KR20170030168A

KR20170030168A - 용존공기 부상법과 입상 산화철 공정을 결합한 해수 담수화 설비용 전처리 장치

Info

Publication number: KR20170030168A
Application number: KR1020150127368A
Authority: KR
Inventors: 강기훈; 남종우; 김병철
Original assignee: 대림산업 주식회사
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2017-03-17

Abstract

본 발명은 해수 담수화 설비용 전처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 중동에서 적조현상으로 인하여 문제되고 있는 조류(algae)와 조류의 대사에 의해 해수 내에 용존 물질 형태로 존재하는 유기물을 산화철을 이용하여 흡착할 수 있는 해수 담수화 설비용 전처리 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 해수 담수화 설비에 투입되는 해수 내에 포함된 유기물을 제거하기 위한 해수 담수화 설비용 전처리 장치에 있어서; 해수를 유입시키기 위한 해수 유입수단; 상기 해수 유입 수단에 의해 유입된 해수에 응집제를 주입하는 응집제 주입수단; 상기 응집제 주입수단에 의해 주입된 응집제와 혼합된 해수를 교반하여 응집 반응을 유도하는 제1교반조; 상기 제1교반조에서 응집 반응이 발생한 해수를 교반하여 플럭의 사이즈를 극대화하는 제2교반조; 상기 제2교반조를 통과한 해수 내의 플럭과 용존 공기가 충돌한 후 수표면으로 부상하는 부상조; 상기 부상조에 용존 공기를 투입하는 공기 주입 수단; 상기 부상조의 상부에 마련되어 용존 공기와 함께 부상한 플럭을 제거하기 위한 플럭 제거 수단; 상기 부상조를 통과한 해수와 산화철이 접촉하여 해수 내에 포함된 조류의 대사물질을 흡착하기 위한 흡착조; 상기 흡착조를 통과한 해수를 배출하기 위한 해수 배출 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치를 제공한다.

Description

용존공기 부상법과 입상 산화철 공정을 결합한 해수 담수화 설비용 전처리 장치{Dissolved air flotation combined with granular iron oxide as SWRO desalination pre-treatment}

본 발명은 해수 담수화 설비용 전처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최근 중동에서 적조현상으로 인하여 문제되고 있는 조류(algae)와 조류의 대사에 의해 방출되어 해수 내에 용존 물질 형태로 존재하는 유기물을 산화철을 이용하여 흡착·제거할 수 있는 해수 담수화 설비용 전처리 장치에 관한 것이다.

해수담수화는 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 어려운 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 음용수나 생활용수 또는 공업용수로 사용할 수 있는 물을 얻을 수 있는 일련의 수처리 과정을 의미한다.

물은 해수, 기수, 담수로 구분할 수 있는데 그 기준은 용존 고형물의 농도이다. 용존 고형물의 농도가 10,000 내지 50,000㎎/ℓ인 것을 해수, 1,000 내지 10,000㎎/ℓ인 것을 기수, 300㎎/ℓ인 것을 담수라고 하는데, 해수담수화는 물속의 용존 고형물의 농도가 높은 해수의 용존 고형물을 제거함으로써 담수를 만들어내는 과정을 의미하는 것이다.

이러한 해수담수화 방법으로 증발법과 막 여과법이 대부분의 해수담수화 공정에 적용되어 있으며, 이 이외에도 결정화법, 이온교환막법, 용제추출법, 가압흡착법 등이 적용되는 경우도 있다. 증발법은 해수에 열을 가하여 증발된 담수를 회수하는 방식으로서 다단증발법(Multi-Stage Flash; MSF)과 다중효용법(Multi-Effect Distillation; MED) 방식으로 나눌 수 있다. 막 여과법은 해수를 역삼투막을 통과시켜 담수를 생산하는 역삼투압(Reverse Osmosis) 방식을 말한다.

현재 해수담수화 기술은 증발식에서 요구되는 고에너지 및 고비용 문제로 인해 막분리식이 많이 사용되고 있으며, 최근 막의 성능이 개선되고 생산단가가 떨어짐에 따라 막분리식에 대한 선호도는 점점 가속화되고 있다.

