KR20150094907A - Apparatus and methods for desalination with MFED and RO membrane - Google Patents

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KR20150094907A
KR20150094907A KR1020140015800A KR20140015800A KR20150094907A KR 20150094907 A KR20150094907 A KR 20150094907A KR 1020140015800 A KR1020140015800 A KR 1020140015800A KR 20140015800 A KR20140015800 A KR 20140015800A KR 20150094907 A KR20150094907 A KR 20150094907A
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형성훈
김병섭
전대원
신대정
류인재
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(주)동양화학
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Abstract

The present invention relates to a desalination apparatus using the metal fiber electrodialysis (MFED) and a reverse osmosis (RO) membrane and a desalination method thereof. More specifically, the desalination apparatus removes ions for the first time through the MFED after pre-processing and filtering processes and removes ions for the second time with an RO means including the RO membrane. The present invention can remove the ions for the first time through the MFED to reduce the contamination of the RO membrane in the RO means, thereby extending the service life of the RO membrane and lowering the pressure to be lower than the conventionally used pressure. Accordingly, the present invention can reduce the RO membrane to reduce the maintenance cost and increase the desalination efficiency.

Description

MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치 및 이를 이용한 담수화 방법{Apparatus and methods for desalination with MFED and RO membrane}Technical Field [0001] The present invention relates to a desalination apparatus using MFED and RO membrane, and a desalination method using the same,

본 발명은 MFED(Metal Fiber Electrodialysis, 이하 "전기투석장치" 라고도 함) 및 RO 막을 이용한 담수화 장치 및 이를 이용한 담수화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전처리 및 필터링 과정 후에 MFED에 의해 이온이 제거되고 RO막을 포함하는 역삼투압 수단에 의해 이온이 더 제거되는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치 및 이를 이용한 담수화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a desalination apparatus using MFED (Metal Electrodialysis, hereinafter also referred to as "electrodialysis apparatus") and a RO membrane, and a desalination method using the same, and more particularly, The present invention relates to a desalination apparatus using MFED and RO membrane in which ions are further removed by reverse osmosis means including a membrane, and a desalination method using the same.

일반적으로 해수의 담수화는 증발법(다단 플래시증발법, 다중효용증발법, 증기압축법), 역삼투막법, 냉동법, 전기투석법 등이 있다.In general, the desalination of seawater is carried out by the evaporation method (multi-stage flash evaporation method, multiple utility evaporation method, vapor compression method), reverse osmosis membrane method, freezing method, and electrodialysis method.

역삼투법은 증발법에 비하여 단위 부피의 물을 생산하기 위한 에너지 필요량이 상대적으로 작기 때문에 역삼투법이 널리 사용되고 있다. 역삼투법은 해수나 기수에 함유되어 있는 성분을 고분자 분리막을 이용하여 생산수와 농축수로 분리시키며, 생산수는 성분농도를 희석하여 용수 및 음용수로 활용하고 농축수는 다시 바다로 배출하게 된다.Reverse osmosis is widely used because the amount of energy needed to produce a unit volume of water is relatively small compared to the evaporation method. The reverse osmosis method separates the components contained in seawater or sea water into product water and concentrated water by using a polymer membrane. The product water is used as water and drinking water by diluting the component concentration, and the concentrated water is discharged to the sea again.

뿐만 아니라, 담수화 전처리 공정에는 해수의 특성 및 처리목적에 따라 다양한 공정들이 적용되고 있으며, 그 중 대표적으로 막여과 공정을 들 수 있다.In addition, various processes are applied to the desalination pretreatment process depending on the characteristics of the seawater and the purpose of the treatment, among which membrane filtration is a typical example.

이러한 기술로서는 한국등록특허 10-1111702(2012.01.26)에 해수에 압력을 가하여 가압 된 해수를 제공하는 하나 이상의 펌프와, 가압 된 해수로부터 담수와 농축수를 배출하는 하나 이상의 역삼투막과 농축수가 배출되는 파이프에 설치되는 하나 이상의 압력 조절 장치와 제어 장치가 개시되어 있다. 상기 제어 장치는 에너지 가격 관련 정보를 바탕으로 가동률을 결정하고, 결정된 가동률에 따라 하나 이상의 펌프를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이러한 제어 장치는 하나 이상의 압력 조절 장치를 제어하여 하나 이상의 역삼투막에 가해지는 압력을 조절하는 역삼투화 방식의 담수화 시스템 제어 방법을 채택하고 있다.One such technique is disclosed in Korean Patent No. 10-1111702 (Jan. 26, 2012), which comprises at least one pump for applying pressurized seawater to seawater to provide pressurized seawater, at least one reverse osmosis membrane for discharging fresh water and concentrated water from pressurized seawater, One or more pressure control devices and control devices installed in the pipe are disclosed. The control device determines the operation rate based on the energy price related information and controls one or more pumps according to the determined operation rate. Such a control system employs a reverse osmosis system desalination system control method of controlling at least one pressure regulating device to regulate a pressure applied to one or more reverse osmosis membranes.

