는 대심도 우물(220)을 설치하고, 이러한 대심도 우물(220)의 하부에 여과 필터(240)를 설치함으로써, 전처리수의 자연 수압으로 전처리수에서 담수를 분리할 수 있어 에너지 비용을 절감할 수 있다.

또한, 담수 펌프(255)에 의해 집수 파이프(230) 내부를 흡인함으로써, 여과 필터(240) 내부와 외부를 압력차를 커게 하여 더 높은 역삼투압을 얻을 수 있다.

또한, 해수에서 담수가 빠져나간 농축수를 농축수 펌프(270)에 의해 지상으로 이송함으로써, 농축수의 염도 증가에 따른 여과 효율 저하를 방지하고, 농축수의 염도를 낮게 유지함으로써 해양 오염을 방지하거나 농축수의 처리 비용을 절감할 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 해수담수화 방법에 대해 설명하기로 한다. 이러한 해수담수화 방법은 상기 내용을 다 포함하는 것이다.

먼저, 지상에서 소정 깊이로 연장되는 대심도 우물(220)을 설치한다. 이러한 대심도 우물(220)은 지하 300 내지 400m로 연장될 수 있다.

다음에, 대심도 우물(220)의 하부에 일정한 간격으로 이격된 링 형태의 여과 필터(240)를 설치하고, 이러한 각각의 여과 필터(240)의 내부에는 집수 파이프(230)를 설치한다. 여과 필터(240)와 집수 파이프(230) 사이에는 약간의 간극이 존재하고, 여과 필터(240)를 통과한 담수가 집수 파이프(230) 내로 들어갈 수 있도록 집수 파이프(230)에는 여과 필터(240)에 대응하여 개구(231)가 형성된다. 집수 파이프(230)는 집수 탱크(250)와 유체 연통되게 한다. 이때, 여과 필터(240)는 대심도 우물(220)로 공급된 전처리수에 의해 30 내지 40기압 정도의 자연수압을 받게 된다. 전처리수는 여과 필터(240)를 통해서만 집수 파이프(230) 내로 들어올 수 있고, 다른 경로를 통해서 집수 파이프(230)로 들어올 수 없도록 한다.

다음에, 담수 펌프(255)에 의해 집수 탱크(250) 내부를 흡인하면, 집수 탱크(250)와 연결된 집수 파이프(230) 내부는 음압이 된다. 여과 필터(240) 내부와 외부의 압력차에 의해 전처리수는 역삼투 방식에 의해 여과 필터(240)를 통과할 수 있게 되고, 전처리수는 여과 필터(240)를 통해 집수 파이프(230)를 거쳐 집수 탱크(250)로 들어오게 된다.

다음에, 담수 펌프(255)는 연속하여 집수 탱크(250) 내부로 들어온 담수를 담수 유로(257)를 통해 지상의 담수로(213)로 이송하게 된다.

이 때, 전처리수에서 수분이 여과 필터(240)를 통과하게 되면, 전처리수는 염도가 더 높은 농축수가 된다. 농축수의 염도가 소정값 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위해, 대심도 우물(220)로 새로운 전처리수를 공급하면서 농축수는 대심도 우물(220)의 바닥과 연결된 농축수 펌프(270)에 의해 펌핑되어 농축수 유로(271)를 통해 지상으로 이송될 수 있다. 이는 여과 효율을 향상시키면서 농축수의 염도를 낮출 수 있게 한다.

전처리수가 여과 필터(240)를 통과하는 중에는 여과 필터(130)에 많은 불순물들이 부착되어 여과 효율이 점점 떨어질 수 있으므로, 여과 필터(240)를 세척하는 수단이 필요하다. 이를 위해, 여과 필터(240) 외부에 끼워지는 스트리퍼(280)는 주기적으로 또는 연속하여 수중 펌프(290)에 의해 상승 또는 하강되면서 여과 필터(240)에 부착되는 불순물을 제거하게 된다.

