KR20190053000A - Reverse Osmosis Seawater Desalination device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 역삼투압 해수 담수화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모듈화(예: 규격화된 부품을 조립하여 만들 수 있는)되어 있어 최소 15ton/day~10만ton/day 까지 설치할 수 있으며, 운반이 용이하고, 담수화되는 과정에서 에너지회수를 실현 가능하도록 한 것이고, 이로 인해 역삼투압 해수 담수화 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시키므로 사용자인 소비자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a reverse osmosis seawater desalination apparatus, and more particularly, it can be modularized (for example, by assembling standardized parts) and installed at a minimum of 15 tons / day to 100,000 tons / It is possible to realize the energy recovery during the process of easy transportation and desalination. It can improve the quality and reliability of desalination desalination desalination system, .
주지하다시피 지구상에는 많은 물이 존재하지만 안전하게 먹을 [0002] 수 있는 물은 부족한 실정이다.As you know, there is a lot of water on the planet, but water that can be safely eaten is scarce.
이러한 이유 등으로 인해 해수를 담수화하는 기술이 개발되고 있다.Due to these reasons, seawater desalination technology is being developed.
해수로부터 담수를 획득하기 위해서는, 해수에 용존되어 있거나 부유되어 있는 성분들 중 용수 및 음용수 기준에 부적합한 성분을 제거하는 공정이 요구된다.In order to obtain freshwater from seawater, a process is required to remove components that are dissolved or suspended in seawater and that are inappropriate for water and drinking water standards.
해수를 담수화하는 방법으로는, 역삼투법 및 전기투석법, 원수를 증기로 변화시켜서 담수화하는 증발법, 냉동법, 태양열이용법 등이 있다.Methods of desalination of seawater include reverse osmosis and electrodialysis, evaporation methods in which raw water is converted into steam to desalinate, freezing, and solar heat.
해수를 담수화하는 방법 중 주로 사용되는 방법은 역삼투법과 전기투석법이다.The most commonly used methods of desalinating seawater are reverse osmosis and electrodialysis.
역삼투법을 이용하는 담수화 장치는, 물에 용해되어 있는 이온성 물질은 거의 배제되고 순수한 물은 통과되는 역삼투막(멤브레인)에 의해 해수 중에 용해되어 있는 이온성 물질을 제거하는 구조를 갖는다.The desalination apparatus using the reverse osmosis method has a structure for removing ionic substances dissolved in seawater by a reverse osmosis membrane (membrane) in which ionic substances dissolved in water are almost eliminated and pure water is passed through.
이와 같이 원수로부터 이온성 물질과 순수한 물을 분리시키기 위해서는 삼투압 이상의 높은 압력을 필요로 하는데 이때의 압력을 역삼투압이라 하며, 해수 담수화의 경우 대략 42～70bar 정도의 높은 압력을 필요로 한다.In order to separate the ionic material and the pure water from the raw water, the osmotic pressure is required to be higher than the osmotic pressure. In this case, the osmosis pressure is high and the seawater desalination requires a high pressure of about 42 to 70 bar.
이러한 역삼투압을 제공하기 위해 담수화 장치에는 원수를 펌핑하는 원수공급수단(공급펌프 등)이 설치된다.In order to provide such a reverse osmosis pressure, a desalination apparatus is provided with a raw water supply means (a supply pump or the like) for pumping raw water.
일반적으로 상기와 같은 원수공급수단으로서 대부분 전력을 소모하는 고압펌프를 사용하기 때문에 해수의 담수화에 상당한 에너지가 소모되는 단점이 있었다.Generally, since the high-pressure pump consuming most of the power is used as the raw water supply means as described above, there is a disadvantage that considerable energy is consumed for desalination of seawater.
한편, 현재의 기술로는 염분을 함유한 물(염수)을 가지고 하루에 1m3까지 담수화가 가능한 국내 역삼투압 해수담수화 장비들이 존재한다. 또한, 수요에 따라서, 하루에 염수 1000m3 이상의 생산이 예상되는 큰 담수화 설비 프로젝트들도 있다. On the other hand, there are domestic reverse osmosis desalination plants for desalination of water up to 1 m 3 per day with saline-containing water (brine). There are also large desalination plant projects that, depending on demand, are expected to produce more than 1000m 3 brine per day.
이러한 큰 담수화 설비들의 주요 문제점은 초기 투자 비용과 식수의 생산 단가가 많이 들고, 또한 설비들의 유지 보수가 어려워 앞으로의 전망이 밝아 보이지 않는다. The major problems with these large desalination plants are that the initial investment cost and the production cost of drinking water are high and the maintenance of the facilities is difficult.
이러한 이유로, 현재 이러한 장비들이 필요한 곳에서 잘 사용되지 않고 있다. For this reason, these devices are not currently being used where they are needed.
