KR20200064725A - Seawater desalination equipment - Google Patents

Seawater desalination equipment Download PDF

Info

Publication number
KR20200064725A
KR20200064725A KR1020180151194A KR20180151194A KR20200064725A KR 20200064725 A KR20200064725 A KR 20200064725A KR 1020180151194 A KR1020180151194 A KR 1020180151194A KR 20180151194 A KR20180151194 A KR 20180151194A KR 20200064725 A KR20200064725 A KR 20200064725A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
reverse osmosis
filter
desalination
seawater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020180151194A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102175288B1 (en
Inventor
홍재의
박서윤
임진환
Original Assignee
주식회사 필터테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 필터테크 filed Critical 주식회사 필터테크
Priority to KR1020180151194A priority Critical patent/KR102175288B1/en
Publication of KR20200064725A publication Critical patent/KR20200064725A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102175288B1 publication Critical patent/KR102175288B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/39Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with hollow discs side by side on, or around, one or more tubes, e.g. of the leaf type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D29/00Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/62Regenerating the filter material in the filter
    • B01D61/022
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • B01D61/026Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/06Energy recovery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/08Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04CAPPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002Construction details of the apparatus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 해수 담수화 설비에 관한 것으로, 해수 또는 염 지하수를 담수화하여 각종 생활용수 또는 식수 등으로 활용하기 위한 해수 담수화 설비에 관한 것이다.
본 발명은 1차 역삼투모듈(4000)에서 발생되어 배출되는 농축수의 유체 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전모듈(G) 및 제2펌프(P2) 전단에 구비되며 상기 전처리부(3000)를 통과한 처리수의 온도를 1차 역삼투모듈(4000)로 공급하기에 적정한 온도로 조절시키며, 상기 발전모듈(G)에서 생상된 전기 에너지를 공급받아 가동되는 온도조절모듈(H)을 포함한다.
The present invention relates to a desalination facility for seawater, and relates to a seawater desalination facility for desalination of seawater or salt ground water to be utilized as various living water or drinking water.
The present invention is provided at the front end of the power generation module (G) and the second pump (P2) for converting the fluid energy of the concentrated water generated and discharged from the primary reverse osmosis module (4000) to the electric energy, and the pre-treatment unit (3000) It controls the temperature of the passed water to the proper temperature to supply to the primary reverse osmosis module (4000), and includes a temperature control module (H) operated by receiving electric energy generated from the power generation module (G). .

Description

해수 담수화 설비{Seawater desalination equipment}Seawater desalination equipment

본 발명은 해수 담수화 설비에 관한 것으로, 해수 또는 염 지하수를 담수화하여 각종 생활용수 또는 식수 등으로 활용하기 위한 해수 담수화 설비에 관한 것이다.The present invention relates to a desalination facility for seawater, and relates to a seawater desalination facility for desalination of seawater or salt ground water to be utilized as various living water or drinking water.

인구 증가, 기후 변화 등으로 인해 물 부족 현상이 점점 심해질 것으로 예측되고 있다. 국내에서도 도서지역 등에서는 실제 수자원 부족 현상을 체감하고 있다.It is predicted that the water shortage will be getting worse due to population growth and climate change. In Korea, islands and other regions are experiencing a real shortage of water resources.

우리나라 유인도서의 90% 이상이 유네스코 기준에 따라 극소규모 도서에 해당한다. 도서지역은 하천의 발달이 미약하고 용수공급원의 개발이 어려우며 자연재해에도 상대적으로 취약하여, 안정적인 식수원의 확보가 어렵기 때문에 물부족 현상이 심각하다. 이러한 문제들로 유인도서의 상당수가 무인도로 바뀌는 실정이며 생활용수 및 식수의 확보가 시급하다. More than 90% of manned books in Korea are very small-scale books according to UNESCO standards. In the island region, the water shortage is serious because the river development is weak, the water supply source is difficult to develop, and it is relatively vulnerable to natural disasters. Due to these problems, many of the manned books are turned into uninhabited islands, and it is urgent to secure living water and drinking water.

도서지역에 적합한 소형 해수담수화 설비는 해수담수화 기술 중 하나인 역삼투법(Reverse osmosis, RO)을 도입하여 물을 공급하는 담수화 방법이 주로 사용되고 있다. 역삼투법은 해수에 고압을 가하여 물을 역삼투막에 투과시켜 담수를 생산하는 방법이다. Small seawater desalination facilities suitable for island areas are mainly using desalination methods that supply water by introducing reverse osmosis (RO), one of seawater desalination technologies. The reverse osmosis method is a method of producing fresh water by permeating water through a reverse osmosis membrane by applying high pressure to sea water.

해수를 역삼투법을 이용하여 담수화하는데 해수를 가압하기 위한 고압펌프 등을 이용하여 역삼투막 장치에 압송할 필요가 있다. 이는 해수의 염 농도가 높을 수록 큰 에너지를 필요로 한다. 이를 해결하기 위하여 해수보다 염 농도가 낮은 물 또는 유도용액을 희석수로서 해수에 혼합한 혼합수를 역삼투막 장치에 공급한다. 역삼투법에 있어서, 플러스 증대 및 에너지 효율화를 위한 하수 또는 우수 등의 물을 재활용하는 것은 중요한 분야에 해당된다 할 수 있다.Desalination of seawater using a reverse osmosis method is required to pressurize the reverse osmosis membrane device using a high pressure pump or the like to pressurize the seawater. This requires higher energy as the salt concentration in the seawater is higher. In order to solve this, water or a solution having a lower salt concentration than seawater or dilution water is mixed with seawater and mixed water is supplied to the reverse osmosis membrane apparatus. In the reverse osmosis method, recycling of water such as sewage or rainwater for a positive increase and energy efficiency is an important field.

또한, 역삼투법에서 에너지 소모를 저감시키기 위해 에너지 회수장치(Energy recovery device, ERD)를 적용하고 있다. 에너지 회수장치는 역삼투법에서 필연적으로 발생되는 고압의 농축수의 유체 에너지를 고압펌프의 축이나 저압으로 유입되는 원수에 전달하는 방법으로 에너지를 절감할 수 있다.In addition, an energy recovery device (ERD) is applied to reduce energy consumption in the reverse osmosis method. The energy recovery device can save energy by transferring the fluid energy of the high-pressure concentrated water, which is inevitably generated in the reverse osmosis method, to the raw water flowing into the shaft or the low-pressure pump.

한편, 삼투압이 절대온도에 비례한다는 특성을 고려할 때, 적정 수온유지는 담수화 능력과 직결된다. 담수화 방법에 있어서 적정 수온 유지는 에너지 효율과 직접적 연관이 있다 할 수 있다. On the other hand, considering the characteristic that the osmotic pressure is proportional to the absolute temperature, maintaining the proper water temperature is directly related to the desalination ability. In the desalination method, maintaining the proper water temperature is directly related to energy efficiency.

저염의 물을 활용할 뿐만 아니라, 적정 수온 유지 등을 통한 에너지 효율화 방안과 관련된 다양한 방안이 제시되고 있지만, 소규모 담수화 설비에 관련 문제 들을 적용한 사례는 보고되지 않고 있는 바 이를 해결하고자 함이다.In addition to utilizing low-salt water, various methods have been proposed related to energy efficiency measures, such as maintaining proper water temperature, but there have been no reports of application of related problems to small-sized desalination plants.

