KR20160138841A - 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치 및 수처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치(100)는, 수용 기능이 가능한 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110) 내부에 오염수(E)가 충전되도록 구분된 오염수 수용부(120)와, 상기 오염수 수용부(120)에 인접하고 유도용액(D)이 충전되도록 상기 케이싱(110) 내부에 구분된 유도용액 수용부(130)와, 상기 유도용액 수용부(130)에 인접하고 상기 유도용액 수용부(130)로부터 여과된 정수가 충전되도록 상기 케이싱(110) 내부에 구분된 정수 수용부(140)를 포함하고, 상기 오염수 수용부(120)와 유도용액 수용부(130)를 구분하도록 상기 탱크 (110) 내부에 장착된 반투막(103)과, 상기 유도용액 수용부(130)와 정수 수용부(140)를 구분하도록 상기 탱크 (110) 내부에 장착된 여과막(105)을 포함한다.
본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 방법은 상기 장치(100)를 이용하는 것으로서, 상기 오염수 수용부(120)에 오염수(E)를 주입하고 상기 유도용액 수용부(130)에 유도용액(D)을 주입하는 주입단계와, 상기 반투막(103)을 통해 오염수(E)의 물이 삼투압에 의해서 상기 유도용액(D) 쪽으로 통과하는 유도단계와, 상기 유도단계 이후에 상기 유도용액(D)과 물(W)이 자중에 의해 상기 여과막(105)을 통과하여 상기 정수 수용부(140)로 충전되는 증압단계를 포함한다.
따라서, 에너지 없이도 오염수(E)로부터 정수(W)를 효율적으로 걸러낼 수 있는 효과가 있다.

Description

유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치 및 수처리 방법 {Induction solution indwelling type hybrid water treatment equipment and water treatment method}

본 발명은 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치 및 수처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 오염수와 유동용액 사이의 농도차를 이용하여 반투막을 통해서 상기 오염수에 포함된 물을 유도용액으로 유입시킨 후, 물과 유도용액의 수압에 의해서 여과막을 통해 상기 물을 여과하도록 구성한 기술에 관한 것이다.

도 1은 배경기술에 의한 여과장치를 도시한 단면도로서 배경기술의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

배경기술은 여과장치(10)로서, 오염수를 삼투압에 의해 1차 처리수로 걸러내는 삼투압모듈(13)이 구성되고, 상기 오염수보다 높은 용존이온농도를 가지는 정삼투 유도용액을 상기 삼투압모듈(13)로 공급하는 정삼투 유도용액 공급수단(15)이 구성된다. 또한, 상기 삼투압모듈(13)로부터 1차 처리수를 공급받아서 염과 2차 처리수로 여과하는 염 분리수단(17)이 구성되고, 상기 염 분리수단(17)으로부터 배출되는 2차 처리수의 압력을 회수하여 저압상태로 상기 2차 처리수를 배출하는 에너지 회수수단(18)이 구성된다. 또한, 상기 에너지 회수수단(18)으로부터 2차 처리수를 공급받아서 담수로 배출하는 저압 역삼투막 모듈(19)이 구성된다.

상기 삼투압모듈(13)은 역삼투 과정과 정삼투 과정이 모두 이루어지는 것으로서, 역삼투 과정은 고압펌프(11)를 통해 고압의 오염수를 삼투막모듈(13)에 공급하므로 유도된다. 그리고, 정삼투 과정은 유입수와, 상기 정삼투 유도용액 공급수단(15)으로 부터 공급되는, 정삼투 유도용액 사이의 농도차에 의해서 유도된다.

상기 에너지 회수수단(104)은 터보 차저(TURBO CHARGER), 압력 교환기(PRESSURE EXCHANGER) 등으로 구성할 수 있다.

상기 배경기술에 의한 여과장치(10)에 의하면, 정삼투압 및 역삼투압에 의해서 1차 처리수를 여과한 후, 상기 염 분리수단(17)을 통해서 2차 처리수를 걸러낸다. 그리고, 상기 에너지 회수수단(18)에 의해서 역삼투막 모듈(19)로 공급하여 담수를 배출하게 된다.

상기 배경기술에 의한 여과장치(10)는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 삼투압모듈(13)에서 역삼투 과정이 이루어지도록, 오염수를 고압펌프(11)를 이용하여 삼투압모듈(13)로 압송해야 하므로, 전기 에너지가 소요되는 문제점이 있었다. 즉, 자발로 여과과정이 이루어질 수 없는 문제점이 있었다.

