KR20230160780A - 전기 탈이온 장치의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 전기 탈이온 장치(1)의 제어 방법은, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량을 일정하게 유지하면서, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을 단계적으로 감소시킨다. 이러한 전기 탈이온 장치의 제어 방법이면, 전기 탈이온 장치로의 공급하는 급수의 유량을 감소시켰을 경우에서도, 전기 전도율의 상승을 막고, 그것에 의해 스케일의 발생을 억제할 수 있다.
Description
본 발명은 전기 탈이온 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 등의 전자 산업분야에서 이용되고 있는 초순수(ultrapure water)는, 전처리 시스템, 일차 순수 제조 장치 및 일차 순수를 처리하는 2차 순수 제조 장치(서브 시스템)로 구성되는 초순수 제조 장치에서 원수를 처리하는 것에 의해 제조되고 있다.
이러한 초순수 제조 장치에 포함되는 일차 순수 제조 장치는, 초순수 제조 장치의 분야 이외에도, 의약용이나 식품용 등의 여러가지 분야에 이용되고 있는 범용성이 높은 시스템이다. 일차 순수 제조 장치의 구성으로서는, 2단 구성의 역침투막(RO막) 장치 및 전기 탈이온 장치로 이루어지는 것이 일반적이고, 역침투막(RO막) 장치는 실리카(silica)나 염류를 제거 함과 동시에, 이온성, 콜로이드(colloidal)성의 TOC를 제거한다.
여기서, 전기 탈이온 장치는, 일반적으로 음극 및 양극 간에 양이온(cation) 교환막과 음이온(anion) 교환막을 교대로 배열하여 탈염실과 농축실을 교대로 형성하고, 탈염실에 이온교환 수지를 충전한 구성을 갖추고, 각종 무기 혹은 유기성의 음이온 및 양이온의 제거를 실시한다.
이 전기 탈이온 장치의 탈염실에 물이 공급되면, 수중의 이온은 그 하전에 의해서, 탈염실 내의 양, 음극 중 임의의 이온교환 수지의 방향으로 이동한다. 이동한 이온은 이온교환 수지를 통과하여 농축실로 들어오기 때문에, 탈염실 내에서는 고도로 탈염된 순수가 제조된다. 한편, 농축실로 이동한 이온은, 농축수로서 배출된다.
전기 탈이온 장치는, 소정 수질의 일차 순수를 안정적으로 제조한다고 하는 관점에서, 전기 탈이온 장치로의 급수의 공급 조건을 일정하게 하는 운용이 이루어지고 있었다. 그 때문에, 전기 탈이온 장치를 포함한 일차 순수 제조 장치에서 제조한 일차 순수는, 필요량이 2차 순수 제조 장치의 서브 탱크로 공급되는 한편으로, 잉여로 생산된 일차 순수는 일차 순수 제조 장치 내에서 순환하여 이용한다고 하는 운용을 실시하고 있었다.
하지만, 상술한 것처럼 일차 순수 제조 장치의 종래의 운용 방법에서는, 전기 탈이온 장치 등에 필요량 이상의 급수를 공급하여 처리하게 되므로,에너지 효율의 점으로 개선의 여지가 있었다. 그래서, 일차 순수의 필요량에 따라, 전기 탈이온 장치의 처리량을 변동시키는 것을 생각할 수 있지만, 전기 탈이온 장치의 가동 중에, 전기 탈이온 장치에 공급하는 급수의 유량을 순식간에 감소시켰을 경우, 농축수의 전기 전도율이 일시적으로 상승한다. 농축수의 전기 전도율이 증가하면, 농축실 내의 이온 농도가 높아져, 스케일이 발생하기 쉬워진다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 상기 과제에 비추어 이루어진 것으로, 전기 탈이온 장치로의 공급하는 급수의 유량을 감소시켰을 경우에서도, 전기 전도율의 상승을 막고, 그것에 의해 스케일의 발생을 억제하는 전기 탈이온 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적에 비추어, 본 발명은 전기 탈이온 장치의 제어 방법이며, 상기 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 유량을 일정하게 유지하면서, 상기 전기 탈이온 장치로 공급되는 급수의 유량을 단계적으로 감소시키는, 전기 탈이온 장치의 제어 방법을 제공한다(발명 1).