또한, 담수 펌프(255)는 주기적으로 역회전되어 역삼투압이 아닌 정삼투압에 의해 여과 필터(240) 표면에 부착된 이물질을 해수 중으로 배출하여 제거할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 해수 담수화 장치를 도시하는 도면이다. 도 7은 도 6의 해수담수화 장치에서 전처리부를 상세히 도시하는 측면도이다. 도 8은 도 7의 전처리부의 개략적인 평면도이다. 도 9는 도 7의 전처리부의 일부 구성을 상세히 도시하는 도면이다. 도 10은 도 7의 전처리부에서 스트리퍼의 구성을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 11은 도 7의 전처리부에서 스트리퍼의 구성을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.

본 발명의 해수담수화 장치는 전처리부(100), 담수화부(200), 연결 유로(300)를 포함한다.

전처리부(100)는 해저의 소정 깊이, 예를 들어 해저 50 내지 100m에 위치될 수 있다. 전처리부(100)는 해수의 자연수압에 의해 역삼투 방식으로 해수로부터 불순물을 제거하여 전처리수를 얻기 위한 것이다. 여기서, 전처리수는 해수 중에서 콜로이드 물질, 유기물질, 무기물질, 미생물 등이 1차적으로 제거된 것으로, 해수 중에 염분은 잔존하고 있는 상태를 말한다. 전처리부(100)는 바다 상에서 위치를 표시할 수 있도록 부표(101)와 연결될 수 있다.

전처리부(100)는 조석의 간만에 의한 해류의 운동이 동일구간을 왕복하지 않는 개방된 해역에 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 전처리부(100)는 해저의 편평한 면에 설치되는 것이 바람직하다.

담수화부(200)는 지상에 위치되고, 전처리부(100)에 의해 생성된 전처리수를 이용하여 해수를 담수화한다. 담수화부(200)는 상술한 해수담수화 장치(200)와 동일한 구성을 갖는다.

연결 유로(300)는 전처리부(100) 및 담수화부(200)와 연결되어, 전처리부(100)에 의해 생성된 전처리수가 담수화부(200)로 이송될 수 있게 한다.

상기 전처리부(100)는 콘크리트(102), 지지부(110), 집수 탱크(115), 집수 파이프(230), 여과 필터(130), 송수 펌프(140), 스트리퍼(160), 연결판(170), 수중펌프(180) 등을 포함한다.

전처리부(100)는 하나의 모듈로 구성되고, 전처리부(100)의 상단에는 걸이부(105)가 형성될 수 있다. 이러한 걸이부(105)에 고리를 걸어 견인함으로써 전처리부(100)를 해상으로 끌어올릴 수 있다. 전처리부(100)가 해저에 설치될 때, 먼저 콘크리트(102)를 설치하고, 콘크리트(102) 위에 집수 탱크(115)를 포함하는 나머지 구조체를 설치할 수 있다. 그에 따라, 전처리부(100)를 정비할 때는 콘크리트(102)는 그대로 두고, 집수 탱크(115)를 포함하는 나머지 구조체를 콘크리트(102)에서 분리하고 해상으로 끌어올려 정비할 수 있다. 이때, 연결 유로(300)도 분리되어야 한다.

콘크리트(102)(또는 중량체)는 전처리부(100)의 하부에 배치되어 전처리부(100)가 해류에 의해 유동하지 않도록 한다. 콘크리트(102)는 집수 탱크(115)와 연결되어 해저의 바닥에 고정될 수 있다. 콘크리트(102)는 다른 중량체로 대체될 수 있다.

도 7 및 도 9를 참조하면, 집수 파이프(120)는 속이 빈 원통형으로 되어 지지부(110)에 의해 지지되고 측면에 다수의 개구(121)가 형성될 수 있다. 각각의 집수 파이프(120)는 종방향으로 세워진 상태로 이격되어 배치될 수 있다. 집수 파이프(230)는 집수 탱크(115)와 유체 연통되어, 여과 필터(130)를 통과한 전처리수가 집수 탱크(115)로 수집될 수 있도록 한다.