둘째, 여과 과정이 복잡하므로 신속하게 담수를 생산할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 1차 처리수를 여과한 후, 2차 처리수를 걸러내고, 상기 2차 처리수를 에너지 회수수단(104)을 통해서 저압 역삼투막 모듈(19)로 다시 걸러내므로 과정이 복잡하고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

셋째, 여과 과정이 복잡하므로, 구조가 복잡하고 부피가 커져서 소형경량의 디자인이 불가능하고 유지보수가 어려운 문제점이 있었다. 즉, 상기 고압펌프(11), 정삼투와 역삼투가 가능한 삼투압모듈(13) 및 정삼투 유도용액을 주기적으로 공급하는 정삼투 유도용액 공급수단(15), 2차 처리수를 분리하는 염 분리수단(17), 및 터보 차저(TURBO CHARGER), 압력 교환기(PRESSURE EXCHANGER) 등으로 구성되는 에너지 회수수단(18), 저압 역삼투막 모듈로 구성되므로 그 구조가 복잡한 문제점이 있었다.

한국 특허공개 10-2011-0067748호 (2011년 06월 22일)

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치 및 수처리 방법는 다음 사항을 해결하고자 한다.

첫째, 전기 에너지를 사용하지 않고 자연 현상에 의해서 자발로 여과과정이 이루어지도록 한다.

둘째, 여과과정은 2단계를 통해서 신속하게 이루어지도록 한다.

셋째, 간단한 구조로도 오염수로부터 정수를 원활하게 취득할 수 있고, 소형경량의 디자인이 가능하며, 이로 인해서 유지보수비가 배경기술에 비해서 적게 소요될 수 있도록 한다.

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치는,

수용 기능이 가능한 케이싱과, 상기 케이싱 내부에 오염수가 충전되도록 구분된 오염수 수용부와, 상기 오염수 수용부에 인접하고 유도용액이 충전되도록 상기 탱크 내부에 구분된 유도용액 수용부와, 상기 유도용액 수용부에 인접하고 상기 유도용액 수용부로부터 여과된 정수가 충전되도록 상기 케이싱 내부에 구분된 정수 수용부를 포함하고, 상기 오염수 수용부와 유도용액 수용부를 구분하도록 상기 탱크 내부에 장착된 반투막과, 상기 유도용액 수용부와 정수 수용부를 구분하도록 상기 탱크 내부에 장착된 여과막을 포함하여 구성된다.

또는, 배관 형상으로서 양측 단부가 마감된 케이싱과, 상기 케이싱의 양측 단부 중, 일측에 형성된 유입구 및 상대측에 형성된 배출구와, 상기 케이싱 내부에 수용되고 상기 케이싱의 내측면과 이격되어 오염수 수용부가 형성되도록 하는 필터를 포함하고, 상기 필터는 배관 모양으로 형성된 반투막과, 상기 반투막 내부에 수용되는 배관 모양으로서 상기 반투막의 내측면과 이격되어 유도용액 수용부가 형성된 여과막과, 상기 유도용액 수용부에 수용된 유도용액을 포함하고, 상기 필터는 전방단부를 마감하고 상기 케이싱의 내측면에 부착되고 상기 오염수 수용부로 연결되는 전방통공이 형성된 전방커버와, 상기 필터의 후방단부에서 상기 오염수 수용부와 상기 유도용액 수용부를 마감하고, 상기 여과막의 내부홀에 연결된 후방통공이 형성된 후방커버를 포함하여 구성된다.

또는, 배관 형상으로서 양측 단부가 마감된 케이싱과, 상기 케이싱의 양측 단부 중, 일측에 형성된 유입구 및 상대측에 형성된 배출구와, 상기 케이싱 내부에 수용된 다수의 필터를 포함하고, 상기 필터는 배관 모양으로 형성된 반투막과, 상기 반투막 내부에 수용되는 배관 모양으로서 상기 반투막의 내측면과 이격되어 유도용액 수용부가 형성된 여과막과, 상기 유도용액 수용부에 충전된 유도용액을 포함하고, 상기 필터는 전방단부를 마감하고 상기 케이싱의 내측면에 부착되고 상기 필터 사이로 연결되는 전방통공이 형성된 전방커버와, 상기 유도용액 수용부를 마감하고, 상기 여과막의 내부홀(H)에 연결된 후방통공이 형성되어 상기 케이싱의 내측면에 부착된 후방커버를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치를 이용하는 수처리 방법은,

