KR20210076336A - 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈 및 이를 이용한 수처리 장치 - Google Patents

롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈 및 이를 이용한 수처리 장치 Download PDF

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Abstract

축전식 탈염 수처리 장치에 있어서 축전식 탈염 전극 모듈의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 탈염전극 모듈 하부에서 다시 상부로 상승하여 탈염전극 모듈 밖으로 유출되도록 함으로써, 유체가 모든 단위 탈염전극과 접촉하여 탈염 효율을 높일 수 있고, 즉, 축전식 탈염 전극 모듈내의 공간을 모두 활용하여 단위부피당 탈염전극의 접촉면적을 최대화하여 탈염 효율을 높일 수 있으며, 또한, 시트 형태로 형성되는 탄소전극을 별도의 재단 없이 롤 형태로 권취하여 사용함에 따라, 탄소전극이 재단으로 인해 낭비되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 원통형 구조 및 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성함으로써 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지할 수 있는, 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치가 제공된다.

Description

롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈 및 이를 이용한 수처리 장치 {CAPACITIVE DEIONIZATION ELECTRODE MODULE OF ROLL TYPE, AND WATER TREATMENT APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 축전식 탈염 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 탄소전극층(Carbon Electrode Layer), 이온교환막층(Ion Exchange Membrane Layer), 유체 이동층(Space Layer) 등으로 구성된 탈염층(Desalination Layer)을 롤(Roll) 형태로 권취하여 단위부피당 접촉면적을 최대화시키는, 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈 및 이를 이용한 수처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 탈염 수처리 기술(Desalination Water Treatment Technology)은 높은 전기전도도(Electrical Conductivity)를 갖는 물에서 질산염, 중금속 등과 같은 염(Salt) 성분을 제거하여 생활용수 또는 산업용수 등에 활용하는 기술을 말한다. 이러한 염 성분은 이온 형태로 물속에 녹아 있기 때문에 일반적인 필터(Filter)를 사용한 정수처리를 통해 제거가 어렵고, 이에 따라, 이러한 염 성분을 효과적으로 제거할 수 있는 탈염 기술이 필요하다.
종래의 기술에 따른 탈염 기술로는 역삼투막법(Reverse Osmosis), 증발법(Distillation) 등이 있다. 하지만, 역삼투막의 경우, 고압펌프의 사용으로 인한 에너지 소비량이 높고, 막 오염 의한 막힘 현상(Membrane Fouling) 등으로 인해 유지관리가 어려운 단점이 있다. 또한, 증발법의 경우, 높은 열을 필요로 하고 설치에 필요한 면적을 많이 차지하는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고자 전기화학적인 방법으로 이온물질을 제거하는 축전식 탈염(Capacitive Deionization: CDI) 기술이 1990년대 이후 본격적으로 개발되고 있다.
도 1은 일반적인 축전식 탈염 기술의 원리를 나타내는 설명도로서, 도 1의 a)는 하전된 전극 표면에서 이온들의 흡착 과정을 나타내며, 도 1의 b)는 탈착 과정을 나타내고, 도 2는 일반적인 CDI 공정 및 MCDI 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 a)는 CDI 공정을 나타내며, 도 2의 b)는 MCDI 공정을 나타내는 도면이다.
도 1의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 일반적인 축전식 탈염 기술의 흡착 및 탈착 과정을 설명하면, 먼저 물의 전기분해반응이 일어나지 않는 전위 범위 내에서 전압을 인가하면 전극에는 일정한 전하량이 하전된다. 이때, 도 1의 a)에 도시된 바와 같이, 하전된 전극에 이온을 포함한 염수(brine water)를 통과시키면 하전된 전극과 반대 전하를 갖는 이온들이 정전기력에 의해 각각의 전극으로 이동하여 전극 표면에 흡착되고, 전극을 통과한 물은 이온이 제거된 순수(desalinated water)가 된다. 이때, 전극에 흡착되는 이온의 양은 사용된 전극의 정전용량(Capacitance)에 따라 결정되기 때문에 축전식 탈염에 사용되는 전극은 비표면적이 큰 다공성 탄소전극(Carbon Electrode)이 일반적으로 사용된다.
또한, 도 1의 b)에 도시된 바와 같이, 전극의 흡착 용량이 포화되면 더 이상의 이온을 흡착할 수 없게 되어 유입수의 이온들이 그대로 유출수로 나오게 된다. 이때, 전극에 흡착된 이온들을 탈착시키기 위하여, 전극들을 쇼트(short) 시키거나 전극에 흡착 전위와 반대 전위를 인가하면, 전극은 전하를 잃거나 반대 전하를 갖게 되고 흡착된 이온들은 빠르게 탈착되어 전극의 재생이 이루어지게 된다.