그러나 역삼투막을 이용한 담수화 공정은 회수율이 40% 이하로 효율이 낮을 뿐만 아니라 과대한 취수설비 및 전처리 설비가 요구되어 시설 및 운영에 많은 비용이 소모된다는 단점이 있다.However, the desalination process using reverse osmosis membrane has a drawback that the recovery rate is less than 40% and the efficiency is low, and an excessive water intake facility and a pretreatment facility are required.

또한, 역삼투막은 막 오염 등으로 인해 일정 주기로 교체가 필요하기 때문에 역삼투막 교체비용으로 담수화 장치의 운영비가 막대하게 들어간다는 문제점이 있다. Also, since the reverse osmosis membrane needs to be replaced at regular intervals due to membrane fouling and the like, there is a problem that the operating cost of the desalination apparatus is enormously increased due to the replacement cost of the reverse osmosis membrane.

한국등록특허 10-1111702(2012.01.26)Korean Patent No. 10-1111702 (Jan. 26, 2012)

본 발명은 상기한 바와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 역삼투압 수단에서 이온이 제거되기 전에 MFED에 의해 1차적으로 이온을 제거하여 RO막에 의해 유입되는 원수의 염분 농도를 감소시켜 RO막의 부하를 경감시키고 고압펌프의 압력을 감소시킴으로써 막의 수명이 연장되는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치 및 담수화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.As described above, in order to solve the problems of the prior art as described above, the ions are firstly removed by the MFED before ions are removed from the reverse osmosis means, thereby reducing the salt concentration of the raw water introduced by the RO membrane, And the life of the membrane is prolonged by reducing the pressure of the high-pressure pump. The object of the present invention is to provide a desalination apparatus and desalination method using the MFED and the RO membrane.

위와 같은 본 발명의 목적은, 일면에 있어서,The above object of the present invention is achieved, in one aspect,

MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 방법에 있어서,In the desalination method using MFED and RO membrane,

바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 펌프를 통해 취수하여 원수 저장 탱크에 저장하는 단계;Collecting raw water including seawater or coastal ground water through a pump and storing it in a raw water storage tank;

상기 원수 저장 탱크로부터 이송 펌프를 통해 유입되는 원수의 부유물 또는 이물질을 하나 이상의 전처리 여과기에 의해 제거하는 단계;Removing at least one floating or foreign matter of raw water flowing through the feed pump from the raw water storage tank by one or more pretreatment filters;

상기 전처리 여과기를 통과한 원수를 가압펌프에 의해 마이크로 필터로 이송하고, 이송된 원수 내에 존재하는 1㎛ 이상의 미립자들을 마이크로 필터에 의해 제거하는 필터링 단계;A filtering step of transferring raw water having passed through the pretreatment filter to a microfilter by a pressurizing pump and removing fine particles having a size of 1 μm or more present in the transferred raw water by a microfilter;

상기 미립자가 필터링 된 처리 수에 포함된 이온들을 하나 이상의 전기투석 장치에 의해 1차적으로 제거하는 이온 제거 단계;An ion removal step in which the fine particles primarily remove ions contained in the filtered treatment water by one or more electrodialysis apparatuses;

상기 전기투석 장치로부터 저압펌프에 의해 이송된 처리수의 이온들을 RO막을 포함하여 이루어진 역삼투압 수단에 의해 더 제거하는 단계;Further removing ions of the treated water transferred by the low pressure pump from the electrodialyser by reverse osmosis means comprising RO membrane;

상기 역삼투압 수단에 의해 처리된 이온 제거수에 미네랄을 미네랄 공급장치에 의해 공급하는 미네랄 공급 단계; 및A minerals supplying step of supplying minerals to the ion removing water treated by the reverse osmosis means by means of a mineral supply device; And

상기 미네랄 공급장치에 의해 미네랄이 공급된 담수를 담수 탱크에 저장 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO막을 이용한 담수화 방법에 의해 달성될 수 있다.And storing fresh water supplied with minerals in the fresh water tank by the mineral supply device.

