KR20150079202A - Device for desalination of water - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a desalination apparatus, the invention comprising: a first filtration unit for filtering seawater through a first reverse osmosis membrane to produce a processing water; a second filtration unit for filtering the processing water, which is discharged by passing through the first reverse osmosis membrane in the first filtration unit, through a second reverse osmosis membrane to produce a fresh water; a seawater pump for supplying seawater to the first filtration unit; and a seawater supply unit for filtering a wastewater, which is discharged from the second filtration unit by failing to pass through the second reverse osmosis membrane, through a semi-permeable membrane and for supplying the water, which has passed through the semi-permeable membrane, to the first filtration unit. Therefore, it is possible to reduce the electrical energy necessary for driving the water pump.

Description

담수화장치{DEVICE FOR DESALINATION OF WATER}{DEVICE FOR DESALINATION OF WATER}

본 발명은, 담수화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 담수를 생산하기 위해 해수를 역삼투막에 투과시키는 펌프의 구동에 소요되는 전기 에너지를 저감할 수 있도록 한 담수화장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a desalination apparatus, and more particularly, to a desalination apparatus capable of reducing electric energy required for driving a pump that transmits seawater to a reverse osmosis membrane to produce fresh water.

주지된 바와 같이, 담수화장치는 염수로부터 염분 등의 이온성분을 제거하여 담수를 생산하는 장치이다.As is well known, the desalination apparatus is an apparatus for producing fresh water by removing ion components such as salt from brine.

상기 담수화장치는, 증발법과 역삼투법이 널리 적용되고 있다.In the desalination apparatus, an evaporation method and a reverse osmosis method are widely applied.

상기 역삼투법은 상기 증발법보다 에너지효율이 우수하여 최근 들어 널리 사용되고 있는 담수화 공법이다.The reverse osmosis method is superior to the evaporation method in energy efficiency and is a desalination method widely used recently.

도 1은 역삼투법을 적용한 종래의 담수화장치를 보인 계통도이다.1 is a flow diagram showing a conventional desalination apparatus to which reverse osmosis is applied.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 종래의 담수화장치는, 역삼투막(24)을 구비하고, 해수를 상기 역삼투막(24)에 투과시켜 담수를 생산하는 여과유닛(20)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the conventional desalination apparatus includes a filtration unit 20 having a reverse osmosis membrane 24 and transmitting seawater to the reverse osmosis membrane 24 to produce fresh water.

상기 여과유닛(20)은, 내부공간을 형성하는 탱크(22)를 구비한다.The filtration unit (20) has a tank (22) forming an internal space.

상기 탱크(22)의 내부공간은 상기 역삼투막(24)에 의해 해수공간(26) 및 담수공간(28)으로 구획된다.The inner space of the tank 22 is partitioned into a seawater space 26 and a fresh water space 28 by the reverse osmosis membrane 24.

상기 해수공간(26)에는 해수가 유입된다.Seawater flows into the seawater space 26.

상기 담수공간(28)에는 상기 역삼투막(24)을 통과하여 생산된 담수가 일시 저장되었다가 토출된다.Fresh water produced through the reverse osmosis membrane (24) is temporarily stored in the fresh water space (28) and then discharged.

또한, 상기 종래의 담수화장치는, 상기 해수공간(26)으로 해수를 공급하고, 상기 해수공간(26)의 해수를 상기 역삼투막(24)에 가압하는 펌프(10)를 포함한다.The conventional desalination apparatus includes a pump 10 for supplying seawater to the seawater space 26 and for pressurizing seawater in the seawater space 26 to the reverse osmosis membrane 24.

이러한 구성에 의해, 상기 종래의 담수화장치는, 상기 펌프(10)가, 해수를 상기 해수공간(26)으로 공급하고, 역삼투압으로 상기 해수공간(26)의 해수를 상기 역삼투막(24)에 가압한다. 여기서, 역삼투압이란, 상기 담수공간(28)의 담수 측에서 상기 해수공간(26)의 해수 측으로 작용하는 삼투압보다 큰 압력을 말한다.With such a configuration, the conventional desalination apparatus is configured such that the pump 10 supplies seawater to the seawater space 26, and pressurizes the seawater in the seawater space 26 to the reverse osmosis membrane 24 by reverse osmosis do. Here, the reverse osmosis pressure refers to a pressure greater than the osmotic pressure acting on the seawater side of the seawater space 26 from the fresh water side of the fresh water space 28.

상기 역삼투막(24)으로 가압된 상기 해수공간(26)의 해수는, 일부가 상기 해수공간(26)에 상기 이온성분을 남기며 상기 역삼투막(24)을 투과하여 상기 담수공간(28)에 담수로 생산된다.The seawater in the seawater space 26 pressurized by the reverse osmosis membrane 24 partially permeates the reverse osmosis membrane 24 leaving the ion component in the seawater space 26, do.

상기 담수를 생산하고 상기 해수공간(26)에서 토출되는 폐수는 바다(S)로 배출된다.The wastewater discharged from the seawater space 26 to produce the fresh water is discharged to the sea S.

그런데, 이러한 종래의 담수화장치에 있어서는, 상기 펌프(10)로 상기 여과유닛(20)에 해수를 공급하는데 상당한 부하가 걸리고, 상기 펌프(10)를 구동하는데 상당한 전기 에너지가 소비된다.However, in such a conventional desalination apparatus, a considerable load is applied to supply the seawater to the filtration unit 20 by the pump 10, and a considerable amount of electric energy is consumed to drive the pump 10.

또한, 상기 해수공간(26)에서 토출되는 폐수는 상당한 압력 에너지를 보유한 상태로 바다(S)에 배출됨에 따라, 에너지의 낭비가 발생한다.Further, the waste water discharged from the seawater space 26 is discharged into the sea S with a considerable pressure energy, resulting in waste of energy.

따라서, 본 발명은, 해수를 공급하는 펌프의 구동에 소요되는 전기 에너지를 저감할 수 있는 담수화장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a desalination apparatus capable of reducing electric energy required for driving a pump for supplying seawater.

또한, 본 발명은, 담수를 생산하고 토출되는 폐수로부터 압력 에너지를 회수할 수 있는 담수화장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a desalination apparatus capable of recovering pressure energy from wastewater produced and discharged from fresh water.

본 발명은, 상기한 목적 달성을 위해, 제1역삼투막을 구비하고, 해수를 상기 제1역삼투막에 투과시켜 처리수를 생산하는 제1여과유닛; 제2역삼투막을 구비하고, 상기 제1여과유닛에서 상기 제1역삼투막을 통과하여 토출된 처리수를 상기 제2역삼투막에 투과시켜 담수를 생산하는 제2여과유닛; 상기 제1여과유닛에 해수를 공급하는 해수펌프; 및 반투막을 구비하고, 상기 제2역삼투막을 통과하지 못하고 상기 제2여과유닛으로부터 토출되는 폐수를 상기 반투막에 투과시키고, 상기 반투막을 투과한 물을 상기 제1여과유닛에 공급하는 해수공급유닛;을 포함하는 담수화장치를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a filtration apparatus comprising: a first filtration unit having a first reverse osmosis membrane and permeating seawater to the first reverse osmosis membrane to produce treated water; A second filtration unit having a second reverse osmosis membrane and permeating the treated water discharged from the first filtration unit through the first reverse osmosis membrane to the second reverse osmosis membrane to produce fresh water; A seawater pump for supplying seawater to the first filtration unit; And a seawater supply unit having a semi-permeable membrane and configured to permeate wastewater discharged from the second filtration unit without passing through the second reverse osmosis membrane to the semipermeable membrane and supply the water having passed through the semipermeable membrane to the first filtration unit Thereby providing a desalination device.

여기서, 상기 해수공급유닛은 내부공간을 형성하는 챔버;를 더 포함하고, 상기 챔버의 내부공간은 상기 반투막에 의해 제1공간 및 제2공간으로 구획되게 구성될 수 있다. The seawater supply unit may further include a chamber defining an inner space, and the inner space of the chamber may be partitioned into a first space and a second space by the semipermeable membrane.

상기 해수공급유닛의 제1공간에는 상기 제2여과유닛에서 토출된 폐수가 일시 수용되고, 상기 해수공급유닛의 제2공간에는 상기 제1여과유닛으로 공급되는 해수가 일시 수용되게 구성될 수 있다. The wastewater discharged from the second filtration unit is temporarily stored in the first space of the seawater supply unit and the seawater supplied to the first filtration unit is temporarily stored in the second space of the seawater supply unit.

상기 해수공급유닛을 통과하는 폐수 및 해수는 흐름 방향이 서로 반대로 구성될 수 있다. The wastewater and the seawater passing through the seawater supply unit can be configured to have opposite flow directions.