이러한 축전식 탈염(CDI) 기술은 표면적이 넓고 전기전도성이 우수한 탄소물질 전극을 사용하며, 전압을 인가하여 전위차를 형성했을 때 전극의 표면에 생성되는 전기이중층(Electric Double Layer: EDL)의 정전기적 인력을 이용함으로써 수용액상에 존재하는 이온을 흡착 제거하는 기술이다. 이때, 이온 흡착시 음극에는 양이온이 흡착되고, 양극에는 음이온이 흡착되도록 전압을 단락시키거나 역전압을 인가하여 이온을 탈착하여 전극을 재생시킨다.
또한, 도 2의 a)에 도시된 축전식 탈염공정(CDI)의 경우, 이온들이 완전히 떨어지지 않아 효율을 감소시키는 문제점이 발생하기도 하는데, 이러한 단점을 보완하여 전극에 이온교환막을 결합한 형태로서, 도 2의 b)에 도시된 바와 같이, 막 결합형 축전식 탈염공정(Membrane Capacitive Deionization: MCDI) 공정이 2000년대 중반 이후 현재까지 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
이와 같이 축전식 탈염 기술은 전극의 전위만을 변화시켜 흡착과 탈착이 반복적으로 이루어지기 때문에 공정의 운전이 매우 간편하고, 또한, 탈염 과정에서 환경오염물질을 배출하지 않기 때문에 환경친화적인 탈염 공정으로 알려져 있다. 또한, 이러한 축전식 탈염 기술은 종래의 탈염기술과 달리 흡착 및 탈착시 별도의 약품을 필요로 하지 않기 때문에 유지관리가 용이할 뿐만 아니라, 운영방법의 측면에서 물의 가수분해가 일어나지 않는 낮은 전압, 예를 들면, 약 1.5V 이하에서 운영할 수 있기 때문에 에너지 소모량이 낮다는 장점이 있다.
반면, 이러한 축전식 탈염 기술은 기술의 역사가 길지 않아서 아직 개발이 필요한 부분이 많이 존재하며, 대부분의 기술개발은 탄소전극의 제조기술과 탄소전극, 이온교환막 및 유체 이동층을 포함한 탈염전극의 제조기술 및 이를 포함한 축전식 탈염 수처리 장치의 제조기술 개발에 집중되어 있다.
종래의 기술에 따른 탄소전극 제조방법으로서, 분리막 제조방법인 캐스팅나이프(casting knife) 방법과 유사하게 시트(sheet) 형태로 제조되며, 이렇게 시트 형태로 제조한 탄소전극과 이온교환막 및 유체 이동층을 일정한 크기와 형태로 절단하여 단위 탈염전극을 만든 후, 다수의 단위 탈염전극을 적층하는 형태로 탈염전극 모듈을 제조한다. 이러한 적층 구조의 축전식 탈염 수처리 장치는 그 구조가 복합하여 제조가 어렵고, 또한, 축전식 탈염 수처리 장치의 탈염전극 모듈의 최적화가 이루어지지 않아 단위부피당 접촉 면적이 낮다는 문제점이 있다.
이러한 이유로, 축전식 탈염 수처리 장치 내 탈염전극 모듈의 구조적 최적화가 필요하며, 구체적으로 단위부피당 접촉면적을 최대화할 수 있는 방법과 이를 활용한 수처리 장치의 구성이 필요한 실정이다.
한편, 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1563188호에는 "다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 종래의 기술에 따른 다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치에 전원공급부와 제어부가 포함된 것을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치는, 단위 탈염전극 모듈(10), 분리판(20), 전원공급부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.
단위 탈염전극 모듈(10)은, 몸체(11); 몸체(11) 하부 중앙에서의 이격된 위치에 구비되어 물을 공급받는 유입홀(12); 몸체(11) 내부에 형성되어 유입홀(12)을 통해 물을 공급받아 탈염 처리하되, 양전극(13a)과 스페이서(13c) 및 음전극(13b)이 순차적으로 적층된 다수의 복합전극다발(13); 복합전극다발(13) 중앙에 수직방향으로 형성되는 중앙홀(14); 및 몸체(11) 상부에 중앙홀(14)과 상하방향으로 나란한 위치에 형성되되, 복합전극다발(13)에서 탈염 처리된 물을 배출하는 유출홀(15)을 포함하여 이루어지며, 단위 탈염전극 모듈(10)은 선택되는 수만큼 상하로 적층되어 형성되며, 또한, 단위 탈염전극 모듈(10)은 복합전극다발(13)에 전기를 인가하여 물속의 이온성 물질들을 흡착하여 탈염 처리할 수 있다.
분리판(20)은 적층된 단위 탈염전극 모듈(10) 사이에 개재되어 하부 전단의 단위 탈염전극 모듈(10)의 유출홀(15)과 상부 후단의 단위 탈염전극 모듈(10)의 유입홀(12)을 연결하는 유로(21)가 구비되어 물의 흐름이 직렬로 연결한다.