상기 오염수 수용부에 오염수를 주입하고 상기 유도용액 수용부에 유도용액을 주입하는 주입단계와, 상기 반투막을 통해 오염수의 물이 삼투압에 의해서 상기 유도용액 쪽으로 통과하는 유도단계와, 상기 유도단계 이후에 상기 유도용액과 물정수가 자중에 의해 상기 여과막을 통과하여 상기 정수 수용부로 충전되는 증압단계를 포함한다.

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치 및 수처리 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 전기 에너지를 사용하지 않고 자연 현상에 의해서 자발로 여과과정이 이루어지므로 배경기술에 비해서 저비용으로 오염수를 걸러낼 수 있는 효과가 있다.

둘째, 여과과정은 2단계를 통해서 신속하게 이루어지므로 배경기술에 비해서 담수 생산성의 향상이 가능한 효과가 있다.

셋째, 간단한 구조로도 오염수로부터 정수를 원활하게 취득할 수 있고, 소형경량의 디자인이 가능하며, 이로 인해서 유지보수비가 배경기술에 비해서 적게 소요되는 효과가 있다.

도 1은 배경기술에 의한 여과장치를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 방법을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제1실시예를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제2실시예를 도시한 측면도.
도 5는 도 4의 A부를 도시한 국부 단면도.
도 6은 도 4의 B부를 도시한 국부 단면도.
도 7은 도 4의 F-F'선을 따라 취한 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제3실시예를 도시한 단면도.
도 9는 도 8의 G-G'선을 따라 취한 단면도.
도 11은 도 8의 E-E'선을 따라 취한 단면도.
도 12는 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제3실시예에 구성되는 필터를 도시한 단면도.

이하, 첨부되는 도면과 함께 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 방법을 도시한 블록도, 도 3은 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제1실시예를 도시한 단면도, 도 4는 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제2실시예를 도시한 측면도, 도 5는 도 4의 A부를 도시한 국부 단면도, 도 6은 도 4의 B부를 도시한 국부 단면도, 도 7은 도 4의 F-F'선을 따라 취한 단면도, 도 8은 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제3실시예를 도시한 단면도, 도 9는 도 8의 G-G'선을 따라 취한 단면도, 도 11은 도 8의 E-E'선을 따라 취한 단면도, 도 12는 본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치의 제3실시예에 구성되는 필터를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치(100)는, 오염수(E)로부터 정수(W)를 삼투압에 의해서 유도용액으로 흡수한 후, 상기 정수와 유도용액의 자중에 의한 수압에 의해서 정수를 재차 분리하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이를 위한 본 발명의 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치(100)의 제1실시예를 도 3과 함께 살펴보면 다음과 같다.

액체의 수용 기능이 가능한 케이싱(110)이 구성되는데 일례로 사각 박스형상으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 케이싱(110) 내부에 오염수(E)가 충전되도록 구분된 오염수 수용부(120)가 구성되고, 상기 오염수 수용부(120)에 인접하고 유도용액(D)이 충전되도록 상기 케이싱(110) 내부에 구분된 유도용액 수용부(130)가 구성된다. 또한, 상기 유도용액 수용부(130)에 인접하고 상기 유도용액 수용부(130)로부터 여과된 정수가 충전되도록 상기 케이싱(110) 내부에 구분된 정수 수용부(140)가 구성된다. 또한, 상기 오염수 수용부(120)와 유도용액 수용부(130)를 구분하도록 상기 케이싱(110) 내부에 장착된 반투막(103)이 구성되고, 상기 유도용액 수용부(130)와 정수 수용부(140)를 구분하도록 상기 케이싱(110) 내부에 장착된 여과막(105)이 구성된다.

상기 반투막(103, semipermeable membrane)은 농도가 높은 용액과 낮은 용액을 경계로 접촉하고 있을 때, 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 용매가 이동되도록 구성된 것이다.