상기 해수공급유닛을 통과하는 폐수 및 해수는 흐름 방향이 서로 동일한 방향을 구비하게 구성될 수 있다. The wastewater and the seawater passing through the seawater supply unit may be configured to have the same direction of flow.

상기 반투막은 복수로 구비되고, 상기 각 반투막은 상기 해수공급유닛에 각각 탈착 가능하게 구성되고, 상기 복수의 반투막은 상기 해수공급유닛을 통과하는 폐수 및 해수 흐름방향을 따라 배열되게 구성될 수 있다. The plurality of semipermeable membranes may be detachably attached to the seawater supply unit, and the plurality of semipermeable membranes may be arranged along the direction of the wastewater and the sea water flowing through the seawater supply unit.

상기 해수공급유닛은 상기 제1공간이 상기 제2공간의 상측에 배치되게 구성될 수 있다. The seawater supply unit may be configured such that the first space is disposed above the second space.

상기 해수공급유닛에서 토출된 폐수는 상기 해수펌프의 내부로 유입되게 구성될 수 있다. The wastewater discharged from the seawater supply unit may be configured to flow into the interior of the seawater pump.

상기 담수화장치는 상기 해수펌프에 유입되는 해수에 함유된 이물질을 제거하는 전처리부;를 더 포함하여 구성될 수 있다. The desalination apparatus may further include a pretreatment unit for removing foreign matter contained in seawater flowing into the seawater pump.

상기 담수화장치는 상기 제1여과유닛에서 토출되는 폐수의 수압을 이용해 상기 제1여과유닛에 유입되는 해수를 가압하는 가압유닛;을 더 포함하여 구성될 수 있다. The desalination apparatus may further include a pressurizing unit for pressurizing the seawater flowing into the first filtration unit using the hydraulic pressure of the wastewater discharged from the first filtration unit.

상기 가압유닛은, 상기 제1여과유닛에서 토출되는 폐수에 의해 회전 가능하게 설치되는 터빈; 및 상기 터빈에 회전 가능하게 연결되어 상기 제1여과유닛에 유입되는 해수를 가압하는 컴프레서;를 포함하여 구성될 수 있다. The pressurizing unit includes: a turbine rotatably installed by wastewater discharged from the first filtration unit; And a compressor rotatably connected to the turbine to press seawater flowing into the first filtration unit.

상기 컴프레서에서 가압된 해수는 상기 해수공급유닛의 내부로 유입되게 구성될 수 있다. The seawater pressurized by the compressor may be configured to be introduced into the seawater supply unit.

상기 담수화장치는 상기 제1여과유닛에서 토출되는 처리수를 상기 제2여과유닛에 공급하는 처리수펌프;를 더 포함하여 구성될 수 있다. The desalination apparatus may further comprise a treated water pump for supplying treated water discharged from the first filtration unit to the second filtration unit.

상기 처리수펌프는 상기 제1여과유닛에서 상기 제2여과유닛으로 공급되는 처리수에 가하는 압력을 조절하는 것에 의해 상기 해수공급유닛의 내부 압력을 조절할 수 있게 구성될 수 있다. The treatment water pump may be configured to adjust the internal pressure of the seawater supply unit by regulating the pressure applied to the treatment water supplied from the first filtration unit to the second filtration unit.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 담수를 생산하고 토출되는 폐수를 반투막에 투과시켜 여과유닛에 공급할 수 있다. 이에 의하여, 해수를 공급하는 펌프의 구동에 소요되는 전기 에너지를 저감할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, the wastewater produced and discharged can be supplied to the filtration unit through the semipermeable membrane. Thus, the electric energy required for driving the pump for supplying seawater can be reduced.

또한, 담수를 생산하고 토출되는 폐수로부터 압력 에너지를 회수할 수 있다.In addition, pressure energy can be recovered from the wastewater produced and discharged from fresh water.

도 1은 종래의 담수화장치를 보인 계통도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 담수화장치를 보인 계통도,
도 3은 도 2의 해수공급유닛의 일 실시예를 보인 계통도,
도 4는 도 2의 해수공급유닛의 다른 실시예를 보인 계통도,
도 5는 도 2의 해수공급유닛의 또 다른 실시예를 보인 계통도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 담수화장치를 보인 계통도,
도 7은 도 6의 압력에너지회수유닛의 일 실시예를 보인 계통도이다.1 is a schematic view showing a conventional desalination apparatus,
FIG. 2 is a system diagram showing a desalination apparatus according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a system diagram showing an embodiment of the seawater supply unit of FIG. 2;
FIG. 4 is a system diagram showing another embodiment of the seawater supply unit of FIG. 2;
FIG. 5 is a system diagram showing still another embodiment of the seawater supply unit of FIG. 2;
6 is a system diagram showing a desalination apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing an embodiment of the pressure energy recovery unit of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 담수화장치를 보인 계통도이고, 도 3은 도 2의 해수공급유닛의 일 실시예를 보인 계통도이다.FIG. 2 is a system diagram showing a desalination apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a systematic diagram showing an embodiment of a seawater supply unit of FIG.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 담수화장치는, 제1역삼투막(154)을 구비하고, 해수를 상기 제1역삼투막(154)에 투과시켜 처리수를 생산하는 제1여과유닛(150); 제2역삼투막(174)을 구비하고, 상기 제1여과유닛(150)에서 토출된 처리수를 상기 제2역삼투막(174)에 투과시켜 담수를 생산하는 제2여과유닛(170); 상기 제1여과유닛(150)에 해수를 공급하는 해수펌프(120); 및 반투막(144)을 구비하고, 상기 제2여과유닛(170)으로부터 토출되는 폐수를 상기 반투막(144)에 투과시키고, 상기 반투막(144)을 투과한 물을 상기 제1여과유닛(150)에 공급하는 해수공급유닛(140);을 구비하여 구성될 수 있다.2 and 3, the desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a first reverse osmosis membrane 154, and permeates seawater to the first reverse osmosis membrane 154 to produce treated water A first filtration unit (150); A second filtration unit 170 having a second reverse osmosis membrane 174 and permeating the treated water discharged from the first filtration unit 150 to the second reverse osmosis membrane 174 to produce fresh water; A seawater pump 120 for supplying seawater to the first filtration unit 150; And a semipermeable membrane 144. The wastewater discharged from the second filtration unit 170 is passed through the semipermeable membrane 144 and the water permeated through the semipermeable membrane 144 is supplied to the first filtration unit 150 And a water supply unit 140 for supplying water.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 담수화장치는, 상기 해수펌프(120)에 유입되는 해수에 함유된 이물질을 제거하는 전처리부(110)를 더 구비할 수 있다.In addition, the desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include a pretreatment unit 110 for removing foreign matter contained in seawater flowing into the seawater pump 120.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 담수화장치는, 상기 제1여과유닛(150)에서 토출되는 처리수를 상기 제2여과유닛(170)으로 공급하는 처리수펌프(160)를 더 구비할 수 있다.The desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention may further include a treated water pump 160 for supplying treated water discharged from the first filtration unit 150 to the second filtration unit 170 .

상기 제1여과유닛(150)은, 내부공간을 형성하는 제1탱크(152)를 구비할 수 있다.The first filtration unit 150 may include a first tank 152 forming an internal space.

상기 제1탱크(152)의 내부공간은 상기 제1역삼투막(154)에 의해 제1공간(156) 및 제2공간(158)으로 구획될 수 있다.The internal space of the first tank 152 may be partitioned into a first space 156 and a second space 158 by the first reverse osmosis membrane 154.

상기 제1여과유닛의 제1공간(156)은, 해수가 유입되는 유입구(156a) 및 상기 제1여과유닛의 제1공간의 유입구(156a)로 유입된 해수 중 상기 제1역삼투막(154)을 통과하지 못한 해수가 폐수로 토출되는 토출구(156b)를 구비할 수 있다.The first space 156 of the first filtration unit is connected to the first reverse osmosis membrane 154 of the seawater flowing into the inlet 156a through which the seawater flows and the inlet 156a through the first space of the first filtration unit. And a discharge port 156b through which the seawater that has not passed through is discharged to the wastewater.

상기 제1여과유닛의 제2공간(158)은, 상기 제1역삼투막(154)을 통과한 처리수가 토출되는 토출구(158b)를 구비할 수 있다.The second space 158 of the first filtration unit may have a discharge port 158b through which the treated water having passed through the first reverse osmosis membrane 154 is discharged.

상기 제2여과유닛(170)은, 내부공간을 형성하는 제2탱크(172)를 구비할 수 있다.The second filtration unit 170 may include a second tank 172 forming an internal space.