전원공급부(30)는 단위 탈염전극 모듈(10)에 전원을 공급하고, 제어부(40)는 상기 단위 탈염전극 모듈(10)들에 개별적으로 인가되는 전기량을 제어한다. 이때, 제어부(40)는 하부 전단의 단위 탈염전극 모듈(10)이 상부 후단의 단위 탈염전극 모듈(10)보다 인가되는 전기량을 더 크게 제어하여 상부 후단의 단위 탈염전극 모듈(10)에서 제거되는 이온성 물질보다 흡착력이 높은 이온성 물질을 하부 전단의 단위 탈염전극 모듈(10)에서 우선 제거한다.
종래의 기술에 따른 다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치는, 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치의 단위 탈염전극 모듈을 복수의 단으로 구획하여 수중에 존재하는 다양한 이온성 물질들 중 상대적으로 흡착력이 높은 이온성 물질들은 전단에서 우선 제거하고, 흡착력이 낮은 이온성 물질들은 후단에서 제거함으로써, 전체 탈염 효율을 향상시킬 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치의 경우, 적층형 구조로 형성됨으로써 유로의 형성과 단위부피당 접촉면적이 최적화되어 있지 않다는 문제점이 있다.
다시 말하면, 도 4는 종래의 기술에 따른 적층형 구조의 CDI 셀을 예시하는 사진으로서, 도 4의 a)는 외형을 나타내고, 도 4의 b)는 내부 모습을 각각 나타낸다.
도 4의 a) 및 b)이 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 적층형 구조의 CDI 셀의 경우, CDI 셀이 적층형 구조로 형성됨으로써, 유로의 형성과 단위부피당 접촉면적이 최적화되어 있지 않다는 문제점이 있다.
한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1410642호에는 "축전식 탈염전극 제조방법, 이로부터 제조된 탈염전극 및 이를 포함하는 CDI 모듈"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 종래의 기술에 따른 원통형 CDI 전극 모듈을 나타내는 도면으로서, CDI 전극 모듈 중 원통형 CDI 전극 모듈에 포함되는 탈염전극 롤의 구성을 나타낸다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 원통형 CDI 전극 모듈은, 하나 이상의 탈염전극(50)을 적층하고, 이것을 다공성 튜브(51)에 일정한 압력을 주면서 롤(Roll) 형태로 감을 수 있다. 다 감겨진 롤은 물이 잘 통과할 수 있도록 직포 또는 부직포로 이루어진 고정재(52)를 감아 탈염전극을 다공성 튜브에 고정한다.
그리고 롤의 일단은 홀이 없고 모듈케이스와 밀착되어 원수가 누수되지 않도록 오링(O-ring)이 구비된 마개(53)와 롤의 타단에 다공성 튜브로부터 나오는 물을 밖으로 배출할 수 있는 배수구를 가지며, 오링이 구비된 마개(54)를 에폭시 또는 우레탄 접착제로 몰딩하여 탈염전극 롤(60)을 구성할 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 탈염전극 롤(60)은 CDI 모듈 케이스(70)에 넣어 조립할 수 있다. CDI 모듈 케이스(70)는 전기를 인가할 수 있도록 내측에 양전극(73)과 음전극(73a)을 구비하고 있으며, 여기에 처리수 또는 농축수를 배출할 수 있는 유로(74)를 더 구비할 수 있다. 탈염전극 롤은 중심부에 형성된 다공성 튜브 안쪽에 유로가 삽입되어 장착될 수 있으며, 유로(74)는 탈염전극 롤을 CDI 모듈에 고정하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, CDI 모듈 케이스(70)에는 유입구(71)와 출수구(72)가 구비될 수 있다. 이를 통해 탈염전극에 직접적으로 전기를 가하지 않을 수 있으며, 또한, 전극 양단에 쌍극 전극이 형성되어 모듈을 제조할 수 있으므로 모듈 조립을 자동화할 수 있으며 대량생산이 가능하다는 장점이 있다.
전술한 바와 같이 유로(74)를 다공성 튜브(51) 안쪽으로 삽입하여 탈염전극 롤을 모듈 케이스에 고정한 후, 모듈 마개(75)를 출수구 반대편에 장착하고 봉인하여 CDI 모듈을 완성할 수 있다. 또한, 모듈 마개는 CDI 모듈 케이스(70)의 출수구(72)와 탈염전극 롤의 오링을 밀착시켜 원수와 처리수가 혼합되지 않도록 한다.