해수 내에는 막여과 공정에 사용되는 막을 오염시키는 여러 가지의 유기물이 포함되어 있는데 해수 중 유기물의 농도는 무기물에 비하여 매우 낮지만 역삼투 공정에서 막 오염에 대한 기여도는 50% 이상으로 알려졌다. (김지훈, 역삼투막 막 여과공정에서 물리화학적 세정기법 연구, 박사학위 논문, 성균관 대학교, 2010)

해수 담수화 시설이 가장 많이 설치되어 사용되고 있는 중동 지역에서 최근 지구 온난화로 인한 수온 상승에 의해 적조 발생이 증가하고 있고, 적조에 의해 해수 담수화 공정 중단 사례가 빈번하게 발생하고 있어 이에 대한 대책이 요구되고 있다.

적조 발생시 플랜트로 유입되는 해수는 막 오염 등으로 인해 심각한 운영상의 문제를 야기하며, 심한 경우 플랜트의 운전이 중단되기도 한다. 적조에 의한 막 오염으로 인해 2008년 아랍에미리트(United Arab Emirates, UAE)의 최소 5개의 해수담수화 플랜트가 적조가 사라질 때까지 약 2달간 운영을 멈추었으며, 일부 플랜트에서는 담수 생산량이 30~40%까지 감소하는 등 막대한 손실이 발생하였다.

적조 발생시 발생하는 이러한 문제의 주요 원인으로 조류 자체보다는 조류로부터 발생하는 유기물질이 막의 오염에 더 큰 영향을 미친다는 여러 연구 결과가 보고되었다. 조류로부터 발생하는 유기물질을 AOM(Algal-derived Organic Matter)이라 통칭하며, 이중 polysaccharides와 protein 등은 강력한 막 오염 유발 물질이다. 적조가 발생한 해수에서 조류의 개체수가 증가함에 따라 polysaccharide와 protein 등의 AOM 농도 역시 증가하며, 이에 의해 전처리 막(MF/UF)과 역삼투막(RO) 공정의 심각한 막 오염을 야기한다.

적조 발생시 해수 내에 조류(algae)가 증가하게 되고 조류의 세포벽이 깨지는 경우 세포벽 내부의 유기물이 방출되어 유기물 농도가 급격히 증가하므로 조류를 깨지 않고 제거하는 것이 중요하며 이에 따라 용존 공기부상(DAF; Dissolved Air Floatation) 공정이 조류를 제거하기 위한 공정으로 사용되는 경우가 많다.

용존 공기부상 공정은 공기로 포화한 가압수를 순간적으로 감압하였을 때, 발생하는 미세기포가 고형물 입자에 부착되어 상승 분리되는 원리를 이용한 방법인데, 이때 발생되는 기포의 크기는 대략 30~100㎛ 정도로 알려져 있다.

용존 공기부상 공정은 도 1에 도시된 바와 같이 원수에 응집제를 주입하여 반응을 유도하는 급속혼화조(1), 플럭을 극대화하는 완속혼화조(2), 미세기포(5; 도면에 작고 파란 원)와 플럭(6: 도면에 작은 원으로 표시)이 충돌한 후 수표면으로 부상이 일어나는 부상조(3), 처리수의 일부분을 가압하기 위한 Saturator와 Saturator에 공기를 주입하기 위한 공기압축기(4) 등으로 이루어져 있다.

최근 중동지역의 이상 고온에 의해 적조 발생이 빈번해지면서, 해수담수화 플랜트의 피해가 커지자 조류에 대한 높은 대응능력을 보여 주는 용존 공기부상 공정을 해수 담수화 설비의 전처리 설비로 적용하는 것이 점차 일반화되는 추세이다.

그런데 용존 공기부상 공정은 조류 제거에는 우수한 성능을 보이지만, 조류가 대사를 하는 과정에서 분비하는 유기물질(AOM: Algal Organic Matter)에 대한 제거 효율은 매우 낮은 편이다. 조류가 분비하는 유기물질은 용존 상태의 유기물질로서 플럭화 되어 공기와 같이 떠오르지 않으므로 용존 공기부상 공정의 후속 공정인 전처리 막(MF/UF)과 역삼투막(RO)을 심각하게 오염시키지만 이에 대한 대책이 없어 적조 발생시에는 운전이 어려운 실정이다.