상기 제2탱크(172)의 내부공간은 상기 제2역삼투막(174)에 의해 제1공간(176) 및 제2공간(178)으로 구획될 수 있다.The inner space of the second tank 172 may be partitioned into a first space 176 and a second space 178 by the second reverse osmosis membrane 174.

상기 제2여과유닛의 제1공간(176)은, 상기 제1여과유닛(150)에서 상기 제1역삼투막(154)을 통과하여 토출된 처리수가 유입되는 유입구(176a)를 구비할 수 있다.The first space 176 of the second filtration unit may have an inlet 176a through which the treated water discharged from the first filtration unit 150 through the first reverse osmosis membrane 154 flows.

또한, 상기 제2여과유닛의 제1공간(176)은, 상기 제2여과유닛의 제1공간의 유입구(176a)로 유입된 처리수 중 상기 제2역삼투막(174)을 통과하지 못한 처리수가 폐수로 토출되는 토출구(176b)를 구비할 수 있다.In addition, the first space 176 of the second filtration unit may be configured such that the treated water that has not passed through the second reverse osmosis membrane 174 among the treated water flowing into the inlet 176a of the first space of the second filtration unit, And a discharge port 176b for discharging the gas.

상기 제2여과유닛의 제2공간(178)은, 상기 제2역삼투막(174)을 통과한 담수가 토출되는 토출구(178b)를 구비할 수 있다.The second space 178 of the second filtration unit may have a discharge port 178b through which the fresh water having passed through the second reverse osmosis membrane 174 is discharged.

상기 해수공급유닛(140)은, 내부공간을 형성하는 챔버(142)를 구비할 수 있다.The seawater supply unit 140 may include a chamber 142 forming an internal space.

상기 챔버(142)의 내부공간은 상기 반투막(144)에 의해 제1공간(146) 및 제2공간(148)으로 구획될 수 있다.The inner space of the chamber 142 may be partitioned into a first space 146 and a second space 148 by the semi-

상기 반투막(144)은, 상기 챔버(142)의 내벽을 따라 구비된 결합수단(143)에 의해 상기 챔버(142)의 내부에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.The semipermeable membrane 144 may be detachably installed in the chamber 142 by a coupling means 143 provided along the inner wall of the chamber 142.

상기 해수공급유닛의 제1공간(146)에는, 상기 제2여과유닛(170)에서 토출된 폐수가 일시 수용될 수 있다.In the first space 146 of the seawater supply unit, wastewater discharged from the second filtration unit 170 may be temporarily accommodated.

상기 해수공급유닛의 제1공간(146)은, 상기 제2여과유닛(170)에서 토출된 폐수가 유입되는 유입구(146a)를 구비할 수 있다.The first space 146 of the seawater supply unit may include an inlet 146a through which the wastewater discharged from the second filtration unit 170 flows.

또한, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)은, 상기 해수공급유닛의 제1공간의 유입구(146a)로 유입된 폐수 중 상기 반투막(144)을 통과하지 못한 폐수가 토출되는 토출구(146b)를 구비할 수 있다.The first space 146 of the seawater supply unit includes a discharge port 146b through which the wastewater that has not passed through the semipermeable membrane 144 is discharged from the wastewater flowing into the inlet 146a of the first space of the seawater supply unit, .

상기 해수공급유닛의 제2공간(148)에는, 상기 제1여과유닛(150)으로 공급되는 해수가 일시 수용될 수 있다.In the second space 148 of the seawater supply unit, seawater supplied to the first filtration unit 150 may be temporarily accommodated.

상기 해수공급유닛의 제2공간(148)은, 상기 해수펌프(120)에서 토출된 해수가 유입되는 유입구(148a)를 구비할 수 있다.The second space 148 of the seawater supply unit may include an inlet 148a through which seawater discharged from the seawater pump 120 flows.

또한, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)은, 상기 해수공급유닛의 제2공간의 유입구(148a)로 유입된 해수가 상기 반투막(144)을 통과한 물에 의해 유량이 증대되어 토출되는 토출구(148b)를 구비할 수 있다.In addition, the second space 148 of the seawater supply unit is configured such that the seawater introduced into the inlet port 148a of the second space of the seawater supply unit is discharged by the water having passed through the semi- And a discharge port 148b.

여기서, 상기 반투막(144)을 통과한 물은, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)에 일시 수용된 폐수에 함유되어 있던 물이다.Here, the water that has passed through the semipermeable membrane 144 is water contained in the wastewater temporarily stored in the first space 146 of the seawater supply unit.

상기 해수공급유닛의 제1공간의 유입구(146a) 및 토출구(146b)는, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)을 통과하는 폐수가 흐르는 방향에 대해 서로 반대 측에 형성될 수 있다.The inlet 146a and the outlet 146b of the first space of the seawater supply unit may be formed on opposite sides of the direction in which the waste water flowing through the first space 146 of the seawater supply unit flows.

상기 해수공급유닛의 제2공간의 유입구(148a) 및 토출구(148b)는, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)을 통과하는 해수가 흐르는 방향에 대해 서로 반대 측에 형성될 수 있다.The inlet 148a and the outlet 148b of the second space of the seawater supply unit may be formed on opposite sides of the direction in which the sea water flowing through the second space 148 of the seawater supply unit flows.

또한, 상기 해수공급유닛의 제1공간의 유입구(146a)는, 상기 챔버(142)를 기준으로, 상기 해수공급유닛의 제2공간의 유입구(148a)와 반대 측에 형성되고, 상기 해수공급유닛의 제2공간의 토출구(148b)와 동일 측에 형성될 수 있다.The inlet 146a of the first space of the seawater supply unit is formed on the side opposite to the inlet 148a of the second space of the seawater supply unit with respect to the chamber 142, The second space may be formed on the same side as the discharge port 148b.

또한, 상기 해수공급유닛의 제1공간의 토출구(146b)는, 상기 챔버(142)를 기준으로, 상기 해수공급유닛의 제2공간의 유입구(148a)와 동일 측에 형성되고, 상기 해수공급유닛의 제2공간의 토출구(148b)와 반대 측에 형성될 수 있다.The discharge port 146b of the first space of the seawater supply unit is formed on the same side as the inlet 148a of the second space of the seawater supply unit with respect to the chamber 142, The second space may be formed on the side opposite to the discharge port 148b.

이에 의하여, 상기 해수공급유닛(140)을 통과하는 폐수 및 해수는, 흐름방향이 서로 반대일 수 있다.Thus, the wastewater and the seawater passing through the seawater supply unit 140 may be in opposite flow directions.

한편, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)은 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 상측에 배치될 수 있다.Meanwhile, the first space 146 of the seawater supply unit may be disposed above the second space 148 of the seawater supply unit.

여기서, 상측이란 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)을 기준으로 중력의 반대방향 측을 의미한다.Here, the upper side means the opposite side of gravity based on the second space 148 of the seawater supply unit.

따라서, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)은 상기 반투막(144)을 기준으로 중력의 반대방향 측에 위치하고, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)은 상기 반투막(144)을 기준으로 중력방향 측에 위치할 수 있다.Therefore, the first space 146 of the seawater supply unit is positioned on the opposite side of the gravity direction with respect to the semipermeable membrane 144, and the second space 148 of the seawater supply unit is positioned with respect to the semipermeable membrane 144 And may be located on the gravitational direction side.

아울러, 본 발명의 제1실시예에 따른 담수화장치는, 상기 구성요소들을 각각 연통시키는 복수의 배관(190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, 199)을 구비할 수 있다.In addition, the desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention may have a plurality of pipes 190, 191, 192, 193, 194, 195, 196, 197, 198, have.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 담수화장치의 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the desalination apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

먼저, 바다(S)에서 상기 전처리부(110)에 유입된 해수는, 상기 전처리부(110)에 구비된 필터(미도시) 등에 의해 이물질이 제거될 수 있다.First, seawater introduced into the pretreatment unit 110 in the sea S can be removed by a filter (not shown) provided in the pretreatment unit 110 or the like.

상기 전처리부(110)에서 토출된 해수는, 후술할 바와 같이 상기 해수공급유닛(140)에서 토출된 폐수와 혼합될 수 있다.The seawater discharged from the pretreatment unit 110 may be mixed with wastewater discharged from the seawater supply unit 140 as described later.

상기 전처리부(110)에서 토출된 해수 및 상기 해수공급유닛(140)에서 토출된 폐수가 혼합된 해수는, 전기 에너지로 구동되는 상기 해수펌프(120)에 의해 가압되어, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)에 유입될 수 있다.The seawater mixed with the seawater discharged from the preprocessing unit 110 and the wastewater discharged from the seawater supply unit 140 is pressurized by the seawater pump 120 driven by electric energy, 2 space 148. In addition,

상기 해수공급유닛의 제2공간(148)에 유입된 해수는, 후술할 바와 같이 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)에 일시저장된 폐수로부터 물을 공급받아 유량이 증대될 수 있다.The seawater introduced into the second space 148 of the seawater supply unit may be supplied with water from the wastewater temporarily stored in the first space 146 of the seawater supply unit to increase the flow rate.