본 발명의 추가의 목적은A further object of the present invention is

MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치에 있어서,In the desalination apparatus using MFED and RO membrane,

펌프를 통해 취수된 바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 저장하는 원수 저장 탱크;A raw water storage tank for storing raw water including seawater or coastal ground water taken via a pump;

상기 원수 저장 탱크로부터 이송 펌프를 통해 유입되는 원수의 부유물 또는 이물질을 제거하는 하나 이상의 전처리 여과기;At least one pretreatment filter for removing floating matters or foreign matter of raw water flowing through the feed pump from the raw water storage tank;

상기 전처리 여과기를 통과한 원수를 마이크로 필터로 이송하는 가압펌프;A pressurizing pump for transferring raw water having passed through the pretreatment filter to a microfilter;

상기 가압펌프에 의해 이송된 원수로부터 1㎛ 이상의 미립자들을 제거하는 마이크로 필터;A microfilter for removing fine particles of 1 mu m or more from the raw water transferred by the pressurizing pump;

상기 마이크로 필터를 통과한 처리수로부터 이온들을 제거하는 하나 이상의 전기투석 장치;At least one electrodialysis device for removing ions from the treated water that has passed through the microfilter;

상기 전기투석 장치로부터 저압펌프에 의해 이송된 처리수로부터 이온들을 더 제거하는 RO막을 포함하여 이루어진 역삼투압 수단;Reverse osmosis means comprising an RO membrane further removing ions from the treated water transferred by the low pressure pump from the electrodialysis unit;

상기 역삼투압 수단에 의해 처리된 이온 제거수에 미네랄을 공급하는 미네랄 공급장치; 및A mineral supply device for supplying minerals to the ion removal water treated by the reverse osmosis means; And

상기 미네랄 공급장치에 의해 미네랄이 공급된 담수를 저장하는 담수 저장 탱크;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치에 의해 달성될 수 있다.And a fresh water storage tank for storing fresh water supplied with minerals by the mineral supply device. The desalination apparatus using the MFED and the RO membrane may be used.

본 발명에 의하면, MFED로 1차적으로 이온을 제거함으로써 역삼투압 수단 내의 RO막의 오염을 감소시키므로 RO막의 수명연장이 가능하고 기존보다 낮은 압력으로 감소시킬 수 있어 RO막의 부하를 경감시키므로 유지관리비용 감소 및 담수화의 효율이 향상될 수 있다.According to the present invention, it is possible to prolong the service life of the RO membrane by reducing the contamination of the RO membrane in the reverse osmosis unit by primarily removing ions by the MFED, and to reduce the pressure to a lower pressure than that of the RO membrane. And the efficiency of desalination can be improved.

도 1은 본 발명에 따른 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치를 개략적으로 나타낸 배치도이다.
도 2은 MFED의 구조와 원수, 농축수 및 희석수의 유동흐름도를 나타낸 분해 사시도.
도 3는 MFED의 결합 측면도.1 is a schematic view showing a desalination apparatus using MFED and RO membrane according to the present invention.
2 is an exploded perspective view showing the structure of the MFED and the flow chart of the raw water, the concentrated water and the diluted water.
Fig. 3 is an assembled side view of the MFED. Fig.

본 발명은, 일면에 있어서,The present invention, in one aspect,

MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 방법에 있어서,In the desalination method using MFED and RO membrane,

바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 펌프를 통해 취수하여 원수 저장 탱크에 저장하는 단계;Collecting raw water including seawater or coastal ground water through a pump and storing it in a raw water storage tank;

상기 원수 저장 탱크로부터 이송 펌프를 통해 유입되는 원수의 부유물 또는 이물질을 하나 이상의 전처리 여과기에 의해 제거하는 단계;Removing at least one floating or foreign matter of raw water flowing through the feed pump from the raw water storage tank by one or more pretreatment filters;

상기 전처리 여과기를 통과한 원수를 가압펌프에 의해 마이크로 필터로 이송하여, 이송된 원수 내에 존재하는 1㎛ 이상의 미립자들을 마이크로 필터에 의해 제거하는 필터링 단계;A filtering step of transferring raw water having passed through the pretreatment filter to a microfilter by a pressurizing pump to remove microfilters of 1 μm or more existing in the transferred raw water by a microfilter;

상기 미립자가 필터링 된 처리 수에 포함된 이온들을 하나 이상의 전기투석 장치에 의해 1차적으로 제거하는 이온 제거 단계;An ion removal step in which the fine particles primarily remove ions contained in the filtered treatment water by one or more electrodialysis apparatuses;

상기 전기투석 장치로부터 저압펌프에 의해 이송된 처리수의 이온들을 RO막을 포함하여 이루어진 역삼투압 수단에 의해 더 제거하는 단계;Further removing ions of the treated water transferred by the low pressure pump from the electrodialyser by reverse osmosis means comprising RO membrane;

상기 역삼투압 수단에 의해 처리된 이온 제거수에 미네랄을 미네랄 공급장치에 의해 공급하는 미네랄 공급 단계; 및A minerals supplying step of supplying minerals to the ion removing water treated by the reverse osmosis means by means of a mineral supply device; And

상기 미네랄 공급장치에 의해 미네랄이 공급된 담수를 담수 탱크에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO막을 이용한 담수화 방법을 제공한다.And storing fresh water supplied with minerals by the mineral feeder in a fresh water tank. The present invention also provides a desalination method using MFED and RO membrane.