지지부(110)는 복수의 집수 파이프(120)의 상단을 지지하는 상단 지지부(111)와, 복수의 집수 파이프(120)의 하단을 지지하는 하단 지지부(112)와, 이러한 상단 지지부(111)와 하단 지지부(112)를 연결하는 중간 지지부(113)를 포함할 수 있다.

상단 지지부(111)에는 집수 파이프(120) 내부를 개폐하는 밸브(136) 기능이 부가된 캡(135)이 설치되어, 이러한 캡(135)으로 각각의 집수 파이프(120)의 상단을 밀봉할 수 있다. 하단 지지부(112)는 유로 형태로 되어, 복수의 집수 파이프(230) 및 집수 탱크(115)와 유체 연통될 수 있다.

여과 필터(130)는 링 형태로 되어 각각의 집수 파이프(120) 외측에 위치될 수 있다. 여과 필터(130)는 역삼투 방식으로 해수가 여과 필터(130)를 통과할 때 해수 중에 포함된 불순물은 여과 필터(130)를 통과하지 못하도록 하여 해수에서 불순물을 제거할 수 있다. 여과 필터(130)에서 격자는 해수 중에 포함된 불순물은 격자를 통과할 수 없고, 염분은 통과할 수 있는 정도의 크기를 갖는다. 이러한 불순물에는 해수 중에 포함된 콜로이드 물질, 유기물질, 무기물질, 미생물 등이 될 수 있다. 여과 필터(130)의 격자 크기는 원하는 여과 정도, 해수의 상태 등에 따라 당업자가 적절한 범위 내에서 선택할 수 있다.

본 실시예에서 복수의 여과 필터(130)가 하나의 집수 파이프(120) 외측에 끼워지는 형태가 될 수 있다. 예를 들어, 여과 필터(130)는 2m 길이를 갖고, 집수 파이프(230)는 10m 길이를 가질 수 있다. 이때, 인접하는 여과 필터(130)는 집수 파이프(230) 외측에 끼워지는 연결 링(125)에 의해 서로 연결될 수 있다.

도 9에서, 좌측의 그림은 여과 필터(130)와 연결 링(125)이 분해된 상태를 나타내고, 우측의 그림은 조립된 상태를 나타낸다. 여과 필터(130)와 연결 링(125)이 조립된 상태에서, 인접하는 여과 필터(130)들끼리는 동일 높이를 유지하면서 서로 연속될 수 있다. 또한, 제일 위에 위치하는 여과 필터(130)의 상단은 상단 지지부(111)에 수밀 또는 기밀식으로 지지될 수 있다. 또한, 제일 아래에 위치하는 여과 필터(130)의 하단은 하단 지지부(112) 또는 집수 파이프(120)에 수밀 또는 기밀식으로 지지될 수 있다. 여과 필터(130)가 연결 링(125)과 조립된 상태에서, 여과 필터(130)와 연결 링(125) 사이는 수밀구조가 되어야 한다.

여과 필터(130)가 집수 파이프(120)에 조립된 상태에서, 각각의 여과 필터(130)와 집수 파이프(120) 사이에는 약간의 간극이 있어서, 여과 필터(130) 외측의 해수가 역삼투압 방식으로 여과 필터(130)를 통과한 후 개구(121)를 통해 집수 파이프(230) 내부로 유동할 수 있다. 여과 필터(130)를 통과한 해수는 불순물은 제거되고 염분은 잔존하는 상태로 전처리수가 된다.

집수 탱크(115)는 각각의 집수 파이프(120)와 유체 연통되어, 여과 필터(130) 및 집수 파이프(120)를 통과한 전처리수는 집수 탱크(115)에 수용될 수 있다.

송수 펌프(140)는 집수 탱크(115) 내부를 흡인하고 집수 탱크(115) 내에 수집된 전처리수를 연결 유로(300)를 통해 담수화부(200)로 이송하는 역할을 한다. 예를 들어, 송수 펌프(140)를 중앙에 두고 같은 크기의 전처리 모듈을 좌우에 배치할 수 있다.

