KR20170123488A - 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법 - Google Patents

결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 막증류 수처리에서 원수로부터 오염물질을 제거하여 담수를 생산하고 결정화장치를 통해 원수에 포함된 유가자원을 회수하도록 하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치는, 원수공급을 위해 원수를 저장하는 원수탱크; 상기 원수탱크로부터 고온의 원수를 공급받아 일부를 증기로 배출하는 막증류(MD)모듈부; 상기 MD모듈부를 통과한 원수를 공급받아 상기 원수 내에 포함된 결정을 추출하고 상기 결정이 추출된 원수를 상기 원수탱크로 배출하는 결정화장치; 상기 MD모듈부를 통과하여 상기 결정화장치로 공급되는 원수의 탁도를 검출하는 탁도검출부; 및 상기 탁도검출부에서 검출된 탁도가 기설정된 기준치가 되면 상기 결정화장치에서 원수 내에 포함된 결정을 추출하도록 상기 결정화장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법{Membrane distillation water treatment device with crystallizable equipment and resource recovery method using the same}
본 발명은 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법에 관한 것으로서, 특히 막증류 수처리에서 원수로부터 오염물질을 제거하여 담수를 생산하고 결정화장치를 통해 원수에 포함된 유가자원을 회수하도록 하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법에 관한 것이다.
2009년 세계경제포럼 '수자원 이니셔티브 보고서'는 물의 수요가 1950년부터 1990년까지 인구증가율을 크게 넘어선 3배나 증가했고, 글로벌 경제성장과 더불어 앞으로 35년 안에 지금보다 2배가 증가할 것으로 전망했다. 또한, 최근 수소가스와 바이오 에탄올 등 대체 에너지 생산이 활발해지면서 이에 따른 물 사용량도 크게 늘어날 것으로 예상된다.
최근에 이러한 물 부족 현상을 해결하고자 하,폐수 재사용에 관한 연구가 많이 진행되고 있으나 실제 재사용률은 매우 낮은 편이며 처리수질의 신뢰성 문제로 인하여 재이용수의 대부분이 하,폐수 처리장의 청소용수, 냉각용수, 희석용수 등으로 사용되고 있는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 기술이 현장에 적용되고 있다. 일례로 막증류(Membrane Distillation:MD) 기술은 소수성 표면을 가지는 다공성의 분리막을 이용하여 원수로부터 순수한 증기상태로 물을 분리하는 수처리공정 기술이다. 막증류법에 의해 처리되는 원수는 분리막의 한쪽 면과 접촉하게 되지만 분리막 표면의 높은 소수성 때문에 발생된 표면장력으로 인해 원수가 분리막의 기공안으로 투과되지 않는다. 이로 인해 물은 투과하지 못하고 증기만 분리막을 통과하게 하여 증기로부터 담수를 만들게 된다.
막증류 공정에서 물질전달이 발생하는 이유는 분리막을 경계로 높은 온도의 원수와 낮은 온도의 여과수 사이에 형성되는 온도차이 때문이며, 이러한 온도차이로 인해 형성되는 물의 증기압 차이는 액체상태의 물이 수증기 상태로 전환되면서 원수로부터 여과수쪽으로 이동하도록 만드는 구동력이 된다.
하지만, 종래에 소개된 기술은 고농도 염(유가자원)이 포함된 하폐수에서 오염물질을 제거하여 고품질의 담수를 생산하는데 어려움이 있으며, 특히 고농도로 포함된 유가자원은 회수되지 못하기 때문에 재활용되지 못하고, 주로 화학적 처리방법을 통해 슬러지 형태로 처리된다. 이를 위해 화학약품의 사용량이 많고 다량의 슬러지 처리 비용이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제2014-0101589호 대한민국 등록특허공보 제1605535호 대한민국 등록특허공보 제1556915호
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 막증류 수처리 과정에서 하폐수에 포함된 오염물질 및 고농도 염을 제거하여 고품질의 담수를 생산하면서 원수의 순환과정에서 결정화장치를 통해 원수에 포함된 유가자원을 회수할 수 있도록 하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 막증류모듈부의 분리막의 표면장력 악화로 인해 원수가 분리막의 기공으로 유입되는 막젖음 형상을 방지하도록 하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치 및 이를 이용한 유가자원 회수방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치는, 원수공급을 위해 원수를 저장하는 원수탱크; 상기 원수탱크로부터 고온의 원수를 공급받아 일부를 증기로 배출하는 막증류(MD)모듈부; 상기 MD모듈부를 통과한 원수를 공급받아 상기 원수 내에 포함된 결정을 추출하고 상기 결정이 추출된 원수를 상기 원수탱크로 배출하는 결정화장치; 상기 MD모듈부를 통과하여 상기 결정화장치로 공급되는 원수의 탁도를 검출하는 탁도검출부; 및 상기 탁도검출부에서 검출된 탁도가 기설정된 기준치가 되면 상기 결정화장치에서 원수 내에 포함된 결정을 추출하도록 상기 결정화장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서, 상기 원수탱크에 저장된 원수를 기설정된 온도로 가열하는 가열부를 더 포함하고, 상기 가열부로 가열된 원수를 상기 MD모듈부로 공급한다.
본 발명에 따른 상기 막증류 수처리 장치는, 상기 MD모듈부에서 배출된 증기로부터 생성된 담수를 저장하는 담수탱크; 및 상기 담수탱크에 저장된 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 담수공급펌프부를 더 포함한다.