상기 해수공급유닛의 제2공간(148)에서 토출된 해수는, 상기 제1여과유닛의 제1공간(156)에 유입될 수 있다.The seawater discharged in the second space 148 of the seawater supply unit may be introduced into the first space 156 of the first filtration unit.

상기 제1여과유닛의 제1공간(156)에 유입된 해수는, 상기 제1역삼투막(154)에 가압될 수 있다.The seawater introduced into the first space 156 of the first filtration unit can be pressurized to the first reverse osmosis membrane 154.

상기 제1역삼투막(154)에 가압된 해수는, 일부 상기 제1역삼투막(154)을 투과하여 처리수로 생산될 수 있다.The seawater pressurized to the first reverse osmosis membrane (154) may be partially produced through the first reverse osmosis membrane (154) as treated water.

여기서, 상기 처리수로 생산된 해수에 함유되어 있던 이온성분은, 주로 상기 제1여과유닛의 제1공간(156)에 남을 수 있다.Here, the ion component contained in the seawater produced by the treated water can be mainly left in the first space 156 of the first filtration unit.

상기 제1역삼투막(154)을 투과하여 생산된 처리수는, 상기 제1여과유닛의 제2공간(158)에 일시 저장되었다가 토출될 수 있다.The treated water produced through the first reverse osmosis membrane 154 may be temporarily stored in the second space 158 of the first filtration unit and then discharged.

상기 제1여과유닛의 제2공간(158)에서 토출되는 처리수는, 상기 처리수펌프(160)에 의해 가압되어, 상기 제2여과유닛의 제1공간(176)에 유입될 수 있다.The treated water discharged in the second space 158 of the first filtration unit can be pressurized by the treated water pump 160 and enter the first space 176 of the second filtration unit.

상기 제1역삼투막(154)을 투과하지 못한 해수는, 상기 처리수가 된 해수의 이온성분에 의해 이온 농도가 높아질 수 있다.The ion concentration of the seawater that does not pass through the first ROW filter 154 can be increased by the ion component of the seawater.

상기 이온 농도가 높아진 해수는, 상기 제1여과유닛(150)의 폐수로서, 상기 제1여과유닛의 제1공간(156)에서 토출될 수 있다.The seawater having an increased ion concentration may be discharged from the first space 156 of the first filtration unit as waste water of the first filtration unit 150.

상기 제1여과유닛의 제1공간(156)에서 토출된 폐수는, 바다(S)로 배출될 수 있다.The wastewater discharged from the first space 156 of the first filtration unit can be discharged to the sea S.

상기 제2여과유닛의 제1공간(176)에 유입된 처리수는, 일부 상기 제2역삼투막(174)을 투과하여 담수로 생산될 수 있다.The treated water flowing into the first space 176 of the second filtration unit may be produced as fresh water through a part of the second reverse osmosis membrane 174.

여기서, 상기 담수로 생산된 처리수에 함유되어 있던 이온성분은, 주로 상기 제2여과유닛의 제1공간(176)에 남을 수 있다.Here, the ion component contained in the treated water produced in the fresh water may mainly remain in the first space 176 of the second filtration unit.

상기 제2역삼투막(174)을 투과하여 생산된 담수는, 상기 제2여과유닛의 제2공간(178)에 일시 저장되었다가 토출될 수 있다.The fresh water produced through the second reverse osmosis membrane 174 is temporarily stored in the second space 178 of the second filtration unit and can be discharged.

상기 제2여과유닛의 제2공간(178)에서 토출되는 담수는, 상기 담수 저장소(180)에 포집될 수 있다.Fresh water discharged in the second space 178 of the second filtration unit may be collected in the fresh water reservoir 180.

상기 제2역삼투막(174)을 투과하지 못한 처리수는, 상기 담수가 된 처리수의 이온성분에 의해 이온 농도가 높아질 수 있다.The treatment water that can not pass through the second reverse osmosis membrane 174 can have a high ion concentration due to the ion component of the treated water becoming fresh water.

상기 이온 농도가 높아진 처리수는, 상기 제2여과유닛(170)의 폐수로서, 상기 제2여과유닛의 제1공간(176)에서 토출될 수 있다.The treated water having a high ion concentration can be discharged as wastewater from the second filtration unit 170 in the first space 176 of the second filtration unit.

상기 제2여과유닛의 제1공간(176)에서 토출된 폐수는, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)에 유입될 수 있다.The wastewater discharged in the first space 176 of the second filtration unit may be introduced into the first space 146 of the seawater supply unit.

상기 해수공급유닛의 제1공간(146)에 유입된 폐수는, 상기 폐수에 함유되어 있는 물 성분이 삼투현상에 의해 상기 반투막(144)을 투과할 수 있다.The wastewater flowing into the first space 146 of the seawater supply unit can transmit the water component contained in the wastewater through the semipermeable membrane 144 by the osmosis phenomenon.

일반적으로, 상기 반투막(144)은 분자의 크기에 따라 선택적으로 물질을 통과시키는 막이고, 상기 삼투현상은 상기 반투막(144)을 경계로 용액의 농도가 낮은 쪽(삼투압이 낮은 쪽)에서 농도가 높은 쪽(삼투압이 높은 쪽)으로 물이 이동하는 현상이다.In general, the semipermeable membrane 144 is a membrane that selectively passes a substance according to the size of the molecules. The osmotic phenomenon is concentrated at the lower concentration of the solution (the lower osmotic pressure) at the boundary of the semipermeable membrane 144 It is a phenomenon that water moves to the higher side (the side with higher osmotic pressure).

이때, 상기 반투막(144)을 통과하는 물의 양은 아래 식과 같다.At this time, the amount of water passing through the semipermeable membrane 144 is expressed by the following equation.

Jw = A(△п-△P)Jw = A (DELTA P-DELTA P)

여기서, Jw는 상기 반투막(144)을 통과하는 물의 양이다.Here, Jw is the amount of water passing through the semipermeable membrane 144.

또한, A는 상기 반투막(144)의 삼투계수이다.Further, A is an osmotic coefficient of the semipermeable membrane 144.

또한, △п는 농도가 높은 쪽 삼투압에서 농도가 낮은 쪽 삼투압을 뺀 값이다.Also, Δp is the value obtained by subtracting the osmotic pressure at the lower concentration from the osmotic pressure at the higher concentration.

또한, △P는 농도가 높은 쪽 수압에서 농도가 낮은 쪽 수입을 뺀 값이다.In addition, ΔP is the value obtained by subtracting the lower concentration concentration from the higher concentration water pressure.

본 실시예의 경우, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)에 유입되는 폐수는, 예를 들어, 총용전고용물(Total Dissolved Solide, TDS)이 5,000ppm이고, 삼투압은 3bar이며, 수압은 12bar일 수 있다.In this embodiment, the wastewater flowing into the first space 146 of the seawater supply unit is, for example, 5,000 ppm of Total Dissolved Solide (TDS), the osmotic pressure is 3 bar, the water pressure is 12 bar Lt; / RTI >

또한, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)에 유입되는 해수는, 예를 들어, 총용전고용물이 40,000ppm이고, 삼투압은 30bar이며, 수압은 22bar일 수 있다.Further, the seawater flowing into the second space 148 of the seawater supply unit may be, for example, 40,000 ppm of total charged solids, osmotic pressure of 30 bar, and water pressure of 22 bar.

이에 의하여, △п는 27bar(=30bar-3bar)이고, △P는 10bar(22bar-12bar)이며, △п-△P는 17bar(=27bar-10bar)일 수 있다.Accordingly,? P may be 27 bar (= 30 bar-3 bar),? P may be 10 bar (22 bar-12 bar), and? P-? P may be 17 bar (= 27 bar-10 bar).

따라서, 상기 17bar의 작용력에 의해, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)의 폐수에서 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 해수로 물이 이동될 수 있다.Therefore, by the action force of 17 bar, water can be moved from the wastewater in the first space 146 of the seawater supply unit to the seawater in the second space 148 of the seawater supply unit.

상기 물의 이동에 의해, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 해수는 유량이 증대될 수 있고, 결과적으로 상기 제1여과유닛의 제1공간(156)에 유입되는 해수의 유량이 증대될 수 있다.By the movement of the water, the flow rate of the seawater in the second space 148 of the seawater supply unit can be increased, and consequently the flow rate of seawater flowing into the first space 156 of the first filtration unit is increased .