한국등록특허 제10-1845674호(2018.3.29.등록, 명칭 : 해수 담수화 설비)Korean Registered Patent No. 10-1845674 (Registration on March 29, 2018, Name: Seawater desalination facility)

본 발명은 해수를 담수화 하여 식수뿐만 아니라 각종 생활용수 예를 들면, 가정용 생활용수, 양식장용 물, 농업용수 등으로 공급할 수 있도록 하여 식수가 부족한 곳에 식수를 손쉽게 공급하고 도서지역의 주민들에게 농작물 경작에 따른 소득증대에 이바지할 수 있도록 하는 친환경 저에너지 담수화 설비를 제공하기 위함이다.The present invention provides desalination of sea water to supply not only drinking water, but also various living waters, such as household living water, farm water, agricultural water, etc., to easily supply drinking water where there is a shortage of water and to cultivate agricultural crops to island residents. This is to provide an eco-friendly low energy desalination facility that can contribute to the increase in income.

본 발명은 해수 담수화 설비를 소형화하여 설치 면적에 구애를 받지 않고 주민수가 적은 도서지역에 적합한 해수 담수화 시스템을 제공하여 별도의 정수기를 설치할 필요 없이 깨끗한 식수 및 생활용수를 제공하기 위함이다.The present invention is to provide clean drinking water and living water without the need to install a separate water purifier by providing a seawater desalination system suitable for an island area with a small number of residents, regardless of the installation area by miniaturizing the seawater desalination facility.

본 발명은 1차 역삼투 막을 통과한 농축수가 가진 고압의 에너지를 이용하여 전기에너지로 변환시키며, 변환된 전기에너지를 전처리가 끝난 처리수의 온도를 조절하기 위한 히팅 모듈에 사용하여, 플럭스가 증대될 수 있도록 하기 위함이다.The present invention converts electrical energy into electrical energy using high-pressure energy of concentrated water that has passed through the primary reverse osmosis membrane, and uses the converted electrical energy in a heating module to control the temperature of the pretreated water, thereby increasing flux It is to make it possible.

본 발명은 1차 역삼투막을 통과한 생활용수를 가압하여 디스크 필터로 유입시켜, 역세척 용도로 활용함으로서 동작, 역세척, 대기 상태를 번갈아 수행하여 주기적으로 여과 필터를 교체할 필요 없이 무정지 전처리 가동이 가능하게 하여 설비의 유지 관리가 쉽도록 하는 목적으로 한 해수 담수화 설비에 관한 것이다.The present invention pressurizes the living water that has passed through the primary reverse osmosis membrane and flows it into the disc filter, and utilizes it for backwashing, alternately operating, backwashing, and waiting to perform a non-stop pretreatment without having to periodically replace the filtration filter. It relates to a seawater desalination facility for the purpose of making it easy to maintain and maintain the facility.

본 발명은 취수된 해수를 여과하기 위한 전처리부(3000); 상기 전처리된 처리수를 압송하기 위한 제2펌프(P2); 상기 제2펌프(P2)를 통하여 압송된 처리수를 공급받아 담수화하기 위한 1차 역삼투모듈(4000); 상기 1차 역삼투모듈(4000)에서 발생되어 배출되는 농축수의 유체 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전모듈(G); 상기 제2펌프(P2) 전단에 구비되며 상기 전처리부(3000)를 통과한 처리수의 온도를 상기 1차 역삼투모듈(4000)로 공급하기에 적정한 온도로 조절시키며, 상기 발전모듈(G)에서 생상된 전기 에너지를 공급받아 가동되는 온도조절모듈(H); 및 상기 1차 역삼투모듈(4000)을 통하여 1차 담수화된 물을 공급받아 2차 담수화하기 위한 2차 역삼투모듈(5000); 을 포함한다.The present invention is a pre-treatment unit (3000) for filtering the sea water withdrawn; A second pump (P2) for pumping the pretreated water; A primary reverse osmosis module (4000) for desalination by receiving the treated water pumped through the second pump (P2); A power generation module (G) for converting the fluid energy of the concentrated water generated and discharged from the primary reverse osmosis module (4000) into electrical energy; It is provided at the front end of the second pump (P2) and adjusts the temperature of the treated water passing through the pre-treatment unit 3000 to a temperature suitable for supplying to the primary reverse osmosis module 4000, and the power generation module G Temperature control module (H) that is operated by receiving the electrical energy generated in the; And a secondary reverse osmosis module 5000 for secondary desalination by receiving primary desalination water through the primary reverse osmosis module 4000; It includes.

본 발명의 상기 전처리부(3000)는 상기 취수된 해수를 저장하는 원수 저장조(2000)에서 유입되는 원수를 멸균하기 위한 제균필터(3100)를 더 포함하되, 상기 제균필터(3100)는 요오드와 요오드화염을 혼합, 물에 고농도로 용해시킨 후 음이온교환수지에 결합시켜 (다)요오드음이온수지를 포함할 수 있다.The pre-processing unit 3000 of the present invention further includes a sterilizing filter 3100 for sterilizing raw water flowing from the raw water storage tank 2000 for storing the collected seawater, wherein the sterilizing filter 3100 includes iodine and iodine. After mixing the flame and dissolving it in a high concentration in water, it can be bound to an anion exchange resin to (c) contain iodine anion resin.

본 발명의 상기 전처리부(3000)는 상기 제균필터(3100)의 후단에 배치되며, 제균된 물을 공급받는 입구(3310); 상기 공급받은 물의 압력에 의하여 발생되는 와류에 의하여 소정크기 이상의 고형물은 아랫 방향으로 침전 배출시키기 위하여 단면의 형상이 역삼각형 형태를 이루는 고형 물배출부(3330); 및 상기 소정크기 미만의 용질이 포함된 상태의 물을 통과시키는 출구(3340);를 포함하는 하이드로 사이클론부(3300)를 더 포함할 수 있다.The pre-processing unit 3000 of the present invention is disposed at the rear end of the sterilizing filter 3100, and the inlet 3310 receives sterilized water; A solid water discharge unit 3330 having an inverted triangular shape in cross-section in order to precipitate and discharge solid substances having a predetermined size or more by a vortex generated by the pressure of the supplied water; And an outlet (3340) for passing water in a state in which the solute of less than the predetermined size is included. The hydrocyclone part (3300) may be further included.

본 발명은 제1 내지 3 디스크필터(3500A, 3500B, 3500C)를 포함하고, 제1내지 3디스크 필터 중 어느 하나는 여과 기능을 수행하며, 다른 하나는 대기하고, 또 다른 하나는 역세척되어 하이드로 사이클론부(3300)를 통과한 물이 계속적으로 여과되는 것을 특징으로 하는 디스크필터(3500);를 더 포함할 수 있다.The present invention includes the first to third disc filters (3500A, 3500B, 3500C), one of the first to three disc filters performs a filtration function, the other waits, and the other one is backwashed to hydro It may further include a disk filter (3500), characterized in that the water passing through the cyclone unit 3300 is continuously filtered.

본 발명은 상기 1차 역삼투모듈(4000)를 통과하지 못한 농축수(①)를 공급받는 압력탱크(T); 상기 압력탱크(T)의 물이 상기 디스크필터(3500)로 유입되어 역세척될 수 있다.The present invention is a pressure tank (T) receiving the concentrated water (①) that has not passed through the primary reverse osmosis module (4000); Water in the pressure tank (T) may be backwashed by flowing into the disk filter (3500).