이러한 발명(발명 1)에 의하면, 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 유량을 일정하게 유지하면서, 전기 탈이온 장치로 공급되는 급수의 유량을 단계적으로 감소시키는 것에 의해, 농축수의 전기 전도율의 상승을 막고, 그것에 의해 스케일의 발생을 억제할 수 있다.
상기 발명(발명 1)에서는, 1 단계 당 감소시키는 상기 급수의 유량은, 상기 전기 탈이온 장치에서의 최대 유량의 10% 이하의 유량이라도 무방하다(발명 2).
상기 발명(발명 1 또는 2)에서는, 상기 급수의 유량을 단계적으로 감소시킬 때의 1 단계 당 시간은 1~10분이라도 무방하다(발명 3).
상기 발명(발명 1~3)에서는, 상기 전기 탈이온 장치로 공급되는 급수의 유량을, PID 제어에 의해 단계적으로 감소시켜도 무방하다(발명 4).
본 발명의 물품 수수 시스템에 의하면, 전기 탈이온 장치로의 공급하는 급수의 유량을 감소시켰을 경우에서도, 전기 전도율의 상승을 막고, 그것에 의해 스케일의 발생을 억제하는 전기 탈이온 장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.
[도 1] 본 발명에 따른 전기 탈이온 장치의 제어 방법을 적용 가능한 초순수 제조 장치를 나타내는 플로우도이다.
[도 2] 본 발명에 따른 전기 탈이온 장치의 제어 방법에서의 전기 탈이온 장치의 제어 구조를 나타내는 개략도이다.
[도 3] 본 발명에 따른 전기 탈이온 장치의 제어 방법에 이용되는 전기 탈이온 장치를 나타내는 개략도이다.
[도 4] 본 발명에 따른 전기 탈이온 장치의 제어 방법에 이용되는 전기 탈이온 장치의 통수(通水) 상태를 나타내는 개략도이다.
[도 5] 실시예 1의 전기 탈이온 장치의 제어 구조를 나타내는 개략도이다.
[도 6] 실시예 1에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 7] 비교예 1에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 8] 비교예 2에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 9] 비교예 3에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 2] 본 발명에 따른 전기 탈이온 장치의 제어 방법에서의 전기 탈이온 장치의 제어 구조를 나타내는 개략도이다.
[도 3] 본 발명에 따른 전기 탈이온 장치의 제어 방법에 이용되는 전기 탈이온 장치를 나타내는 개략도이다.
[도 4] 본 발명에 따른 전기 탈이온 장치의 제어 방법에 이용되는 전기 탈이온 장치의 통수(通水) 상태를 나타내는 개략도이다.
[도 5] 실시예 1의 전기 탈이온 장치의 제어 구조를 나타내는 개략도이다.
[도 6] 실시예 1에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 7] 비교예 1에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 8] 비교예 2에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
[도 9] 비교예 3에서의 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 경과시간 당의 전기 전도율(mS/m)의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 전기 탈이온 장치의 제어 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 설명을 위해서 전기 탈이온 장치가 초순수 제조 장치에 구비된 도면을 일부 이용하여 설명하지만, 본 발명에서의 전기 탈이온 장치의 제어 방법은, 이 초순수 제조 장치에 한정되지 않고, 의약이나 식품 등의 여러가지 분야에 이용할 수 있다.
(전기 탈이온 장치)
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 의한 전기 탈이온 장치(1)의 제어 방법을 실시 가능한 초순수 제조 장치(A)를 나타내는 도이다. 도 1에 나타내듯이, 초순수 제조 장치(A)는, 전처리 장치(2), 전기 탈이온 장치(1)(도 1 중에는 CDI라고 표기)를 포함한 일차 순수 제조 장치(3), 및 2차 순수 제조 장치(서브 시스템)(4)로 하는 3단의 장치로 구성되어 있다. 이러한 초순수 제조 장치(A)의 전처리 장치(2)에서는, 원수(原水, W)의 여과, 응집 침전, 정밀 여과막 등에 의한 전처리가 실시되고, 주로 현탁물질이 제거된다.