이하, 본 발명에 따라 담수화 MFED 및 RO막을 이용한 담수화 방법에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a desalination method using desalinated MFED and RO membrane will be described in detail with reference to the drawings.

원수 저장 탱크(200)에 원수를 저장하는 단계는 바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 펌프(100)를 통해 취수하여 수위를 자동으로 조절하고 저장한다.In the step of storing the raw water in the raw water storage tank 200, raw water including seawater or coastal ground water is taken through the pump 100 to automatically adjust and store the water level.

상기 원수 저장 단계에서 유입되는 원수의 용존고형물농도는 특별한 제한이 없으나 보통 35,000 ppm 전후인 것을 사용하는 것이 바람직하다.There is no particular limitation on the concentration of dissolved solids in the raw water flowing in the raw water storage step, but it is preferable that the concentration is usually around 35,000 ppm.

저장된 원수는 이송 펌프(300)에 의해 전처리 여과기(400)로 유입되며, 상기 부유물 또는 이물질을 제거하는 단계에서 하나 이상의 전처리 여과기(400)를 사용하여 원수에 포함된 부유물 또는 이물질을 응집, 여과 또는 흡착 공정을 통해 제거하는 것을 특징으로 한다.The stored raw water is introduced into the pretreatment filter 400 by the transfer pump 300. In the step of removing the float or foreign matter, the at least one pretreatment filter 400 is used to flocculate, And is removed through an adsorption process.

상기 필터링 단계에서는 전처리 여과기를 통과한 원수를 가압펌프(500)에 의해 이송된 원수 내에 존재하는 1㎛ 이상의 미립자들을 마이크로 필터(600)에 의해 제거할 수 있다.In the filtering step, the microfilter 600 can remove fine particles having a size of 1 μm or more present in the raw water transferred by the pressurizing pump 500 from the raw water having passed through the pre-treatment filter.

이어서, 상기 미립자가 필터링 된 처리 수에 포함된 이온들은 하나 이상의 전기투석 장치(700)에 의해 1차적으로 이온들이 제거된다.The ions contained in the filtered treatment water are then primarily removed by one or more electrodialysis apparatuses 700.

상기 이온 제거 단계에서는 금속염의 이온들이 주로 제거된다. 구체적으로, 전기투석 장치(700) 내의 희석수는 원수가 희석실를 통과하는 과정에서 생성되되, 원수의 (+)이온은 양이온교환막을 통과하고 원수의 (-)이온은 음이온교환막을 통과하여 농축실에 축적된다.In the ion removing step, ions of the metal salt are mainly removed. Specifically, the dilution water in the electrodialysis unit 700 is generated in the process of passing the raw water through the dilution chamber. The (+) ion of the raw water passes through the cation exchange membrane and the (-) ion of the raw water passes through the anion exchange membrane, ≪ / RTI >

상기 이온 제거 단계는 전기 투석 장치(700)가 2개 이상 구비되어 필터링 된 처리 수에 포함된 이온들을 제거하되, 하나의 전기투석 장치가 가동되어 이온의 제거를 수행하고, 가동되는 전기투석장치의 이온 제거 효율이 낮아지면 별도의 전기투석 장치가 교대로 가동되며, 이미 가동된 전기투석 장치는 세정을 진행하는 것이 더욱 효율적일 수 있다.In the ion removing step, two or more electrodialysis apparatuses 700 are provided to remove ions contained in the filtered treatment water, one of the electrodialysis apparatuses is operated to perform ion removal, When the ion removal efficiency is lowered, a separate electrodialysis apparatus is alternately operated, and it is more efficient for the electrodialysis apparatus that has already been operated to conduct cleaning.

상기 전기투석 장치(700)의 희석수 배출구에는 전기전도도 및(또는) 용존고형물농도(TDS) 측정센서가 추가로 구비되고, 전기투석장치를 교대로 가동하는지의 여부는 이온 제거 효율을 상기 전기전도도 및(또는) 용존고형물농도 측정 센서(TDS)에 의해 판단하여 수행할 수 있다.The dilution water outlet of the electrodialyser 700 is further provided with a sensor for measuring electrical conductivity and / or dissolved solid concentration (TDS), and whether or not the electrodialyser is alternately operated can be determined by comparing the ion removal efficiency with the electrical conductivity And / or by a dissolved solids concentration measurement sensor (TDS).

상기 이온 제거 단계를 통과한 처리수의 용존고형물농도는 10,000~15,000 ppm 정도가 되어 상당수의 이온들이 제거된다.The dissolved solid concentration of the treated water having passed through the ion removing step is about 10,000 to 15,000 ppm, and a considerable number of ions are removed.