본 발명은 하수, 우수를 추가적으로 이용하여 해수를 담수화시켜 사용가능한 물을 공급할 수 있도록 하였다. 첫째, 해수 담수화 설비를 소형화함으로서 설치 장소에 구애받지 않고 도서지역의 적은 인구도 식수 및 생활용수, 농업용수, 소방용수 등으로 사용할 수 있도록 하여 지역 경제에 도움을 주는 효과가 있으며, 둘째, 해수를 담수화하는 과정에서 유기물을 걸러내는 전처리 과정 중 필터의 교체로 인한 시스템 정지 및 이로 인한 단수 시간의 발생을 방지하기 위하여 3단 디스크 필터가 교대로 운전되면서 무정지 운전 및 설비의 유지 보수가 쉬워져 경제적인 설치가 가능하게 하였으며, 셋째, 1차 역삼투 장치를 통과한 생활용수를 이용하여 전처리 과정 중 디스크 필터를 세척하고 1차 역삼투 장치에서 배출된 농축수의 압력을 전기에너지로 변환시켜 히팅모듈을 가동시킴으로서 에너지 절감에 도움을 주는 친환경 해수 담수화 시스템으로 효율적인 담수의 공급이 가능하게 하는 효과가 있다. The present invention was made to be able to supply usable water by desalination of seawater by additionally using sewage and rainwater. First, by miniaturizing the seawater desalination facilities, regardless of the installation location, even a small population in the island area can be used as drinking water, living water, agricultural water, and firefighting water to help the local economy. During the pre-treatment process to filter out organic matter in the process of desalination, a three-stage disc filter is operated alternately to prevent system shutdown due to replacement of the filter and the occurrence of a short time, thereby making it easy to operate without stopping and maintenance of the facility. Installation was possible. Third, using the living water that passed through the primary reverse osmosis device, the disk filter was cleaned during the pre-treatment process, and the pressure of the concentrated water discharged from the primary reverse osmosis device was converted into electrical energy to convert the heating module. By operating it, it is an eco-friendly seawater desalination system that helps to save energy and has an effect of efficiently supplying fresh water.

도 1은 본 발명에 따른 해수 담수화 설비의 전체 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 발전 모듈 관련된 개념도
도 3은 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 전처리부 관련된 개념도
도 4는 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 제균필터 관련된 개념도
도 5는 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 하이드로사이클론 관련된 개념도
1 is an overall conceptual diagram of a seawater desalination plant according to the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram related to the power generation module in the seawater desalination plant according to the present invention
Figure 3 is a conceptual diagram related to the pre-treatment unit in the seawater desalination plant according to the present invention
Figure 4 is a conceptual diagram related to the disinfection filter in the seawater desalination plant according to the present invention
5 is a conceptual diagram related to hydrocyclones in the seawater desalination plant according to the present invention

이하, 본 발명에 따른 해수 담수화 설비를 첨부된 도면을 참고하여 상술하도록 한다.Hereinafter, the seawater desalination facility according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 해수 담수화 설비의 전체 개념도이며, 도 2는 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 발전 모듈 관련된 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 전처리부 관련된 개념도이다. 전처리부와 관련하여 도 4는 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 제균필터 관련된 개념도이며, 도 5는 본 발명에 따른 해수 담수화 설비 중 하이드로 사이클론 관련된 개념도를 도시하였다.1 is an overall conceptual diagram of a seawater desalination facility according to the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram related to a power generation module among the seawater desalination facilities according to the present invention, and FIG. 3 is a conceptual diagram related to a pretreatment unit among the seawater desalination facilities according to the present invention. 4 in relation to the pre-treatment unit is a conceptual diagram related to a bactericidal filter in a seawater desalination facility according to the present invention, and FIG. 5 shows a conceptual diagram related to a hydrocyclone in a seawater desalination facility according to the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명은 원수를 저장하는 원수저장조(2000), 원수저장조(2000)에 저장된 원수를 전처리부(3000)로 송출시키기 위한 제1펌프(P1), 전처리부(3000)를 통과하면서 오염물질 등이 배출된 처리수를 1차 역삼투모듈(4000)로 송출시키기 위한 제2펌프(P2), 1차 역삼투모듈(400)을 통과하면서 1차로 담수화된 생활용수가 송출되어 공급받는 2차 역삼투모듈(5000) 등을 포함한다. 2차 역삼투모듈(5000)을 통과한 물은 식수로 활용 가능하다. Referring to Figure 1, the present invention is a raw water storage tank (2000) for storing raw water, a first pump (P1) for transmitting the raw water stored in the raw water storage tank (2000), the pre-processing unit (3000) The second pump (P2) for passing the discharged treated water to the primary reverse osmosis module (4000) and the primary reverse osmosis module (400) passing through the primary reversed osmosis module (400) are sent and supplied. Secondary reverse osmosis module (5000) to receive. The water that has passed through the second reverse osmosis module 5000 can be used as drinking water.

도 1을 참고하면, 원수저장조(2000)는 해수 및 저염수가 혼합될 수 있다. 여기서 원수는 해수 및 저염수를 포함하는 용어로 이해하면 된다. 저염수는 민물 등을 사용하고 버려지는 폐수, 하수, 오수뿐만 아니라, 빗물인 우수, 바닷물과 민물이 만나는 지역의 물인 기수 등 원수 저장조로 유입되는 해수보다 염도가 낮은 물이면 모두 포함될 수 있다. 저염수는 해수와 혼합되어 염도가 낮아지므로 이후 상술하게 될 1차 및 2차 역삼투모듈(4000, 5000)의 압력 부하를 조절할 수 있다. Referring to Figure 1, the raw water storage tank 2000 may be mixed with sea water and low salt water. Here, raw water may be understood as terms including sea water and low salt water. Low-salt water may include any wastewater, sewage, and sewage that uses and discards fresh water, as well as water that has a lower salt than seawater flowing into the raw water storage tank, such as rainwater, rainwater, and brackish water, which is the area where seawater meets freshwater. Low salt water is mixed with sea water, so the salinity becomes low, so that the pressure loads of the primary and secondary reverse osmosis modules 4000 and 5000, which will be described later, can be adjusted.

도 1을 참고하면, 저염수는 별도 마련된 저염수저장조(1000)에 저장된다. 저염수저장조(1000)에 저장된 저염수를 원수저장조(2000)로 공급하기 전 저염수 내 불순물을 여과하기 위하여 필터(1100)가 구비될 수 있다. 필터(1100)는 샌드필터가 적합하다. 샌드필터는 용기 내에 모래(규사)만 사용될 수도 있으며, 이와 더불어 규석, 코크스 가루 등을 적당한 크기로 입자화하여 충전시켜 제작될 수 있다.Referring to FIG. 1, low-salt water is stored in a low-salt water storage tank 1000 provided separately. A filter 1100 may be provided to filter impurities in the low salt water before supplying the low salt water stored in the low salt water storage tank 1000 to the raw water storage tank 2000. The filter 1100 is suitable for a sand filter. The sand filter may be used only in sand (silica sand) in the container, and in addition, it may be manufactured by granulating silica powder, coke powder, and the like to a suitable size.

도 1을 참고하면, 원수 저장조에 저장된 원수는 제1펌프(P1)을 통하여 전처리부(3000)로 이송된다. 전처리부(3000)에 유입된 원수는 전처리부(3000)를 통과하면서 스케일 생성 억제, 부식 방지, 필터 막힘 방지 등을 위하여 이온치환되거나, 이물질 등이 배출된다. 전처리부(3000)에 대해서는 도 3 이하를 참고하여 이후 상술하도록 한다.Referring to Figure 1, the raw water stored in the raw water storage tank is transferred to the pre-processing unit 3000 through the first pump (P1). The raw water flowing into the pre-treatment unit 3000 is ion-exchanged to prevent scale formation, prevent corrosion, and prevent filter clogging while passing through the pre-treatment unit 3000, or foreign substances are discharged. The pre-processing unit 3000 will be described later with reference to FIG. 3 or less.