종래의 기술에 따른 CDI 전극 모듈에 따르면, 원통형의 전극 모듈로 사각형의 모듈보다 높은 수압에서도 안전하게 사용할 수 있으며, 더 넓은 표면적을 가질 수 있다. 또한, 탈염전극의 장수에 따라 고전압 저전류의 다양한 형태의 모듈을 만들 수 있을 뿐만 아니라 시스템의 규모에 따라 모듈의 용량 및 사용전압을 자유롭게 설계할 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 원통형 CDI 전극 모듈의 경우, 출수구(72)가 CDI 모듈 케이스(70)의 하부에 배치되기 때문에 유체가 모든 탈염전극(50)과 접촉하지 않는다는 문제점이 있다.
한편, 또 다른 선행기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2017-34953호에는 "직렬형 축전식 탈염장치 및 그 제조방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 종래의 기술에 따른 직렬형 축전식 탈염장치를 나타내는 도면으로서, 도 6의 a)는 사시도고, 도 6의 b)는 단위 탈염전극 모듈의 측면도이다.
도 6의 a)를 참조하면, 종래의 기술에 따른 직렬형 축전식 탈염장치(80)는, 전극모듈(81), 입구측 커버(83), 출구측 커버(84) 및 분배판(85)을 포함한다.
전극모듈(81)은 제1 전극(81a)을 중심축으로 하여 롤(Roll) 형태로 권취되고, 중심축으로부터 최외곽에 제2 전극(81b)이 구비될 수 있다. 제1 전극(81a)은 양극(+) 또는 음극(-) 중에 선택적으로 형성될 수 있고, 이에 대하여 제2 전극(81b)은 제1 전극(81a)과 반대 극성으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 전극(81a)과 제2 전극(81b) 사이에는 복수의 바이폴라 전극(81c) 및 스페이서(81d)가 교대로 개재될 수 있다.
구체적으로, 도 6의 b)에 도시된 바와 같이, 전극모듈(81)은 제1 전극(81a)과 제2 전극(81b) 사이에 복수의 바이폴라 전극(81c)이 직렬 배치되고, 각각의 전극 사이에는 스페이서(81d)가 개재되어 시트 형태를 형성하게 되며, 이렇게 시트 형태로 형성된 전극모듈(80)은 1회 권취되어 롤 형태를 형성함으로써 장치의 전체적인 부피를 감소시킬 수 있다. 이때, 전극모듈(81)을 롤 형태로 권취할 때 전극모듈(81)의 중앙에는 중심축 역할을 하도록 전극봉(81e)이 배치될 수 있다. 바이폴라 전극(81c)은 전위(V)를 인가하면 산과 염기를 발생할 수 있는 그래핀, 탄소복합섬유 또는 이들의 혼합물이 적용될 수 있다. 스페이서(81d)는 각각의 전극과 전극을 이격시켜 단락회로를 방지하고, 그 사이 영역에서 유체의 이동유로 및 이온의 통로를 확보할 수 있다.
입구측 커버(83)는 전극모듈(81)의 일측 개구부에 제1 전극(81a)과 직교되도록 결합되며, 축 방향으로 유체가 유입되도록 축 방향과 동일 방향으로 관통된 입구(83a)를 구비한다. 이러한 입구측 커버(83)의 중앙에는 제1 전극(81a)과 전기적으로 연결될 수 있는 전극단자가 삽입되도록 제1 단자홀(83b)이 형성된다. 따라서 제1 단자홀(83b)에 삽입 결합된 전극단자를 통해 제1 전극(81a)에 전류를 인가할 수 있다.
출구측 커버(84)는 전극모듈(81)의 축 방향 타측의 개구부에 제1 전극(81a)과 직교되도록 결합되며, 축 방향으로 유체가 배출되도록 축 방향과 동일 방향으로 출구(84a)가 형성된다.
분배판(85)은 입구측 커버(83)와 전극모듈(81) 사이에 개재되며, 입구측 커버(83)의 입구(83a)를 통해 공급되는 유체의 유량 및 수압을 전극모듈(81)에 고르게 분배하는 역할을 한다.
종래의 기술에 따른 직렬형 축전식 탈염장치에 따르면, 전극모듈을 시트 형태로 적층한 후 롤 형태로 권취하고, 유체가 축 방향으로 유입되도록 구성함으로써 장치의 제작이 용이하고 전체적인 부피를 감소시키면서도 유체의 처리량을 증가시킬 수 있다. 또한, 상용화를 위해 수처리 용량을 증가시켜야 할 경우, 롤 형태로 감기는 전극모듈의 권취 횟수를 증가시키는 단순한 작업에 의해 달성될 수 있다.