그리고 염분이 너무 높아 식수로 사용이 불가능한 곳에서는 종종 병에 담긴 생수의 소비에 의존하고 있다. And where salinity is too high to use as drinking water, it often depends on the consumption of bottled water.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.In order to solve the above-described problems, the following prior art documents have been developed in the past, but a large problem that still can not solve the problems of the conventional art has arisen.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 압력 블록과 필터 블록, 에너지 회수 블록, 그리고 배수 블록이 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 이러한 블록들은 운반이 가능한 모듈방식 구조의 형태로 결합됨을 특징으로 하고, 제3목적은 본 해수담수기는 자율적으로 작동되며, 단일 형태로 작동될 수도 있고, 동일한 다른 담수장치들과도 연결되어 사용될 수 있도록 한 것이며, 제4목적은 여러 개의 해수 담수기를 연결하여 사용할 때는 완전체의 장비를 설치할 필요 없이, 두 개의 해수담수기 사이의 배수 블록에 적합한 모듈을 배치시키기만 하면 된다. 그리고 제5목적은 이러한 방식으로 장비를 설치할 필요 없이 담수의 생산을 증가시킬 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 게다가 에너지 회수 블록은 필터 블록에서 생성된 폐수로부터 전기를 얻을 수 있게 해주는데, 그 덕분에 종래 기술의 담수기와 비교하여 에너지 소비를 줄일 수가 있도록 한 것이며, 제7목적은 식수를 구하기 힘든 지역 사람들 그리고 바다 인근 지역, 예를 들면, 선박, 호텔, 해안도시지구, 야전병원, 오아시스 등에 위치한 사람들의 물 공급에 기여하기 위해 설계된 것이고, 제8목적은 관개용수(예를 들어, 공원, 경작 농지, 골프장 등) 와 가축의 물 공급을 위해서도 사용될 수 있고, 제9목적은 기존의 해당 설비들은 완벽한 설치를 위해 많은 인력이 필요하며, 송수관과 밸브 등의 설치도 필요로 한다. 그래서 이러한 설비들의 모든 부품들을 조립하는데 다양한 기술자들이 필요하게 되고, 이는 높은 비용 증가로 이어지게 되는 것이나, 본 발명이 제안하는 해수 담수기는 모듈식인 덕분에 더 경제적이며, 소형이고, 운반이 용이한 장점이 있도록 한 것이고, 제10목적은 본 발명에서 설명하는 모듈식 해수담수기를 작동시키기 위해서 유일하게 필요로 하는 연결점은 해수의 주입구와 염분이 제거된 담수의 출구이며, 바로 소비할 수 있도록 준비된 물을 모아둘 수 있는 물탱크에 우선 연결하여 사용할 수 있도록 한 것이며, 제11목적은 본 해수담수기의 운반의 용이성과 모듈화 덕분에, 어려운 경제여건과 기반설비의 부족을 겪고 있고, 잘 알려진 종래 기술의 해수담수기를 설치하기에는 필요한 인력이 부족한 개발도상국가에서도 본 해수담수기의 적용이 가능해진 것이며, 제12목적은 이러한 발명으로, 본 해수담수기를 모든 것이 갖춰진 모듈(기계를 구성하는 규격화된 부품)형태로 작업장까지 운반해가서 염수의 주입구와 바로 소비가 가능한 담수의 출구를 간단히 연결하기만 하면 되는 것이며, 나머지 내부 연결은 해수담수기를 구성하는 다양한 블록들을 공장에서 직접 결합시키면 되는 역삼투압 해수 담수화 장치를 제공한다.It is a first object of the present invention to provide a pressure block, a filter block, an energy recovery block, and a drain block. The present invention has been accomplished in order to solve the above- The second object of the present invention is that these blocks are combined in the form of a transportable modular structure and the third object is that the seawater desalination plant is autonomously operated and can be operated in a single form, The fourth object is that when a plurality of seawater desalinators are connected and used, it is only necessary to dispose the modules suitable for the drainage blocks between the two seawater desaliners, without installing the complete equipment. The fifth objective is to increase the production of fresh water without the need to install equipment in this manner, and the sixth objective is to enable the energy recovery block to obtain electricity from the wastewater generated in the filter block, The seventh objective is to reduce the energy consumption compared to the prior art fresh water machine and to provide the people who are hard to find drinking water and those near the sea such as ships, hotels, coastal city districts, field hospitals, oasis (E. G., Parks, farmland, golf courses, etc.) and livestock supplies, and the ninth objective is to provide a water supply system A lot of manpower is needed for the installation, and installation of water pipes and valves is also required. Thus, various technicians are required to assemble all the components of such facilities, which leads to high cost increase. However, the seawater desalination device proposed by the present invention has the advantage of being more economical, compact and easy to carry because of its modularity And the tenth object is that the only connection point required for operating the modular seawater desalination apparatus described in the present invention is the inlet of the seawater and the outlet of the desalinated fresh water and collects the ready- The eleventh object is to provide a seawater desalination plant which can be used by connecting to a water tank which can be used first, and the eleventh object is to provide a seawater desalination plant which is suffering from difficult economic conditions and lack of infrastructure, The application of the seawater desalination plant in developing countries where the manpower needed to install the desalination plant is insufficient The twelfth object of the present invention is to provide a seawater desalination plant which can carry the seawater desalination plant to the worksite in the form of a module (a standardized component constituting the machine) And the rest of the internal connection provides a reverse osmosis desalination apparatus in which various blocks constituting the seawater desalination unit are directly coupled to the plant.