도 1을 참고하면, 전처리부(3000)를 통과한 처리수는 고압펌프인 제2펌프(P2)에 의하여 1차 역삼투모듈(4000) 및 2차 역삼투모듈(5000)을 순차적으로 통과한다. 1차 역삼투모듈(4000)을 통과한 물은 생활용수필터부(6000) 등을 거치면서 생활용수로 사용될 수 있다. 2차 역삼투모듈(5000)을 통과한 물은 식수필터부(7000) 등을 거치면서 식수로 사용될 수 있다. 1 및 2차 역삼투모듈(4000, 5000)을 통과한 물의 배관라인 측에는 수질측정기(M1)가 구비될 수 있다. 수질측정기(M1)은 pH, TDS, 온도 등이 측정될 수 있다. TDS(Total Disolved Solids)는 물속에 들어있는 용해성 고형물질의 총량으로 단위는 ppm이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 1, the treated water passing through the pre-treatment unit 3000 sequentially passes through the primary reverse osmosis module 4000 and the secondary reverse osmosis module 5000 by the high pressure pump second pump P2. . The water that has passed through the primary reverse osmosis module 4000 may be used as living water while passing through the household water filter unit 6000. The water that has passed through the second reverse osmosis module 5000 may be used as drinking water while passing through the drinking water filter unit 7000 or the like. A water quality meter M1 may be provided on the pipe line side of the water that has passed through the primary and secondary reverse osmosis modules 4000 and 5000. The water quality meter M1 may measure pH, TDS, temperature, and the like. TDS (Total Disolved Solids) is the total amount of soluble solids contained in water, and the unit of ppm may be used.

도 1을 참고하면, 수질측정기(M1)에서 측정된 각종 지표 중 특히, TDS의 양에 따라 1 및 2차 역삼투모듈(4000, 5000) 각각을 통과한 생활용수 및 식수 라인을 관통하도록 연결된 배관측 밸브(V1)의 개도가 조절된다. 즉 TDS1의 ppm이 낮을 경우 밸브(V1)을 개방시켜 생활용수측 배관에서 식수측 배관으로 처리수가 유동될 수 있도록 할 수 있다. 보다 바람직하게는 1차 역삼투모듈(4000)을 통과한 물과, 2차 역삼투모듈(5000)을 통과한 물을 수질측정기(M1)를 통하여 각각 측정, 양자를 비교하여 비교된 값이 소정의 값보다 낮을 때에는 밸브(V1)을 개방시켜, 1차 역삼투모듈(4000)을 통과한 물을 2차 역삼투모듈(5000)을 통과한 물의 배관라인에 공급시킨다.Referring to Figure 1, among the various indicators measured by the water quality meter (M1), in particular, the ship connected to penetrate the water and drinking water line through each of the primary and secondary reverse osmosis modules (4000, 5000) according to the amount of TDS The opening degree of the observation valve V1 is adjusted. That is, when the ppm of TDS1 is low, the valve V1 can be opened so that the treated water can flow from the water supply side pipe to the water supply side pipe. More preferably, the water that has passed through the primary reverse osmosis module 4000 and the water that has passed through the secondary reverse osmosis module 5000 are respectively measured and compared with each other through the water quality meter M1, and the compared value is predetermined. When it is lower than the value of, the valve V1 is opened to supply water that has passed through the primary reverse osmosis module 4000 to the pipe line of water that has passed through the secondary reverse osmosis module 5000.

도 1을 참고하면, 1차 역삼투모듈(4000) 및 2차 역삼투모듈(5000)을 통과한 각각의 물의 배관 측에 밸브(V2, V3)를 설치하며, 이들 각각의 수질을 측정하기 위한 수질측정기(M2, M3)를 구비한다. M2 및 M3에서 계측된 ppm의 값이 소정값 이상일 때에는 밸브(V2, V3)의 개도를 조절한다. 소정값 이상일 때에는 닫힘 조절, 소정값 이하일 때는 열림 조절을 한다. 여기서 소정값은 M2의 경우 약 250 ~ 500 ppm, M3의 경우 약 1 ~ 200 ppm 정도를 기준으로 하는 것이 바람직하다.Referring to Figure 1, the primary reverse osmosis module (4000) and the secondary reverse osmosis module (5000) to install the valves (V2, V3) on the pipe side of each water passing, for measuring the water quality of each of these Water quality meters (M2, M3) are provided. When the ppm values measured in M2 and M3 are greater than or equal to a predetermined value, the openings of the valves V2 and V3 are adjusted. When the value is higher than the specified value, the closing control is performed. Here, the predetermined value is preferably about 250 to 500 ppm for M2 and about 1 to 200 ppm for M3.

한편, 도 1을 참고하면, 2차 역삼투모듈(5000)의 농축수는 염도가 비교적 낮다. 1차 역삼투모듈(4000)을 통과하면서 염도가 낮아졌기 때문이다. 2차 역삼투모듈(5000)의 농축수를 원수저장조로 유입시킬 수 있다. 2차 역삼투모듈(5000)의 농축수가 원수저장조의 원수와 혼합되면서 염도가 낮아질 수 있다.On the other hand, referring to Figure 1, the concentrated water of the secondary reverse osmosis module 5000 has a relatively low salinity. This is because the salinity is lowered as it passes through the primary reverse osmosis module 4000. The concentrated water of the secondary reverse osmosis module 5000 can be introduced into the raw water storage tank. As the concentrated water of the second reverse osmosis module 5000 is mixed with the raw water of the raw water storage tank, the salinity may be lowered.

도 1을 참고하면, 1차 역삼투모듈(4000)을 통과한 처리수는 생활용수필터부(6000)를 통과하면서 생활용수로 활용될 수 있다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 생활용수필터부(6000)는 제균필터 및 복합 필터를 포함할 수 있다. 제균필터는 UF(Ultra filter; 한외여과)필터일 수 있다. UF필터는 마이크로필터보다 구멍이 작아 더 작은 입자까지 걸러준다. 복합 필터는 pH보정, 물맛 개선 및 제균 역할을 추가적으로 수행할 수 있는 필터가 바람직하다. 이를 위하여 복합 필터는 침전필터, 카본블럭필터 및 UF필터의 복합체일 수 있다.Referring to FIG. 1, the treated water that has passed through the primary reverse osmosis module 4000 may be used as living water while passing through the household water filter unit 6000. Although not specifically shown, the living water filter unit 6000 may include an antibacterial filter and a composite filter. The sterilizing filter may be a UF (Ultra filter) filter. The UF filter has smaller pores than the micro filter and filters even smaller particles. The composite filter is preferably a filter that can additionally perform pH correction, water taste improvement and bactericidal role. To this end, the composite filter may be a composite of a precipitation filter, a carbon block filter, and a UF filter.

복합필터는 5마이크론 정도의 미세한 불순물을 제거(침전 필터)하고, 유기화합 물질과 냄새를 흡착 제거하여 자연에 가까운 물을 만들거나, 세균 번식을 방지하고, 물에 스며든 불쾌한 냄새, 맛 및 색소 성분 등을 제거하여 무색, 무취의 깨끗한 물을 만들며(카본블럭필터), 불순물을 걸러내고 미네랄 성분이 그대로 함유된 깨끗한 물만을 통과시킬 수 있는 기능(UF필터) 등이 있다.The composite filter removes 5 microns of fine impurities (precipitation filter), adsorbs and removes organic compounds and odors to make water close to nature, prevents bacterial propagation, and unpleasant odor, taste, and coloring in water It has the function of removing color, odorless and clean water (carbon block filter), filtering impurities, and passing only clean water containing mineral components (UF filter).