여기서, 상기 담수탱크에 저장된 담수를 기설정된 온도로 냉각시키는 냉각부를 더 포함하고, 상기 담수공급펌프부는 상기 냉각부에 의해 냉각된 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급한다.
본 발명에 다른 막증류 수처리 장치는, 공기를 압축하여 압축공기를 발생시키는 압축공기발생부; 및 상기 원수탱크로부터 공급되는 고온의 원수와 상기 압축공기발생부로부터 공급받은 압축공기 간의 열교환을 통해 고온의 압축공기를 생성하여 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 열교환부를 더 포함하고, 상기 증기영역으로 공급된 고온의 압축공기는 상기 MD모듈부의 분리막을 통해 원수영역으로 이동한다.
본 발명에서, 상기 원수탱크로부터 원수가 원수펌프에 의해 가입되어 상기 MD모듈부로 공급되며, 상기 공급되는 원수 내의 결정이 상기 MD모듈부의 분리막 표면에 부착되지 않도록 상기 원수의 속도가 결정된다.
본 발명에서, 상기 결정화장치는, 상기 MD모듈부를 통과한 원수를 공급받아 저장하는 하우징; 상기 하우징 내부에 설치되어 상기 공급받은 원수에 포함되어 있는 기설정된 유가자원의 결정을 필터링하여 분리하는 필터부; 기설정된 진동수를 갖는 초음파를 발생하는 초음파발생부; 및 상기 하우징의 일측에 부착되어 상기 초음파발생부에서 발생한 초음파에 의해 상기 하우징에 진동을 발생시키는 적어도 하나의 초음파진동자를 포함하고, 상기 기설정된 유가자원의 결정이 분리된 원수는 상기 원수탱크로 회수되고 상기 분리된 유가자원 결정은 외부로 배출된다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 탁도검출부에서 검출된 원수의 탁도가 상기 기준치가 되면 상기 초음파발생부를 동작시켜 상기 초음파진동자에 의해 상기 하우징에 진동을 발생시키고 상기 필터부에 진동을 전달하도록 하여 상기 필터부에 부착된 상기 유가자원의 결정을 상기 필터부로부터 분리하도록 한다.
본 발명에 따른 막증류 수처리 장치는, 상기 하우징에 공급되는 원수에 포함된 유가자원의 결정을 회전시키는 교반기를 더 포함한다.
여기서, 결정화장치는 상기 하우징으로부터 외부로 배출되는 상기 유가자원 결정의 입도를 분석하는 입도분석부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 입도분석부에서 분석된 유가자원 결정의 입도를 이용하여 상기 초음파발생부의 진동수를 조정하도록 하는 제어신호를 상기 초음파발생부로 전송한다.
여기서, 상기 결정화장치는, 상기 하우징 내부의 압력을 검출하는 압력계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압력계에서 검출된 하우징 내부의 압력이 기설정된 한계압력에 도달하면 상기 결정화장치를 동작시켜 상기 필터부에 부착된 유가자원 결정을 분리하여 제거하도록 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법은, 원수펌프가 원수탱크에 저장된 고온의 원수를 MD모듈부로 공급하는 단계; 상기 MD모듈부에서 상기 고온의 원수로부터 일부를 증기로 배출하는 단계; 탁도검출부에서 상기 MD모듈부를 통과한 원수의 탁도를 검출하는 단계; 제어부에서 상기 탁도검출부에서 검출된 원수의 탁도가 기설정된 기준치가 되면 결정화장치로 동작신호를 전송하는 단계; 및 상기 동작신호에 의해 상기 결정화장치가 상기 MD모듈부로부터 공급받은 원수 내에 포함된 결정을 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 고온의 원수를 MD모듈부로 공급하는 단계는, 가열부에서 상기 원수탱크에 저장된 원수를 기설정된 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 MD모듈부에서 증기로 배출하는 단계 이후에, 담수공급펌프부에서 상기 MD모듈부에서 배출된 증기로부터 생성되는 담수를 저장하는 담수탱크로부터 상기 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서, 상기 MD모듈부의 증기영역으로 담수를 공급하는 단계는, 냉각부에서 상기 담수탱크에 저장된 담수를 기설정된 온도로 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 담수공급펌프부에서 상기 냉각부에 의해 냉각된 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급한다.
본 발명에서, 상기 MD모듈부에서 증기로 배출하는 단계 이후에, 압축공기발생부에서 압축공기를 발생하는 단계; 및 열교환부에서 상기 원수탱크로부터 공급되는 고온의 원수와 상기 압축공기발생부로부터 공급되는 압축공기 간의 열교환을 통해 고온의 압축공기를 생성하여 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 단계를 더 포함하고, 상기 증기영역으로 공급된 고온의 압축공기는 상기 MD모듈부의 분리막을 통해 원수영역으로 이동한다.
본 발명에서, 상기 원수의 탁도를 검출하는 단계 이후에, 전기전도도계에서 상기 MD모듈부에서 상기 결정화장치로 공급되는 원수의 전기전도도를 검출하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 검출된 탁도 및 전기전도도가 기설정된 각각의 기준치에 도달하면 상기 결정화장치로 동작신호를 전송한다.