일차 순수 제조 장치(3)는, 전처리수(급수라고도 함, 이하 동일)(W1)를 처리하는 역침투막 장치(5)와, 탈기막 장치(6)와, 자외선 산화 장치(7)와, 전기 탈이온 장치(1)와, 이 전기 탈이온 장치(1)에 전처리수(W1)를 공급하는 급수 펌프(8)를 갖는다. 이 일차 순수 제조 장치(3)에서 전처리수(W1) 중의 대부분의 전해질, 미립자, 생균 등의 제거를 실시함과 동시에 유기물을 분해한다.
서브 시스템(4)은, 일차 순수 제조 장치(3)에서 제조된 탈염수(본 실시 형태에서는 전기 탈이온 장치(1)가 일차 순수 제조 장치(3)의 말단에 있으므로 일차 순수에 상당함, 이하 동일)(W2)를 저류하는, 상기 전기 탈이온 장치(1)의 후단에 배치된 저수 탱크로서의 서브 탱크(11)와 이 서브 탱크(11)로부터 도시하지 않는 펌프를 통해 송급되는 일차 순수(W2)를 처리하는 자외선 산화 장치(12)와 비재생형 혼상식 이온 교환 장치(non-regeneration type mixed bed ion exchange device, 13)와 막여과 장치로서의 한외 여과(UF)막(14)으로 구성되고, 더욱이 필요에 따라 RO막분리 장치 등이 설치되고 있는 경우도 있다. 이 서브 시스템(4)에서는, 자외선 산화 장치(12)에 의해 일차 순수(W2) 중에 포함되는 미량의 유기물(TOC 성분)을 산화 분해하고, 계속해서 비재생형 혼상식 이온 교환 장치(13)에서 처리하는 것으로 잔류한 탄산 이온, 유기산류, 음이온성 물질, 더욱이 금속 이온이나 양이온성 물질 등을 이온 교환에 의해서 제거한다. 그리고, 한외 여과(UF)막(14)에서 미립자를 제거하여 초순수(W3)로 하고, 이것을 유스 포인트(15)에 공급하고, 미사용의 초순수(W3)는 서브 탱크(11)로 환류한다.
본 실시 형태에서는 도 2에 나타내듯이 일차 순수 제조 장치(3)에는, 전기 탈이온 장치(1)로의 급수(W1)의 유량을 제어하기 위한 급수 펌프(8)를 갖출 수 있고, 상기 급수 펌프(8)에 연통한 전기 탈이온 장치(1)에는 직류 전원기(9)를 갖출 수 있고, 전기 탈이온 장치(1)의 탈염수(W2)를 전기 탈이온 장치(1)의 후단에 배치된 저수 탱크로서의 서브 탱크(11)에 공급 가능하게 되어 있다.
또, 전기 탈이온 장치(1)의 농축수(W5)의 유로(25)에는 농축수(W5)의 유량을 임의로 제어하기 위한 컨트롤 밸브(26)와 유량계(27)가 설치되고 있다. 또, 전기 탈이온 장치(1)의 탈염수(W2)의 유로(22)에도, 컨트롤 밸브(23)와 유량계(24)가 설치되고 있다.
퍼스널 컴퓨터 등을 갖춘 제어장치(28)는, 급수 펌프(8)를 제어하는 것으로 전기 탈이온 장치(1)로의 급수(W1)의 유량을 증감하는 것, 및 컨트롤 밸브(23) 및 컨트롤 밸브(26)를 제어하는 것에 의해 유로(22) 및/또는 유로(25)의 유량을 임의로 증감시킬 수 있다. 또, 제어장치(28)는, 유량계(24) 및 유량계(27)의 계측 데이터가 각각 송신 가능하게 되어 있다. 추가하여, 서브 탱크(11)에는, 저수량을 측정하는 레벨 스위치(21)가 설치되고 있어도 무방하고, 서브 탱크(11)의 저수량의 계측 데이터에 따라 탈염수(W2)의 제조량을 제어해도 무방하다.