본 발명은 배경 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 용존 공기부상 공정으로는 제거하기 어려운 조류의 대사과정에서 발생하는 유기물질을 효과적으로 제거하여 전처리 막여과 공정과 역삼투 공정에 적용되는 막의 오염을 최소화할 수 있는 해수 담수화 설비용 전처리 장치를 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결 수단으로서 본 발명은,

해수 담수화 설비에 투입되는 해수 내에 포함된 유기물을 제거하기 위한 해수 담수화 설비용 전처리 장치에 있어서;

해수를 유입시키기 위한 해수 유입수단;

상기 해수 유입 수단에 의해 유입된 해수에 응집제를 주입하는 응집제 주입수단;

상기 응집제 주입수단에 의해 주입된 응집제와 혼합된 해수를 교반하여 응집 반응을 유도하는 제1교반조;

상기 제1교반조에서 응집 반응이 발생한 해수를 교반하여 플럭의 사이즈를 극대화하는 제2교반조;

상기 제2교반조를 통과한 해수 내의 플럭과 용존 공기가 충돌한 후 수표면으로 부상하는 부상조;

상기 부상조에 용존 공기를 투입하는 공기 주입 수단;

상기 부상조의 상부에 마련되어 용존 공기와 함께 부상한 플럭을 제거하기 위한 플럭 제거 수단;

상기 부상조를 통과한 해수와 산화철이 접촉하여 해수 내에 포함된 조류의 대사물질을 흡착하기 위한 흡착조;

상기 흡착조를 통과한 해수를 배출하기 위한 해수 배출 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치를 제공한다.

상기 산화철은 자철석(Fe₃O₄), 적철석(Fe₂O₃), 침철석(FeO(OH)), 페리 하이드레이트(Fe₅(OH)₂₄H₂)), 갈철석(FeO(OH)nH₂O), 능철석(FeCO₃) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 흡착조의 산화철은 입자성 산화철이 컬럼 형태로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 컬럼 형태의 산화철을 세척하기 위한 역세척 수단을 더 포함하는 것이 좋은데,

상기 역세척 수단은 상기 흡착조에 공기를 불어넣기 위한 공기 발생수단과 역세척수를 공급하기 위한 펌프, 배관 및 밸브를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 컬럼 형태의 산화철을 재생하기 위한 재생수단을 더 포함하는 것이 좋은데,

상기 재생수단은,

상기 수산화나트륨을 저장하는 수산화나트륨 탱크,

상기 수산화나트륨 탱크에 저장된 수산화나트륨과 세척수를 상기 흡착조에 유입시키고, 유입된 수산화나트륨에 의해 상기 산화철을 재생시킨 이후에 수산화나트륨 및 세척수를 배출하기 위한 펌프, 배관 및 밸브를 포함하는 것이 좋다.

기존 역삼투막 기반의 해수담수화 공정의 전처리는 주로 용존 공기부상장치와 모래여과 공정 또는 막여과 공정으로 구성되어 있으며 이러한 공정들의 주 목적은 고형물질을 제거하여 역삼투막을 보호함에 있다. 하지만, 전처리 막여과(MF/UF) 공정, 역삼투(RO) 공정의 성능저하를 야기하는 주요한 물질은 용존 유기물로서, 전처리 과정에서 제거가 되고 있지 않은 실정이다. 특히 적조 발생시에는 급속도로 증가하는 유기물질에 의해 심각한 막 오염이 발생하여 심할 경우 플랜트 가동이 중단되어 대규모 손실을 야기한다.

본 발명에 의하면, 용존 공기부상 공정으로는 제거하기 어려운 조류의 대사활동 과정에서 발생하는 유기물질을 산화철을 이용하여 흡착 제거하여 막의 오염을 최소화하여 적조 발생시에도 플랜트 가동 중단 방지 및 안정적인 생산 수량을 확보하여 운영 손실을 최소화하며 추가로 화학세정 약품비 절감 및 막 수명 증가 등 전반적인 운영비 절감이 가능한 해수담수화 설비용 전처리 장치를 제공하는 것이다. 또한, 용존 유기물질을 제거하기 위한 공정을 추가하지 않고 기존과 동일한 전처리 공정 구성에서 유기물 제거가 가능해짐에 따라 부지면적 및 CAPEX 절감 효과가 가능하다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 해수 담수화 설비용 전처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 해수 담수화 설비용 전처리 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에 따른 해수 담수화 설비용 전처리 장치는 막 공정을 포함하는 해수 담수화 설비에 투입되는 해수 내에 포함된 유기물(주로 조류의 대사작용 과정에서 분비되는 유기물)을 제거하기 위한 장치로서 해수 유입수단(10), 응집제 주입수단(20), 제1교반조(30), 제2교반조(40), 부상조(50), 공기 주입 수단(60), 플럭 제거 수단(70), 흡착조(80), 해수 배출 수단(90), 역세척 수단(100), 재생 수단을 포함하여 구성된다.