본 발명에서, 상기 결정화장치에서 상기 결정을 추출하는 단계는, 상기 제어부로부터의 동작신호에 의해 초음파발생부가 기설정된 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 단계; 상기 MD모듈부로부터 원수를 공급받아 저장하는 하우징의 일부에 부착된 적어도 하나의 초음파진동자에서 상기 발생된 초음파에 의해 상기 하우징에 진동을 발생시키는 단계; 및 상기 진동에 의해 상기 하우징의 내부에 설치된 필터부가 진동하여 상기 필터부에 부착된 유가자원의 결정을 상기 필터부로부터 분리하여 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명에서, 상기 유가자원의 결정이 분리된 원수는 상기 원수탱크로 회수된다.
본 발명에서, 상기 필터부로부터 유가자원 결정을 추출하는 단계 이후, 입도분석부에서 상기 필터부에 의해 추출된 유가자원 결정의 입도를 분석하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 입도분석부에서 분석된 유가자원 결정의 입도를 이용하여 상기 초음파발생부의 진동수를 조정하도록 하는 제어신호를 상기 초음파발생부로 전송한다.
본 발명에 의하면 막증류 공정을 이용하고 폐열 및 신재생에너지의 이용이 가능하므로 에너지 비용을 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 수압에 의한 오염물질의 압축이 발생하지 않아 막오염을 방지하는 측면에서 유리하고 세정효과가 좋다.
또한, 본 발명에 의하면 상변화를 통해 원수를 처리하기 때문에 비휘발성 오염물질의 제거율이 100%에 가까워 고품질의 담수 확보가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면 기존에 폐기물로 여겨졌던 하폐수에 포함된 유가자원을 회수하여 재사용할 수 있어 자원확보가 가능하고, 종래에 유가자원 회수를 위한 약품사용량 및 슬러지 배출량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법을 보인 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치의 동작과정을 설명한 흐름도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결 합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치(100)는 원수탱크(111), 막증류모듈부(112), 결정화장치(113), 탁도검출부(114) 및 제어부(115)를 포함하여 구성된다.
원수탱크(111)는 외부에서 공급된 원수를 저장한다. 원수탱크(111)에 저장된 원수는 원수펌프(120)에 의해 막증류모듈부(112)로 공급된다. 원수탱크(111)는 또한 후술하는 결정화장치(113)로부터 회수되는 원수를 공급받아 저장하도록 한다.
막증류(Membrane Distillation:MD)모듈부(112)는 원수탱크(111)로부터 공급되는 고온의 원수로부터 일부를 증기로 배출한다. 이러한 MD모듈부(112)는 내부의 분리막(112c)을 기준으로 원수영역(112a)과 증기영역(112b)으로 구분되며 원수가 원수영역(112a)의 원수가 분리막(112c)의 한쪽 면과 접촉할 때 분리막 표면의 높은 소수성 때문에 발생된 표면장력으로 인하여 원수는 분리막(112c)의 기공안으로 투과되지 않고 증기만 분리막을 통과하게 하여 증기영역(112b)으로 증기가 모이게 된다. 이러한 증기는 담수탱크(116)로 공급되어 담수로 만들어진다.
이와 같이, MD모듈부(112)에서는 내부의 분리막(112c)을 경계로 높은 온도의 원수와 낮은 온도의 증기 사이에 형성되는 온도차이로 인해 액체상태의 물이 증기 상태로 전환되면서 원수로부터 담수쪽으로 이동하게 된다. 따라서 MD모듈부(112)로 공급된 고온의 원수 중에서 일부는 증기로 배출되어 담수탱크(116)로 공급되고 나머지 원수는 후술하는 결정화장치(113)를 통해 다시 원수탱크(111)로 회수된다. 이와 같이, 원수는 공급과 회수가 계속 반복하여 순환하면서 막증류를 통해 일부를 증기로 배출하도록 한다. 이러한 순환과정에서 증기가 계속 배출되므로 순환되는 원수에는 물질, 즉 오염물질 및 유가자원이 필터링되어 분리된다. 이러한 물질은 막증류모듈부(112)의 분리막(112c)의 기공을 막게 되므로 본 발명에서는 이를 제거하도록 하는 것이다.
결정화장치(113)는 MD모듈부(112)를 통과한 원수를 공급받아 원수 내에 포함된 특징 물질의 결정을 추출하여 분리하고, 결정이 추출된 원수를 원수탱크(111)로 공급하고 분리된 결정은 외부로 배출시킨다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 결정화장치(113)는 하우징(1131), 필터부(1132), 초음파발생부(1133) 및 초음파진동자(1134)를 포함하여 구성된다.
하우징(1131)은 내부에 일정한 공간을 가지며 MD모듈부(112)를 통과한 원수를 공급받아 내부의 공간 내에 저장한다.