여기서, 전기 탈이온 장치(1)로서는, 도 3 및 도 4에 나타내는 구성을 갖는 것을 매우 적합하게 이용할 수 있다.
도 3에 있어서, 전기 탈이온 장치(1)는, 전극(양극(31), 음극(32))의 사이에 복수의 음이온 교환막(33) 및 양이온 교환막(34)을 교대로 배열하여 농축실(35)과 탈염실(36)을 교대로 형성한 것으로, 탈염실(36)에는, 이온교환 수지, 이온 교환 섬유 혹은 그라프트(grafting) 교환체 등으로 이루어지는 이온 교환체(음이온 교환체 및 양이온 교환체)가 혼합 혹은 복층상으로 충전되고 있다. 또, 농축실(35)과, 양극실(37) 및 음극실(38)에도, 이온 교환체가 충전되고 있다.
이 전기 탈이온 장치(1)에는, 탈염실(36)에 급수(W1)를 통수하여 탈염수(W2)를 취출하는 통수 수단(도시하지 않음)과, 농축실(35)에 피농축수(W4)를 통수하는 농축수 통수 수단(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 본 실시 형태에서는 피농축수(W4)를, 탈염실(36)의 탈염수(W2)의 취출구에 가까운 쪽으로부터 농축실(35) 내에 도입 함과 동시에, 탈염실(36)의 급수(W1)의 입구에 가까운 쪽으로부터 유출한다. 즉 탈염실(36)에서의 급수(W1)의 유통 방향과 반대 방향에서 피농축수(W4)를 농축실(35)에 도입하여 농축수(W5)를 토출하는 구성이 되고 있다. 또한, 본 명세서 중에서는, 전처리수(W1)를 역침투막 장치(5), 탈기막 장치(6) 및 자외선 산화 장치(7)에서 처리한 전기 탈이온 장치(1)의 급수도 설명의 편의상, 급수(W1)로서 기재한다.
이 농축실(35)에 도입하는 피농축수(W4)로서는, 탈염실(36)에 공급하는 급수(W1)를 이용할 수 있지만, 도 4에 나타내듯이 피농축수(W4)로서 탈염실(36)로부터 얻을 수 있는 탈염수(W2)를 이용하는 것이 바람직하다.
(전기 탈이온 장치의 제어 방법)
본 실시 형태에 따른 전기 탈이온 장치(1)의 제어 방법에 대하여 이하 설명한다.
본 실시 형태에 따른 전기 탈이온 장치(1)의 제어 방법은, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량을 일정하게 유지하면서, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을 단계적으로 감소시킨다. 상기 제어 방법에 의해, 농축수(W5)의 전기 전도율의 상승을 막고, 그것에 의해 스케일의 발생을 억제할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 전기 탈이온 장치(1)의 제어 방법은, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을 단계적으로 감소시킨다. 도 2에 나타내듯이 급수(W1)는, 유량을 제어 가능한 급수 펌프(8)를 통해 전기 탈이온 장치(1)에 공급되지만, 이 전기 탈이온 장치(1)로의 급수(W1)의 유량을 급수 펌프(8)에 부속되는 펌프 인버터(도시 없음) 등을 이용하여 단계적으로 감소시켜도 무방하다.
일실시 형태에 따른 제어 방법에서는, 1 단계 당 감소시키는 급수(W1)의 유량은, 전기 탈이온 장치(1)에서의 최대 유량의 10% 이하의 유량인 것이 바람직하다. 또, 1 단계 당 감소시키는 급수(W1)의 유량은, 전기 탈이온 장치(1)에서의 최대 유량의 1% 이상의 양인 것이 바람직하다. 1 단계 당 감소시키는 급수(W1)의 유량이 10% 보다 커지면, 농축수(W5)의 이온 농도가 증가하여, 스케일이 발생할 우려가 있다. 급수(W1)의 감소 공정의 보다 구체적인 예로서는, 전기 탈이온 장치(1)에서의 최대 유량이 5.0 L/min이였을 경우, 4.5 L/min, 4.0 L/min, 3.5 L/min, 3.0 L/min로 단계적으로 감소시킬 수 있다. 또한, 각 단계에서의 급수(W1)의 유량의 감소량은 반드시 일정할 필요는 없고, 각 단계에서의 급수(W1)의 감소량을, 상기 범위에 있어서 변동하는 것이라고 해도 무방하다. 또, 급수(W1)의 모든 단계에서의 유량의 감소량을 합친 전체의 급수(W1)의 유량의 감소량은, 급수(W1)의 감소를 개시하기 전의 유량의 70% 이하인 것이 바람직하다.