상기 해수공급유닛의 제1공간(146)에서 토출되는 폐수는, 상기 전처리부(110)에서 토출되는 해수에 혼합되어 상기 해수펌프(120)로 유입될 수 있다.The wastewater discharged from the first space 146 of the seawater supply unit may be mixed with the seawater discharged from the pretreatment unit 110 and may be introduced into the seawater pump 120.

여기서, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 해수공급유닛(140)을 구비하여 구성됨으로써, 상기 제2여과유닛(170)에서 담수를 생산하고 토출되는 폐수에서 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수로 물을 이동시킬 수 있다.The desalination apparatus of the present embodiment includes the seawater supply unit 140 so that fresh water is produced in the second filtration unit 170 and introduced into the first filtration unit 150 from the discharged wastewater Water can be moved to sea water.

이에 의하여, 상기 제1여과유닛(150)에 해수를 공급하는 해수펌프(120)의 부하를 저감시켜, 상기 해수펌프(120) 구동에 소요되는 전기 에너지를 저감할 수 있다.Thus, the load of the seawater pump 120 for supplying seawater to the first filtration unit 150 can be reduced, and the electric energy required for driving the seawater pump 120 can be reduced.

또한, 상기 제2여과유닛(170)에서 담수를 생산하고 토출되는 폐수로부터 삼투압에 의한 압력 에너지를 회수할 수 있다.In addition, the second filtration unit 170 can recover the pressure energy due to the osmotic pressure from the wastewater produced and discharged.

또한, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)이 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 상측에 배치될 수 있다.Further, in the desalination apparatus of this embodiment, the first space 146 of the seawater supply unit may be disposed above the second space 148 of the seawater supply unit.

이에 의하여, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)이 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 하측에 배치될 때보다, 상기 해수공급유닛의 제1공간(146)의 폐수의 수압이 수위 및 중력에 의해 증대될 수 있다.Thereby, the water pressure of the wastewater in the first space 146 of the seawater supply unit is lower than that of the first space 146 of the seawater supply unit, It can be increased by water level and gravity.

상기 해수공급유닛의 제1공간(146)의 폐수의 수압 증대는, 상기 △P를 감소시킬 수 있다.The increase in the hydraulic pressure of the wastewater in the first space 146 of the seawater supply unit can reduce the above-mentioned? P.

상기 △P의 감소는 상기 반투막(144)을 통과하는 물의 이동을 원활하게 할 수 있다.The decrease of DELTA P can smooth the movement of water passing through the semipermeable membrane 144. [

또한, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 처리수펌프(160)로 상기 제1여과유닛(150)에서 상기 제2여과유닛(170)으로 공급되는 처리수에 가하는 압력을 조절할 수 있다.The desalination apparatus of this embodiment can control the pressure applied to the treated water supplied from the first filtration unit 150 to the second filtration unit 170 by the treated water pump 160.

이에 의하여, 상기 제1여과유닛(150)과 연통된 상기 해수공급유닛(140)의 내부 압력을 조절할 수 있다.Accordingly, the internal pressure of the seawater supply unit 140 communicated with the first filtration unit 150 can be adjusted.

더욱 구체적으로, 상기 처리수펌프(160)로 상기 제1여과유닛(150)에서 상기 제2여과유닛(170)으로 공급되는 처리수에 가하는 압력을 증대시키면, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 압력이 감소될 수 있다.More specifically, when the pressure to be applied to the treatment water supplied from the first filtration unit 150 to the second filtration unit 170 is increased by the treatment water pump 160, the second space of the seawater supply unit 148 can be reduced.

이에 따라, 상기 해수공급유닛(140)의 상기 △P가 감소될 수 있다.Accordingly, the DELTA P of the seawater supply unit 140 can be reduced.

반면, 상기 처리수펌프(160)로 상기 제1여과유닛(150)에서 상기 제2여과유닛(170)으로 공급되는 처리수에 가하는 압력을 감소시키면, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 압력이 증가될 수 있다.On the other hand, when the pressure applied to the treatment water supplied from the first filtration unit 150 to the second filtration unit 170 is reduced by the treatment water pump 160, the second space 148 of the seawater supply unit is reduced, Can be increased.

이에 따라, 상기 해수공급유닛(140)의 상기 △P가 증가될 수 있다.Accordingly, the DELTA P of the seawater supply unit 140 can be increased.

즉, 상기 처리수펌프(160)의 부하를 조절하여 상기 해수공급유닛(140)의 상기 △P가 조절될 수 있다.That is, the ΔP of the seawater supply unit 140 can be adjusted by adjusting the load of the process water pump 160.

여기서, 상기 Jw(반투막을 통과하는 물의 양)에 관한 식에는, 상기 △P가 작을수록 상기 Jw가 증대되는 것으로 표현되어 있으나, 실질적으로 상기 식에 표현되어 있지 않은 최적의 △P값이 존재한다.Here, in the formula relating to Jw (the amount of water passing through the semi-permeable membrane), although Jw is expressed as increasing as the ΔP is smaller, there is an optimum ΔP value which is not substantially expressed in the above equation .

상기 최적의 △P값은 상기 해수공급유닛(140)을 통과하는 폐수 및 해수의 이온 농도, 온도 등에 의해 결정되는 값이다.The optimum? P value is a value determined by the ion concentration, temperature, etc. of the wastewater and seawater passing through the seawater supply unit 140.

따라서, 상기 해수공급유닛(140)에서 물이 원활히 이동되도록 하기 위해서는 상기 △P를 상기 최적의 △P값으로 유지해야 하는데, 상기 처리수펌프(160)가 이러한 역할을 수행할 수 있다.Accordingly, in order to smoothly move the water in the seawater supply unit 140, it is necessary to keep the ΔP at the optimum ΔP value, and the treatment water pump 160 can perform such a role.

또한, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 해수공급유닛(140)에서 토출되는 폐수를 상기 해수펌프(120)에 유입시킴으로써, 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수의 이온 농도를 낮출 수 있다.The desalination apparatus of this embodiment can lower the ion concentration of the seawater flowing into the first filtration unit 150 by introducing the wastewater discharged from the seawater supply unit 140 into the seawater pump 120 .

일반적으로, 해수로부터 담수를 생산하기 위해서는 해수 중에 함유되어 있는 이온성분을 일정 수준 이하로 제거해야 하는데, 상기 역삼투법은 해수의 이온 농도가 높을수록, 상기 해수를 상기 담수로 생산하는데 구동되는 상기 펌프에 소요되는 전기 에너지가 증가한다.Generally, in order to produce fresh water from seawater, ion components contained in seawater must be removed to a certain level or less. In the reverse osmosis method, the higher the ion concentration of seawater is, The electric energy consumed increases.

따라서, 본 실시예의 담수화장치는, 상기와 같이 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수의 이온 농도를 낮춤으로써, 상기 해수펌프(120)의 구동에 소요되는 전기 에너지를 저감할 수 있다.Accordingly, the desalination apparatus of the present embodiment can reduce the electric energy required for driving the seawater pump 120 by lowering the ion concentration of the seawater flowing into the first filtration unit 150 as described above.

이 경우, 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)의 해수의 이온 농도가 낮아짐으로써 상기 해수공급유닛(140)의 상기 △п가 감소될 수 있다.In this case, the △ п of the seawater supply unit 140 can be reduced by lowering the ion concentration of the seawater in the second space 148 of the seawater supply unit.

상기 △п의 감소는, 상기 Jw를 감소시킬 수 있다.The decrease of DELTA p may reduce the Jw.

상기 Jw가 감소하면, 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수의 양이 감소될 수 있다.When the Jw decreases, the amount of seawater flowing into the first filtration unit 150 can be reduced.

상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수의 양이 감소하면, 상기 해수펌프(120)의 부하가 증가될 수 있다.When the amount of the seawater flowing into the first filtration unit 150 decreases, the load of the seawater pump 120 can be increased.

상기 해수펌프(120)의 부하 증가는, 상기 해수펌프(120)를 구동하는데 소요되는 전기 에너지가 증가될 수 있다.The increase in the load of the seawater pump 120 may increase the electric energy required to drive the seawater pump 120.

하지만, 상기 처리수펌프(160)로 상기 △п 감소에 상응하는 최적의 △P값으로 상기 △P를 감소시킬 수 있다.However, the treatment water pump 160 can reduce the DELTA P with an optimum DELTA P value corresponding to the DELTA P reduction.

이에 의하여, 상기 처리수펌프(160)의 상기 △P 조절로, 상기 △п 감소에 의한 상기 해수펌프(120) 구동에 소요되는 전기 에너지 증가를 억제할 수 있다.Thus, it is possible to suppress an increase in electric energy required for driving the seawater pump 120 due to the decrease of DELTA P, by adjusting the DELTA P of the treated water pump 160. [

한편, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 해수공급유닛(140)을 통과하는 폐수 및 해수가 서로 반대방향으로 흐르게 구성될 수 있다.Meanwhile, in the desalination apparatus of the present embodiment, the wastewater and the seawater passing through the seawater supply unit 140 may flow in opposite directions.