송수 펌프(140)에 의해 집수 탱크(115) 내부를 흡인할 때, 집수 탱크(115) 및 집수 파이프(120) 내부는 음압이 될 수 있다. 이때, 여과 필터(130) 내부와 외부의 압력차에 의해 해수가 역삼투 방식으로 여과 필터(130)를 통과하여 집수 파이프(230)를 거쳐 집수 탱크(115)로 수집될 수 있다.

송수 펌프(140)는 주기적으로 역회전되어 역삼투압이 아닌 정삼투압에 의해 여과 필터(130) 표면에 부착된 이물질을 해수 중으로 배출하여 제거할 수 있다. 송수 펌프(140)가 역회전될 때, 전처리수가 반대로 여과 필터(130)를 통해 해수 중으로 배출되므로, 연결 유로(300)의 끝단은 공기 유입을 방지하기 위해 물 속에 잠겨져 있어야 한다.

도 8, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명에서 여과 필터(130)에 부착되는 불순물을 제거하기 위해 스트리퍼(160)가 제공된다. 해수가 역삼투압에 의해 여과 필터(130)를 통과하는 동안, 여과 필터(130)에는 점점 많은 불순물이 부착된다. 이러한 불순물은 여과 필터(130)의 격자를 막아서 해수가 통과되게 어렵게 한다. 따라서, 여과 필터(130)에 부착되는 불순물을 제거하는 수단이 필요하게 된다.

스트리퍼(160)는 짧은 링 형태로 되어 여과 필터(130)의 외측에 끼워질 수 있다. 여과 필터(130)마다 스트리퍼(160)가 하나씩 끼워지고, 각각의 스트리퍼(160)는 연결판(170)에 의해 서로 연결될 수 있다. 따라서, 연결판(170)을 상승 또는 하강시킬 때, 각각의 스트리퍼(160)도 여과 필터(130)의 표면을 따라 상승 또는 하강되면서 여과 필터(130) 표면에 부착된 불순물을 제거할 수 있다.

연결판(170)에는 수중펌프(180)가 장착되고, 수중펌프(180)에 의해 해수를 아래로 또는 위로 분출시킴으로써 연결판(170) 전체를 상승 또는 하강시킬 수 있는 추진력이 발생된다.

예를 들어, 수십 개의 스트리퍼(160)를 하나의 연결판(170)으로 연결하고, 하나의 연결판(170)에는 수중펌프(180)가 가운데 및 4개의 모서리에 배치될 수 있다. 이러한 수중펌프(180)는 정회전하여 해수를 아래로 분출함으로써 연결판(170) 전체를 상승시킬 수 있고, 수중펌프(180)의 모터가 역회전하여 해수를 위로 분출함으로써 연결판(170) 전체를 하강시킬 수 있다.

이하에서는, 도 6 내지 도 11을 참조하여, 본 발명에 따른 해수담수화를 위한 해수 전처리 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 해저의 소정 깊이, 예를 들어 50 내지 100m에 일정한 간격으로 이격된 링 형태의 다수의 여과 필터(130)를 설치하고, 이러한 각각의 여과 필터(130)의 내부에는 집수 파이프(120)를 설치한다. 여과 필터(130)와 집수 파이프(120) 사이에는 약간의 간극이 존재하고, 여과 필터(130)를 통과한 전처리수가 집수 파이프(230) 내로 들어갈 수 있도록 집수 파이프(120)에는 여과 필터(130)에 대응하여 개구(121)가 형성된다. 집수 파이프(120)는 집수 탱크(115)와 유체 연통되게 한다. 이때, 여과 필터(130)는 해수에 의해 6 내지 11기압 정도의 자연수압을 받게 된다. 해수는 여과 필터(130)를 통해서만 집수 파이프(120) 내로 들어올 수 있고, 다른 경로를 통해서 집수 파이프(120)로 들어올 수 없도록 한다.