하지만, 종래의 기술에 따른 직렬형 축전식 탈염장치의 경우, 전극봉의 외주면을 따라 시트 형태의 전극모듈을 권취하며, 또한, 전극모듈의 축 방향 일측에 축 방향으로 유체가 유입되도록 입구가 형성된 입구측 커버를 결합하고, 전극모듈의 축 방향 타측에 축 방향으로 유체가 배출되도록 출구가 형성된 출구측 커버를 결합하기 때문에 유체가 모든 전극모듈과 접촉하지 않는다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1410642호(등록일: 2014년 6월 17일), 발명의 명칭: "축전식 탈염전극 제조방법, 이로부터 제조된 탈염전극 및 이를 포함하는 CDI 모듈" 대한민국 등록특허번호 제10-1563188호(등록일: 2015년10월20일), 발명의 명칭: "다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치" 대한민국 등록특허번호 제10-1929855호(등록일: 2018년12월11일), 발명의 명칭: "축전식 탈염장치 및 축전식 탈염 모듈" 대한민국 공개특허번호 제2017-34953호(공개일: 2017년 3월 30일), 발명의 명칭: "직렬형 축전식 탈염장치 및 그 제조방법" 대한민국 공개특허번호 제2019-133390호(공개일: 2019년 12월 3일), 발명의 명칭: "축전식 탈염전극 및 이를 포함하는 축전식 탈염장치"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 축전식 탈염 수처리 장치에 있어서 축전식 탈염 전극 모듈의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 탈염전극 모듈 하부에서 다시 상부로 상승하여 탈염전극 모듈 밖으로 유출되도록 함으로써, 유체를 모든 단위 탈염전극과 접촉시킬 수 있는, 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈 및 이를 이용한 수처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 원통형 구조 및 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성함으로써 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지할 수 있는, 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈 및 이를 이용한 수처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈은, 양극(+) 탄소전극, 음극(-) 탄소전극, 이온교환막, 양이온교환막 및 유체 이동층 스페이서로 이루어지는 축전식 탈염 전극으로서, 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성하는 단위 탈염전극; 원통형 형태의 모듈 케이스로서, 중앙부에 상기 단위 탈염전극을 수직 방향으로 고정시키는 원통형 모듈 케이스; 및 상기 단위 탈염전극에 의해 탈염된 순수를 배출하도록 상기 원통형 모듈 케이스의 상단 양측에 형성되는 순수 배출관을 포함하되, 상기 원통형 모듈 케이스의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되고, 유입된 유체는 상기 원통형 모듈 케이스 하부에서 다시 상부로 상승하여 상기 순수 배출관을 통해 밖으로 유출되어 상기 유체가 모든 단위 탈염전극과 접촉하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 원통형 모듈 케이스는 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지하도록 원통형 구조의 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 양극(+) 탄소전극 시트의 앞뒤에 0.1㎜ 두께의 음이온교환막을 배치하고, 상기 음극(-) 탄소전극 시트의 앞뒤에 0.1㎜ 두께의 양이온교환막을 배치하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 양이온교환막과 음이온교환막 사이에 0.1㎜ 두께의 폴리아미드 재질의 다공성 유체 이동층인 스페이서를 적층할 수 있다.
여기서, 상기 양극(+) 탄소전극, 음극(-) 탄소전극, 이온교환막, 양이온교환막 및 유체 이동층 스페이서로 이루어지는 단위 탈염전극을 롤 타입으로 적층하도록 단위 탈염전극과 단위 탈염전극 사이에 분리형 스페이서를 배치하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 단위 탈염전극의 상부로 양극(+극) 탄소전극이 2㎝ 정도 돌출되도록 하고, 하부로 음극(-극) 탄소전극이 2㎝ 정도 돌출되도록 하여 해당 전극에 전위를 인가함으로써 흡착 공정과 탈착 공정이 이루어질 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치는, 단위 탈염전극 모듈, 원통형 모듈 케이스 및 순수 배출관을 포함하며, 양극(+) 탄소전극, 음극(-) 탄소전극, 이온교환막, 양이온교환막 및 유체 이동층 스페이서로 이루어지는 축전식 탈염전극이 롤 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈; 염수인 유체를 공급하는 염수 공급탱크; 상기 염수 공급탱크에 저장된 염수를 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈에 공급하는 연동펌프; 및 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈의 양극(+) 탄소전극 및 음극(-) 탄소전극에 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치를 포함하되, 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈은, 양극(+) 탄소전극, 음극(-) 탄소전극, 이온교환막, 양이온교환막 및 유체 이동층 스페이서로 이루어지는 축전식 탈염 전극으로서, 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성하는 단위 탈염전극; 원통형 형태의 모듈 케이스로서, 중앙부에 상기 단위 탈염전극을 수직 방향으로 고정시키는 원통형 모듈 케이스; 및 상기 단위 탈염전극에 의해 탈염된 순수를 배출하도록 상기 원통형 모듈 케이스의 상단 양측에 형성되는 순수 배출관을 포함하되, 상기 원통형 모듈 케이스의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되고, 유입된 유체는 상기 원통형 모듈 케이스 하부에서 다시 상부로 상승하여 상기 순수 배출관을 통해 밖으로 유출되어 상기 유체가 모든 단위 탈염전극과 접촉하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 축전식 탈염 수처리 장치에 있어서 축전식 탈염 전극 모듈의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 탈염전극 모듈 하부에서 다시 상부로 상승하여 탈염전극 모듈 밖으로 유출되도록 함으로써, 유체가 모든 단위 탈염전극과 접촉하여 탈염 효율을 높일 수 있다. 즉, 축전식 탈염 전극 모듈내의 공간을 모두 활용하여 단위부피당 탈염전극의 접촉면적을 최대화하여 탈염 효율을 높일 수 있고, 유체의 유입 및 유출과정에서 모든 탈염전극과 접촉할 수 있도록 하여 탈염 효율의 저하가 발생하지 않도록 한다.