이에 의하여, 상기 반투막(144)의 전 투과영역에서 고르게 삼투현상이 발생될 수 있다.As a result, the osmosis phenomenon can be uniformly generated in the entire permeation region of the semipermeable membrane 144.

일반적으로, 상기 반투막(144)은, 삼투현상이 지속될수록 피로가 축적되어 투과효율이 저하되고, 상기 투과효율이 일정 수준 저하된 반투막(144)은 새로운 반투막으로 교체된다.In general, the permeability of the semipermeable membrane 144 decreases as the osmosis phenomenon continues, and the semipermeable membrane 144 having a lowered permeation efficiency is replaced with a new semipermeable membrane.

본 실시예의 담수화장치는, 상기 반투막(144)의 전 투과영역을 고르게 사용한 후 새로운 반투막으로 교체될 수 있다.The desalination apparatus of this embodiment can be replaced with a new semipermeable membrane after uniformly using the entire permeable region of the semipermeable membrane 144.

더욱 구체적으로, 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.More specifically, referring to FIG. 3, the following will be described.

먼저, 본 실시예의 경우, 상기 해수공급유닛(140)을 통과하는 폐수는 상류(도면상 우측)에서 하류(도면상 좌측)으로 흐르면서 이온 농도(삼투압)가 높아질 수 있다.First, in the case of this embodiment, the wastewater passing through the seawater supply unit 140 can be increased in ion concentration (osmotic pressure) as it flows from upstream (right side in the figure) to downstream (left side in the figure).

또한, 상기 해수공급유닛(140)을 통과하는 해수는 상류(도면상 좌측)에서 하류(도면상 우측)으로 흐르면서 이온 농도(삼투압)가 낮아질 수 있다.Further, the seawater passing through the seawater supply unit 140 may flow from the upstream (left side in the figure) to the downstream (right side in the figure), and the ion concentration (osmotic pressure) may be lowered.

즉, 상기 폐수의 하류이자 상기 해수의 상류 측(도면상 좌측)에서 상기 폐수의 상류이자 상기 해수의 하류 측(도면상 우측)으로 갈수록, 상기 폐수의 이온 농도(삼투압)는 낮아지고, 상기 해수의 이온 농도(삼투압)도 낮아질 수 있다.That is, the ion concentration (osmotic pressure) of the wastewater becomes lower as it goes from the wastewater to the upstream side of the wastewater and from the upstream side of the wastewater (left side in the drawing) to the downstream side of the wastewater The ionic concentration (osmotic pressure) of the solution can also be lowered.

이에 의하여, 상기 폐수 및 상기 해수의 농도차(삼투압차)는, 상기 반투막(144)의 전 투과영역에서 고르게 유지될 수 있다.Accordingly, the concentration difference (osmotic pressure difference) of the wastewater and the seawater can be uniformly maintained in the entire permeation region of the semipermeable membrane 144.

또한, 상기 반투막(144)의 전 투과영역에서, 삼투현상이 고르게 발생되고, 투과효율이 고르게 저하될 수 있다.In addition, osmosis phenomenon occurs uniformly in the entire permeation region of the semipermeable membrane 144, and the permeation efficiency can be lowered evenly.

전 투과영역에 걸쳐 고르게 투과효율이 저하된 상기 반투막(144)은, 상기 투과효율이 일정 수준 저하되면 교체될 수 있다.The semipermeable membrane 144 having a uniform transmission efficiency lowered over the entire transmission region can be replaced if the transmission efficiency is lowered to a certain level.

따라서, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 반투막(144)이 전 투과영역에서 고르게 투과효율이 저하되어 교체되므로, 상기 폐수 및 해수가 동일한 방향으로 흘러 하류 측에 부하가 집중되고 투과효율이 저하되면 반투막이 교체되는 담수화장치와 달리, 낭비가 발생되지 않는다.Therefore, in the desalination apparatus of the present embodiment, since the permeation efficiency of the semipermeable membrane 144 is uniformly lowered in the entire permeation region, the wastewater and seawater flow in the same direction and the load is concentrated on the downstream side, Unlike the desalination apparatus to be replaced, waste is not generated.

여기서, 상기 반투막(144)의 교체와 관련한 다른 실시예가 있을 수 있다.Here, there may be another embodiment related to the replacement of the semipermeable membrane 144.

도 4는 해수공급유닛의 다른 실시예를 보인 계통도이다.4 is a schematic diagram showing another embodiment of the seawater supply unit.

도 4에 도시된 해수공급유닛(240)은, 상기 해수공급유닛(240)을 통과하는 폐수 및 해수가 서로 같은 방향으로 흐르게 구성될 수 있다.The seawater supply unit 240 shown in Fig. 4 can be configured such that the wastewater and seawater passing through the seawater supply unit 240 flow in the same direction.

상기 해수공급유닛(240)은, 예를 들면, 상기 해수공급유닛(240)을 통과하는 폐수 및 해수 흐름방향을 따라 배열되는 복수의 반투막(244a, 244b, 244c, 244d)을 구비할 수 있다.The seawater supply unit 240 may include, for example, wastewater passing through the seawater supply unit 240 and a plurality of semipermeable membranes 244a, 244b, 244c, and 244d arranged along the sea water flow direction.

본 실시예에서, 상기 반투막(244)은 4개로 구성된 경우를 예시하고 있으나, 그 수는 적절히 조절될 수 있다.In this embodiment, the number of the semipermeable membranes 244 is four, but the number thereof can be appropriately adjusted.

상기 반투막(244a, 244b, 244c, 244d)은 상기 해수공급유닛(240)에 탈착될 수 있다.The semipermeable membranes 244a, 244b, 244c, and 244d may be detached from the seawater supply unit 240.

이 경우, 상기 폐수는 상류(도면상 좌측)에서 하류(도면상 우측)으로 흐르면서 이온 농도(삼투압)가 높아질 수 있다.In this case, the wastewater can flow from upstream (left side in the figure) to downstream (right side in the figure), and ion concentration (osmotic pressure) can be increased.

또한, 상기 해수는 상류(도면상 좌측)에서 하류(도면상 우측)으로 흐르면서 이온 농도(삼투압)가 낮아질 수 있다.Further, the seawater may flow from the upstream (left side in the drawing) to the downstream (right side in the drawing), and the ion concentration (osmotic pressure) may be lowered.

즉, 상기 폐수 및 상기 해수의 농도차(삼투압차)는, 상기 폐수 및 상기 해수의 상류 측(도면상 좌측)에서 하류 측(도면상 우측)으로 갈수록 커질 수 있다.That is, the concentration difference (osmotic pressure difference) between the wastewater and the seawater can be increased from the upstream side (left side in the drawing) to the downstream side (right side in the drawing) of the wastewater and the seawater.

이에 의하여, 상기 폐수 및 상기 해수의 하류 측(도면상 우측)에 설치된 반투막에 부하가 집중되고, 투과효율이 급격하게 감소될 수 있다.Thus, the load is concentrated on the semipermeable membrane disposed on the downstream side (the right side in the drawing) of the wastewater and the seawater, and the permeation efficiency can be drastically reduced.

하지만, 본 실시예는, 전 투과영역을 복수의 작은 투과영역으로 구획하고, 상기 작은 투과영역에 각각 반투막(244a, 244b, 244c, 244d)을 설치함으로써, 투과효율이 저하된 반투막만 교체하면 되므로, 상기 전 투과영역에 대응되는 크기의 반투막을 설치시에 비해 낭비를 줄일 수 있다.However, in this embodiment, the semipermeable membranes 244a, 244b, 244c, and 244d are provided in the small transmissive regions and only the semipermeable membranes having reduced transmission efficiency can be replaced by dividing the entire transmissive region into a plurality of small transmissive regions , Waste can be reduced as compared with the case where a semipermeable membrane having a size corresponding to the entire transmission region is provided.

도 5는 해수공급유닛의 또 다른 실시예를 보인 계통도이다.5 is a schematic diagram showing another embodiment of the seawater supply unit.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는, 상기 해수공급유닛(240)이 복수로 구비되고, 상기 복수의 해수공급유닛(24)이 직렬 및 병렬로 다단을 이루게 구비될 수 있다.As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a plurality of the seawater supply units 240 may be provided, and the plurality of seawater supply units 24 may be provided in multiple stages in series and in parallel.