필터부(1132)는 하우징(1131)의 내부에 복수 개 설치되며 MD모듈부(112)로부터 공급받은 원수에 포함되어 있는 기설정된 유가자원의 결정을 필터링하여 분리한다. 필터부(1132)는 예컨대, 카트리지 필터(cartridge filter)를 포함할 수 있다. 상 기한 바와 같이 원수가 공급 및 회수를 통해 순환하는 과정에서 일부가 증기로 배출됨에 따라 원수의 양이 줄어들기 때문에 원수 내에 포함되어 있는 기설정된 유가자원은 과포화되어 결정을 형성하게 되는데, 이러한 필터부(1132)는 이와 같이 유가자원의 결정을 필터링하여 분리하도록 하는 것이다. 즉, 유가자원의 결정은 필터부(1132)에 의해 걸러지고 원수만 필터부(1132)를 통과하여 다시 원수탱크(111)로 회수되는 것이다. 이때, 유가자원의 결정이 필터부(1132)에 의해 걸러질 때 그 결정이 필터부(1132)의 표면에 부착되는데, 본 발명에서는 이러한 유가자원의 결정을 필터부(1132)의 표면으로부터 분리하기 위해 필터부(1132)를 진동시키도록 한다. 이를 위하여 본 발명에서 초음파발생부(1133)는 기설정된 진동수를 갖는 초음파를 발생시켜 하우징(1131)의 일측에 부착된 초음파진동자(1134)로 전달하고 초음파진동자(1134)는 초음파발생부(1133)에서 발생한 초음파에 의해 하우징(1131)에 진동을 발생시킨다. 이와 같이 하우징(1131)에 발생한 진동은 내부의 원수를 통해 필터부(1132)로 전달되어 필터부(1132)가 진동하게 된다. 이에, 필터부(1132)가 진동함에 따라 필터부(1132)의 표면에 부착된 유가자원의 결정이 필터부(1132)로부터 분리되어 추출되는 것이다. 이후, 유가자원의 결정이 분리된 원수는 원수탱크(111)로 다시 회수되고 분리된 유가자원 결정은 외부로 배출된다. 여기서, 다른 실시 예에서 결정화장치(113)는 하우징(1131)의 내부에 교반기(1138)를 더 포함하여 하우징(1131) 내부에 잔류된 유가자원의 결정들을 회전시켜 그 결정의 크기가 커지도록 하여 원심력에 의해 하우징(1131)의 하부로 모이도록 한다. 이에 하우징(1131)은 콘 형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(1131)은 초음파진동자(1134)에 의해 진동이 필터부(1132)로 잘 전달될 수 있도록 스테인리스(stainless) 재질로 제조됨이 바람직하다. 또한, 다른 실시 예에서 결정화장치(113)는 하우징(1131)으로부터 외부로 배출되는 유가자원 결정의 입도를 분석하는 입도분석부(1135)를 더 포함하며, 이때 제어부(115)는 입도분석부(1135)에서 분석된 유가자원 결정의 입도를 이용하여 초음파발생부(1133)의 초음파 진동수를 조정하도록 하는 제어신호를 초음파발생부(1133)로 전송하도록 한다. 이는 유가자원 결정의 입도가 작으면 더 높은 진동수의 초음파를 발생시키도록 하여 유가자원 결정의 회수를 더 양호하게 하기 위한 것이다. 또한, 제어부(115)는 입도분석부(1135)에서 분석된 유가자원 결정의 입도 분석결과에 따라 유가자원 결정의 회수시기를 판단하여 하우징(1131)의 하부에 설치된 배출밸브(1136)의 개폐를 조절하여 유가자원을 회수하도록 한다.
탁도검출부(114)는 MD모듈부(112)로부터 결정화장치(113)로 공급되는 원수의 탁도를 지속적으로 검출한다. 이처럼 검출된 원수의 탁도는 결정화장치(113)에서 유가자원의 결정이 발생하는 시점을 판단하는데 이용된다. 즉, 원수에 유가자원의 결정이 발생하는 시점이 되면 원수의 탁도가 기설정된 특정 값으로 검출된다. 예컨대, 원수 내에서 고농도의 염(유가자원)의 결정이 발생하는 시점에 탁도가 흐려져 탁도검출부(114)에 일정한 값이 검출된다. 따라서, 탁도검출부(114)에서 일정한 값의 탁도가 검출되면 유가자원의 결정이 발생한다는 것이므로, 결정화장치(113)에서 필터부(1132)에 진동을 가하여 유가자원의 결정이 필터부(1132)에 부착되는 것을 방지하도록 하여 그 결정을 원수로부터 분리하여 추출하도록 하는 것이다.
제어부(115)는 탁도검출부(114)에서 검출된 원수의 탁도가 기설정된 기준치가 되었는지를 판단하고, 기준치에 되면 원수에 유가자원의 결정이 발생하는 것으로 판단하여 결정화장치(113)의 초음파발생부(1133)로 동작신호를 출력한다. 이로써 초음파발생부(1133)에서 초음파를 발생시켜 초음파진동자(1134)로 초음파를 전달하여 하우징(1131)에 진동을 가하도록 한다. 진동은 원수를 통해 필터부(1132)로 전달되어 필터부(1132)가 진동하여 필터부(1132)에 부착되는 유가자원의 결정이 분리되도록 하는 것이다. 다른 실시 예에서 제어부(115)는 하우징(1131) 내부의 압력을 측정하는 압력계(1137)에서 검출된 압력 값을 이용하여 하우징(1131) 내부의 압력이 기설정된 한계압력에 도달하면 결정화장치(113)의 필터부(1132)를 세정하도록 한다. 이러한 세정은 필터부(1132)의 표면에 부착된 유가자원의 결정을 분리하기 위한 것으로서, 상기한 바와 같이 초음파발생부(1133)를 동작시켜 필터부(1132)에 진동을 가하는 방식으로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치(100)는 가열부(117), 냉각부(118) 및 담수공급펌프부(119)를 더 포함할 수 있다.