이어서, 전기투석 장치(700)에서 저압펌프(800)로 이송된 원수의 제거되지 못한 이온들은 추가로 RO막을 포함하는 역삼투압 수단(900)에 의해 2차적으로 제거되어 목적하는 담수를 얻는다. 상기 단계에 의해 제거된 처리수의 용존고형물농도는 500 ppm 이하가 된다.Subsequently, the unremoved ions of the raw water transferred from the electrodialyser 700 to the low-pressure pump 800 are secondarily removed by the reverse osmosis means 900 including the RO membrane to obtain the desired fresh water. The dissolved solid concentration of the treated water removed by the above step becomes 500 ppm or less.

이어서, RO막을 포함하는 역삼투압 수단(900)을 통과한 담수는 필요한 미네랄 공급장치(1000)에 의해 미네랄이 공급된다. 이러한 미네랄은 소비자, 시음자 또는 목적하는 담수의 용도에 따라 다양한 범위 내에서 첨가할 수 있음은 자명하다.Next, the fresh water having passed through the reverse osmosis means 900 including the RO membrane is supplied with minerals by the necessary mineral supply apparatus 1000. It is obvious that these minerals can be added in various ranges depending on the use of the consumer, the taster or the intended fresh water.

마지막으로, 미네랄이 공급된 담수는 담수 저장 탱크(1100)에 저장하여 필요에 따라 사용한다.Finally, the fresh water supplied with the mineral is stored in the fresh water storage tank 1100 and used as needed.

본 발명은 추가의 일면에 있어서,According to a further aspect of the present invention,

MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치에 있어서,In the desalination apparatus using MFED and RO membrane,

펌프를 통해 취수된 바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 저장하는 원수 저장 탱크;A raw water storage tank for storing raw water including seawater or coastal ground water taken via a pump;

상기 원수 저장 탱크로부터 이송 펌프를 통해 유입되는 원수의 부유물 또는 이물질을 제거하는 하나 이상의 전처리 여과기;At least one pretreatment filter for removing floating matters or foreign matter of raw water flowing through the feed pump from the raw water storage tank;

상기 전처리 여과기를 통과한 원수를 마이크로 필터로 이송하는 가압펌프;A pressurizing pump for transferring raw water having passed through the pretreatment filter to a microfilter;

상기 가압펌프에 의해 이송된 원수로부터 1㎛ 이상의 미립자들을 제거하는 마이크로 필터;A microfilter for removing fine particles of 1 mu m or more from the raw water transferred by the pressurizing pump;

상기 마이크로 필터를 통과한 처리수로부터 이온들을 제거하는 하나 이상의 전기투석 장치;At least one electrodialysis device for removing ions from the treated water that has passed through the microfilter;

상기 전기투석 장치로부터 저압펌프에 의해 이송된 처리수로부터 이온들을 더 제거하는 RO막을 포함하여 이루어진 역삼투압 수단;Reverse osmosis means comprising an RO membrane further removing ions from the treated water transferred by the low pressure pump from the electrodialysis unit;

상기 역삼투압 수단에 의해 처리된 이온 제거수에 미네랄을 공급하는 미네랄 공급장치; 및A mineral supply device for supplying minerals to the ion removal water treated by the reverse osmosis means; And

상기 미네랄 공급장치에 의해 미네랄이 공급된 담수를 저장하는 담수 저장 탱크;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치를 제공한다.And a fresh water storage tank for storing fresh water supplied with minerals by the mineral supply device. The present invention also provides a desalination apparatus using MFED and RO membrane.

이하, 본 발명의 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치를 첨부된 도면을 참고하여 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a desalination apparatus using MFED and RO membrane of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치를 개략적으로 나타낸 배치도이다.1 is a schematic view showing a desalination apparatus using MFED and RO membrane according to the present invention.

본 발명의 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치는 크게 원수 저장 탱크(200), 전처리 여과기(400), 마이크로 필터(600), MFED(700), 역삼투압 수단(900), 미네랄 공급장치(1000), 담수 저장 탱크(1100) 및 각종 펌프들을 포함하여 이루어진다.The desalination apparatus using the MFED and the RO membrane of the present invention mainly comprises a raw water storage tank 200, a pretreatment filter 400, a microfilter 600, an MFED 700, a reverse osmosis unit 900, a mineral feeder 1000, A fresh water storage tank 1100 and various pumps.