상기 해수 유입수단(10)은 펌프(11)와 배관(12)으로 구성되며 해수를 상기 제1교반조(30)를 포함하는 전처리 장치에 유입시키기 위한 구성이다.

상기 응집제 주입수단(20)은 상기 해수 유입 수단(10)에 의해 유입된 해수에 응집제를 주입하는 구성이다.

상기 제1교반조(30)는 상기 응집제 주입수단(20)에 의해 주입된 응집제와 혼합된 해수를 교반하여 응집 반응을 유도하는 구성이다. 제1교반조(30)는 상대적으로 빠른 속도로 터빈이 회전하여 응집제와 해수가 응집 반응을 활성화할 수 있도록 한다.

상기 제2교반조(40)는 상기 제1교반조(30)에서 응집 반응이 발생한 해수를 저속 교반하여 플럭의 사이즈를 극대화하기 위한 구성이다.

상기 부상조(50)는 상기 제2교반조(40)에서 플럭이 극대화된 해수 내의 플럭과 용존 공기를 충돌시켜 수표면으로 부상시키는 구성이다.

상기 공기 주입 수단(60)은 상기 부상조에 미세 공기를 투입하기 위한 구성으로서 미세공기 형성수단(61), 공기 배관(62) 및 공기 밸브(63)와, 플럭을 부상시키기 위한 미세 기포를 형성하기 위한 구성을 포함한다. 미세 기포를 형성하는 구성은 이미 공지되어 있으므로 설명상의 편의를 위하여 생략하기로 한다.

상기 플럭 제거 수단(70)은 상기 부상조(50)의 상부에 마련되어 공기와 함께 수표면으로 떠오른 플럭을 제거한다.

상기 흡착조(80)는 해수의 흐름상 상기 부상조(50)의 하류에 위치하는데 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 부상조(50)와 별도의 반응조 형태로 구성되며 부상조(50)를 통과한 해수가 흡착조(80)로 유입될 수 있도록 펌프(82)를 설치하게 된다. 흡착조(80)에서는 상기 부상조(50)를 통과한 해수와 산화철이 접촉하여 해수 내에 포함된 조류의 대사물질을 흡착하게 된다.

종래의 해수 담수화 전처리 장비는 부상조를 포함하고 있는 경우에도 부상조에서 유기물질인 조류의 대사물질은 처리하지 못함으로써 막 공정에서 막을 오염시키는 주요 원인이 되는 물질을 제대로 처리하지 못하는 결과를 초래하였다. 그런데 본 발명에서는 산화철을 이용하여 조류의 대사물질을 흡착함으로써 후속 공정인 전처리 막 (MF/UF)공정과 역삼투막(RO) 공정에서 발생하는 막 오염의 부담을 현저하게 줄이게 된다.

기존 용존 유기물을 제거하는 공정은 크게 흡착공정과 산화공정으로 분류할 수 있으며, 흡착공정 중 활성탄은 정수처리 공정에서 녹조 발생시 빈번하게 사용되지만 해수는 높은 이온강도(Ionic Strength)로 인해 유기물의 흡착능이 매우 떨어져 적용성이 낮다. 또한 고급산화(AOP ; Advanced Oxidation Process)는 다양한 방법으로 Hydroxyl radical(OH radical)을 생성시켜 용존 유기물질을 분해, 제거하지만 해수에서는 발생한 OH radical 이 염소이온과 반응하여 소모됨에 따라 유기물 제거 효율이 매우 낮아진다. 반면에, 산화철은 산화철 표면과 용존 유기물질의 작용기(Functional Group)가 화학적으로 반응하여 결합함에 따라 해수와 같은 높은 이온강도 조건에서도 활용이 가능하다는 특징이 있다.

상기 흡착조(80)에 사용되는 산화철로는 자철석(Fe3O4), 적철석(Fe2O3), 침철석(FeO(OH)), 페리 하이드레이트(Fe5(OH)24H2)), 갈철석(FeO(OH)nH2O), 능철석(FeCO3) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 사용할 수 있다.

본 실시예에서 상기 흡착조(80)의 산화철은 입자성 물질로 구성된 컬럼 형태로 앞서 설명한 바와 같이 부상조(50)의 외부에 설치된다. 도면상에는 흡착조(80)가 해칭된 형태로 표시되어 있지만 실제로는 컬럼 형태의 산화철이 흡착조(80)에 배치되어 있다.