일실시 형태에 따른 제어 방법에서는, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을 단계적으로 감소시킬 때의 1 단계 당 시간은 1~10분인 것이 바람직하다. 상기 범위에 있는 것에 의해, 농축수(W5)의 이온 농도의 증가를 억제할 수 있는 효과가 있다. 보다 구체적인 예로서는, 상술한 바와 같이 급수(W1)의 유량을 5.0 L/min, 4.5 L/min, 4.0 L/min, 3.5 L/min, 3.0 L/min로 단계적으로 감소시키는 경우, 예를 들면, 5.0 L/min로 10분간 보관 유지하고, 그 다음으로 4.5 L/min로 감소시킨 상태로 10분간 보관 유지하고, 그 다음으로 4.0 L/min로 감소시킨 상태로 10분간 보관 유지하고, 그 다음으로 3.5 L/min로 감소시킨 상태로 10분간 보관 유지하고, 그 다음으로 3.0 L/min로 감소시킨 상태로 10분간 보관 유지할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 제어 방법에서는, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량은 일정하게 유지되도록 제어된다. 예를 들면, 도 2에 나타내듯이, 급수(W1)의 수량의 변화에 따라, 제어장치(28)에 의해, 컨트롤 밸브(23) 및 컨트롤 밸브(26)를 제어하고, 전기 탈이온 장치(1)의 탈염수(W2)와 농축수(W5)의 유량을 제어하는 것에 의해 가능해진다. 즉, 농축수(W5)의 수량을 일정하게 하고, 회수율이 변동하도록 탈염수(일차 순수)(W2)의 양을 조정하면 무방하다. 여기서, 일정으로 유지된다는 것은, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량의 변화가, 90%~110%의 범위에 있는 것을 의미한다.
또 일실시 형태에 따른 제어 방법에서는, 전기 탈이온 장치(1)의 물회수량은, 특별히 제한되지 않지만, 50~99% 인 것이 바람직하다.
일실시 형태에 따른 제어 방법에서는, 전기 탈이온 장치(1)에 공급하는 급수(W1)의 도전율은, 특별히 제한되지 않지만, 0.1~5 mS/m인 것이 바람직하다. 또, 전기 탈이온 장치(1)로의 급수(W1)의 전류 효율은 1~30%로 하는 것이 바람직하다.
일실시 형태에 따른 제어 방법에서는, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을, PID(Proportional－Integral－Differential) 제어에 의해 단계적으로 감소시켜도 무방하다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 서브 탱크(11)의 저수량이나, 도 5에 나타낸 탈염수 유로(54)를 흐르는 탈염수(W2)의 유량을 측정하고, 이러한 목표치에 따라, 도 2의 급수 펌프(8)나 도 5의 급수 펌프(55)의 출력을 PID 제어하는 것으로, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을 단계적으로 감소시킬 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예에 근거하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 아래와 같은 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
도 5에 나타내는 전기 탈이온 장치(1)의 제어용의 시험 장치(51)를 이용하여 실험을 실시했다. 이 시험 장치(51)는, 전기 탈이온 장치(1)에 더하여, 급수 유로(52)와 농축 수류로(53)와 탈염수(일차 순수) 유로(54)를 갖는다. 그리고, 급수 유로(52)에는, 전기 탈이온 장치(1)로의 급수(W1)의 유량을 제어하기 위한 급수 펌프(55)와, 칼슘 이온 소스인 염화 칼슘 용액 탱크(56)를 약액 펌프(56A)를 통해 접속 함과 동시에, 도전율계(57A)가 설치되고 있다. 농축 수류로(53)에는, 유량을 임의의 양으로 제어하기 위한 컨트롤 밸브(59B)와 유량계(58B)가 설치되고, 더욱이 도전율계(57B)가 접속되고 있다. 또, 탈염수 유로(54)에는, 컨트롤 밸브(59A)와 유량계(58A)가 설치되고 있음과 동시에 비저항계(60)가 접속되고 있다. 또한, 전기 탈이온 장치(1)로서는, 도 3 및 도 4에 나타내는 구성의 것을 채용했다.