상기 여과막(105)은 UF(Ultra-Filtration)여과막, NF(Nano-Filtration)여과막, RO(Reverse Osmosis)여과막 등으로 구성할 수 있는데, UF 여과막은 0.01∼0.001㎛의 미세공이 형성된 것이고, NF 여과막은 0.005∼0.001㎛의 미세공이 형성된 것으로서 세균, 고분자, 단백질, 고분자 유기물 등을 여과시키도록 구성된 것으로서 염화나트륨 수용액의 경우 수압에 의해서 정수(W)를 분리해 낼 수 있도록 구성된 것이다. 또한, 상기 RO 여과막은 물은 통과하지만 이온은 통과하지 않는 역삼투막이다.

또한, 상기 유도용액 수용부(130)에 연결되도록 상기 케이싱(110)에 연결된 수위게이지(Y) 및 압력게이지(X)가 구성되므로 유도용액 수용부(130)의 내부 상태를 확인할 수 있도록 구성된다.

상기 구성에 의한 제1실시예의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

상기 오염수 수용부(120)에 오염수(E)를 충전하고, 상기 유도용액 수용부(130)에 상기 오염수(E)보다 농도가 짙은 유도용액(D)이 충전되는데 일례로서 염화나트륨 수용액을 구비할 수 있다. 이렇게 해서 시간이 경과하게 되면 오염수(E)와 유도용액(D) 사이에 삼투압이 작용하게 되어 상기 오염수(E)로부터 정수가 분리되어 반투막(103)을 통과하여 유도용액(D)으로 흡수된다. 이때, 상기 유도용액(D)의 중량이 증가하게 되어 수압이 발생하게 되므로 유도용액(D) 속에 포함된 정수(W)는 상기 여과막(105)을 통과하게 되어 상기 정수 수용부(140)에 충전되므로 에너지 없이도 오염수(E)로부터 정수(W)를 용이하게 취득할 수 있는 이점이 있다. 이때, 유도용액(D)은 정수(W)가 배출된 만큼 유입되므로 농도의 변화없이 재활용하게 된다. 뿐만 아니라, 배경기술에 비해서 구조가 간단하여 소형경량의 디자인이 가능한 이점이 있다.

본 발명에 의한 제2실시예를 도 4 내지 도 7과 함께 살펴보면 다음과 같다.

배관 형상으로서 양측 단부가 마감된 케이싱(150)이 구성되고, 상기 케이싱(150)의 양측 단부 중, 일측에 형성된 유입구(155) 및 상대측에 형성된 배출구(157)가 구성되며, 상기 케이싱(150) 내부에 수용되고 상기 케이싱(150)의 내측면과 이격되어 오염수 수용부(159)가 형성되도록 하는 필터(160)가 구성된다.

또한, 상기 필터(160)는 배관 모양으로 형성된 반투막(163)이 구성되고, 상기 반투막(163) 내부에 수용되는 배관 모양으로서 상기 반투막(163)의 내측면과 이격되어 유도용액 수용부(164)가 형성된 여과막(165)이 구성되고, 상기 유도용액 수용부(164)에 충전된 유도용액(D)이 구성된다. 상기 유도용액(D)은 오염수보다 농도가 짙은 용액으로서 일례로 염화나트륨 수용액으로 구비할 수 있다.

또한, 상기 필터(160)는 전방단부(L)를 마감하고 상기 케이싱(150)의 내측면에 부착되고, 상기 오염수 수용부(159)로 연결되는 전방통공(T)이 형성된 전방커버(S)가 구성된다. 그리고, 상기 필터(160)의 후방단부(M)에서 상기 오염수 수용부(159)와 상기 유도용액 수용부(164)를 마감하고, 상기 여과막(165)의 내부홀(H)에 연결된 후방통공(V)이 형성된 후방커버(U)가 구성된다.

상기 반투막(103, semipermeable membrane)은 농도가 높은 용액과 낮은 용액을 경계로 접촉하고 있을 때, 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 용매가 이동되도록 구성된 것이다.

상기 여과막(105)은 UF(Ultra-Filtration)여과막, NF(Nano-Filtration)여과막, RO(Reverse Osmosis)여과막 등으로 구성할 수 있는데, UF 여과막은 0.01∼0.001㎛의 미세공이 형성된 것이고, NF 여과막은 0.005∼0.001㎛의 미세공이 형성된 것으로서 세균, 고분자, 단백질, 고분자 유기물 등을 여과시키도록 구성된 것으로서 염화나트륨 수용액의 경우 수압에 의해서 정수(W)를 분리해 낼 수 있도록 구성된 것이다. 또한, 상기 RO 여과막은 물은 통과하지만 이온은 통과하지 않는 역삼투막이다.