상기 흡착조(80)의 상부에는 트로프(81)가 설치된다. 상기 트로프(81)는 흡착조(80)의 내부에 형성된 산화철 컬럼을 역세척 시에 산화철이 유실되지 않고 역세수만 배출될 수 있도록 한다.

상기 배출 수단(90)은 상기 흡착조(80)를 통과한 해수를 배출하기 위한 구성이다. 상기 배출 수단(90)은 배출 배관(91)과 배출 밸브(92)를 포함하여 구성된다.

상기 역세척 수단(100)은 상기 흡착조(80)가 고형물질에 의해 막힐 경우에 흡착조(80)를 역세척 하기 위한 구성으로서 역세펌프(101), 역세 배관(102), 역세 밸브(103), 공기 발생수단으로 구성되는데 본 실시예에서는 공기 발생수단으로 부상조(50)에 공기를 주입하기 위한 미세공기 발생수단(61)을 같이 사용하며, 미세공기 발생수단(61)과 연결된 역세 송풍배관(65)과 역세 송풍밸브(64)도 아울러 포함하여 구성된다. 역세척을 위한 공기 역시 미세 기포를 사용하는 것이 유리하며 미세 기포 형성을 위한 구성을 포함하게 되며 이와 관련된 구성은 이미 공지이므로 상세한 설명은 설명하기로 한다.

상기 재생수단은 컬럼 형태의 산화철의 흡착능이 어느 정도 포화되어 유기물의 제거 효율이 떨어진 경우에 산화철을 재생하기 위한 구성으로서 수산화나트륨 주입수단(110)과 재생 배관(111) 및 재생 밸브(112)로 구성된다. 수산화나트륨 주입수단(110)은 수산화나트륨을 저장하는 수산화나트륨탱크와 수산화나트륨을 흡착조(80)로 이송하기 위한 펌프 등으로 구성될 수 있다.

도 1에 표시된 역세수 배출배관(104)은 역세수나 수산화나트륨을 배출하기 위한 배관이고 도면부호 역세수 배출밸브(105)는 역세수 배출배관(104)에 결합한 밸브이다. 물론, 본 실시예와 달리 역세수를 배출하기 위한 배관과 수산화나트륨을 배출하는 배관을 별도로 마련할 수도 있다. 도면에 도시하지는 않았지만 필요한 경우 펌프를 이용하여 역세수 배출배관(104)으로 역세수나 수산화나트륨을 강제 배출할 수도 있다.

이상으로 본 발명의 첫 번째 실시예의 구성에 대해 설명이 마무리되었으며 이하에서는 전술한 구성에 의해 해수 내의 유기물이 제거되는 과정과 흡착조(80)를 역세척 및 재생하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.

해수는 응집제 주입 수단(20)에 의해 응집제가 주입된 상태로 해수 유입 수단(10)에 의해 제1교반조(30)로 유입된다.

상기 제1교반조(30)에서는 제1터빈(31)에 의해 상대적으로 고속으로 해수를 교반시켜 응집 반응을 유도하게 되며, 해수 내의 유기물과 응집제가 반응하여 플럭이 생성되기 시작한다.

상기 제1교반조(30)를 통과한 해수는 제2교반조(40)로 유입된다. 제2교반조(40)에서는 제2터빈(41)에 의해 상대적으로 저속으로 해수를 교반시켜 제1교반조(30)에서 발생한 플럭의 사이즈를 극대화하게 된다.

제2교반조(40)를 통과한 해수는 부상조(50)로 유입된다. 이때 공기 주입 수단(60)에 의해 기포가 부상조(50)의 하부로 유입되며, 유입된 기포가 플럭과 결합하여 부상조(50)의 표면으로 부상하게 된다. 기포와 결합한 플럭이 부상조(50)의 표면으로 부상하면 플럭 제거 수단(70)에 의해 플럭이 제거된다.

부상조(50)를 통과한 해수는 펌프(82)에 의해 흡착조(80)에 유입되어 해수 내의 유기물질이 산화철에 흡착되면서 제거된다.

흡착조(80)에 고형물이 끼어 흡착조(80)의 해수의 흐름에 방해가 되어 유량이 감소하는 경우 해수 유입을 중단하고 역세척 수단(100)에 의해 흡착조(80)를 역세척 하게 된다. 역세척 시에 사용되는 역세척수는 유입되는 해수를 직접 사용할 수도 있고, 흡착조를 거친 처리수를 사용하여 역세할 수 있도록 배관 및 밸브를 구성할 수 있으며, 역세척 시에 사용되는 공기는 가압 부상조에 유입되는 미세기포를 적용할 수 있도록 배관 및 밸브를 구성되어 있어, 수역세, 미세기포 역세, 수역세+미세기포 역세가 가능할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 역세 시에는 입상 산화철이 부상하여 유실될 수 있는데 트로프(81)에 의하여 산화철은 유실되지 않고 역세수만 배출될 수 있도록 하는 것이다. 이를 위하여 역세수량을 적절히 조절할 필요가 있다.