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 역삼투압 해수 담수화 장치를 제공하되, 가공되지 않은 물(염수)의 주입구, 담수의 출구, 그리고 폐수의 출구로 이루어진 배수블록; 모터로 조절되는 압력 펌프을 갖추고 있으며, 염수의 압력을 역삼투압 공정에 필요한 수치까지 끌어올리기 위한 압력 블록; 최소한 하나의 삼투막을 가지고 있어 물을 정제하는 필터 블록; 필터 블록에서 나온 폐수를 높은 압력을 가해 에너지를 회수하고, 최소한 하나의 터빈을 가진 에너지 회수 블록;이 포함되되, 배수 블록은 압력 블록, 필터 블록, 그리고 에너지 회수 블록과 연결하여 사용하도록 설계되고, 그리고 압력 블록, 필터 블록, 에너지 회수 블록, 그리고 배수 블록은 운반이 용이한 모듈식 구조로 형성함을 특징으로 하는 역삼투압 해수 담수화 장치를 제공한다.To achieve this object, the present invention provides a reverse osmosis desalination plant for desalination, comprising: a drain block consisting of an inlet for unprocessed water (brine), an outlet for fresh water, and an outlet for wastewater; A pressure block with a motor-controlled pressure pump and for raising the brine pressure to the value required for the reverse osmosis process; A filter block having at least one osmosis membrane to purify water; And an energy recovery block having at least one turbine for recovering energy by applying high pressure to the wastewater from the filter block, wherein the drainage block is designed for use in connection with a pressure block, a filter block, and an energy recovery block, And a pressure block, a filter block, an energy recovery block, and a drainage block are formed in a modular structure that is easy to carry.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 압력 블록과 필터 블록, 에너지 회수 블록, 그리고 배수 블록이 구비되도록 한 것이다.As described in detail above, the present invention includes a pressure block, a filter block, an energy recovery block, and a drain block.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 이러한 블록들은 운반이 가능한 모듈방식 구조의 형태로 결합됨을 특징으로 한다.According to the present invention, the blocks are combined in a modular structure capable of being transported.
또한 본 발명은 본 해수담수기는 자율적으로 작동되며, 단일 형태로 작동될 수도 있고, 동일한 다른 담수장치들과도 연결되어 사용될 수 있도록 한다.In addition, the present invention allows the seawater desalinator to operate autonomously, operate in a single form, and be used in conjunction with other similar desalination devices.
그리고 본 발명은 여러 개의 해수 담수기를 연결하여 사용할 때는 완전체의 장비를 설치할 필요 없이, 두 개의 해수담수기 사이의 배수 블록에 적합한 모듈을 배치시키기만 하면 된다. In the present invention, when a plurality of seawater desalination machines are connected and used, it is not necessary to install a complete equipment, and only a module suitable for a drainage block between two seawater desaliners can be disposed.
또한 본 발명은 이러한 방식으로 장비를 설치할 필요 없이 담수의 생산을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention also allows for increased production of fresh water without the need to install equipment in this manner.
게다가 본 발명에 적용된 에너지 회수 블록은 필터 블록에서 생성된 폐수로부터 전기를 얻을 수 있게 해주는데, 그 덕분에 종래 기술의 담수기와 비교하여 에너지 소비를 줄일 수가 있도록 한 것이다. 기존의 동종 담수기술이 4~10kwh/m3인 반면, 본 기술은 2.5kwh/m3이하의 에너지소비를 특징으로 한다.In addition, the energy recovery block applied to the present invention makes it possible to obtain electricity from the wastewater generated in the filter block, thereby reducing energy consumption compared to the prior art freshwater generator. While the existing homogeneous desalination technology is 4 to 10 kwh / m3, the technology features an energy consumption of less than 2.5 kwh / m3.
그리고 본 발명은 식수를 구하기 힘든 지역 사람들 그리고 바다 인근 지역, 예를 들면, 선박, 호텔, 해안도시지구, 야전병원, 오아시스 등에 위치한 사람들의 물 공급에 기여하기 위해 설계된 것이다.The present invention is designed to contribute to the water supply of people who are hard to find drinking water and people in the vicinity of the sea such as ships, hotels, coastal urban districts, field hospitals and oasis.
또한 본 발명은 관개용수(예를 들어, 공원, 경작 농지, 골프장 등) 와 가축의 물 공급을 위해서도 사용될 수 있다.The invention may also be used for irrigation water (e.g., parks, farmland, golf courses, etc.) and for the feeding of livestock water.
그리고 본 발명은 기존의 해당 설비들은 완벽한 설치를 위해 많은 인력이 필요하며, 송수관과 밸브 등의 설치도 필요로 한다. 그래서 이러한 설비들의 모든 부품들을 조립하는데 다양한 기술자들이 필요하게 되고, 이는 높은 비용 증가로 이어지게 되는 것이나, 본 발명이 제안하는 해수 담수기는 모듈식인 덕분에 더 경제적이며, 소형이고, 운반이 용이한 장점이 있도록 한 것이다.In addition, the present invention requires a lot of manpower for a complete installation of the related facilities and also requires installation of a water pipe and a valve. Thus, various technicians are required to assemble all the components of such facilities, which leads to high cost increase. However, the seawater desalination device proposed by the present invention has the advantage of being more economical, compact and easy to carry because of its modularity .