도 1을 참고하면, 2차 역삼투모듈(5000)을 통과한 처리수는 식수필터부(7000)를 통과하면서 식수로 활용될 수 있다. 구체적으로 도시하지는 않았으나, 식수필터부(7000)는 제균필터 및 복합 필터를 포함할 수 있다. 제균필터 및 복합필터는 전술한 생활용수필터부(6000)와 동일 또는 유사한 기능을 갖는다. 보다 바람직하게는, 제균필터의 경우 제균 성능이 더 향상된 필터가 활용될 수 있다. 식수로 활용하기 위함이다.Referring to FIG. 1, the treated water that has passed through the second reverse osmosis module 5000 may be used as drinking water while passing through the drinking water filter unit 7000. Although not specifically shown, the drinking water filter unit 7000 may include a sanitizing filter and a composite filter. The sanitizing filter and the composite filter have the same or similar function to the above-mentioned living water filter unit 6000. More preferably, in the case of the sterilizing filter, a filter with improved sterilization performance may be utilized. It is for use as drinking water.

삼투압은 절대온도(T)에 비례한다. 수온은 담수화 능력과 직접적 연관이 있음을 의미한다. 본 발명은 삼투압이 절대온도와 비례관계에 있음을 고려하여, 1차 역삼투모듈(4000)에 유입되는 물의 온도를 조절할 수 있도록 하였다. 도 2에 도시하였다.Osmotic pressure is proportional to the absolute temperature (T). Water temperature means that it is directly related to the desalination capacity. In the present invention, considering that the osmotic pressure is proportional to the absolute temperature, it is possible to control the temperature of the water flowing into the primary reverse osmosis module 4000. It is shown in FIG. 2.

도 2를 참고하여, 농축수 압력 활용을 통한 에너지 절감 및 플럭스 증대효과가 있는 구성을 설명한다. 도 2를 참고하면, 1차 역삼투모듈(4000)에서 발생된 농축수의 압력은 발전모듈(G)에 유입된다. 농축수의 출수 압력을 활용하여 전기에너지를 생산한다. 생산된 전기에너지는 온도조절모듈(H)의 가동에 사용될 수 있다. 특히, 온도조절모듈(H)을 이용하여 수온이 낮은 겨울철에 1차 역삼투모듈에 적정한 20 ~ 30도씨로 전처리부(3000)를 통과한 처리수의 온도를 승온 또는 감온시킬 수 있다. 온도 조절된 처리수를 1차 역삼투모듈(4000)에 유입시킴으로써 제2펌프(P2)를 비교적 낮은 처리 용량의 펌프로 대체할 수 있는 효과가 있다. Referring to FIG. 2, a configuration having an effect of reducing energy and increasing flux through utilization of concentrated water pressure will be described. Referring to Figure 2, the pressure of the concentrated water generated in the primary reverse osmosis module 4000 flows into the power generation module (G). Electric energy is produced by utilizing the output pressure of the concentrated water. The produced electrical energy can be used to operate the temperature control module (H). In particular, the temperature of the treated water passing through the pre-treatment unit 3000 may be increased or decreased by using a temperature control module (H) at a temperature of 20 to 30 degrees suitable for the primary reverse osmosis module in the winter when the water temperature is low. By introducing the temperature-adjusted treated water into the primary reverse osmosis module 4000, there is an effect that the second pump P2 can be replaced with a pump having a relatively low treatment capacity.

부가적으로, 1차 역삼투모듈에 공급되는 처리수의 온도를 적정히 유지시키기 위하여 원수저장조에 유입되는 해수를 표층수와 심해수를 혼합할 수도 있다. 심할 경우 표층수와 심해수의 온도차는 20도씨까지 벌어질 수 있기 때문이다.Additionally, in order to properly maintain the temperature of the treated water supplied to the primary reverse osmosis module, seawater flowing into the raw water storage tank may be mixed with surface water and deep sea water. In extreme cases, the difference in temperature between the surface water and the deep sea water can be as high as 20 degrees Celsius.

도 3을 참고하여, 전처리부(3000)를 상술한다. 전처리부(3000)는 제균필터(3100), 치환필터(3200), 및 하이드로 사이클론부(3300) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이들 중 어느 하나 또는 이들의 복합체를 통과한 처리수는 디스크필터(3500) 및 대유량필터(3600) 등을 순차적으로 통과한다. 이들을 순차적으로 통과하면서 5마이크론의 고형물까지 여과시킬 수 있다.Referring to Figure 3, the pre-processing unit 3000 will be described in detail. The pre-processing unit 3000 may include at least one of the bacteria removal filter 3100, the substitution filter 3200, and the hydrocyclone unit 3300. The treated water that has passed through any one of them or a complex thereof sequentially passes through the disk filter 3500 and the large flow filter 3600. As they pass through them sequentially, they can be filtered to 5 microns of solids.

도 3을 참고하면, 제균필터(3100)는 (다)요오드(iodine) 관련 제균필터일 수 있다. (다)요오드 관련 제균필터의 경우 요오드와 요오드화염을 혼합, 물에 고농도로 용해시킨 후 음이온교환수지에 결합시켜 (다)요오드음이온수지를 제조한다. 이때 이온형태의 요오드 화합물 (I3 -, I5 -, I7 -)은 요오드 1~4몰과 요오드화염 1몰을 혼합하여 최소량의 물에 용해시켜 제조될 수 있다. Referring to FIG. 3, the sterilizing filter 3100 may be a (c) iodine-related sterilizing filter. (C) In case of iodine-related antibacterial filter, iodine and iodine flame are mixed and dissolved in water at a high concentration, and then bound to anion exchange resin to prepare (C) iodine anion resin. At this time, the ionic iodine compounds (I3 -, I5 -, I7 -) can be prepared by mixing 1-4 moles of iodine and 1 mole of iodine flame and dissolving them in a minimum amount of water.

도 4를 참고하면, 제균필터(3100)는 원수가 유입되는 입구(3110) 및 빠져나가는 출구(3140)가 구비된다. 그 내부에는 (다)요오드음이온수지를 포함하는 필터부(3130)가 구비된다. 입구(3110)를 통하여 유입된 원수는 유동로(3120)를 따라 하방으로 유동된다. 유동로(3120)를 따라 유입된 원수는 필터부(3130)의 내측을 유동하면서 하방으로 유동되면서 제균된 후 출구(3140)측으로 출수한다.Referring to FIG. 4, the sterilizing filter 3100 is provided with an inlet 3110 through which raw water flows and an exit 3140 through which it exits. (C) A filter part 3130 including an iodine anion resin is provided therein. The raw water introduced through the inlet 3110 flows downward along the flow path 3120. The raw water flowing along the flow path 3120 flows downward while flowing inside the filter unit 3130 and is sterilized and then discharged to the outlet 3140 side.

도 3을 참고하면, 제균필터(3100)에서 출수된 물은 치환필터(3200)로 유입된다. 치환필터는 앞서 전술한 종래기술인 등록특허 제10-1845674호의 폴리인산나트륨 용해 필터 관련 기술 내용을 참고할 수 있다. Referring to FIG. 3, the water discharged from the sterilizing filter 3100 flows into the substitution filter 3200. The substitution filter may refer to the technical content related to the sodium polyphosphate dissolution filter of the prior art registration No. 10-1845674 described above.

치환필터(3200) 즉, 폴리인산나트륨 용해 필터는 내부에 채워진 폴리인산나트륨 볼을 접촉하며 통과한 원수에 포함된 칼슘 이온, 철 이온, 등을 나트륨 이온으로 치환시켜 배출함으로 막산화에 의한 해수 담수화 설비의 스케일 생성 억제, 해수 담수화 설비의 부식 방지, 해수 담수화 설비의 역삼투막 조기 막힘 등을 방지하여 수명을 연장할 수 있도록 한다. Substitution filter 3200, that is, the sodium phosphate dissolution filter contacts the sodium polyphosphate ball filled therein and displaces and discharges calcium ions, iron ions, and the like contained in the raw water through sodium ions, thereby desalination of seawater by membrane oxidation It prevents scale generation of facilities, prevents corrosion of seawater desalination facilities, and prevents premature clogging of reverse osmosis membranes of seawater desalination facilities, so that the service life can be extended.