본 발명에 따른 담수화 장치는 통상의 배관을 통하여 장치가 유기적으로 작동하도록 연결되어 있으며, 이를 구체적으로 설명하지 않더라도 그러한 연결관계는 자명한 것이다. 그러한 예로서 상기 이송 펌프는 다음 단계 단계로 처리 수를 이송하는 기능을 하는 것이며, 특별히 배관을 언급하지 않더라도 이들과 연계하여 작동하는 것은 자명하다.The desalination apparatus according to the present invention is connected to the apparatus through an ordinary piping so that the apparatus operates organically. Even if the apparatus is not specifically described, the connection relationship is obvious. As an example, the transfer pump functions to transfer the process water to the next step, and it is obvious that the transfer pump operates in conjunction with them even if the piping is not particularly mentioned.

상기 펌프는 사용되는 위치에 따라 펌프(100), 이송펌프(300), 가압펌프(500) 및 저압펌프(800) 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.The pump 100 may selectively use one of the pump 100, the transfer pump 300, the pressurization pump 500, and the low-pressure pump 800 depending on the used position.

상기 원수 저장 탱크(200)는 펌프를 통해 바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 취수하고 취수된 바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 저장하며, 수위는 자동으로 조절하는 것이 바람직할 수 있다.The raw water storage tank 200 may receive raw water including seawater or coastal ground water through a pump and store raw water including seawater or coastal ground water taken in, and it is preferable that the water level is automatically adjusted.

상기 전처리 여과기(400)는 통상의 정밀 여과막, 한외 여과막 및 모래 여과 수단 중 적어도 어느 하나를 포함하는 여과 수단을 사용하여 원수의 부유물 또는 이물질을 응집, 여과 및 흡착공정을 통해 여과처리 할 수 있다. The pretreatment filter 400 may be subjected to filtration through flocculation, filtration and adsorption processes of suspended matter or foreign matter of raw water using a filtration means including at least one of a conventional microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane and a sand filtration means.

상기 여과기(400)는 복수로 구성되는 것이 원수 처리 효율의 면에서 더욱 바람직할 수 있다.It is preferable that the filter 400 is composed of a plurality of filters in view of raw water treatment efficiency.

상기 마이크로 필터(600)는 원수 내에 존재하는 1㎛ 이상의 미립자를 제거할 수 있는 것을 사용하는 것이 좋다. 그러나, 1㎛ 이하의 미립자까지 제거하는 구성을 취할 경우 필터에 부하가 걸려 필터 수명이나 처리 효율에 문제가 발생할 수 있으므로 본 발명에서는 미립자나 이온들을 다단계에 걸쳐서 제거하는 것이 효율적일 수 있다.It is preferable that the micro filter 600 be capable of removing fine particles of 1 mu m or more existing in the raw water. However, when a structure for removing fine particles of 1 탆 or less is taken, a load may be applied to the filter, which may cause problems in the life of the filter and the treatment efficiency. Therefore, in the present invention, it may be efficient to remove fine particles or ions over a plurality of stages.

상기 전기투석장치(700)는 본 발명의 특징적인 구성 요소로서, 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이 유로의 흐름에 따라 지지체(1), 양극판(2), 농축실(3), 음이온교환막(4), 희석실(5), 양이온교환막(6), 농축실(3), 음극판(7) 및 지지체(1)가 순차적으로 적층된 적층체로 이루어지며 음이온교환막(4), 희석실(5), 양이온교환막(6) 및 농축실(3)은 반복 구조로서 복수 조가 더 설치될 수 있다.The electrodialyser 700 is a characteristic component of the present invention. As shown in Figs. 2 and 3, the electrodialyzer 700 includes a supporting body 1, a positive electrode plate 2, a concentration chamber 3, The anion exchange membrane 4, the dilution chamber 5, the cation exchange membrane 6, the concentration chamber 3, the cathode plate 7, and the support body 1 in this order. ), The cation exchange membrane 6, and the concentration chamber 3 may be provided in a plurality of sets as a repetitive structure.

상기 전기 투석장치에서 원수 및 농축수가 펌프로 농출식(3) 및 희석실(5)에 공급되고, 전극에 의해 적층체가 전기장을 형성하면 전기영동에 의해서 희석실(5)을 투과하는 원수에 함유된 양이온(Na+, K+, Ca2 +, Mg2 +, Fe2 2 +등)은 음극쪽의 양이온교환막(6)을 투과하여 농축실(3)로 이동하고, 음이온(Cl-, Br-, NO3 -, SO4 2 -, HCO3 -등)은 양극쪽의 음이온교환막(4)을 투과하여 농축실(3)로 이동하는 과정을 통해 해수에 포함된 이온이 제거된다.When raw water and concentrated water are supplied from the electrodialyser to the diluting chamber 5 and the diluting chamber 5 by a pump and the laminate forms an electric field by the electrodes, the cation (Na +, K +, Ca 2 +, Mg 2 +, Fe 2 2 +, etc.) is moved to the cation-exchange membrane (6) concentrate chamber 3 passes through the negative side, and the negative ions (Cl -, Br - , NO 3 - , SO 4 2 - , HCO 3 -, etc.) is passed through the anion exchange membrane (4) on the anode side and moved to the concentration chamber (3).