아울러 본 발명에서 설명하는 모듈식 해수담수기를 작동시키기 위해서 유일하게 필요로 하는 연결점은 해수의 주입구와 염분이 제거된 담수의 출구이며, 바로 소비할 수 있도록 준비된 물을 모아둘 수 있는 물탱크에 우선 연결하여 사용할 수 있도록 한 것이다.In addition, the only connection point required to operate the modular seawater desalination system described in the present invention is the inlet of the seawater and the outlet of the desalinated fresh water, and the water tank which can collect the ready- So that they can be connected and used.
더하여 본 발명은 본 해수담수기의 운반의 용이성과 모듈화 덕분에, 어려운 경제여건과 기반설비의 부족을 겪고 있고, 잘 알려진 종래 기술의 해수담수기를 설치하기에는 필요한 인력이 부족한 개발도상국가에서도 본 해수담수기의 적용이 가능해진 것이다.In addition, the present invention suffers from difficult economic conditions and lack of infrastructure due to ease of delivery and modularity of the present seawater desalination machine, and it is also possible to use the seawater desalination machine in a developing country where the manpower required to install well- It is possible to apply the present invention.
마지막으로 본 발명은 본 해수담수기를 모든 것이 갖춰진 모듈(기계를 구성하는 규격화된 부품)형태로 작업장까지 운반해가서 염수의 주입구와 바로 소비가 가능한 담수의 출구를 간단히 연결하기만 하면 되는 것이며, 나머지 내부 연결은 해수담수기를 구성하는 다양한 블록들을 공장에서 직접 결합시키면 되는 유용한 발명인 것이다.Finally, the present invention carries the present seawater desalinator in the form of a module (a standardized component that makes up the machine) that is equipped with everything, and simply connects the inlet of salt water and the outlet of fresh water that can be immediately consumed, The internal connection is a useful invention where the various blocks making up the seawater desalination can be combined directly at the plant.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 적용된 역삼투압 해수 담수화 장치를 보인 구성도.
도 2 는 본 발명에 적용된 역삼투압 해수 담수화 장치의 블럭 구성도.
도 3 은 본 발명에 적용된 역삼투압 해수 담수화 장치의 배수블록의 내부 연
결 구성도.
도 4 는 본 발명에 적용된 역삼투압 해수 담수화 장치가 여러 개 연결된 것
을 도시한 블럭 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a reverse osmosis seawater desalination apparatus applied to the present invention. FIG.
2 is a block diagram of a reverse osmosis seawater desalination apparatus applied to the present invention.
Fig. 3 is a cross-sectional view showing the inner drainage of the drainage block of the reverse osmosis desalination apparatus according to the present invention.
Fig.
FIG. 4 is a view showing the connection of several reverse osmosis desalination plants applied in the present invention
Fig.
본 발명에 적용된 역삼투압 해수 담수화 장치는 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.The reverse osmosis seawater desalination apparatus applied to the present invention is constructed as shown in Figs. 1 to 4. Fig.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.Also, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
먼저, 본 발명은 역삼투압 해수 담수화 장치를 제공하되, 다음의 기술적 구성이 구비됨을 특징으로 한다.First, the present invention provides a reverse osmosis desalination desalination apparatus, which is characterized in that the following technical features are provided.
즉, 본 발명은 가공되지 않은 물(염수)의 주입구(10.1), 담수의 출구(14.2), 그리고 폐수의 출구(13.2) 로 이루어진 배수블록(8)이 구비된다.That is, the present invention is provided with a
또한 본 발명은 모터(6.2)로 조절되는 압력 펌프(6.1)을 갖추고 있으며, 염수의 압력을 역삼투압 공정에 필요한 수치까지 끌어올리기 위한 압력 블록(6)이 구비된다.The invention also includes a pressure pump (6.1) controlled by a motor (6.2) and equipped with a pressure block (6) for raising the pressure of the brine to a value required for the reverse osmosis process.
그리고 본 발명은 최소한 하나의 삼투막을 가지고 있어 물을 정제하는 필터 블록(9)이 구비된다.The present invention also includes a
아울러 본 발명은 필터 블록(9)에서 나온 폐수를 높은 압력을 가해 에너지를 회수하고, 최소한 하나의 터빈을 가진 에너지 회수 블록(7)이 구비된다.In addition, the present invention is equipped with an energy recovery block (7) having at least one turbine, recovering energy by applying high pressure to the wastewater from the filter block (9).