도 3 및 도 5를 참고하면, 하이드로 사이클론부(3300)는 치환필터(3200)에서 이온 치환 과정을 거친 처리수를 받아 와류를 생성시켜 100마이크론 이상의 고형물은 아랫 방향으로 침전 배출되고 100마이크론 미만의 용질이 포함된 상태의 물을 통과시킨다. 도 5를 참고하면, 치환필터(3200)를 거친 처리수는 하이드로사이클론의 입구(3300)로 유입되어 나선형 와류가 형성되면서 회전된다. 처리수의 100마이크론 이상의 고형물은 그 무게 등으로 인하여 아랫방향으로 침전되어 포집부(3320)측으로 내려간다. 이후 고형물 배출부(3330)로 배출된다. 100마이크론 미만의 고형물을 포함하는 물은 상측 출구(3340)측으로 유출된 후 디스크필터(3500) 측으로 유동한다. Referring to FIGS. 3 and 5, the hydrocyclone unit 3300 receives the treated water that has undergone the ion substitution process in the substitution filter 3200 to generate vortex, so that solids of 100 microns or more are precipitated and discharged in the downward direction and less than 100 microns. Pass the water containing the solute. Referring to FIG. 5, the treated water that has passed through the substitution filter 3200 flows into the inlet 3300 of the hydrocyclone and rotates while forming a spiral vortex. Solids of 100 microns or more of the treated water are precipitated in the downward direction due to their weight and the like and descend to the collecting portion 3320. Then, it is discharged to the solids discharge unit 3330. Water containing solids of less than 100 microns flows toward the disk filter 3500 after flowing out toward the upper outlet 3340.

도 3을 참고하면, 디스크필터(3500)는 제1 내지 3 디스크필터(3500A, 3500B, 3500C)를 포함한다. 디스크필터(3500)관련 주요 구조 등은 앞서 전술한 종래기술인 등록특허 제10-1845674호의 도 13 및 이의 상세한 설명 등을 참고 할 수 있다.Referring to FIG. 3, the disc filter 3500 includes first to third disc filters 3500A, 3500B, and 3500C. For the main structure and the like related to the disc filter 3500, reference may be made to FIG. 13 of the prior art registration No. 10-1845674 and the detailed description thereof.

도 3을 참고하면, 하이드로 사이클론부(3300)를 통과한 물은 제1 디스크 필터, 제2 디스크 필터, 제3 디스크 필터 중 어느 하나에서 여과처리된 후 대유량필터(3600)측으로 유동한다. 제1내지 3디스크 필터 중 어느 하나는 여과 기능을 수행하는 동작을 하며, 다른 하나는 대기 역할을 한다. 마지막 다른 하나는 역세척 동작을 수행한다. 즉 3개의 디스크필터가 교호적으로 대기, 동작, 역세척을 반복적으로 수행하는 무정지 전처리 시스템이다. 디스크 필터(3500)를 통과하면서 25마이크론 이상의 이물질을 여과할 수 있다.Referring to FIG. 3, the water that has passed through the hydrocyclone unit 3300 is filtered by any one of the first disc filter, the second disc filter, and the third disc filter, and then flows to the large flow filter 3600 side. One of the first to three disc filters operates to perform a filtration function, and the other serves as a standby. The last one performs a backwash operation. That is, it is a non-stop pre-processing system in which three disk filters alternately perform standby, operation, and back washing repeatedly. As it passes through the disc filter 3500, foreign substances of 25 microns or more can be filtered.

도 1 내지 3을 참고하면, 1차 역삼투모듈(4000)의 농축수(①)는 도 2에 도시된 바와 같이 발전모듈(G)측으로 공급되어 전기에너지 생산에 사용되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 압력탱크(T) 등에 저장되어, 디스크 필터(3500)의 역세척에 사용된다. 여기서 압력탱크(T)는 선택사항이다.Referring to FIGS. 1 to 3, the concentrated water (①) of the primary reverse osmosis module 4000 is supplied to the power generation module G side as shown in FIG. 2 to be used for electric energy production, or shown in FIG. 3. As is stored in the pressure tank (T), it is used for backwashing of the disc filter (3500). Here, the pressure tank (T) is optional.

도 3을 참고하여, 디스크필터(3500)의 작동에 대하여 설명한다. Referring to FIG. 3, the operation of the disc filter 3500 will be described.

제1디스크필터(3500A) 가동, 제2디스크필터(3500B) 역세척, 제3디스크필터(3500C) 대기 모드일경우, D1V1 밸브 열림, D2V1 밸브 및 D3V1 밸브 폐쇄를 통하여 제1디스크필터(3500A)측으로 물이 유입될 수 있도록 한다. 유입된 물은 D1V2밸브 폐쇄 및 D1V3 밸브 AB 방향 오픈을 통하여 대유량필터(3600)측으로 유동될 수 있다. 한편, D1V3 및 D3V3 밸브는 AB 방향으로 오픈시킴으로써 농축수(①)는 제1 및 제3디스크필터(3500A, 3500C)측으로는 유입이 불가능하다. D2V3 밸브를 AC라인방향으로 개방시키고, D2V2 밸브를 개방시킴으로써 제2디스크필터(3500B)는 역세척이 가능하다. The first disc filter (3500A) is activated, the second disc filter (3500B) is backwashed, the third disc filter (3500C) is in standby mode, the D1V1 valve is opened, the D2V1 valve and the D3V1 valve are closed to close the first disc filter (3500A) Allow water to enter the side. The introduced water may flow to the large flow filter 3600 through the D1V2 valve closing and the D1V3 valve AB direction opening. On the other hand, by opening the D1V3 and D3V3 valves in the AB direction, the concentrated water (①) cannot flow into the first and third disc filters 3500A and 3500C. The second disc filter 3500B can be backwashed by opening the D2V3 valve in the AC line direction and opening the D2V2 valve.

즉, 가동시키고자 하는 디스크필터의 입구측의 밸브만 열고시키고, 나머지 입구측의 밸브는 닫는다. 한편, 역세척하고자 하는 디스크필터의 후단에 배치된 3방향 밸브는 AC 방향으로 개방시키고 나머지 디스크필터는 AB 방향으로 유지시킨다. 이를 통하여 가동, 역세척 및 대기 모드가 수행됨으로써 무정지 전처리가 가능하다.That is, only the valve on the inlet side of the disc filter to be operated is opened, and the valve on the other inlet side is closed. On the other hand, the three-way valve disposed at the rear end of the disk filter to be backwashed is opened in the AC direction and the remaining disk filter is maintained in the AB direction. Through this, operation, backwashing, and standby mode are performed, so that non-stop pre-treatment is possible.

도 3을 참고하면, 대유량필터(3600)는 내구성과 내식성이 우수한 FRP소재를 사용하고, 대유량 플리티드 방식으로 설계하였으며, 5마이크론까지 여과가 가능하며 물리적 여과 후 다양한 배관 규격에 맞도록 설계하고 필터 교체가 편리하도록 하였다. 앞서 전술한 종래기술인 등록특허 제10-1845674호의 대유량 필터 관련 기술 내용을 참고할 수 있다. Referring to FIG. 3, the large flow filter 3600 uses FRP material having excellent durability and corrosion resistance, and is designed in a large flow rate pleated manner, and can filter up to 5 microns, and is designed to meet various piping specifications after physical filtration. Filter replacement. Reference can be made to the prior art related to the large flow filter of the prior art registration No. 10-1845674.