가열부(117)는 원수탱크(111)에 저장된 원수를 기설정된 온도로 가열하는 장치이다. 이러한 가열부(117)는 원수탱크(111)에 저장되어 있는 원수를 고온으로 가열하여 MD모듈부(112)로 제공하도록 하기 위한 것이다. 즉, 이는 고온의 원수를 MD모듈부(112)의 원수영역(112a)으로 공급함으로써 원수영역(112a)과 증기영역(112b) 간의 온도차이를 만들도록 하기 위한 것이다. 또한, 결정화장치(113)로부터 원수탱크(111)로 원수가 회수될 때 원수의 온도는 감소하는데 가열부(117)를 이용하여 다시 일정한 온도까지 상승시켜 고온의 원수로 만들도록 한다.
냉각부(118)는 MD모듈부(112)에서 배출되어 담수탱크(116)로 공급된 증기를 일정한 온도로 냉각시키기 위한 장치이다. 이러한 냉각부(118)는 기설정된 온도까지 증기를 냉각시켜 담수가 만들어지도록 한다. 또한, 이러한 냉각부(118)에 의해 냉각된 담수는 MD모듈부(112)로 공급된다.
담수공급펌프부(119)는 담수탱크(116)에 저장되어 있는 담수를 가압하여 MD모듈부(112)의 증기영역(112b)으로 공급되도록 한다. 이는 상기한 바와 같이 MD모듈부(112)의 원수영역(112a)에 고온의 원수를 공급하는 것에 대응하여 증기영역(112b)에 저온의 담수를 공급함으로써 두 영역(112a,112b) 간의 온도차를 유지하도록 하기 위한 것이다. 특히, 본 발명에서 담수공급펌프부(119)는 냉각부(118)에 의해 냉각된 담수를 MD모듈부(112)의 증기영역(112b)으로 공급하도록 한다. 이로써 MD모듈부(112)의 분리막(112c)을 기준으로 고온의 원수영역(112a)와 저온의 증기영역(112b) 간의 온도차에 의해 증기압 구배가 발생하게 되고 이 증기압 구배에 의해 원수가 분리막(112c)의 표면에서 증기상태로 변하여 분리막(112c)의 기공을 통해 증기영역(112b) 측으로 이동하게 되는 것이다. 이때, 원수에 포함되어 있는 오염물질과 유가자원은 배제되고 순수한 증기만이 분리막 기공을 통과하게 되어 기공을 통과한 증기는 난은 온도의 담수에 의해 응축된다. 이러한 여과과정을 통해 고품질의 담수를 생산한다.
또한, 본 발명에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치(100)는 압축공기발생부(121) 및 열교환부(122)를 더 포함할 수도 있다.
압축공기발생부(121)는 공기를 압축하여 그 압축공기를 열교환부(122)로 공급한다. 열교환부(122)에서는 압축공기발생부(121)로부터 공급받은 압축공기와 원수탱크(111)로부터 공급되는 고온의 원수 간의 열교환을 통해 고온의 압축공기를 생성하여 MD모듈부(112)의 증기영역(112b)으로 공급하도록 한다. 이러한 압축공기발생부(121) 및 열교환부(122)는 MD모듈부(112)의 분리막(112c)을 세정 및 청소하고 막젖음을 방지하기 위해 마련된다. 즉, 원수가 MD모듈부(112)을 통해 순환하면서 원수 내에 발생된 결정이 발생하여 MD모듈부(112)의 분리막(112b)에 부착됨으로써 그 분리막(112b)의 표면장력을 악화시켜 원수가 분리막(112c)의 기공으로 유입되는 결과를 초래하게 된다. 이로써 분리막(112c)이 원수에 의해 젖게 되는 막젖음 현상이 발생하게 되는데, 압축공기발생부(121)에 의해 만들어진 압축공기는 열교환부(122)에 의해 고온으로 만들어져 MD모듈부(112)의 분리막(112b)으로 공급되어 고온의 압축공기에 의해 분리막(112c)이 건조되도록 함으로써 막젖음 현상을 제거하도록 한다. 또한, 고온의 압축공기는 분리막(112c)으로 강하게 제공됨으로써 분리막(112c)의 표면에 붙어있는 결정을 제거하여 분리막(112c)을 세정하도록 한다. 이때, 상기 고온의 압축공기는 MD모듈부(112)의 증기영역(112b)으로 공급하여 증기영역(112b)에서 원수영역(112a)으로 이동하도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 스케일은 원수 내에 포함되어 있어 결정은 분리막(112c)의 원수영역(112a)의 표면에 부착되므로 증기영역(112b)에서 원수영역(112a)으로 압축공기를 불어넣어 스케일을 제거하는 것이 바람직하기 때문이다. 열교환부(122)를 통해 원수는 원수탱크(111)로 다시 회수된다. 본 실시 예에서 분리막(112c)의 세정은 MD모듈부(112)의 담수 생산량이 일정이상 감소되는 경우에 실시하도록 한다. 예컨대, MD모듈부(112)에서 담수 생산량이 초기 담수 생산량의 70% 이하로 떨어지면 세정을 실시하도록 설정할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 원수펌프(120)를 이용하여 원수탱크(111)에 저장된 원수를 MD모듈부(112)로 공급하되, 원수에 포함된 오염물질 또는 유가자원의 결정들이 MD모듈부(112)의 분리막(112c)의 표면에 부착되지 않도록 매우 빠른 속도로 원수를 순환시키는 것이 필요하다. 이를 위해 원수펌프(120)는 원수탱크(111)로부터 공급되는 원수를 강하게 가압하여 빠른 속도로 원수가 MD모듈부(112)로 공급되도록 한다. 본 실시 예에서 이러한 원수의 공급속도(유속)는 분리막(112c)의 표면에서 결정이 형성되거나 순환되는 원수 내에 형성된 결정이 침전되어 분리막(112c)의 표면에 부착되지 않도록 MD모듈부(112)의 내부에서 레이놀즈 수(Reynolds number)가 예컨대, 2100~2300의 값을 갖도록 설정한다.