더하여 본 발명에 적용된 배수 블록(8)은 압력 블록(6), 필터 블록(9), 그리고 에너지 회수 블록(7)과 연결하여 사용하도록 설계됨이 바람직하다.In addition, the
특히 본 발명에 적용된 상기 압력 블록(6), 필터 블록(9), 에너지 회수 블록(7), 그리고 배수 블록(8)은 운반이 용이한 모듈식 구조로 형성함이 바람직하다.In particular, the
한편, 본 발명에 적용된 상기 배수 블록(8)에는 다음의 기술적 구성이 구비된다.On the other hand, the
즉, 첫 번째 배관, 두 번째 배관, 세 번째 배관, 네 번째 배관, 다섯 번째 배관이 구비되되, That is, the first piping, the second piping, the third piping, the fourth piping, and the fifth piping are provided,
첫 번째 배관(10)은 염수의 주입구와 연결되는 입구(10.1)와 압력 블록(6)과 연결된 출구(10.2)를 연결하고 있어, 염수를 압력 펌프(6.1)까지 이동할 수 있도록 해주게 된다.The
두 번째 배관(11)은 압력 블록(6)과 연결된 입구(11.1)와 필터 블록(9)와 연결된 출구(11.2)를 연결하고 있어, 염수의 흐름에 높은 압력(2)이 가해지도록 한다.The
세 번째 배관(12)은 필터 블록(9)과 연결된 입구(12.1)와 에너지 회수 블록(7)과 연결된 출구(12.2)를 연결하고 있어, 폐수의 흐름으로 에너지를 회수할 수 있도록 한다.The
네 번째 배관(13)은 압력 블록(6)과 연결된 입구(13.1)와 폐수(5)의 출구에 해당되는 출구(13.2)로 연결되어 있다.The
다섯 번째 배관(14)은 필터 블록(9)에 연결된 입구(14.1) 와 담수(3)의 출구에 해당되는 출구(14.2)로 연결되도록 함을 특징으로 한다.The
아울러 본 발명에 적용된 상기 첫 번째 배관(10)은 추가 출구(10.3)가 있어, 다른 모듈식 해수담수기의 배수 블록(8)의 주입구(10.1)와 연결할 수 있다.In addition, the
그리고 네 번째 배관(13)은 추가 입구(13.3)가 있어, 다른 모듈식 해수담수기의 배수 블록(8)의 출구(13.1)에 연결할 수 있다.And the
또한 다섯 번째 배관(14)은 추가 입구(14.3)가 있어, 다른 모듈식 해수담수기의 배수 블록(8)의 출구(14.1)에 연결할 수 있다.The
이와 같이 모듈식 해수 담수화 장치는 또다른 모듈식 해수 담수화 장치에 연결할 수 있도록 함은 물론이다.Thus, the modular seawater desalination device can be connected to another modular seawater desalination device.
더하여 본 발명에 적용된 상기 에너지 회수 블록(7)은 압력 블록(6)의 펌프(6.1)와 연결됨을 특징으로 구성된다.In addition, the
마지막으로 본 발명에 적용된 상기 필터 블록(9)은 실린더 모양의 보호 포장이 구비되되, 그 안에 삼투막(9.1)이 위치함을 특징으로 구성된다.Finally, the
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.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 exemplary embodiments.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the invention is not to be limited to the specific forms thereof which are to be described in the foregoing description, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
상기와 같이 구성된 본 발명 역삼투압 해수 담수화 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the reverse osmotic desalination apparatus according to the present invention will be described below.
우선, 본 발명은 모듈화(예: 규격화된 부품을 조립하여 만들 수 있는)되어 있고, 운반이 용이하며, 담수화되는 과정에서 에너지회수를 실현 가능하도록 한 것이다.First, the present invention is capable of modularization (for example, by assembling standardized parts), facilitating transportation, and enabling energy recovery in the course of desalination.
이를 위해 본 발명은 염수의 주입구(10.1), 담수의 출구(14.2), 그리고 폐수의 출구(13.2)로 이루어진 역삼투압 방식의 해수 담수화 장치를 제안하는데, 그 주요한 특징이 운반 가능한 모듈식 구조로 이루어져 있다는 것이다.To this end, the present invention proposes a reverse osmosis type seawater desalination device consisting of an inlet 10.1 of brine, an outlet 14.2 of fresh water, and an outlet 13.2 of wastewater, the main feature of which is a modular structure It is.
이러한 해수 담수화 장치의 모듈화는 담수의 생산성을 증가시키기 위해 설비를 증축할 필요 없이 여러 개의 동일한 해수 담수화 장치를 연결할 수 있도록 해주었다. Modularization of these seawater desalination units has allowed several identical seawater desalination units to be connected without the need to expand facilities to increase freshwater productivity.
본 발명의 모듈식 해수 담수화 장치를 구성하는 블록들은, 도 1 에서 알 수 있듯이, 압력 블록(6), 배수 블록(8), 필터 블록(9), 에너지 회수 블록(7) 이다. 이러한 블록들이 서로 연결되면서 앞서 설명한 본 해수 담수화 장치의 모듈화 특징과 운반이 용이한 특징을 가지게 해 준다.1, the blocks constituting the modular seawater desalination apparatus of the present invention are a
완벽한 모듈식 구조인 본 해수 담수화 장치는 간결한 형태로 변화되어, 단지 배수 블록(8)에 위치한 주입구(10.1)를 가공 전의 물, 즉 염수의 급수전(수도꼭지)에 연결하고, 또한 배수 블록(8)에 위치한 담수의 출구(14.2)를 담수의 저장 탱크나 또는 앞서 말한 담수를 소비하기 위해 모아두는 설비에 연결하게 된다.The seawater desalination apparatus in a completely modular structure is changed into a simple form so that the inlet 10.1 located in the
마찬가지로 배수 블록(8)에는 폐수의 출구(13.2) 도 포함되어 있어서, 가공전의 물(염수)이 삼투막을 통과한 후 담수는 그냥 흘러나가고, 이때 생성된 잔류물인 폐수가 이곳을 통해 내보내 진다.Likewise, the
압력 블록(6)은 모터(6.2)를 통해 조절되는 압력 펌프(6.1)로 구성된다. The
압력 펌프(6.1)는 특히 전기펌프로, 염수의 압력을 역삼투압 과정에 필요한 높은 수치까지 끌어올리기 위해 사용된다. The pressure pump (6.1) is an electric pump in particular, which is used to raise the pressure of salt water to the high level required for the reverse osmosis process.