이 경우, 상기 복수의 해수공급유닛(240)을 통과하는 폐수 및 해수의 농도차(삼투압차)는, 상기 폐수 및 상기 해수의 상류 측(도면상 좌측)에서 하류 측(도면상 우측)으로 갈수록 커질 수 있다.In this case, the concentration difference (osmotic pressure difference) between the wastewater and the seawater passing through the plurality of seawater supply units 240 decreases from the upstream side (left side in the figure) to the downstream side Can be large.

본 실시예는, 상기 폐수 및 상기 해수의 흐름방향을 따라 상기 복수의 해수공급유닛(240)이 직렬 및 병렬로 다단을 이루게 구성됨으로써, 부하를 분산시킬 수 있다.In the present embodiment, the plurality of seawater supply units 240 are arranged in a multi-stage in series and in parallel along the flow direction of the wastewater and the seawater, so that the load can be dispersed.

또한, 상기 하류 측(도면상 우측)의 해수공급유닛(240)에 설치되는 반투막(미도시)은, 상대적으로 고가이고 상기 투과효율이 높은 재질을 사용할 수 있다.Further, the semipermeable membrane (not shown) provided on the downstream side (right side in the drawing) of the seawater supply unit 240 can be made of a material which is relatively expensive and has a high permeation efficiency.

반면, 상기 상류 측(도면상 좌측)의 해수공급유닛(240)에 설치되는 반투막(미도시)은, 상대적으로 저가이고 상기 투과효율이 낮은 재질을 사용할 수 있다.On the other hand, a semipermeable membrane (not shown) provided on the upstream side (left side in the drawing) of the seawater supply unit 240 can be made of a material having a relatively low cost and a low permeation efficiency.

이에 의하여, 본 실시예는, 부하를 분산시키고, 상대적으로 부하가 적게 걸리는 반투막을 저가의 재질로 설치함으로써, 반투막 교체비용을 저감할 수 있다.Thus, in this embodiment, the semipermeable membrane replacement cost can be reduced by dispersing the load and installing the semipermeable membrane having a relatively low load with a low-cost material.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 담수화장치를 보인 계통도이고, 도 7은 도 6의 압력에너지회수유닛의 일 실시예를 보인 계통도이다.FIG. 6 is a system diagram showing a desalination apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a system diagram showing an embodiment of the pressure energy recovery unit of FIG.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 담수화장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a desalination apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 구성에 대한 중복되는 설명은 생략될 수 있다.The same reference numerals are given to the same and corresponding portions as those of the above-described embodiment and the drawings, and redundant explanations of some components may be omitted.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 담수화장치는, 제1역삼투막(154)을 구비하고, 해수를 상기 제1역삼투막(154)에 투과시켜 처리수를 생산하는 제1여과유닛(150); 제2역삼투막(174)을 구비하고, 상기 제1여과유닛(150)에서 토출된 처리수를 상기 제2역삼투막(174)에 투과시켜 담수를 생산하는 제2여과유닛(170); 상기 제1여과유닛(150)에 해수를 공급하는 해수펌프(120); 반투막(144)을 구비하고, 상기 제2여과유닛(170)으로부터 토출되는 폐수를 상기 반투막(144)에 투과시키고, 상기 반투막(144)을 투과한 물을 상기 제1여과유닛(150)에 공급하는 해수공급유닛(140); 및 상기 제1여과유닛(150)에서 토출되는 폐수의 수압을 이용해 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수를 가압하는 가압유닛(330);을 구비하여 구성될 수 있다.5 and 6, the desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a first reverse osmosis membrane 154, and permeates seawater to the first reverse osmosis membrane 154 to produce treated water A first filtration unit (150); A second filtration unit 170 having a second reverse osmosis membrane 174 and permeating the treated water discharged from the first filtration unit 150 to the second reverse osmosis membrane 174 to produce fresh water; A seawater pump 120 for supplying seawater to the first filtration unit 150; And a second filtration unit 170. The first filtration unit 150 is provided with a semipermeable membrane 144, and the wastewater discharged from the second filtration unit 170 is transmitted to the semipermeable membrane 144, and the water permeated through the semipermeable membrane 144 is supplied to the first filtration unit 150 A seawater supply unit 140; And a pressurizing unit 330 for pressurizing the seawater flowing into the first filtration unit 150 using the hydraulic pressure of the wastewater discharged from the first filtration unit 150.

상기 가압유닛(330)은, 상기 제1여과유닛(150)에서 토출되는 폐수에 의해 회전 가능하게 설치되는 터빈(332)을 구비할 수 있다.The pressurizing unit 330 may include a turbine 332 rotatably installed by the wastewater discharged from the first filtration unit 150.

또한, 상기 가압유닛(330)은, 상기 터빈(332)의 회전축(334)에 결합되고, 상기 터빈(332)의 회전에 의해 회전되어, 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수를 가압하는 컴프레서(336)를 구비할 수 있다.The pressurizing unit 330 is coupled to the rotating shaft 334 of the turbine 332 and is rotated by the rotation of the turbine 332 to pressurize the seawater flowing into the first filtration unit 150, A compressor 336 may be provided.

아울러, 본 발명의 제2실시예에 따른 담수화장치는, 상기 가압유닛(330)을 상기 제1여과유닛(150), 상기 해수펌프(120) 및 상기 해수공급유닛(140)과 연통시키는 복수의 배관(392a, 392b, 397a, 397b)를 구비할 수 있다.The desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention further includes a plurality of pressurizing units 330 for communicating the pressurizing unit 330 with the first filtration unit 150, the seawater pump 120, Piping 392a, 392b, 397a, 397b.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 담수화장치의 작용효과를 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제2실시예에 따른 담수화장치의 작용효과는, 상기 제1실시예에 비해 상기 가압유닛(330)에 의한 작용효과만 차이 날 수 있다.The operation effect of the desalination apparatus according to the second embodiment of the present invention may be different from that of the first embodiment only by the operation effect of the pressurization unit 330. [

즉, 상기 제1여과유닛(150)에서 토출된 폐수는 상기 터빈(332)에 유입될 수 있다.That is, the wastewater discharged from the first filtration unit 150 may flow into the turbine 332.

상기 터빈(332)에 유입된 폐수는 상기 터빈(332)을 회전시킬 수 있다.The wastewater flowing into the turbine 332 may rotate the turbine 332.

상기 터빈(332)을 회전시키고 토출되는 폐수는 바다(S)로 배출될 수 있다.The turbine 332 is rotated and the discharged wastewater can be discharged to the sea S.

상기 터빈(332)의 회전에 의해 상기 컴프레서(336)는 회전될 수 있다.By the rotation of the turbine 332, the compressor 336 can be rotated.

이에 의하여, 상기 해수펌프(120)에서 토출되고 상기 컴프레서(336)로 유입된 해수는 상기 컴프레서(336)의 회전에 의해 더욱 가압될 수 있다.Accordingly, the seawater discharged from the seawater pump 120 and introduced into the compressor 336 can be further pressurized by the rotation of the compressor 336.

상기 컴프레서(336)에서 가압되어 토출되는 해수는 상기 해수공급유닛의 제2공간(148)을 거쳐 상기 제1여과유닛의 제1공간(156)에 유입될 수 있다.The seawater pressurized and discharged from the compressor 336 may be introduced into the first space 156 of the first filtration unit through the second space 148 of the seawater supply unit.

여기서, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 가압유닛(330)을 구비하여 구성됨으로써, 상기 제1여과유닛(150)에서 토출되는 폐수의 수압을 이용해 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수를 가압할 수 있다.The desalination apparatus of the present embodiment includes the pressurizing unit 330 so that the seawater flowing into the first filtration unit 150 can be discharged by using the water pressure of the wastewater discharged from the first filtration unit 150 It is possible to pressurize.

또한, 본 실시예의 담수화장치는, 상기 해수공급유닛(140)을 구비하여 구성됨으로써, 상기 제2여과유닛(170)에서 담수를 생산하고 토출되는 폐수에서 상기 제1여과유닛(150)에 유입되는 해수로 물을 이동시킬 수 있다.In addition, the desalination apparatus of the present embodiment includes the seawater supply unit 140, so that fresh water is produced in the second filtration unit 170 and flows into the first filtration unit 150 from the discharged wastewater Water can be moved to sea water.

이에 의하여, 상기 제1여과유닛(150)에 해수를 공급하는 해수펌프(120)의 부하를 저감시켜, 상기 해수펌프(120) 구동에 소요되는 전기 에너지를 저감할 수 있다.Thus, the load of the seawater pump 120 for supplying seawater to the first filtration unit 150 can be reduced, and the electric energy required for driving the seawater pump 120 can be reduced.

또한, 상기 제1여과유닛(150)에서 처리수를 생산하고 토출되는 폐수로부터 수압에 의한 압력 에너지를 회수할 수 있다.In addition, the first filtration unit 150 can produce the treated water and recover the pressure energy due to the water pressure from the discharged wastewater.