다음에, 송수 펌프(140)에 의해 집수 탱크(115) 내부를 흡인하면, 집수 탱크(115)와 연결된 집수 파이프(120) 내부는 음압이 된다. 여과 필터(130) 내부와 외부의 압력차에 의해 해수는 역삼투 방식에 의해 여과 필터(130)를 통과할 수 있게 되고, 해수는 여과 필터(130)를 통해 집수 파이프(120)를 거쳐 집수 탱크(115)로 들어오게 된다. 해수가 여과 필터(130)를 통과하는 중에 해수 중에 포함된 불순물, 예를 들어 콜로이드 물질, 유기물질, 무기물질, 미생물 등이 1차적으로 제거될 수 있다. 여과 필터(130)를 통과하여 해수에서 불순물이 제거된 전처리수는 집수 탱크(115)에 수집될 수 있다. 여과 필터(130)가 해저에서 설치되는 깊이는 송수 펌프(140)의 음압과 제거하고자 하는 불순물의 종류에 따라 적절히 설정할 수 있다.

다음에, 송수 펌프(140)는 연속하여 집수 탱크(115) 내부로 들어온 전처리수를 연결 유로(300)를 통해 지상의 담수화부(200)로 이송하게 된다. 그에 따라, 지상의 담수화부(200)에서는 2차로 해수에서 염분을 제거하기 위한 해수담수화 공정을 진행할 수 있게 된다.

해수가 여과 필터(130)를 통과하는 중에는 여과 필터(130)에 많은 불순물들이 부착되어 여과 효율이 점점 떨어질 수 있으므로, 여과 필터(130)를 세척하는 수단이 필요하다. 이를 위해, 여과 필터(130) 외부에 끼워지는 스트리퍼(160)는 주기적으로 또는 연속하여 수중펌프(180)에 의해 상승 또는 하강되면서 여과 필터(130)에 부착되는 불순물을 제거하게 된다.

또한, 송수 펌프(140)는 주기적으로 역회전되어 역삼투압이 아닌 정삼투압에 의해 여과 필터(130) 표면에 부착된 이물질을 해수 중으로 배출하여 제거할 수 있다. 송수 펌프(140)가 역회전될 때, 전처리수가 반대로 여과 필터(130)를 통해 해수 중으로 배출되므로, 연결 유로(300)의 끝단은 공기 유입을 방지하기 위해 물 속에 잠겨 있어야 한다.

상술한 해수 전처리 장치 및 해수 전처리 방법에 따르면, 해수담수화를 위한 전처리 과정에서 전처리부(100)가 해저에 위치되어 자연수압을 받게 되므로, 자연수압에 의해 해수가 여과 필터(130)를 통과하거나 송수 펌프(140)에 의해 적은 음압을 제공하는 것만으로도 해수가 여과 필터(130)를 통과하여 전처리수가 집수 탱크(115)에 수집될 수 있다. 따라서, 해수 중에서 염분을 제외한 불순물을 제거하는 전처리 과정을 위해 에너지를 적게 소비할 수 있다. 또한, 역삼투압에 의해 해수가 여과 필터(130)를 통과하는 동안 미세한 크기를 갖는 불순물들이 한꺼번에 제거될 수 있어 해수 전처리 장치의 구성을 간단히 할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100 : 전처리부 101 : 부표
102 : 콘크리트 105 : 걸이부
110 : 지지부 111 : 상단 지지부
112 : 하단 지지부 113 : 중간 지지부
115 : 집수 탱크 120 : 집수 파이프
121 : 개구 125 : 연결링
130 : 여과 필터 140 : 송수 펌프
160 : 스트리퍼 170 : 연결판
180 : 수중펌프 200 : 해수담수화 장치
210 : 담수로 211 : 농축수로
212 : 원수로 213 : 담수로
220 : 대심도 우물 230 : 집수 파이프
235 : 연결 링 240 : 여과 필터
250 : 집수 탱크 255 : 담수 펌프
257 : 담수 유로 260 : 상판
261 : 연결 배관 270 : 농축수 펌프
271 : 농축수 유로 280 : 스트리퍼
290 : 수중 펌프 300 : 연결 유로

Claims (7)