또한, 본 발명에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치(100)는 전기전도도계(123)를 더 포함할 수 있다. 전기전도도계(123)는 MD모듈부(112)에서 결정화장치(113)로 공급되는 원수의 전기전도도를 검출한다. 이때, 제어부(115)는 탁도검출부(114)에서 검출된 원수의 탁도 및 전기전도도계(123)에서 검출된 원수의 전기전도도가 기설정된 각각의 기준치에 도달하면 원수에 유가자원의 결정이 발생하기 시작한 것으로 판단하여 그 유가자원의 결정을 결정화장치(113)에서 분리할 수 있도록 결정화장치(113)의 동작을 제어하도록 한다. 이와 같이 원수의 전기전도도를 더 이용하여 유가자원의 결정이 발생하는 시점을 더 정확하게 판단함으로써 결정화장치(113)의 동작시점을 정확하게 판단할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치(100)에서는 원수가 순환하면서 막증류 과정이 수행되는 동안 원수로부터 증기를 발생시켜 담수를 생성하도록 함으로써 고품질의 담수를 생성할 수 있도록 함과 동시에, 원수에 유가자원의 결정이 발생하는 시점을 원수의 탁도 및/또는 전기전도도를 이용하여 판단하여 결정화장치(113)를 통해 유가자원을 추출하도록 한다. 또한, 본 발명에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치(100)에서는 MD모듈부(112)의 분리막(112c)의 표면에 부착된 오염물질의 효과적인 제거와 분리막(112c)의 막젖음 현상을 방지하도록 함으로써 보다 효율적이고 신뢰성 있는 막증류가 수행되도록 한다. 나아가, 본 발명에서는 가열부(121)와 냉각부(123)를 구비하여 분리막(112c)의 원수영역(112a)과 증기영역(112b) 간의 온도차를 효과적으로 유지하도록 하여 막증류 공정이 효과적으로 이루어지도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법을 보인 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법에서는 원수펌프(120)가 원수탱크(111)에 저장된 고온의 원수를 MD모듈부(112)로 공급한다(S101). 이때, MD모듈부(112)로 공급되는 원수의 속도는 MD모듈부(112)의 분리막(112c)의 표면에 오염물질 또는 유가자원의 결정이 부착되지 않은 정도로 빠른 속도를 유지하는 것이 바람직하다.
계속해서, MD모듈부(112)를 통과한 원수는 결정화장치(113)로 공급되는데, 탁도검출부(114)에서 MD모듈부(112)를 통과한 원수의 탁도를 검출한다(S103).
이어, 제어부(115)에서 탁도검출부(114)에서 검출된 원수의 탁도와 기설정된 기준치를 비교하여 검출된 탁도가 기준치인지를 판단하여(S105), 기준치가 되면 원수에 유가자원의 결정화가 이루어지는 것으로 판단하여 원수에 발생된 유가자원의 결정을 회수하기 위해 결정화장치(113)로 동작신호를 출력한다(S107). 그러면, 이러한 동작신호에 의해 결정화장치(113)가 MD모듈부(112)로부터 공급받은 원수 내에 포함된 유가자원의 결정을 분리하여 추출한다(S109). 이는 원수가 순환하는 과정에서 유가자원이 농축되어 결정화를 이루는 시점을 원수에서 검출된 탁도를 이용하여 판단하고, 결정화 시점이라고 판단하면 결정화장치(113)를 동작시켜 원수로부터 유가자원의 결정을 필터링하여 분리하도록 하는 것이다.
유가자원 결정이 분리된 원수가 원수탱크(111)로 다시 회수되고(S111), 이후에 MD모듈부(112)로 재공급하도록 함으로써 상기 S101 단계부터 다시 반복하게 된다. 이러한 원수의 순환과정에서 일부가 증기로 배출되므로 원수의 양이 감소하는 경우 일정한 시점에 원수를 외부로부터 원수탱크(111)로 보충하도록 한다.
이때, 도면에는 도시하지 않았으나 S101 단계는 가열부(117)를 이용하여 원수탱크(111)에 저장된 원수를 기설정된 온도로 가열한다. 또한, MD모듈부(112)에서 원수의 일부를 증기로 배출하는 단계 이후에, 담수공급펌프부(119)를 이용하여 MD모듈부(112)에서 배출된 증기로부터 생성되는 담수를 저장하는 담수탱크(116)로부터 담수를 MD모듈부(112)의 증기영역(112b)으로 공급하는 단계를 더 포함한다. 이때, 냉각부(118)를 이용하여 담수탱크(116)에 저장된 담수를 기설정된 온도로 냉각시켜 담수공급펌프부(119)는 냉각부(118)에 의해 냉각된 담수를 MD모듈부(112)의 증기영역(112b)으로 공급하도록 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에서 MD모듈부(112)에서 증기로 배출하는 단계 이후, 압축공기발생부(121)에서 압축공기를 발생시키고 열교환부(122)에서는 원수탱크(111)로부터 공급되는 고온의 원수와 압축공기발생부(121)로부터 공급되는 압축공기 간의 열교환을 통해 고온의 압축공기를 생성하여 MD모듈부(112)의 증기영역(112b)으로 공급하도록 한다. 이때, 증기영역(112b)으로 공급된 고온의 압축공기는 분리막(112c)을 통해 원수영역(112a)으로 이동하게 된다. 이러한 고온의 압축공기를 공급함으로써 분리막(112c)에 부착된 오염물질 등을 제거함과 동시에, 분리막(112c)을 고온의 공기로 건조시켜 막젖음 현상을 방지하도록 할 수 있다.