또한, 상기 반투막(163)의 외측면에 밀착되는 배관 형상의 외부메시(161)가 구성되고, 상기 여과막(165)의 내부홀(H)에 밀착되는 배관 형상의 내부메시(166)가 구성된다. 따라서, 반투막(103)과 여과막(105)은 강성을 구비하게 되어 찌그러지는 현상 없이 배관 모양을 유지할 수 있게 되어 용이하게 오염수(E) 및 정수(W)의 흐름이 가능하게 구성된다.

상기 구성에 의한 제2실시예의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

상기 유입구(155)에 오수(E)를 주입하면 전방커버(S)의 전방통공(T)을 통해서 상기 필터(160)와 케이싱(150) 사이의 공간인 오염수 수용부(159)로 충전된다. 그러면, 오염수(E)와 유도용액(D) 사이에 삼투압이 작용하게 되어 상기 오염수(E)로부터 정수가 분리되어 반투막(103)을 통과하여 유도용액(D)으로 흡수된다. 이때, 상기 유도용액(D)의 중량이 증가하게 되어 수압이 발생하게 되므로 유도용액(D) 속에 포함된 정수(W)는 상기 여과막(105)을 통과하게 되어, 여과막(105)의 내부홀(H)에 충전된다. 이때, 유도용액(D)은 정수(W)가 배출된 만큼 유입되므로 농도의 변화없이 재활용하게 된다. 따라서, 정수(W)는 후방커버(U)의 후방통공(V)을 통해 배출구(157)로 배출된다. 따라서, 에너지 없이도 오염수(E)로부터 정수(W)를 용이하게 취득할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라, 배경기술에 비해서 구조가 간단하여 소형경량의 디자인이 가능한 이점이 있다.

본 발명에 의한 제3실시예를 도 8 내지 도 12와 함께 살펴보면 다음과 같다.

배관 형상으로서 양측 단부가 마감된 케이싱(150)이 구성되고, 상기 케이싱(150)의 양측 단부 중, 일측에 형성된 유입구(155) 및 상대측에 형성된 배출구(157)가 구성되고, 상기 케이싱(150) 내부에 수용된 다수의 필터(160)가 구성된다.

상기 필터(160)는 배관 모양으로 형성된 반투막(163)이 구성되고, 상기 반투막(163) 내부에 수용되는 배관 모양으로서 상기 반투막(163)의 내측면과 이격되어 유도용액 수용부(164)가 형성된 여과막(165)이 구성된다.

또한, 상기 유도용액 수용부(164)에 충전된 유도용액(D)이 구성되는데, 상기 유도용액(D)은 오염수보다 농도가 짙은 용액으로서 일례로 염화나트륨 수용액으로 구비할 수 있다.

또한, 상기 필터(160)는 전방단부(L)를 마감하고 상기 케이싱(150)의 내측면에 부착되고 상기 필터(160) 사이로 연결되는 전방통공(T)이 형성된 전방커버(S)가 구성되고, 상기 유도용액 수용부(164)를 마감하고, 상기 여과막(165)의 내부홀(H)에 연결된 후방통공(V)이 형성되어 상기 케이싱(150)의 내측면에 부착된 후방커버(U)가 구성된다.

상기 반투막(103, semipermeable membrane)은 농도가 높은 용액과 낮은 용액을 경계로 접촉하고 있을 때, 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 용매가 이동되도록 구성된 것이다.

상기 여과막(105)은 UF(Ultra-Filtration)여과막, NF(Nano-Filtration)여과막, RO(Reverse Osmosis)여과막 등으로 구성할 수 있는데, UF 여과막은 0.01∼0.001㎛의 미세공이 형성된 것이고, NF 여과막은 0.005∼0.001㎛의 미세공이 형성된 것으로서 세균, 고분자, 단백질, 고분자 유기물 등을 여과시키도록 구성된 것으로서 염화나트륨 수용액의 경우 수압에 의해서 정수(W)를 분리해 낼 수 있도록 구성된 것이다. 또한, 상기 RO 여과막은 물은 통과하지만 이온은 통과하지 않는 역삼투막이다.