원수는 순차 배치된 디스크 필터(3500)와 대유량 필터(3600)로 통과하여 정밀 여과되어 역삼투막 내의 스케일 생성 억제와 해수 담수화 설비의 부식을 방지할 수 있다.Raw water passes through the sequentially arranged disk filter 3500 and the large flow filter 3600 to be precisely filtered to prevent scale generation in the reverse osmosis membrane and prevent corrosion of the seawater desalination facility.

앞서 설명된 바와 같이 도 1을 참고하면, 전처리부(3000)를 통과하면서 처리된 원수는 1차 역삼투모듈(4000)를 통과하면서 생활용수가 생성되고, 순차 배치된 2차 역삼투모듈(5000)을 통과하면서 식수가 된다.Referring to FIG. 1 as described above, raw water processed while passing through the pre-processing unit 3000 passes through the primary reverse osmosis module 4000, and water for daily use is generated, and sequentially disposed secondary reverse osmosis modules 5000 As you pass, you become drinking water.

1차 역삼투모듈(4000)은 해수 처리용 역삼투막 모듈로서 55~65Kg의 고압운전으로 99.7%의 염분을 막분리 여과할 수 있도록 하여 생활용수로 사용할 수 있도록 하고, 생활용수 저장조 또는 생활용수 압력탱크(미도시)에 저장될 수 있다.The primary reverse osmosis module (4000) is a reverse osmosis membrane module for seawater treatment, which allows 99.7% of salt to be separated and filtered by high-pressure operation of 55 to 65 Kg, so that it can be used as living water, and a living water storage tank or a living water pressure tank ( (Not shown).

전술한 바와 같이, 1차 역삼투모듈(4000)를 통과하지 못한 농축수(①)는 압력탱크(T)를 통하면서 가압되어, 도 3에 도시된 디스크 필터(3500)를 역세척 하는 용도로 사용한다. As described above, the concentrated water (①) that has not passed through the primary reverse osmosis module (4000) is pressurized while passing through the pressure tank (T), for the purpose of backwashing the disk filter (3500) shown in FIG. use.

2차 역삼투모듈(5000)은 지하수용 역삼투막 모듈로서 15Kg의 저압운전으로 1차 역삼투모듈에서 1차 염분이 제거된 생활용수에 잔류하는 염분을 막분리하여 염분을 99.5% 제거하여 식수로 사용할 수 있도록 하고, 식수 저장조 또는 식수 압력탱크(미도시)에 저장될 수 있다.The second reverse osmosis module (5000) is a reverse osmosis membrane module for groundwater, and it removes 99.5% of salt by removing the residual salt in the living water from which the primary salt was removed from the primary reverse osmosis module by using a low pressure operation of 15Kg to use it as drinking water. And can be stored in a drinking water storage tank or a drinking water pressure tank (not shown).

한편, 본 발명의 해수 담수화 설비는 1톤 트럭에 실릴 수 있는 부피로 통상의 캐비닛 크기로 소형화 함으로서 가정에서의 설치가 간편 용이하다. 적은 세대가 거주하는 도서지역에 설치하기 적합하며 설치공간에 크게 구애를 받지 않으며 관리가 간편하다. 상수도 비용을 절감할 수 있으며 여러 용도의 생활용수 및 식수로서의 수질을 확보할 수 있는 이점이 있다.On the other hand, the seawater desalination facility of the present invention is easy to install at home by miniaturizing it to a normal cabinet size in a volume that can be carried on a 1 ton truck. It is suitable for installation in island areas where a small number of households live, and it is easy to manage without being greatly limited by the installation space. It has the advantage of reducing the cost of water supply and ensuring the water quality as drinking water and drinking water for various purposes.

또한 본 발명의 해수 담수화 설비는 해수 또는 하수, 우수, 염지하수의 담수화를 효율적으로 할 수 있으며, 해수를 담수화 하는 과정에서 담수화 설비에 발생하는 부식, 스케일 침전을 폴리인산나트륨을 이용하여 방지하였다. 하이드로 사이클론부 및 자동 세척 크리닝부로 고형물을 여과시키고 3단 디스크 필터와 복수로 구비된 대유량 필터와 고압펌프로 설비의 정지 시간 없이 여과하는 전처리가 가능하게 하였다. 역삼투막의 막힘 현상을 방지하면서 식수의 수질을 확보하여 별도의 정수 장치를 설치하지 않고 먹는 물로 사용할 수 있는 정수 효과를 가지며 지속적으로 담수를 공급할 수 있게 하였다.In addition, the seawater desalination facility of the present invention can efficiently desalination of seawater or sewage, rainwater, saltwater, and prevent corrosion and scale precipitation occurring in the desalination facility using sodium polyphosphate during the process of desalination of seawater. The hydrocyclone part and the self-cleaning cleaning part were used to filter solids, and a three-stage disc filter, a large flow filter provided in plural, and a high-pressure pump made it possible to pre-filter the equipment without downtime. The water quality of drinking water was secured while preventing the reverse osmosis membrane from clogging, and it was possible to continuously supply fresh water with a water purification effect that can be used as drinking water without installing a separate water purification device.

1차 역삼투모듈(4000)을 통과하지 못하고 배출되는 농축수는 전기 에너지로 전환시켜 온도조절모듈에 이용하거나 디스크필터(3500)의 역세척에 활용하였다. 온도조절모듈을 통과한 원수는 온도가 조절되어 역삼투막에서의 투과율을 향상시켜 전체 설비의 흐름이 개선되었다. 또는 1차 역삼투모듈(4000)을 통과하지 못한 농축수는 디스크 필터의 역세척 용도로 재사용할 수 있어 생산된 담수를 버리지 않고 효율적으로 사용할 수 있게 하였다.The concentrated water discharged without passing through the primary reverse osmosis module 4000 is converted into electrical energy and used for a temperature control module or for backwashing of the disc filter 3500. The temperature of the raw water that passed through the temperature control module was controlled to improve the transmittance in the reverse osmosis membrane, thereby improving the flow of the entire facility. Alternatively, the concentrated water that has not passed through the primary reverse osmosis module 4000 can be reused for backwashing of the disc filter, so that the produced fresh water can be efficiently used without discarding it.

1000 : 저염수저장조 2000 : 원수저장조
3000 : 전처리부 4000 : 1차 역삼투모듈
5000 : 2차 역삼투모듈 6000 : 생활용수필터부
7000 : 식수필터부
1000: Low salt water storage tank 2000: Raw water storage tank
3000: pre-processing unit 4000: primary reverse osmosis module
5000: 2nd reverse osmosis module 6000: Water filter unit for daily use
7000: drinking water filter

Claims (5)