상술한 시험 장치(51)의 가동 중에, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량을 컨트롤 밸브(59A)와 컨트롤 밸브(59B)를 이용하여 일정치(1.0 L/min)로 유지하면서, 급수 펌프(55)를 이용하여 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을 10분 마다 5.0 L/min, 4.5 L/min, 4.0 L/min, 3.5 L/min가 되도록 단계적으로 감소시켰다. 이 조작에 기인하는, 농축 수류로(53)를 흐르는 농축수(W5)의 전기 전도율(mS/m)의 경시 변화를, 도전율계(57B)를 이용하여 측정했다. 결과를 도 6에 나타낸다. 또한, 그래프 중의 경과시간 0 시점으로부터 상기의 조작을 개시했다(도 7~9도 마찬가지). 또, 시험중의 전기 탈이온 장치(1)의 전류치는 4.0 A이며, 염화 칼슘 농도 첨가 후의 급수(W1) 중의 칼슘 농도는 400 μg/L as CaCO3이며, 급수(W1)의 도전율은 0.10~0.12 mS/m의 범위 내였다.
[비교예 1]
실시예 1과 같은 시험 장치(51)를 이용하여, 비교예 1의 시험을 실시했다. 상기 시험 장치(51)의 가동 중에, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량을 1.0 L/min에서 0.7 L/min로 순식간에 감소시켰을 때에, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량도 5.0 L/min에서 3.5 L/min에 순식간에 감소시켰다. 이 조작에 기인하는, 농축 수류로(53)를 흐르는 농축수(W5)의 전기 전도율(mS/m)의 경시 변화를, 도전율계(57B)를 이용하여 측정했다. 결과를 도 7에 나타낸다. 또한, 그 외의 조건은 실시예 1과 같다.
[비교예 2]
실시예 1과 같은 시험 장치(51)를 이용하여, 비교예 2의 시험을 실시했다. 상기 시험 장치(51)의 가동 중에, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량을 일정치(1.0 L/min)로 유지하면서, 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량을 5.0 L/min에서 3.5 L/min로 순식간에 감소시켰다. 이 조작에 기인하는, 농축 수류로(53)를 흐르는 농축수(W5)의 전기 전도율(mS/m)의 경시 변화를, 도전율계(57B)를 이용하여 측정했다. 결과를 도 8에 나타낸다. 또한, 그 외의 조건은 실시예 1과 같다.
[비교예 3]
실시예 1과 같은 시험 장치(51)를 이용하여, 비교예 3의 시험을 실시했다. 상기 시험 장치(51)의 가동 중에, 전기 탈이온 장치(1)로부터 배출되는 농축수(W5)의 유량을 10분 마다 1 L/min, 0.9 L/min, 0.8 L/min, 0.7 L/min가 되도록 단계적으로 감소시켰다. 이와 같이 전기 탈이온 장치(1)로 공급되는 급수(W1)의 유량도 10분 마다 5.0 L/min, 4.5 L/min, 4.0 L/min, 3.5 L/min가 되도록 단계적으로 감소시켰다. 이 조작에 기인하는, 농축 수류로(53)를 흐르는 농축수(W5)의 전기 전도율(mS/m)의 경시 변화를, 도전율계(57B)를 이용하여 측정했다. 결과를 도 9에 나타낸다. 또한, 그 외의 조건은 실시예 1과 같다.