상기 역삼투압 수단(900)은 통상의 RO막을 포함하는 것을 이용할 수 있으며, 상기 RO막은 셀룰로오스아세테이트 또는 폴리아마이드 재질로 복합막 형태로 중공사형이나 판형 또는 나선형이나 최저진동원형 구조로 형성될 수 있다.The RO membrane may be formed of a cellulose acetate or polyamide material in the form of a composite membrane, such as a hollow tube, a plate, a spiral, or a low vibration circular structure.

상기 미네랄 공급장치(1000)에서는 사용 용도에 따라 적합한 미네랄이 공급되고, 상기 담수 저장 탱크(1100)도 역시 사용 목적에 따라 다양한 구조 및 형상을 취할 수 있으며, 통상적인 탱크를 활용하여도 좋다.In the mineral supply apparatus 1000, minerals suitable for the purpose of use are supplied, and the fresh water storage tank 1100 may have various structures and shapes according to the purpose of use, and a conventional tank may be utilized.

이상, 본 발명은 구체적인 실시형태를 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명에 해당 기술 분야에서 통상을 지식을 가진 자에 의해 아래에 기재될 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications and changes may be made in the present invention by adding, changing, deleting, or adding components.

1 : 지지체 2 : 양극판
3 : 농축실 4 : 음이온교환막
5 : 희석실 6 : 양이온교환막
7 : 음극판 100 : 펌프
200 : 원수 저장 탱크 300 : 이송펌프
400 : 전처리 여과기 500 : 가압펌프
600 : 마이크로 필터 700 : MFED
800 : 저압펌프 900 : 역삼투압 수단
1000 : 미네랄 공급장치 1100 : 담수 저장 탱크1: Support body 2: Positive electrode plate
3: concentration chamber 4: anion exchange membrane
5: Dilution chamber 6: Cation exchange membrane
7: cathode plate 100: pump
200: raw water storage tank 300: transfer pump
400: Pretreatment filter 500: Pressure pump
600: Micro filter 700: MFED
800: low pressure pump 900: reverse osmosis means
1000: Mineral supply device 1100: Fresh water storage tank

Claims (7)