산화철을 재생하는 경우에는, 해수 유입을 중단하고, 재생밸브(112)를 개방한 상태에서 수산화나트륨을 흡착조에 투입하여 산화철이 수산화나트륨에 충분히 잠기게 한다. 이때 수산화나트륨의 농도는 0.05~0.2 N이다. 수산화나트륨에 산화철이 잠긴 상태에서 30분 내지 1시간을 체류한 후에 역세수 배출밸브를 개방하여 역세수 배출 배관을 통해 폐 수산화나트륨을 배출하고, 다시 역세수 배출밸브를 폐쇄한 상태에서 흡착조에 수산화나트륨을 주입하여 수산화나트륨 내에 산화철이 잠기게 한 상태에서 30분 내지 1시간을 유지한 상태로 폐 수산화나트륨을 배치하는 공정을 3~4회 정도 반복하여 산화철을 재생시키게 된다. 수산화나트륨을 흡착조에 투입할 때, 역세 송풍밸브(64)를 개방하여 미세기포와 동시에 유입시키거나, 수산화나트륨 투입 후 간헐적으로 미세기포를 유입시키면, 산화철과 약품과의 접촉 가능성이 증가하여 재생 효율이 증가할 것이다. 경우에 따라서 차아 염소산나트륨, 수산화나트륨+차아염소산나트륨 등의 약품을 적용하면 더욱 향상된 재생 효율을 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 하나의 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였으나 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 해수 담수화 설비용 전처리 장치로 구체화될 수 있다.

10 : 해수 유입수단 20 : 응집제 주입수단
30 : 제1교반조 40 : 제2교반조
50 : 부상조 60 : 공기 주입 수단
70 : 플럭 제거 수단 80 : 흡착조
90 : 해수 배출 수단

Claims

해수 담수화 설비에 투입되는 해수 내에 포함된 유기물을 제거하기 위한 해수 담수화 설비용 전처리 장치에 있어서;
해수를 유입시키기 위한 해수 유입수단;
상기 해수 유입 수단에 의해 유입된 해수에 응집제를 주입하는 응집제 주입수단;
상기 응집제 주입수단에 의해 주입된 응집제와 혼합된 해수를 교반하여 응집 반응을 유도하는 제1교반조;
상기 제1교반조에서 응집 반응이 발생한 해수를 교반하여 플럭의 사이즈를 극대화하는 제2교반조;
상기 제2교반조를 통과한 해수 내의 플럭과 용존 공기가 충돌한 후 수표면으로 부상하는 부상조;
상기 부상조에 용존 공기를 투입하는 공기 주입 수단;
상기 부상조의 상부에 마련되어 용존 공기와 함께 부상한 플럭을 제거하기 위한 플럭 제거 수단;
상기 부상조를 통과한 해수와 산화철이 접촉하여 해수 내에 포함된 조류의 대사물질을 흡착하기 위한 흡착조;
상기 흡착조를 통과한 해수를 배출하기 위한 해수 배출 수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 산화철은 자철석(Fe3O4), 적철석(Fe₂O₃), 침철석(FeO(OH)), 페리 하이드레이트(Fe₅(OH)₂₄H₂)), 갈철석(FeO(OH)nH₂O), 능철석(FeCO₃) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 흡착조의 산화철은 입자성 산화철이 컬럼 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 컬럼 형태의 산화철을 세척하기 위한 역세척 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 역세척 수단은 상기 흡착조에 공기를 불어넣기 위한 공기 발생 수단과 역세척수를 공급하기 위한 펌프, 배관 및 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치.
제3항에 있어서,
상기 컬럼 형태의 산화철을 재생하기 위한 재생수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 재생수단은,
상기 수산화나트륨을 저장하는 수산화나트륨 탱크,
상기 수산화나트륨 탱크에 저장된 수산화나트륨과 세척수를 상기 흡착조에 유입시키고, 유입된 수산화나트륨에 의해 상기 산화철을 재생시킨 이후에 수산화나트륨 및 세척수를 배출하기 위한 펌프, 배관 및 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비용 전처리 장치.