압력 펌프(6.1)를 작동시키기 위한 전력은 모터(6.2)에서부터 얻을 수도 있고, 아래에 자세히 설명하겠지만, 에너지 회수 블록(7)에서 전력을 공급받을 수도 있다. The power for operating the pressure pump 6.1 may be obtained from the motor 6.2 or may be supplied by the
필터로 정제되기 위해 급수전에서 얻은 염수가 압력 블록(6)에 도착하면, 압력 펌프(6.1)가 물의 압력을 증가시키고, 필터 블록(9)으로 보내질 염수의 물줄기(2)는 높은 수압을 가지게 되어 역삼투압을 실행할 힘을 얻게 된다. When the brine obtained from the water supply arrives at the
이러한 물줄기의 경로는 배수 블록(8)을 관통하는 두 개의 물 흐름을 나타낸 도 2 에 잘 나타나 있다. The path of this stream is well illustrated in FIG. 2, which shows the two streams of water passing through the
필터 블록(9)은 적어도 한 개의 삼투막(9.1)을 가지고 있어 물의 정제하는데 사용된다. The
이 막(9.1)은 주로 실린더 모양의 형태를 띄고 있으며, 필터블록의 보호 포장지 내부에 위치하고 있는데 이 또한 원통형이다. The membrane (9.1) is mainly cylindrical in shape and is located inside the protective wrapper of the filter block, which is also cylindrical.
이 필터 블록(9)에 높은 압력(2)을 가진 염수가 도착하면, 삼투막(9.1)을 통과하게 되면서 담수의 흐름(3)과 에너지 회수를 위한 폐수의 흐름(4)을 발생시킨다. When the brine having a high pressure (2) arrives at the filter block (9), it flows through the osmosis membrane (9.1) and generates a flow of fresh water (3) and a flow of wastewater (4) for energy recovery.
담수의 흐름(3)은 배수 블록(8)에 위치한 담수의 출구(14.2)로 향하게 된다. The
에너지 회수를 위한 폐수의 흐름(4)은 배수 블록(8)을 통과하여 에너지 회수 블록(7)까지 흘러간다.The waste water stream (4) for the energy recovery flows through the drainage block (8) to the energy recovery block (7).
에너지 회수 블록(7)은 적어도 하나의 터빈(7.1) (물, 가스, 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 유용한 기계적 일로 변환시키는 기계)을 포함하고 있으며, 필터 블록(9)에서 나온 높은 수압을 가진 폐수로부터 에너지를 회수하게 된다. 일단 터빈(7.1)을 통해 폐수(5)에서 에너지 회수하게 되면, 회수된 에너지(14)는 모터(6.2)에 보내져서 모터를 작동시킬 필요가 없도록 만들거나, 펌프(6.1)가 최소한의 에너지만 제공하도록 만든다. 이러한 연결들은 도 2 에도 잘 나타나 있다.The
배수 블록(8)은 압력 블록(6), 필터 블록(9)과 에너지 회수 블록(7)과 함께 연결하여 사용할 수 있도록 설계되어 있으며, 배수 블록 내부 배관들이 상기 블록들을 연결하게 된다.The
그래서 배수 블록(8)은 두 가지 기능을 가지는데, 하나는 압력 블록(6)과 필터 블록(9) 사이에 배관들을 연결하는 기능과 다른 하나는 이러한 블록들을 구조적으로 연결해 주는 기능을 한다.Thus, the
앞에서 설명했듯이, 압력 블록(6), 필터 블록(9), 에너지 회수 블록(7), 그리고 배수 블록(8)은 운반 가능한 하나의 모듈식 구조를 형성한다.As described above, the
도 3 은 배수 블록 내부의 배관들의 배치를 보여준다.Figure 3 shows the arrangement of the piping within the drain block.
구체적으로, 실제 배수 블록(8)의 첫 번째 배관(10)은 염수의 주입구에 해당되는 입구(10.1)와 압력 블록(6)에 연결된 출구(10.2)를 이루고 있는데, 이 배관을 통해 염수(1)가 압력 펌프(6.1)까지 도달할 수 있게 된다.Specifically, the
또한 두 번째 배관(11)도 압력 블록(6)과 연결된 입구(11.1) 와 필터 블록(9)과 연결된 출구(11.2)로 이루어져 있는데, 이 배관을 통해 염수가 흘러가며 높은 수압(2)을 얻게 된다.The
이러한 방식으로 배수 블록(8)의 내부에는 필터 블록(9)과 연결된 입구(12.1)와 에너지 회수 블록(7)과 연결된 출구(12.2)로 이루어진 세 번째 배관(12)이 위치하는데, 이 배관으로 폐수가 흘러가며 에너지를 회수(4)하게 된다.In this way, in the interior of the
또한 네 번째 배관(13)도 있는데, 압력 블록(6)과 연결된 입구(13.1)과 폐수(5)의 출구에 해당되는 출구(13.2)로 이루어져 있다. There is also a
추가로 필터 블록(9)과 연결된 입구(14.1)와 담수의 출구(3)에 해당되는 출구(14.2)로 이루어진 다섯 번째 배관(14)이 위치한다.A
배수 블록(8)은 또한, 동일한 해수담수기의 다른 배수 블록(8)들과 결합될 수 있도록 설계되어 있으며, 서로 나란히 인접하여 하나의 해수담수기 집합체를 형성하게 된다.The
또한 본 발명으로 요구되는 최대 용량까지 실행할 수 있도록 여러 대의 해수담수기 합체가 가능해졌다.In addition, it is possible to combine several sea water desalination units so as to perform up to the maximum capacity required by the present invention.