또한, 도면에 도시하지 않았으나, 본 발명의 다른 실시 예에서 원수의 탁도를 검출하는 단계 이후, 전기전도도계(127)에서 MD모듈부(111)에서 원수탱크(111)로 회수되는 원수의 전기전도도를 검출할 수 있고, 이 경우 제어부(115)는 검출된 탁도 및 전기전도도가 기설정된 각각의 기준치에 도달하면 결정화장치(113)의 동작을 제어하여 유가자원의 결정을 회수하도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 결정화장치의 동작과정을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 결정화장치는 제어부(115)로부터 동작신호가 수신되는지를 판단하여(S201), 동작신호가 수신되면 그 동작신호에 의해 초음파발생부(1133)가 동작하여 기설정된 진동수를 갖는 초음파를 발생시킨다(S203).
이러한 초음파는 결정화장치(113)의 하우징(1131)의 외부표면 일부에 부착된 적어도 하나의 초음파진동자(1134)에게 전달되어(S205), 하우징(1131)에 진동을 발생시킨다(S207).
이러한 진동은 하우징(1131)의 내부의 원수를 통해 하우징(1131) 내부의 필터부(1132)에 전달되어 필터부(1132)가 진동하여(S209), 필터부(1132)에 부착된 유가자원의 결정을 필터부(1132)로부터 분리하여 추출한다(S211). 이때, 유가자원의 결정이 분리된 원수는 원수탱크(111)로 회수된다.
도면에는 도시하지 않았으나, 필터부(1132)로부터 유가자원 결정을 추출하는 단계 이후에, 입도분석부(1135)에서 필터부(1132)에 의해 추출된 유가자원 결정의 입도를 분석하는 단계를 더 포함하며, 이때 제어부(115)는 입도분석부(1135)에서 분석된 유가자원 결정의 입도를 이용하여 초음파발생부(1133)의 진동수를 조정하도록 하는 제어신호를 초음파발생부(1132)로 전송하도록 한다. 또한, 제어부(115)는 분석된 입도에 따라 유가자원 결정의 회수시기를 판단하여 배출밸브(1136)의 개폐를 통해 유가자원을 회수하도록 한다. 또한, 제어부(115)는 하우징(1131)의 내부 압력을 검출하는 압력계(1137)의 압력 검출 값이 기설정된 한계압력 값에 도달하면 결정화장치(113)를 동작시켜 필터부(1132)를 세정하도록 한다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
111 : 원수탱크 112 :막증류(MD)모듈부
113 : 결정화장치 114 : 탁도검출부
115 : 제어부 116 : 담수탱크
117 : 가열부 118 : 냉각부
119 : 담수공급펌프부 120 : 원수펌프
121 : 압축공기발생부 122 : 열교환부
123 : 전기전도도계 1131 : 하우징
1132 : 필터부 1133 : 초음파발생부
1134 : 초음파진동자 1135 : 입자분석부
1136 : 배출밸브 1137 : 압력계

Claims (20)

  1. 원수공급을 위해 원수를 저장하는 원수탱크;
    상기 원수탱크로부터 고온의 원수를 공급받아 일부를 증기로 배출하는 막증류(MD)모듈부;
    상기 MD모듈부를 통과한 원수를 공급받아 상기 원수 내에 포함된 결정을 추출하고 상기 결정이 추출된 원수를 상기 원수탱크로 배출하는 결정화장치;
    상기 MD모듈부를 통과하여 상기 결정화장치로 공급되는 원수의 탁도를 검출하는 탁도검출부; 및
    상기 탁도검출부에서 검출된 탁도가 기설정된 기준치가 되면 상기 결정화장치에서 원수 내에 포함된 결정을 추출하도록 상기 결정화장치의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원수탱크에 저장된 원수를 기설정된 온도로 가열하는 가열부를 더 포함하고, 상기 가열부에 의해 가열된 원수를 상기 MD모듈부로 공급하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MD모듈부에서 배출된 증기로부터 생성된 담수를 저장하는 담수탱크; 및
    상기 담수탱크에 저장된 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 담수공급펌프부; 를 더 포함하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 담수탱크에 저장된 담수를 기설정된 온도로 냉각시키는 냉각부를 더 포함하고, 상기 담수공급펌프부는 상기 냉각부에 의해 냉각된 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    공기를 압축하여 압축공기를 발생시키는 압축공기발생부; 및
    상기 원수탱크로부터 공급되는 고온의 원수와 상기 압축공기발생부로부터 공급받은 압축공기 간의 열교환을 통해 고온의 압축공기를 생성하여 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 열교환부; 를 더 포함하고,
    상기 증기영역으로 공급된 고온의 압축공기는 상기 MD모듈부의 분리막을 통해 원수영역으로 이동하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원수탱크로부터 원수가 원수펌프에 의해 가입되어 상기 MD모듈부로 공급되며, 상기 공급되는 원수 내의 결정이 상기 MD모듈부의 분리막 표면에 부착되지 않도록 상기 원수의 속도가 결정되는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 결정화장치는,
    상기 MD모듈부를 통과한 원수를 공급받아 저장하는 하우징;
    상기 하우징 내부에 설치되어 상기 공급받은 원수에 포함되어 있는 기설정된 유가자원의 결정을 필터링하여 분리하는 필터부;
    기설정된 진동수를 갖는 초음파를 발생하는 초음파발생부; 및
    상기 하우징의 일측에 부착되어 상기 초음파발생부에서 발생한 초음파에 의해 상기 하우징에 진동을 발생시키는 적어도 하나의 초음파진동자; 를 포함하고,