또한, 상기 반투막(163)의 외측면에 밀착되는 배관 형상의 외부메시(161)가 구성되고, 상기 여과막(165)의 내부홀(H)에 밀착되는 배관 형상의 내부메시(166)가 구성된다. 따라서, 반투막(103)과 여과막(105)은 강성을 구비하게 되어 찌그러지는 현상 없이 배관 모양을 유지할 수 있게 되어 용이하게 오염수(E) 및 정수(W)의 흐름이 가능하게 구성된다.

상기 구성에 의한 제3실시예의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

상기 유입구(155)에 오수(E)를 주입하면 전방커버(S)의 전방통공(T)을 통해서 상기 필터(160)와 케이싱(150) 사이의 공간으로 충전된다. 그러면, 오염수(E)와 유도용액(D) 사이에 삼투압이 작용하게 되어 상기 오염수(E)로부터 정수가 분리되어 반투막(103)을 통과하여 유도용액(D)으로 흡수된다. 이때, 상기 유도용액(D)의 중량이 증가하게 되어 수압이 발생하게 되므로 유도용액(D) 속에 포함된 정수(W)는 상기 여과막(105)을 통과하게 되어, 여과막(105)의 내부홀(H)에 충전된다. 이때, 유도용액(D)은 정수(W)가 배출된 만큼 유입되므로 농도의 변화없이 재활용하게 된다. 따라서, 정수(W)는 후방커버(U)의 후방통공(V)을 통해 배출구(157)로 배출된다. 따라서, 에너지 없이도 오염수(E)로부터 정수(W)를 용이하게 취득할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라, 배경기술에 비해서 구조가 간단하여 소형경량의 디자인이 가능한 이점이 있다.

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 방법을 도 2 및 도 3과 함께 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1실시예에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치(100)를 사용하는 것으로서, 상기 오염수 수용부(120)에 오염수(E)를 주입하고 상기 유도용액 수용부(130)에 유도용액(D)을 주입하는 주입단계가 이루어지고, 상기 반투막(103)을 통해 오염수(E)의 물이 삼투압에 의해서 상기 유도용액(D) 쪽으로 통과하는 유도단계가 이루어진다. 그리고, 상기 유도단계 이후에 상기 유도용액(D)과 정수(W)가 자중에 의해 상기 여과막(105)을 통과하여 상기 정수 수용부(140)로 충전되는 증압단계가 이루어진다.

따라서, 에너지 없이도 오염수(E)로부터 정수(W)를 용이하게 취득할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라, 배경기술에 비해서 구조가 간단하여 소형경량의 디자인이 가능한 이점이 있다.

본 발명에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 방법의 시험례를 살펴보면 다음과 같다.

도 3에서 도시한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치(100)를 구비한 상태에서 상기 오염수 수용부(120)에 오염수(E)를 주입하고 상기 유도용액 수용부(130)에 유도용액(D)을 주입하였다.

상기 오염수(E)는 일례로 pH 6.67, 온도 20℃의 것으로 구비하고, 유도용액(D)은 일례로 PEG 10,000(20% by weight), 반투막(103)은 HTI(Hydration Technologies, Inc.)를 사용하고, 여과막(105)는 SR-3(KOCH)의 것을 사용한다. 그리고, 상기 유도용액 수용부(130) 내부의 압력을 압력계를 통하여 조사하였다.

상기 조건에서 오염수(E)가 반투막(103)을 통과하여 유도용액(D)에 흡수된 후 여과막(105)을 통과하는 과정을 살펴본 바, 다음과 같은 표와 그래프를 얻을 수 있었다.

상기 표와 그래프에 의하면, 시간이 경과함에 따라 반투막(103)을 통과하는 정수(W)의 양과 여과막(105)을 통과하는 정수(W)의 양은 점점 증가하는 양상을 띄고 있었다. 그리고, 유도용액 수용부(130) 내부의 압력은 시험 개시 후 7시간이 경과한 때부터 큰 변화가 없는 것을 알 수 있었다.

결론적으로 20㎖의 오염수(E)를 81시간 동안 여과한 결과, 6.8㎖의 정수(W)를 취득할 수 있었다.