이러한 이유로 배수 블록(8)이 본 발명품인 해수 담수기에 모듈화 특징을 부여하는 블록인 것이다.For this reason, the
앞서 말한 대로 여러 개의 해수담수기를 서로 연결하여 사용하기 위해서, 배수 블록(8) 내부에 있는 첫 번째 배관(10)은 추가 출구(10.3)과 다른 모듈형 해수담수기의 배수 블록(8)의 입구(10.1)를 연결하여야 하며, 네 번째 배관(13)은 추가 출구(13.3)을 다른 모듈형 해수담수기의 배수 블록(8)의 출구(13.1)과 연결해야 한다. The
그리고 다섯 번째 배관(14)은 추가 입구(14.3)를 다른 모듈형 해수담수기의 배수 블록(8)의 출구(14.2)와 연결하여 사용할 수 있다. And the
만약 아주 많은 양의 물을 취급할 필요가 있는 경우, 위에 언급한 방식대로 여러 대의 해수담수기를 정확하게 서로 연결한다면 도 4.에 나타나 있듯이, 취급할 수 있는 물의 양을 증가시킬 수 있다. If you need to handle very large amounts of water, connecting multiple seawater desalinators correctly in the manner described above can increase the amount of water that can be handled, as shown in Figure 4.
이러한 모듈들의 결합은 공장에서 바로 적용할 수 있어서, 모듈형 해수담수기를 작업장으로 보내서 바로 설치할 수 있다.The combination of these modules can be applied directly from the factory, so a modular seawater desalination plant can be installed directly to the workplace.
염수의 주입구(1)를 해수와 같은 물의 급수전을 연결하기만 하면 된다. 그리고는 저장탱크 안이나 예를 들어, 담수를 사용하기 위한 설비에 모여진 담수를 뽑아 쓰면 되는 것이다. Simply connect the brine inlet (1) to the water supply of water, such as sea water. Then, you can draw freshwater collected in a storage tank, for example, equipment for using fresh water.
본 해수 담수와 장치는 하나의 폐수 출구(5)도 배치할 것이다.The present seawater desalination plant and equipment will also have a single wastewater outlet (5).
일단 해수담수기 여러 대를 연결하기 위해 배수 블록(8)이 사용된다면, 해수담수기의 입구와 출구의 내부 배관들을 각각의 해수담수기 그룹의 메인 배관들과 나란히 정렬시키는 형태로 이루어지게 될 것이다.Once the
본 해수 담수화 장치의 모듈화 디자인 덕분에, 각각의 배수 블록들을 통해 여러 대의 해수 담수와 장치를 간단히 연결하면, 단일 압력 블록(6)이 다수의 필터 블록(9)에게 서비스를 제공할 수 있도록 그 크기를 조정할 수 있게 되었다.Thanks to the modular design of the present seawater desalination device it is possible to simplify the connection of multiple seawater desalination plants and devices through the respective drainage blocks so that a
본 발명 역삼투압 해수 담수화 장치의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.The technical idea of the reverse osmotic desalination apparatus of the present invention is that the same results can be repeatedly practiced. Especially, by implementing the present invention as described above, it is possible to contribute to industrial development by promoting technological development, and it is worth protecting.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
6; 압력블록
7: 에너지회수블록
8: 배수블록
9: 필터블록
10: 첫 번째 배관
11: 두 번째 배관
12: 세 번째 배관
13: 네 번째 배관
14: 다섯 번째 배관Description of the Related Art
6; Pressure block
7: Energy recovery block
8: Drain block
9: Filter block
10: First piping
11: Second piping
12: Third piping
13: Fourth piping
14: Fifth piping
Claims (5)
가공되지 않은 물(염수)의 주입구(10.1), 담수의 출구(14.2), 그리고 폐수의 출구(13.2) 로 이루어진 배수블록(8);
모터(6.2)로 조절되는 압력 펌프(6.1)을 갖추고 있으며, 염수의 압력을 역삼투압 공정에 필요한 수치까지 끌어올리기 위한 압력 블록(6);
최소한 하나의 삼투막을 가지고 있어 물을 정제하는 필터 블록(9);
필터 블록(9)에서 나온 폐수를 높은 압력을 가해 에너지를 회수하고, 최소한 하나의 터빈을 가진 에너지 회수 블록(7);이 포함되되,
배수 블록(8)은 압력 블록(6), 필터 블록(9), 그리고 에너지 회수 블록(7)과 연결하여 사용하도록 설계되고,
그리고 압력 블록(6), 필터 블록(9), 에너지 회수 블록(7), 그리고 배수 블록(8)은 운반이 용이한 모듈식 구조로 형성함을 특징으로 하는 역삼투압 해수 담수화 장치.