본 발명에 따르면, 시트 형태로 형성되는 탄소전극을 별도의 재단 없이 롤 형태로 권취하여 사용함에 따라, 탄소전극이 재단으로 인해 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원통형 구조 및 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성함으로써 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지할 수 있다.
도 1은 일반적인 축전식 탈염 기술의 원리를 나타내는 설명도
도 2는 일반적인 CDI 공정 및 MCDI 공정을 설명하기 위한 도면
도 3은 종래의 기술에 따른 다단유로 축전식 탈염공정을 이용한 수처리 장치에 전원공급부와 제어부가 포함된 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 적층형 구조의 CDI 셀을 예시하는 사진이다.
도 5는 종래의 기술에 따른 축전식 탈염전극 모듈을 나타내는 도면이다.
도 6은 종래의 기술에 따른 직렬형 축전식 탈염장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 롤롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈에서 탈염전극의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
[롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)]
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 나타내는 평면도이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 롤롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈에서 탈염전극의 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)은, 단위 탈염전극(110), 원통형 모듈 케이스(120) 및 순수 배출관(130)을 포함하며, 상기 단위 탈염전극(110)은 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 음이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114), 스페이서(유체 이동층)(115) 및 분리용 스페이서(116)를 포함한다.
단위 탈염전극(110)은 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 축전식 탈염 전극으로서, 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성한다.
구체적으로, 롤 형태의 탈염전극 모듈(100)을 만들기 위하여, 양극(+) 탄소전극(111) 시트의 앞뒤에 약 0.1㎜ 두께의 음이온교환막(Anion Exchange Membrane: AEM)(113)을 배치하고, 음극(-) 탄소전극(112) 시트의 앞뒤에 약 0.1㎜ 두께의 양이온교환막(Cation Exchange Membrane: CEM)(114)을 배치한 후, 상기 양이온교환막(114)과 음이온교환막(113) 사이에 0.1㎜ 두께의 폴리아미드 재질의 유체 이동층인 스페이서(115)를 적층한 것을 하나의 단위 탈염전극(110)으로 하여, 롤 형태로 권취하여 적층함으로써 집적도를 높임으로써 달성할 수 있다. 또한, 상기 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 단위 탈염전극(110)을 롤 타입으로 적층하도록 단위 탈염전극(110)과 단위 탈염전극(110) 사이에 분리형 스페이서(116)를 배치한다.
또한, 상기 단위 탈염전극(110)의 상부로 양극(+극) 탄소전극이 2㎝ 정도 돌출되도록 하고, 하부로 음극(-극) 탄소전극이 2㎝ 정도 돌출되도록 하여 해당 전극에 전위를 가함으로써 흡착 공정과 탈착 공정이 이루어질 수 있다.
또한, 롤 형태의 탈염전극 모듈(100)에 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 탈염전극 모듈(100) 하부에서 다시 상부로 상승하여 상기 탈염전극 모듈(100) 밖으로 유출되도록 함으로써, 유체가 모든 단위 탈염전극(110)과 접촉할 수 있다.
원통형 모듈 케이스(120)는 원통형 형태의 모듈 케이스로서, 중앙부에 상기 단위 탈염전극(110)을 수직 방향으로 고정시킨다. 이때, 상기 원통형 모듈 케이스(120)는 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지하도록 원통형 구조의 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성한다.
순수 배출관(130)은 상기 단위 탈염전극(110)에 의해 탈염된 순수를 배출하도록 상기 원통형 모듈 케이스(120)의 상단 양측에 형성된다.
이에 따라, 상기 원통형 모듈 케이스(120)의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되고, 유입된 유체는 상기 원통형 모듈 케이스(120) 하부에서 다시 상부로 상승하여 상기 순수 배출관(130)을 통해 밖으로 유출되어 상기 유체가 모든 단위 탈염전극(110)과 접촉할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 축전식 탈염 수처리 장치에 있어서 축전식 탈염 전극 모듈의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 탈염전극 모듈 하부에서 다시 상부로 상승하여 탈염전극 모듈 밖으로 유출되도록 함으로써, 유체가 모든 단위 탈염전극과 접촉하여 탈염 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 시트 형태로 형성되는 탄소전극을 별도의 재단 없이 롤 형태로 권취하여 사용함에 따라, 탄소전극이 재단으로 인해 낭비되는 것을 방지할 수 있고, 원통형 구조 및 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성함으로써 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지할 수 있다.
[롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치]
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치는, 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100), 염수 공급부(200), 연동펌프(300) 및 전원공급장치(400)를 포함하며, 순수 저장부(500) 및 도전율계(600)를 추가로 포함할 수 있다.
롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)은 단위 탈염전극 모듈(110), 원통형 모듈 케이스(120) 및 순수 배출관(130)을 포함하며, 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 축전식 탈염전극이 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성한다.
구체적으로, 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)은, 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 축전식 탈염 전극으로서, 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성하는 단위 탈염전극(110); 원통형 형태의 모듈 케이스로서, 중앙부에 상기 단위 탈염전극(110)을 수직 방향으로 고정시키는 원통형 모듈 케이스(120); 및 상기 단위 탈염전극(110)에 의해 탈염된 순수를 배출하도록 상기 원통형 모듈 케이스(120)의 상단 양측에 형성되는 순수 배출관(130)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 원통형 모듈 케이스(120)의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되고, 유입된 유체는 상기 원통형 모듈 케이스(120) 하부에서 다시 상부로 상승하여 상기 순수 배출관(130)을 통해 밖으로 유출되어 상기 유체가 모든 단위 탈염전극(110)과 접촉할 수 있다.
또한, 상기 원통형 모듈 케이스(120)는 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지하도록 원통형 구조의 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성한다. 또한. 상기 양극(+) 탄소전극(111) 시트의 앞뒤에 약 0.1㎜ 두께의 음이온교환막(AEM: 113)을 배치하고, 상기 음극(-) 탄소전극(112) 시트의 앞뒤에 약 0.1㎜ 두께의 양이온교환막(CEM: 114)을 배치한다. 또한, 상기 양이온교환막(114)과 음이온교환막(113) 사이에 0.1㎜ 두께의 폴리아미드 재질의 다공성 유체 이동층인 스페이서(115)를 적층한다. 또한, 상기 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 단위 탈염전극(110)을 롤 타입으로 적층하도록 단위 탈염전극(110)과 단위 탈염전극(110) 사이에 분리형 스페이서(116)를 배치한다. 또한, 상기 단위 탈염전극(110)의 상부로 양극(+극) 탄소전극(111)이 2㎝ 정도 돌출되도록 하고, 하부로 음극(-극) 탄소전극(112)이 2㎝ 정도 돌출되도록 하여 해당 전극(111, 112)에 전위를 인가함으로써 흡착 공정과 탈착 공정이 이루어질 수 있다.
도 10을 다시 참조하면, 염수 공급부(200)는 염수인 유체를 공급한다.
연동펌프(300)는 상기 염수 공급탱크(200)에 저장된 염수를 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)에 공급한다.
전원공급장치(400)는 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)의 양극(+) 탄소전극(111) 및 음극(-) 탄소전극(112)에 연결되어 전원을 공급한다. 예를 들면, 상기 전원공급장치(400)는 약 1.2V의 전원을 인가하는 DC 파워서플라이일 수 있다.
순수 저장부(500)는 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)의 순수 배출관(130)을 통해 배출되는 순수를 저장한다.
도전율계(600)는 탈염 처리된 상기 순수의 도전율을 측정하여 탈염 처리 여부를 확인할 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 축전식 탈염 수처리 장치에 있어서 축전식 탈염 전극 모듈의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되도록 하고, 유입된 유체는 탈염전극 모듈 하부에서 다시 상부로 상승하여 탈염전극 모듈 밖으로 유출되도록 함으로써, 유체가 모든 단위 탈염전극과 접촉하여 탈염 효율을 높일 수 있다. 즉, 축전식 탈염 전극 모듈내의 공간을 모두 활용하여 단위부피당 탈염전극의 접촉면적을 최대화하여 탈염 효율을 높일 수 있고, 유체의 유입 및 유출과정에서 모든 탈염전극과 접촉할 수 있도록 하여 탈염 효율의 저하가 발생하지 않도록 한다.
한편, 본 발명의 실시에에 따른 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)이 MCDI 모듈인 것으로 설명하였지만, 일반적인 CDI 모듈에도 적용될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 롤 타입 축전식 탈염전극 모듈
110: 단위 탈염전극 120: 원통형 모듈 케이스
130: 순수 배출관 111: 양극(+) 탄소전극
112: 음극(-) 탄소전극 113: 음이온교환막(AEM)
114: 양이온교환막(CEM) 115: 스페이서(유체 이동층)
116: 분리용 스페이서
200: 염수 공급탱크 300: 연동펌프
400: 전원공급장치(DC 파워서플라이) 500: 순수 저장탱크
600: 도전율계(Conductivity Meter)

Claims (12)

  1. 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 축전식 탈염 전극으로서, 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성하는 단위 탈염전극(110);
    원통형 형태의 모듈 케이스로서, 중앙부에 상기 단위 탈염전극(110)을 수직 방향으로 고정시키는 원통형 모듈 케이스(120); 및
    상기 단위 탈염전극(110)에 의해 탈염된 순수를 배출하도록 상기 원통형 모듈 케이스(120)의 상단 양측에 형성되는 순수 배출관(130)을 포함하되,
    상기 원통형 모듈 케이스(120)의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되고, 유입된 유체는 상기 원통형 모듈 케이스(120) 하부에서 다시 상부로 상승하여 상기 순수 배출관(130)을 통해 밖으로 유출되어 상기 유체가 모든 단위 탈염전극(110)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원통형 모듈 케이스(120)는 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지하도록 원통형 구조의 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양극(+) 탄소전극(111) 시트의 앞뒤에 0.1㎜ 두께의 음이온교환막(AEM: 113)을 배치하고, 상기 음극(-) 탄소전극(112) 시트의 앞뒤에 0.1㎜ 두께의 양이온교환막(CEM: 114)을 배치하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 양이온교환막(114)과 음이온교환막(113) 사이에 0.1㎜ 두께의 폴리아미드 재질의 다공성 유체 이동층인 스페이서(115)를 적층하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 단위 탈염전극(110)을 롤 타입으로 적층하도록 단위 탈염전극(110)과 단위 탈염전극(110) 사이에 분리형 스페이서(116)를 배치하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단위 탈염전극(110)의 상부로 양극(+극) 탄소전극(111)이 2㎝ 정도 돌출되도록 하고, 하부로 음극(-극) 탄소전극(112)이 2㎝ 정도 돌출되도록 하여 해당 전극(111, 112)에 전위를 인가함으로써 흡착 공정과 탈착 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈.
  7. 단위 탈염전극 모듈(110), 원통형 모듈 케이스(120) 및 순수 배출관(130)을 포함하며, 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 축전식 탈염전극이 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100);
    염수인 유체를 공급하는 염수 공급탱크(200);
    상기 염수 공급탱크(200)에 저장된 염수를 상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)에 공급하는 연동펌프(300); 및
    상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)의 양극(+) 탄소전극(111) 및 음극(-) 탄소전극(112)에 연결되어 전원을 공급하는 전원공급장치(400)를 포함하되,
    상기 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈(100)은, 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 축전식 탈염 전극으로서, 롤(Roll) 타입으로 적층되어 염수를 탈염시켜 순수를 생성하는 단위 탈염전극(110); 원통형 형태의 모듈 케이스로서, 중앙부에 상기 단위 탈염전극(110)을 수직 방향으로 고정시키는 원통형 모듈 케이스(120); 및 상기 단위 탈염전극(110)에 의해 탈염된 순수를 배출하도록 상기 원통형 모듈 케이스(120)의 상단 양측에 형성되는 순수 배출관(130)을 포함하되, 상기 원통형 모듈 케이스(120)의 중앙 상부에서 하부로 유체인 염수가 유입되고, 유입된 유체는 상기 원통형 모듈 케이스(120) 하부에서 다시 상부로 상승하여 상기 순수 배출관(130)을 통해 밖으로 유출되어 상기 유체가 모든 단위 탈염전극(110)과 접촉하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원통형 모듈 케이스(120)는 높은 수압에서도 안정적인 구조를 유지하도록 원통형 구조의 중앙부와 측부를 통해 유체가 흐르는 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 양극(+) 탄소전극(111) 시트의 앞뒤에 0.1㎜ 두께의 음이온교환막(AEM: 113)을 배치하고, 상기 음극(-) 탄소전극(112) 시트의 앞뒤에 0.1㎜ 두께의 양이온교환막(CEM: 114)을 배치하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양이온교환막(114)과 음이온교환막(113) 사이에 0.1㎜ 두께의 폴리아미드 재질의 다공성 유체 이동층인 스페이서(115)를 적층하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 양극(+) 탄소전극(111), 음극(-) 탄소전극(112), 이온교환막(AEM: 113), 양이온교환막(CEM: 114) 및 유체 이동층 스페이서(115)로 이루어지는 단위 탈염전극(110)을 롤 타입으로 적층하도록 단위 탈염전극(110)과 단위 탈염전극(110) 사이에 분리형 스페이서(116)를 배치하는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 단위 탈염전극(110)의 상부로 양극(+극) 탄소전극(111)이 2㎝ 정도 돌출되도록 하고, 하부로 음극(-극) 탄소전극(112)이 2㎝ 정도 돌출되도록 하여 해당 전극(111, 112)에 전위를 인가함으로써 흡착 공정과 탈착 공정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 타입의 축전식 탈염전극 모듈을 이용한 수처리 장치.
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