    상기 기설정된 유가자원의 결정이 분리된 원수는 상기 원수탱크로 회수되고 상기 분리된 유가자원 결정은 외부로 배출되는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 탁도검출부에서 검출된 원수의 탁도가 상기 기준치가 되면 상기 초음파발생부를 동작시켜 상기 초음파진동자에 의해 상기 하우징에 진동을 발생시키고 상기 필터부에 진동을 전달하도록 하여 상기 필터부에 부착된 상기 유가자원의 결정을 상기 필터부로부터 분리하도록 하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 하우징에 공급되는 원수에 포함된 유가자원의 결정을 회전시키는 교반기를 더 포함하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 결정화장치는,
    상기 하우징으로부터 외부로 배출되는 상기 유가자원 결정의 입도를 분석하는 입도분석부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 입도분석부에서 분석된 유가자원 결정의 입도를 이용하여 상기 초음파발생부의 진동수를 조정하도록 하는 제어신호를 상기 초음파발생부로 전송하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 결정화장치는,
    상기 하우징 내부의 압력을 검출하는 압력계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 압력계에서 검출된 하우징 내부의 압력이 기설정된 한계압력에 도달하면 상기 결정화장치를 동작시켜 상기 필터부에 부착된 유가자원 결정을 분리하여 제거하도록 하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치.
  12. 원수펌프가 원수탱크에 저장된 고온의 원수를 MD모듈부로 공급하는 단계;
    상기 MD모듈부에서 상기 고온의 원수로부터 일부를 증기로 배출하는 단계;
    탁도검출부에서 상기 MD모듈부를 통과한 원수의 탁도를 검출하는 단계;
    제어부에서 상기 탁도검출부에서 검출된 원수의 탁도가 기설정된 기준치가 되면 결정화장치로 동작신호를 전송하는 단계; 및
    상기 동작신호에 의해 상기 결정화장치가 상기 MD모듈부로부터 공급받은 원수 내에 포함된 결정을 추출하는 단계; 를 포함하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 고온의 원수를 MD모듈부로 공급하는 단계는,
    가열부에서 상기 원수탱크에 저장된 원수를 기설정된 온도로 가열하는 단계를 포함하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 MD모듈부에서 증기로 배출하는 단계 이후에,
    담수공급펌프부에서 상기 MD모듈부에서 배출된 증기로부터 생성되는 담수를 저장하는 담수탱크로부터 상기 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 단계를 더 포함하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 MD모듈부의 증기영역으로 담수를 공급하는 단계는,
    냉각부에서 상기 담수탱크에 저장된 담수를 기설정된 온도로 냉각시키는 단계를 포함하고, 상기 담수공급펌프부에서 상기 냉각부에 의해 냉각된 담수를 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 MD모듈부에서 증기로 배출하는 단계 이후에,
    압축공기발생부에서 압축공기를 발생하는 단계; 및
    열교환부에서 상기 원수탱크로부터 공급되는 고온의 원수와 상기 압축공기발생부로부터 공급되는 압축공기 간의 열교환을 통해 고온의 압축공기를 생성하여 상기 MD모듈부의 증기영역으로 공급하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 증기영역으로 공급된 고온의 압축공기는 상기 MD모듈부의 분리막을 통해 원수영역으로 이동하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 원수의 탁도를 검출하는 단계 이후에,
    전기전도도계에서 상기 MD모듈부에서 상기 결정화장치로 공급되는 원수의 전기전도도를 검출하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 검출된 탁도 및 전기전도도가 기설정된 각각의 기준치에 도달하면 상기 결정화장치로 동작신호를 전송하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 결정화장치에서 상기 결정을 추출하는 단계는,
    상기 제어부로부터의 동작신호에 의해 초음파발생부가 기설정된 진동수를 갖는 초음파를 발생시키는 단계;
    상기 MD모듈부로부터 원수를 공급받아 저장하는 하우징의 일부에 부착된 적어도 하나의 초음파진동자에서 상기 발생된 초음파에 의해 상기 하우징에 진동을 발생시키는 단계; 및
    상기 진동에 의해 상기 하우징의 내부에 설치된 필터부가 진동하여 상기 필터부에 부착된 유가자원의 결정을 상기 필터부로부터 분리하여 추출하는 단계; 를 포함하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 유가자원의 결정이 분리된 원수는 상기 원수탱크로 회수되는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 필터부로부터 유가자원 결정을 추출하는 단계 이후,
    입도분석부에서 상기 필터부에 의해 추출된 유가자원 결정의 입도를 분석하는 단계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 입도분석부에서 분석된 유가자원 결정의 입도를 이용하여 상기 초음파발생부의 진동수를 조정하도록 하는 제어신호를 상기 초음파발생부로 전송하는 결정화장치가 결합된 막증류 수처리 장치를 이용한 유가자원 회수방법.
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