취수된 해수를 여과하기 위한 전처리부(3000);
상기 전처리된 처리수를 압송하기 위한 제2펌프(P2);
상기 제2펌프(P2)를 통하여 압송된 처리수를 공급받아 담수화하기 위한 1차 역삼투모듈(4000);
상기 1차 역삼투모듈(4000)에서 발생되어 배출되는 농축수의 유체 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전모듈(G);
상기 제2펌프(P2) 전단에 구비되며 상기 전처리부(3000)를 통과한 처리수의 온도를 상기 1차 역삼투모듈(4000)로 공급하기에 적정한 온도로 조절시키며, 상기 발전모듈(G)에서 생상된 전기 에너지를 공급받아 가동되는 온도조절모듈(H); 및
상기 1차 역삼투모듈(4000)을 통하여 1차 담수화된 물을 공급받아 2차 담수화하기 위한 2차 역삼투모듈(5000); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비.
A pre-treatment unit (3000) for filtering the collected seawater;
A second pump (P2) for pumping the pretreated water;
A primary reverse osmosis module (4000) for desalination by receiving the treated water pumped through the second pump (P2);
A power generation module (G) for converting the fluid energy of the concentrated water generated and discharged from the primary reverse osmosis module (4000) into electrical energy;
It is provided at the front end of the second pump (P2) and adjusts the temperature of the treated water passing through the pre-treatment unit 3000 to a temperature suitable for supplying to the primary reverse osmosis module 4000, and the power generation module G Temperature control module (H) that is operated by receiving the electrical energy generated in the; And
A secondary reverse osmosis module 5000 for secondary desalination by receiving primary desalination water through the primary reverse osmosis module 4000; Seawater desalination facility comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 전처리부(3000)는 상기 취수된 해수를 저장하는 원수 저장조(2000)에서 유입되는 원수를 멸균하기 위한 제균필터(3100)를 더 포함하되,
상기 제균필터(3100)는 요오드와 요오드화염을 혼합, 물에 고농도로 용해시킨 후 음이온교환수지에 결합시켜 (다)요오드음이온수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비.
According to claim 1,
The pre-treatment unit 3000 further includes a sterilizing filter 3100 for sterilizing raw water flowing from the raw water storage tank 2000 for storing the collected seawater,
The sanitizing filter 3100 is a seawater desalination facility characterized in that it contains iodine anion resin after mixing iodine and iodine flame, dissolving it in water at a high concentration and binding it to an anion exchange resin.
제 2 항에 있어서,
상기 전처리부(3000)는 상기 제균필터(3100)의 후단에 배치되며, 제균된 물을 공급받는 입구(3310); 상기 공급받은 물의 압력에 의하여 발생되는 와류에 의하여 소정크기 이상의 고형물은 아랫 방향으로 침전 배출시키기 위하여 단면의 형상이 역삼각형 형태를 이루는 고형 물배출부(3330); 및 상기 소정크기 미만의 용질이 포함된 상태의 물을 통과시키는 출구(3340);를 포함하는 하이드로 사이클론부(3300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비.
According to claim 2,
The pre-processing unit 3000 is disposed at the rear end of the sterilizing filter 3100, and the inlet 3310 receives sterilized water; A solid water discharge unit 3330 having an inverted triangular shape in cross-section in order to precipitate and discharge solid substances having a predetermined size or more by a vortex generated by the pressure of the supplied water; And a hydrocyclone part (3300) including an outlet (3340) for passing water in a state containing less than the predetermined size of the solute.
제 3 항에 있어서,
제1 내지 3 디스크필터(3500A, 3500B, 3500C)를 포함하고, 제1내지 3디스크 필터 중 어느 하나는 여과 기능을 수행하며, 다른 하나는 대기하고, 또 다른 하나는 역세척되어 하이드로 사이클론부(3300)를 통과한 물이 계속적으로 여과되는 것을 특징으로 하는 디스크필터(3500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비.
The method of claim 3,
It includes the first to third disc filters (3500A, 3500B, 3500C), and one of the first to third disc filters performs a filtration function, the other waits, and the other is backwashed to form a hydrocyclone unit ( 3300) the disk filter (3500), characterized in that the water continuously passing through; seawater desalination equipment further comprising.
제 4 항에 있어서,
상기 1차 역삼투모듈(4000)를 통과하지 못한 농축수(①)를 공급받는 압력탱크(T);
상기 압력탱크(T)의 물이 상기 디스크필터(3500)로 유입되어 역세척될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 해수 담수화 설비.
The method of claim 4,
A pressure tank (T) receiving the concentrated water (①) that has not passed through the primary reverse osmosis module (4000);
Sea water desalination facility, characterized in that to allow the water in the pressure tank (T) to flow back into the disk filter (3500).
KR1020180151194A 2018-11-29 2018-11-29 Seawater desalination equipment Active KR102175288B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180151194A KR102175288B1 (en) 2018-11-29 2018-11-29 Seawater desalination equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180151194A KR102175288B1 (en) 2018-11-29 2018-11-29 Seawater desalination equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200064725A true KR20200064725A (en) 2020-06-08
KR102175288B1 KR102175288B1 (en) 2020-11-06

Family

ID=71089556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180151194A Active KR102175288B1 (en) 2018-11-29 2018-11-29 Seawater desalination equipment

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102175288B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11502322B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell with heat pump
US11502323B1 (en) 2022-05-09 2022-11-15 Rahul S Nana Reverse electrodialysis cell and methods of use thereof
US12040517B2 (en) 2022-11-15 2024-07-16 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell and methods of use thereof
US11855324B1 (en) 2022-11-15 2023-12-26 Rahul S. Nana Reverse electrodialysis or pressure-retarded osmosis cell with heat pump

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07194994A (en) * 1993-09-27 1995-08-01 Katsuyoshi Yamagata Separating apparatus for water treatment
KR20070006042A (en) * 2005-07-07 2007-01-11 신호상 Silver-Iodine Sterilization Filter
JP2011147894A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Hitachi Ltd Seawater desalination apparatus
KR20150079202A (en) * 2013-12-31 2015-07-08 두산중공업 주식회사 Device for desalination of water
KR101845674B1 (en) 2017-09-27 2018-05-18 홍재의 Seawater desalination equipment

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07194994A (en) * 1993-09-27 1995-08-01 Katsuyoshi Yamagata Separating apparatus for water treatment
KR20070006042A (en) * 2005-07-07 2007-01-11 신호상 Silver-Iodine Sterilization Filter
JP2011147894A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Hitachi Ltd Seawater desalination apparatus
KR20150079202A (en) * 2013-12-31 2015-07-08 두산중공업 주식회사 Device for desalination of water
KR101845674B1 (en) 2017-09-27 2018-05-18 홍재의 Seawater desalination equipment

Also Published As

Publication number Publication date
KR102175288B1 (en) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fritzmann et al. State-of-the-art of reverse osmosis desalination
US11111165B2 (en) Process and apparatus for treating water
CN108585262B (en) Method for purifying water and apparatus suitable for said method
KR100973912B1 (en) Economical reverse osmosis water purification system
CN101481182B (en) Reverse osmosis water production apparatus, water production method, and method for cleaning and maintaining reverse osmosis water production apparatus
CN103936202B (en) A kind of method for desalting brackish water and device thereof
Monnot et al. Seawater reverse osmosis desalination plant at community-scale: Role of an innovative pretreatment on process performances and intensification
CN101514060B (en) Device for treating emergency drinking water
KR102175288B1 (en) Seawater desalination equipment
CN202016921U (en) Vehicle-mounted water purifying equipment
Durham et al. Membrane pretreatment of reverse osmosis: long-term experience on difficult waters
WO2016066382A1 (en) A water purifier and a process of cleaning the membrane
CN105060593A (en) Central water purifier adopting nano-angstrom combined membrane filtration
KR100221225B1 (en) Water and potable water containing salt water and high concentration of salt
CN101857324B (en) Reverse osmosis and ultrafiltration parallel rural drinking water processing device
CN201330179Y (en) Reverse osmosis water production equipment
Sartor et al. Demonstration of a new hybrid process for the decentralised drinking and service water production from surface water in Thailand
Wittmann et al. Water treatment
CN201284253Y (en) Nano filter membrane bitter brine desalting system apparatus
Abdel-Jawad et al. Pretreatment of the municipal wastewater feed for reverse osmosis plants
CN100357202C (en) Liquid flow type capacitance pretreatment method for sea water desalination
Suárez et al. One-year operational experience with ultrafiltration as pretreatment of seawater reverse osmosis desalination system (Maspalomas-I Plant)
CN204958630U (en) Receive, dust unites membrane filtration central authorities purifier
Durham Membrane pretreatment of reverse osmosis—Long term experience on difficult waters
Abdulrahim et al. Reverse osmosis desalination system and algal blooms Part III: SWRO pretreatment

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20181129

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20200207

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20201028

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20201102

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20201102

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240429

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241022

Start annual number: 5

End annual number: 5