[표 1]

[그래프 1]

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형례와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치
103: 반투막 105: 여과막
110: 케이싱 120: 오염수 수용부
130: 유도용액 수용부 140: 정수 수용액
150: 케이싱 155: 유입구
157: 배출구 159: 오염수 수용부
160: 필터 161: 외부메시
163: 반투막 164: 유도용액 수용부
165: 여과막 166: 내부메시
S: 전방커버 T: 전방통공
U: 후방커버 V: 후방통공

Claims (5)

1. 수용 기능이 가능한 케이싱(110)과,
   상기 케이싱(110) 내부에 오염수(E)가 충전되도록 구분된 오염수 수용부(120)와,
   상기 오염수 수용부(120)에 인접하고 유도용액(D)이 충전되도록 상기 케이싱(110) 내부에 구분된 유도용액 수용부(130)와,
   상기 유도용액 수용부(130)에 인접하고 상기 유도용액 수용부(130)로부터 여과된 정수가 충전되도록 상기 케이싱(110) 내부에 구분된 정수 수용부(140)를 포함하고,
   상기 오염수 수용부(120)와 유도용액 수용부(130)를 구분하도록 상기 탱크 (110) 내부에 장착된 반투막(103)과,
   상기 유도용액 수용부(130)와 정수 수용부(140)를 구분하도록 상기 탱크 (110) 내부에 장착된 여과막(105)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치.
2. 배관 형상으로서 양측 단부가 마감된 케이싱(150)과,
   상기 케이싱(150)의 양측 단부 중, 일측에 형성된 유입구(155) 및 상대측에 형성된 배출구(157)와,
   상기 케이싱(150) 내부에 수용되고 상기 케이싱(150)의 내측면과 이격되어 오염수 수용부(159)가 형성되도록 구성된 필터(160)를 포함하고,
   상기 필터(160)는 배관 모양으로 형성된 반투막(163)과,
   상기 반투막(163) 내부에 수용되는 배관 모양으로서 상기 반투막(163)의 내측면과 이격되어 유도용액 수용부(164)가 형성된 여과막(165)과,
   상기 유도용액 수용부(164)에 수용된 유도용액(D)을 포함하고,
   상기 필터(160)는 전방단부(L)를 마감하고 상기 케이싱(150)의 내측면에 부착되고 상기 오염수 수용부(159)로 연결되는 전방통공(T)이 형성된 전방커버(S)와,
   상기 필터(160)의 후방단부(M)에서 상기 오염수 수용부(159)와 상기 유도용액 수용부(164)를 마감하고, 상기 여과막(165)의 내부홀(H)에 연결된 후방통공(V)이 형성된 후방커버(U)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치.
3. 배관 형상으로서 양측 단부가 마감된 케이싱(150)과,
   상기 케이싱(150)의 양측 단부 중, 일측에 형성된 유입구(155) 및 상대측에 형성된 배출구(157)와,
   상기 케이싱(150) 내부에 수용된 다수의 필터(160)를 포함하고,
   상기 필터(160)는 배관 모양으로 형성된 반투막(163)과,
   상기 반투막(163) 내부에 수용되는 배관 모양으로서 상기 반투막(163)의 내측면과 이격되어 유도용액 수용부(164)가 형성된 여과막(165)과,
   상기 유도용액 수용부(164)에 충전된 유도용액(D)을 포함하고,
   상기 필터(160)는 전방단부(L)를 마감하고 상기 케이싱(150)의 내측면에 부착되고 상기 필터(160) 사이로 연결되는 전방통공(T)이 형성된 전방커버(S)와,
   상기 유도용액 수용부(164)를 마감하고, 상기 여과막(165)의 내부홀(H)에 연결된 후방통공(V)이 형성되어 상기 케이싱(150)의 내측면에 부착된 후방커버(U)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 반투막(163)의 외측면에 밀착되는 배관 형상의 외부메시(161)와,
   상기 여과막(165)의 내부홀(H)에 밀착되는 배관 형상의 내부메시(166)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치.
5. 제1항에 의한 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 장치(100)를 이용하는 수처리 방법으로서,
   상기 오염수 수용부(120)에 오염수(E)를 주입하고 상기 유도용액 수용부(130)에 유도용액(D)을 주입하는 주입단계와,
   상기 반투막(103)을 통해 오염수(E)의 정수(W)가 삼투압에 의해서 상기 유도용액(D) 쪽으로 통과하는 유도단계와,
   상기 유도단계 이후에 상기 유도용액(D)과 정수(W)가 자중에 의해 상기 여과막(105)을 통과하여 상기 정수 수용부(140)로 충전되는 증압단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도용액 내재형 하이브리드 수처리 방법.

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