MFED 및 RO막을 이용한 담수화 방법에 있어서,
바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 펌프를 통해 취수하여 원수 저장 탱크에 저장하는 단계;
상기 원수 저장 탱크로부터 이송 펌프를 통해 유입되는 원수의 부유물 또는 이물질을 하나 이상의 전처리 여과기에 의해 제거하는 단계;
상기 전처리 여과기를 통과한 원수를 가압펌프에 의해 마이크로 필터로 이송하여, 이송된 원수 내에 존재하는 1㎛ 이상의 미립자들을 마이크로 필터에 의해 제거하는 필터링 단계;
상기 미립자가 필터링 된 처리 수에 포함된 이온들을 하나 이상의 전기투석 장치에 의해 1차적으로 제거하는 이온 제거 단계;
상기 전기투석 장치로부터 저압펌프에 의해 이송된 처리수의 이온들을 RO막을 포함하여 이루어진 역삼투압 수단에 의해 더 제거하는 단계;
상기 역삼투압 수단에 의해 처리된 이온 제거수에 미네랄을 미네랄 공급장치에 의해 공급하는 미네랄 공급 단계; 및
상기 미네랄 공급장치에 의해 미네랄이 공급된 담수를 담수 탱크에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO막을 이용한 담수화 방법.In the desalination method using MFED and RO membrane,
Collecting raw water including seawater or coastal ground water through a pump and storing it in a raw water storage tank;
Removing at least one floating or foreign matter of raw water flowing through the feed pump from the raw water storage tank by one or more pretreatment filters;
A filtering step of transferring raw water having passed through the pretreatment filter to a microfilter by a pressurizing pump to remove microfilters of 1 μm or more existing in the transferred raw water by a microfilter;
An ion removal step in which the fine particles primarily remove ions contained in the filtered treatment water by one or more electrodialysis apparatuses;
Further removing ions of the treated water transferred by the low pressure pump from the electrodialyser by reverse osmosis means comprising RO membrane;
A minerals supplying step of supplying minerals to the ion removing water treated by the reverse osmosis means by means of a mineral supply device; And
And storing fresh water supplied with minerals in the fresh water tank by the mineral feeder. 제 1항에 있어서,
상기 부유물 또는 이물질을 제거하는 단계는 하나 이상의 전처리 여과기를 사용하여 원수에 포함된 부유물 또는 이물질을 응집, 여과 또는 흡착 공정을 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO막을 이용한 담수화 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of removing the float or foreign matter comprises removing at least one floating or foreign matter contained in the raw water by using at least one pretreatment filter through a process of flocculation, filtration or adsorption. 제 1항에 있어서,
상기 이온 제거 단계는 전기 투석 장치가 2개 이상 구비되어 필터링 된 처리 수에 포함된 이온들을 제거하되, 하나의 전기투석 장치가 가동되어 이온의 제거를 수행하고, 가동되는 전기투석장치의 이온 제거 효율이 낮아지면 별도의 전기투석 장치가 교대로 가동되며, 이미 가동된 전기투석 장치는 세정을 진행하는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO막을 이용한 담수화 방법.The method according to claim 1,
Wherein the ion removing step includes two or more electrodialysis apparatuses to remove ions contained in the filtered treatment water, wherein one electrodialysis apparatus is operated to perform ion removal, and ion removal efficiency of the electrodialysis apparatus The electrodialysis device is operated alternately, and the electrodialysis device that has already been operated is cleaned. The desalting method using the MFED and RO membrane. 제 1항에 있어서,
상기 이온 제거 단계는 상기 전기투석 장치의 희석수 배출구에 전기전도도 및(또는) 용존고형물농도(TDS) 측정센서가 추가로 구비되고, 전기투석장치를 교대로 가동하는지의 여부는 이온 제거 효율을 상기 전기전도도 및(또는) 용존고형물농도 측정센서에 의해 판단하여 수행하는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 방법.The method according to claim 1,
The ion removing step may further include an electric conductivity and / or a dissolved solid concentration (TDS) measuring sensor at a dilution water outlet of the electrodialysis unit, and whether or not the electrodialysis apparatus is alternately operated may include: And / or the dissolved solids concentration measuring sensor according to the present invention. 제 1항에 있어서,
상기 이온 제거 단계에서 제거되는 이온들은 금속염인 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 방법.The method according to claim 1,
Wherein the ions removed in the ion removal step are metal salts. 제 1항에 있어서,
상기 원수 저장 단계에서 유입되는 원수의 이온 농도는 35,000 ppm 전후, 상기 이온 제거 단계를 통과한 처리수의 이온 농도는 10,000~15,000 ppm, 상기 역삼투압 수단에 의해 이온들을 더 제거하는 단계에 의해 제거된 처리수의 이온 농도는 500 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 방법.The method according to claim 1,
The ion concentration of the raw water flowing in the raw water storing step is about 35,000 ppm, the ion concentration of the treated water passed through the ion removing step is 10,000 to 15,000 ppm, and the ions are removed by further removing ions by the reverse osmosis means Wherein the ion concentration of the treated water is 500 ppm or less. MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치에 있어서,
펌프를 통해 취수된 바닷물이나 해안지하수를 포함하는 원수를 저장하는 원수 저장 탱크;
상기 원수 저장 탱크로부터 이송 펌프를 통해 유입되는 원수의 부유물 또는 이물질을 제거하는 하나 이상의 전처리 여과기;
상기 전처리 여과기를 통과한 원수를 마이크로 필터로 이송하는 가압펌프;
상기 가압펌프에 의해 이송된 원수로부터 1㎛ 이상의 미립자들을 제거하는 마이크로 필터;
상기 마이크로 필터를 통과한 처리수로부터 이온들을 제거하는 하나 이상의 전기투석 장치;
상기 전기투석 장치로부터 저압펌프에 의해 이송된 처리수로부터 이온들을 더 제거하는 RO막을 포함하여 이루어진 역삼투압 수단;
상기 역삼투압 수단에 의해 처리된 이온 제거수에 미네랄을 공급하는 미네랄 공급장치; 및
상기 미네랄 공급장치에 의해 미네랄이 공급된 담수를 저장하는 담수 탱크;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 MFED 및 RO 막을 이용한 담수화 장치.In the desalination apparatus using MFED and RO membrane,
A raw water storage tank for storing raw water including seawater or coastal ground water taken via a pump;
At least one pretreatment filter for removing floating matters or foreign matter of raw water flowing through the feed pump from the raw water storage tank;
A pressurizing pump for transferring raw water having passed through the pretreatment filter to a microfilter;
A microfilter for removing fine particles of 1 mu m or more from the raw water transferred by the pressurizing pump;
At least one electrodialysis device for removing ions from the treated water that has passed through the microfilter;
Reverse osmosis means comprising an RO membrane further removing ions from the treated water transferred by the low pressure pump from the electrodialysis unit;
A mineral supply device for supplying minerals to the ion removal water treated by the reverse osmosis means; And
And a fresh water tank for storing fresh water supplied with minerals by the mineral supply device.
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