1. 해수담수화 장치에 있어서,
   수용 공간을 갖는 도수로;
   상기 도수로의 바닥과 연결되어 지하로 소정 깊이만큼 연장되는 대심도 우물;
   상기 도수로와 연결되어 상기 대심도 우물로 해수 또는 전처리수를 공급하는 원수 공급관;
   상기 대심도 우물의 하부에 위치하고 지지부에 의해 지지되고 측면에 다수의 개구가 형성된 다수의 집수 파이프;
   링 형태로 되어 각각의 상기 집수 파이프 외측에 끼워지는 다수의 여과 필터;
   각각의 상기 집수 파이프의 하단과 유체 연통되어 상기 여과 필터 및 상기 집수 파이프를 통과한 담수를 수용하기 위한 집수 탱크;
   상기 집수 탱크와 연결되어 상기 집수 탱크 내의 담수를 지상으로 이송하기 위한 담수 유로;
   상기 집수 탱크 내부를 흡인하고 상기 집수 탱크 내에 수집된 담수를 상기 담수 유로를 통해 이송하기 위한 담수 펌프;
   상기 대심도 우물의 바닥과 연결되어 농축수를 지상으로 이송하기 위한 농축수 펌프;
   상기 농축수 펌프와 연결되어 농축수를 지상으로 이송하기 위한 농축수 유로;
   를 포함하고,
   상기 여과 필터 내부와 외부의 압력차에 의해 역삼투 방식으로 해수 또는 전처리수가 상기 여과 필터를 통과하고 상기 집수 파이프를 거쳐 상기 집수 탱크로 수집될 수 있도록 구성된 해수담수화 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 집수 파이프의 상단을 지지하는 상판과, 상기 상판과 상기 집수 탱크 사이를 연결하는 다수의 연결 배관을 포함하는 해수담수화 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결 배관 중 일부는 상기 집수 탱크를 관통하여 상기 대심도 우물의 바닥으로 연장되고 그 상단은 상기 농축수 펌프와 유체 연통되는 해수담수화 장치.
4. 제1항에 있어서,
   각각의 상기 집수 파이프 외측에 끼워지는 다수의 연결 링;
   을 더 포함하고,
   복수의 상기 여과 필터가 상기 집수 파이프의 외측에 끼워진 상태에서, 인접하는 상기 여과 필터는 상기 연결 링에 의해 서로 연결되는 해수담수화 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   링 형태로 되어 각각의 상기 여과 필터의 외측에 끼워지는 스트리퍼;
   다수의 상기 스트리퍼를 서로 연결하는 연결판;
   상기 연결판에 장착되어 해수 또는 전처리수의 분출에 의한 추진력으로 상기 연결판 전체를 상승 또는 하강시키기 위한 수중 펌프;
   를 더 포함하고,
   상기 스트리퍼를 상기 여과 필터를 따라 상승 또는 하강시킴으로써 상기 여과 필터 표면에 부착되는 이물질을 제거할 수 있는 해수담수화 장치.
6. 해수담수화 방법에 있어서,
   지상에서 소정 깊이로 연장되는 대심도 우물을 설치하는 단계;
   상기 대심도 우물의 하부에 링 형태의 여과 필터를 설치하고, 상기 여과 필터의 내부에 다수의 개구가 형성된 집수 파이프를 설치하고, 상기 집수 파이프는 집수 탱크와 유체 연통되게 하는 단계;
   담수 펌프에 의해 상기 집수 탱크 내부를 흡인하여 상기 대심도 우물로 공급된 해수 또는 전처리수가 역삼투 방식에 의해 상기 여과 필터를 통과하여 상기 집수 파이프 및 상기 집수 탱크로 들어오게 하는 단계;
   상기 담수 펌프에 의해 상기 집수 탱크 내의 담수를 담수 유로를 통해 지상으로 이송하는 단계;
   를 포함하는 해수담수화 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 대심도 우물로 해수 또는 전처리수를 계속 공급하면서 상기 대심도 우물의 바닥과 연결된 농축수 펌프를 통해 상기 대심도 우물의 바닥에 위치하는 농축수를 지상으로 이송하는 단계;
   를 더 포함하는 해수담수화 방법.

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