[결과 및 고찰]
도 6~9로부터 명확해진 것과 같게, 실시예 1에서는 조작에 기인한 농축수(W5)의 전기 전도율의 증가는 볼 수 없었지만, 비교예 1~3에서는 모두 조작에 기인한 농축수(W5)의 전기 전도율이 상승했다. 즉, 실시예 1의 전기 탈이온 장치(1)의 제어 방법에 의하면, 전기 전도율의 상승을 방지할 수 있고, 그것에 의해 스케일의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 비교예 1~3의 제어 방법에서는, 농축수(W5)의 전기 전도율이 상승하기 때문에, 스케일이 발생할 가능성이 높아진다.
이상 설명한 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것은 아니다. 따라서, 상기 실시 형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함한 취지이다.
A 초순수 제조 장치
1 전기 탈이온 장치
2 전처리 장치
3 일차 순수 제조 장치
4 2차 순수 제조 장치(서브 시스템)
5 역침투막 장치
6 탈기막장치
7 자외선 산화 장치
8 급수 펌프
9 직류 전원기
11 서브 탱크
12 자외선 산화 장치
13 비재생형 혼상식 이온 교환 장치
14 한외 여과(UF) 막
15 유스 포인트
21 레벨 스위치(수위계측수단)
22 탈염수의 유로
23, 26 컨트롤 밸브
24, 27 유량계
25 농축수의 유로
28 제어장치
31 양극(전극)
32 음극(전극)
33 음이온 교환막
34 양이온 교환막
35 농축실
36 탈염실
51 시험 장치
52 급수 유로
53 농축 수류로
54 탈염수 유로
55 급수 펌프
56 염화 칼슘 용액 탱크, 56A 약액 펌프
57A, 57B 도전율계
58A, 58B 유량계
59A, 59B 컨트롤 밸브
60 비저항계
W 원수
W1 전처리수(급수)
W2 일차 순수(탈염수)
W3 초순수(2차 순수)
W4 피농축수
W5 농축수
1 전기 탈이온 장치
2 전처리 장치
3 일차 순수 제조 장치
4 2차 순수 제조 장치(서브 시스템)
5 역침투막 장치
6 탈기막장치
7 자외선 산화 장치
8 급수 펌프
9 직류 전원기
11 서브 탱크
12 자외선 산화 장치
13 비재생형 혼상식 이온 교환 장치
14 한외 여과(UF) 막
15 유스 포인트
21 레벨 스위치(수위계측수단)
22 탈염수의 유로
23, 26 컨트롤 밸브
24, 27 유량계
25 농축수의 유로
28 제어장치
31 양극(전극)
32 음극(전극)
33 음이온 교환막
34 양이온 교환막
35 농축실
36 탈염실
51 시험 장치
52 급수 유로
53 농축 수류로
54 탈염수 유로
55 급수 펌프
56 염화 칼슘 용액 탱크, 56A 약액 펌프
57A, 57B 도전율계
58A, 58B 유량계
59A, 59B 컨트롤 밸브
60 비저항계
W 원수
W1 전처리수(급수)
W2 일차 순수(탈염수)
W3 초순수(2차 순수)
W4 피농축수
W5 농축수
Claims (4)
- 전기 탈이온 장치의 제어 방법이며,
상기 전기 탈이온 장치로부터 배출되는 농축수의 유량을 일정하게 유지하면서, 상기 전기 탈이온 장치로 공급되는 급수의 유량을 단계적으로 감소시키는, 전기 탈이온 장치의 제어 방법. - 제1항에 있어서,
1 단계 당 감소시키는 상기 급수의 유량은, 상기 전기 탈이온 장치에서의 최대 유량의 10% 이하의 유량인, 전기 탈이온 장치의 제어 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 급수의 유량을 단계적으로 감소시킬 때의 1 단계 당 시간은 1~10분인, 전기 탈이온 장치의 제어 방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 한에 있어서,
상기 전기 탈이온 장치로 공급되는 급수의 유량을, PID 제어에 의해 단계적으로 감소시키는, 전기 탈이온 장치의 제어 방법.
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