또한, 상기 제2여과유닛(170)에서 담수를 생산하고 토출되는 폐수로부터 삼투압에 의한 압력 에너지를 회수할 수 있다.In addition, the second filtration unit 170 can recover the pressure energy due to the osmotic pressure from the wastewater produced and discharged.

이 외의 동일한 작용효과는, 중복을 피하기 위해 상세한 설명은 생략한다.In order to avoid duplication, detailed description is omitted.

이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다. The foregoing has been shown and described with respect to specific embodiments of the invention. However, the present invention may be embodied in various forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof, so that the above-described embodiments should not be limited by the details of the detailed description.

또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.Further, even when the embodiments not listed in the detailed description have been described, it should be interpreted broadly within the scope of the technical idea defined in the appended claims. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 펌프 20: 여과유닛
22: 탱크 24: 역삼투막
26: 해수공간 28: 담수공간
30: 담수 저장소 110: 전처리부
120: 해수펌프 140: 해수공급유닛
142: 챔버 143: 결합수단
144: 반투막 146: 해수공급유닛의 제1공간
148: 해수공급유닛의 제2공간 150: 제1여과유닛
152: 제1탱크 154: 제1역삼투막
156: 제1여과유닛의 제1공간 158: 제1여과유닛의 제2공간
160: 처리수펌프 170: 제2여과유닛
172: 제2탱크 174: 제2역삼투막
176: 제2여과유닛의 제1공간 178: 제2여과유닛의 제2공간
180: 담수 저장소 240: 해수공급유닛
242: 챔버 243: 결합수단
244a, 244b, 244c, 244d: 반투막 246: 해수공급유닛의 제1공간
248: 해수공급유닛의 제2공간 330: 가압수단
332: 터보 334: 회전축
336: 컴프레서 S: 바다10: Pump 20: Filtration unit
22: tank 24: reverse osmosis membrane
26: Seawater space 28: Fresh water space
30: Fresh water reservoir 110: Pretreatment unit
120: Seawater pump 140: Seawater supply unit
142: chamber 143: engaging means
144: Semipermeable membrane 146: First space of the sea water supply unit
148: second space of the sea water supply unit 150: first filtration unit
152: first tank 154: first reverse osmosis membrane
156: first space 158 of the first filtration unit 158: second space of the first filtration unit
160: Process water pump 170: Second filtration unit
172: second tank 174: second reverse osmosis membrane
176: first space of the second filtration unit 178: second space of the second filtration unit
180: Freshwater reservoir 240: Seawater supply unit
242: chamber 243: engaging means
244a, 244b, 244c, 244d: Semipermeable membrane 246: First space of the sea water supply unit
248: second space of seawater supply unit 330:
332: turbo 334: rotating shaft
336: Compressor S: Sea

Claims (14)

제1역삼투막을 구비하고, 해수를 상기 제1역삼투막에 투과시켜 처리수를 생산하는 제1여과유닛;
제2역삼투막을 구비하고, 상기 제1여과유닛에서 상기 제1역삼투막을 통과하여 토출된 처리수를 상기 제2역삼투막에 투과시켜 담수를 생산하는 제2여과유닛;
상기 제1여과유닛에 해수를 공급하는 해수펌프; 및
반투막을 구비하고, 상기 제2역삼투막을 통과하지 못하고 상기 제2여과유닛으로부터 토출되는 폐수를 상기 반투막에 투과시키고, 상기 반투막을 투과한 물을 상기 제1여과유닛에 공급하는 해수공급유닛;을 포함하는 담수화장치.A first filtration unit having a first reverse osmosis membrane and transmitting seawater to the first reverse osmosis membrane to produce treated water;
A second filtration unit having a second reverse osmosis membrane and permeating the treated water discharged from the first filtration unit through the first reverse osmosis membrane to the second reverse osmosis membrane to produce fresh water;
A seawater pump for supplying seawater to the first filtration unit; And
And a seawater supply unit provided with a semipermeable membrane and transmitting wastewater discharged from the second filtration unit without passing through the second reverse osmosis membrane to the semipermeable membrane and supplying water permeated through the semipermeable membrane to the first filtration unit The desalination device. 제1항에 있어서,
상기 해수공급유닛은 내부공간을 형성하는 챔버;를 더 포함하고,
상기 챔버의 내부공간은 상기 반투막에 의해 제1공간 및 제2공간으로 구획되는 담수화장치.The method according to claim 1,
Wherein the seawater supply unit further comprises a chamber forming an inner space,
Wherein the inner space of the chamber is divided into a first space and a second space by the semipermeable membrane. 제2항에 있어서,
상기 해수공급유닛의 제1공간에는 상기 제2여과유닛에서 토출된 폐수가 일시 수용되고,
상기 해수공급유닛의 제2공간에는 상기 제1여과유닛으로 공급되는 해수가 일시 수용되는 담수화장치.3. The method of claim 2,
The wastewater discharged from the second filtration unit is temporarily stored in the first space of the seawater supply unit,
And the seawater supplied to the first filtration unit is temporarily housed in the second space of the seawater supply unit. 제3항에 있어서,
상기 해수공급유닛을 통과하는 폐수 및 해수는 흐름 방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 담수화장치.The method of claim 3,
Wherein the wastewater and the seawater passing through the seawater supply unit are opposite in flow direction. 제3항에 있어서,
상기 해수공급유닛을 통과하는 폐수 및 해수는 흐름 방향이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 담수화장치.The method of claim 3,
Wherein the wastewater and the seawater passing through the seawater supply unit have the same flow directions. 제5항에 있어서,
상기 반투막은 복수로 구비되고,
상기 각 반투막은 상기 해수공급유닛에 각각 탈착 가능하고,
상기 복수의 반투막은 상기 해수공급유닛을 통과하는 폐수 및 해수 흐름방향을 따라 배열되는 담수화장치.6. The method of claim 5,
A plurality of semipermeable membranes are provided,
Wherein each of the semipermeable membranes is detachably attached to the seawater supply unit,
Wherein the plurality of semipermeable membranes are arranged along the direction of the wastewater and the sea water flowing through the seawater supply unit. 제3항에 있어서,
상기 해수공급유닛은 상기 제1공간이 상기 제2공간의 상측에 배치되게 구성되는 것을 특징으로 하는 담수화장치.The method of claim 3,
Wherein the seawater supply unit is configured such that the first space is disposed on the upper side of the second space. 제3항에 있어서,
상기 해수공급유닛에서 토출된 폐수는 상기 해수펌프의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 담수화장치.The method of claim 3,
And the wastewater discharged from the seawater supply unit flows into the inside of the seawater pump. 제1항에 있어서,
상기 해수펌프에 유입되는 해수에 함유된 이물질을 제거하는 전처리부;를 더 포함하는 담수화장치.The method according to claim 1,
And a pretreatment unit for removing foreign matter contained in seawater flowing into the seawater pump. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1여과유닛에서 토출되는 폐수의 수압을 이용해 상기 제1여과유닛에 유입되는 해수를 가압하는 가압유닛;을 더 포함하는 담수화장치.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
And a pressurizing unit for pressurizing the seawater flowing into the first filtration unit using the water pressure of the wastewater discharged from the first filtration unit. 제10항에 있어서,
상기 가압유닛은,
상기 제1여과유닛에서 토출되는 폐수에 의해 회전 가능하게 설치되는 터빈; 및
상기 터빈에 회전 가능하게 연결되어 상기 제1여과유닛에 유입되는 해수를 가압하는 컴프레서;를 포함하는 담수화장치.11. The method of claim 10,
The pressure unit includes:
A turbine rotatably installed by wastewater discharged from the first filtration unit; And
And a compressor rotatably connected to the turbine to press seawater flowing into the first filtration unit. 제11항에 있어서,
상기 컴프레서에서 가압된 해수는 상기 해수공급유닛의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 담수화장치.12. The method of claim 11,
Wherein the seawater pressurized by the compressor is introduced into the seawater supply unit. 제1항에 있어서,
상기 제1여과유닛에서 토출되는 처리수를 상기 제2여과유닛에 공급하는 처리수펌프;를 더 포함하는 담수화장치.The method according to claim 1,
And a treatment water pump for supplying treatment water discharged from the first filtration unit to the second filtration unit. 제13항에 있어서,
상기 처리수펌프는 상기 제1여과유닛에서 상기 제2여과유닛으로 공급되는 처리수에 가하는 압력을 조절하는 것에 의해 상기 해수공급유닛의 내부 압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 담수화장치.14. The method of claim 13,
Wherein the treatment water pump adjusts the internal pressure of the seawater supply unit by regulating the pressure applied to the treatment water supplied from the first filtration unit to the second filtration unit.
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