Providing a reverse osmosis desalination apparatus,
A drain block 8 consisting of an inlet 10.1 of untreated water (brine), an outlet 14.2 of fresh water, and an outlet 13.2 of the waste water;
A pressure block (6) equipped with a pressure pump (6.1) controlled by a motor (6.2) and for raising the pressure of the salt water to a value required for the reverse osmosis process;
A filter block (9) having at least one osmosis membrane for purifying water;
An energy recovery block (7) having at least one turbine for recovering energy by applying high pressure to the wastewater from the filter block (9)
The drainage block 8 is designed for use in connection with the pressure block 6, the filter block 9 and the energy recovery block 7,
Wherein the pressure block (6), the filter block (9), the energy recovery block (7), and the drainage block (8) are formed in a modular structure that is easy to carry.
상기 배수 블록(8)에는,
첫 번째 배관, 두 번째 배관, 세 번째 배관, 네 번째 배관, 다섯 번째 배관이 구비되되,
첫 번째 배관(10)은 염수의 주입구와 연결되는 입구(10.1)와 압력 블록(6)과 연결된 출구(10.2)를 연결하고 있어, 염수를 압력 펌프(6.1)까지 이동할 수 있도록 해주고,
두 번째 배관(11)은 압력 블록(6)과 연결된 입구(11.1)와 필터 블록(9)와 연결된 출구(11.2)를 연결하고 있어, 염수의 흐름에 높은 압력(2)이 가해지도록 하고,
세 번째 배관(12)은 필터 블록(9)과 연결된 입구(12.1)와 에너지 회수 블록(7)과 연결된 출구(12.2)를 연결하고 있어, 폐수의 흐름으로 에너지를 회수할 수 있도록 하고,
네 번째 배관(13)은 압력 블록(6)과 연결된 입구(13.1)와 폐수(5)의 출구에 해당되는 출구(13.2)로 연결되어 있고,
다섯 번째 배관(14)은 필터 블록(9)에 연결된 입구(14.1) 와 담수(3)의 출구에 해당되는 출구(14.2)로 연결되도록 함을 특징으로 하는 역삼투압 해수 담수화 장치.
The method according to claim 1,
In the drain block (8)
A first piping, a second piping, a third piping, a fourth piping, and a fifth piping,
The first piping 10 connects the inlet 10.1 connected to the inlet of the brine and the outlet 10.2 connected to the pressure block 6 so that the brine can be moved to the pressure pump 6.1,
The second piping 11 connects the inlet 11.1 connected to the pressure block 6 and the outlet 11.2 connected to the filter block 9 so that high pressure 2 is applied to the brine flow,
The third pipe 12 connects the inlet 12.1 connected to the filter block 9 and the outlet 12.2 connected to the energy recovery block 7 so that energy can be recovered by the flow of the waste water,
The fourth pipe 13 is connected to an inlet 13.1 connected to the pressure block 6 and an outlet 13.2 corresponding to the outlet of the waste water 5,
Wherein the fifth piping 14 is connected to the inlet 14.1 connected to the filter block 9 and to the outlet 14.2 corresponding to the outlet of the fresh water 3. The reverse osmosis seawater desalination apparatus according to claim 1,
상기 첫 번째 배관(10)은 추가 출구(10.3)가 있어, 다른 모듈식 해수담수기의 배수 블록(8)의 주입구(10.1)와 연결할 수 있고,
네 번째 배관(13)은 추가 입구(13.3)가 있어, 다른 모듈식 해수담수기의 배수 블록(8)의 출구(13.1)에 연결할 수 있고,
다섯 번째 배관(14)은 추가 입구(14.3)가 있어, 다른 모듈식 해수담수기의 배수 블록(8)의 출구(14.1)에 연결할 수 있고,
이와 같이 모듈식 해수 담수화 장치는 또다른 모듈식 해수 담수화 장치에 연결할 수 있도록 함을 특징으로 하는 역삼투압 해수 담수화 장치.
The method of claim 2,
The first piping 10 has an additional outlet 10.3 which can be connected to the inlet 10.1 of the drainage block 8 of another modular seawater desalination plant,
The fourth piping 13 has an additional inlet 13.3 which can be connected to the outlet 13.1 of the drainage block 8 of another modular seawater desorber,
The fifth piping 14 has an additional inlet 14.3 which can be connected to the outlet 14.1 of the drainage block 8 of another modular seawater desalination plant,
Wherein the modular seawater desalination device is connectable to another modular seawater desalination device.
상기 에너지 회수 블록(7)은,
압력 블록(6)의 펌프(6.1)와 연결됨을 특징으로 하는 역삼투압 해수 담수화 장치.
The method according to claim 1,
The energy recovery block (7)
Is connected to the pump (6.1) of the pressure block (6).
상기 필터 블록(9)은,
실린더 모양의 보호 포장이 구비되되, 그 안에 삼투막(9.1)이 위치함을 특징으로 하는 역삼투압 해수 담수화 장치.The method according to claim 1,
The filter block (9)
Characterized in that an osmotic membrane (9.1) is located in a cylindrical protective wrapping.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |