KR20230135822A - 다중효용 흡착식 수처리 기반 폐수 무방류 공정 - Google Patents

Abstract

기존 MED 공정의 주요 단점(고온의 열원에서 구동, 파울링 및 스케일링 문제가 발생)을 해결할 뿐만 아니라, 기존 AD 공정의 성능(에너지 소비 및 담수생산량)을 극대화할 수 있는 다중효용 증발기로 구성된 흡착식 담수화 공정.

Description

다중효용 흡착식 수처리 기반 폐수 무방류 공정 {Multi-effect adsorption water treatment-based wastewater zero liquid discharge process}

본 발명은 다중효용 흡착식 수처리 기반 폐수 무방류 공정에 관련된 것이다.

현재 해수담수화의 주요 기술은 다단증발(multi-stage flash, MSF)과 다중효용(multi-effect distillation, MED)과 같은 증발법과 역삼투(reverse osmosis, RO)의 막분리법으로 나뉘며, 이는 세계 해수담수화 기술 시장의 약 90%를 차지하고 있다. 그러나 다음과 같은 이유로 열악한 기반 시설의 특정 지역에서는 기존 기술을 적용하기 어려운 실정이다.

증발법(MSF, MED)의 경우, 대형 설비와 상당한 에너지가 필요하며, 70~110℃의 고온에서 작동하기 때문에 장치에 염수에 의한 심각한 파울링(fouling) 및 스케일링(scaling) 문제가 발생하여 내부식성이 강한 재료의 사용이 요구된다.

RO 공정은 응집, 여과 및 화학세정 등의 복잡한 전처리 공정으로 인한 경제 및 환경적인 문제와 유입수 농도가 증가함에 따른 에너지 소비량이 크게 증가함에 따라 약 40~50% 이하의 낮은 회수율에서 운전이 가능하며, 농축수의 해양 방류 시 심각한 해양 오염을 야기한다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 기존 MED 공정의 주요 단점을 해결할 수 있는 다중효용 흡착식 수처리 기반 폐수 무방류 공정을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 기존 AD 공정의 성능(에너지 소비 및 담수생산량)을 극대화할 수 있는 다중효용 흡착식 수처리 기반 폐수 무방류 공정을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 해수-담수화 장치를 제공한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 해수-담수화 장치는 해수(seawater)를 증발시켜 해수로부터 증기를 생성하는 증발 모듈, 상기 증발모듈로부터 증기를 제공받아, 히터를 통해 상기 증기를 농축시키는 농축 모듈, 및 상기 농축 모듈로부터 농축된 증기를 제공받아 증기를 흡착 또는 탈착시키고, 탈착된 증기를 응축시켜 담수(fresh water)를 생성하는 흡탈착 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 흡탈착 모듈은, 증기를 흡착 또는 탈착시키는 흡탈착기, 및 상기 흡탈착기에서 탈착된 증기를 응축시켜 담수를 생성하는 응축기를 포함할 수 있다.

기존 MED 공정의 주요 단점을 해결할 뿐만 아니라, 기존 AD 공정의 성능(에너지 소비 및 담수생산량)을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치의 증발 모듈을 설명하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치의 농축 모듈을 설명하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치의 흡탈착 모듈을 설명하는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 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.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치의 증발 모듈을 설명하는 개략도이다.

도 1을 참조하면, 상기 증발 모듈은 해수(seawater)를 증발시켜 해수로부터 제1 증기를 생성하는 제1 증기 생성기, 및 상기 제1 증기 생성기로부터 상기 제1 증기를 제공받아, 상기 제1 증기를 열원으로 사용하여 해수를 증발시켜 제2 증기를 생성하는 제2 증기 생성기를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치의 농축 모듈을 설명하는 개략도이다.

도 2를 참조하면, 상기 농축 모듈은 히터를 포함할 수 있다. 상기 농축 모듈은 상기 히터를 통해 상기 증발모듈로부터 제공받은 증기를 농축시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 해수-담수화 장치의 흡탈착 모듈을 설명하는 개략도이다.

도 3을 참조하면, 상기 흡탈착 모듈은 증기를 흡착 또는 탈착시키는 흡탈착기, 및 상기 흡탈착기에서 탈착된 증기를 응축시켜 담수를 생성하는 응축기를 포함할 수 있다. 상기 흡탈착기는, 상기 농축 모듈로부터 농축된 증기를 제공받아 흡탈착시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (2)

1. 해수(seawater)를 증발시켜 해수로부터 증기를 생성하는 증발 모듈;
   상기 증발모듈로부터 증기를 제공받아, 히터를 통해 상기 증기를 농축시키는 농축 모듈; 및
   상기 농축 모듈로부터 농축된 증기를 제공받아 증기를 흡착 또는 탈착시키고, 탈착된 증기를 응축시켜 담수(fresh water)를 생성하는 흡탈착 모듈을 포함하는 해수-담수화 장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 흡탈착 모듈은, 증기를 흡착 또는 탈착시키는 흡탈착기, 및 상기 흡탈착기에서 탈착된 증기를 응축시켜 담수를 생성하는 응축기를 포함하는 해수-담수화 장치.