KR100507265B1 - 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법 - Google Patents

간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 몸체와, 상기 몸체 내부에 설치되는 한쌍의 전극과, 상기 전극 사이에 상기 전극으로부터 이격되어 배치되는 한쌍의 이온 교환막과, 상기 이온 교환막 사이에 충진되는 이온교환체를 포함하여 구성되는 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치에 있어서, 정수시에는 내부에 충진되어 있는 이온교환체에 의해 정수가 이루어지며, 이러한 일정기간의 정수 작동이 일어난 후에는 상기 이온교환체의 재생시기를 알려주는 하나 이상의 측정수단을 더 포함하고, 상기 측정수단에 의해 측정된 누적값이 설정치에 도달할 시 상기 전기 탈이온 모듈 내부의 상기 전극에 전류가 인가되어 상기 이온교환체가 간헐적으로 재생되도록 하여 구성의 간소화가 가능한 것을 특징으로 하는 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법을 제공한다.

Description

간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법{Electrodeionization water purifier operated by intermittent regeneration process, and the method for controlling intermittent regeneration}
본 발명은 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정수와 재생이 동시에 일어나는 것이 아니라 모듈사이즈의 최소화 및 유량 확보, 제품적용 용이성을 위하여 간헐적으로 재생이 이루어지는 장치를 말하며, 특히 자동으로 이온교환막 및 전극을 세척하는 기능을 가지는 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법에 관한 것이다.
최근 산업사회의 발전에 따라 수질오염과 토양오염 등 자연환경 오염이 더욱 가중되고 있기 때문에 원수를 취수 정화시켜 보급하고 있으며, 각 가정에서 수돗물에 대해 정수하여 깨끗한 물을 식수로서 활용하기 위해 정수기가 널리 보급되고 있는 추세이다.
일반적으로, 정수기는 수돗물에 잔류하는 이물질 내지는 각종 오염균을 정수 살균처리하여 정화하는 장치로, 이러한 정수기 내부에는 공급된 원수에 함유된 오염물질, 중금속, 박테리아 등을 제거하기 위한 다양한 종류의 필터가 구비되며, 최근까지 멤브레인필터, 활성탄 필터, 중공사막 필터, 카본 필터 등을 이용한 정수기가 사용되고 있다.
한편, 본 출원인은 국내 특허출원 제2003-34667호(2003.5.30자 출원)로 이미 전기 탈이온 모듈을 이용한 정수기를 출원하였으며, 그 개시내용은 다음과 같다.
도 1은 상기 공지기술에 나타난 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치를 도시한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 전기 탈이온 모듈의 내부 구성요소들의 작동상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 이러한 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수기는 침전필터(11), 전처리카본필터(12), 전기 탈이온 모듈(13), 후처리카본필터(14) 등의 다수의 필터를 포함하여 원수에 함유된 중금속이나 불순물을 제거하며, 상기 전기 탈이온 모듈(13) 내부에는 이온교환체(140, 도 2참조)가 충진되는데, 상기 이온교환체(140)의 재생후 발생된 농축수를 외부로 배출하도록 상기 전기 탈이온 모듈(13)의 하단에 배수관(13a)이 구비된다.
또한, 상기 전기 탈이온 모듈(13)은 몸체(110)와, 상기 몸체(110) 내부에 설치되는 한쌍의 전극(120)과, 상기 전극(120) 사이에 상기 전극(120)으로부터 이격되어 배치되는 한쌍의 이온 교환막(130)과, 상기 이온 교환막(130) 사이에 충진되는 이온교환체(140)로 이루어져, 원수에 함유된 이온이 상기 이온교환체(140)에 흡착되고 이후 상기 전극(120)에서 발생된 전류에 의해 상기 이온이 상기 이온 교환막(130)을 투과함으로써 정수와 동시에 이온교환체(140)가 재생된다. 즉, 전기 탈이온 모듈(13)을 통과하면서 정수된 물은 후처리카본필터(14)를 통과한 후 사용자에게 공급되고, 동시에 전기 탈이온 모듈(13) 내부의 상기 이온교환체(140)에 흡착된 이온들은 상기 전극(120)에서 발생된 전류에 의해 상기 이온 교환막(130)을 투과함으로써 이온교환체(140)가 재생된다. 여기서, 미설명 도면부호 125와 135는 농축실과 희석실을 나타낸다.
그런데, 종전까지 가장 널리 사용되고 있는 멤브레인필터는 원수의 TDS 약 2이하 수준의 정수수를 얻을 수 있으나, 원수조건이나 운전조건이 특별하며, 이로 인한 성능변동 및 적은 정수유량, 정수수의 pH, 폐수 발생 등의 문제점이 있다.
또한, 멤브레인필터를 대신하여 도 1의 전기 탈이온 모듈이 적용되는 경우 우수한 정수성능은 기대할 수 있으나 정수와 동시에 재생이 일어나기 때문에 원수의 TDS가 높거나 높은 정수량이 요구되어질 경우 상기 전기 탈이온 모듈의 사이즈가 커지거나 여러 층의 모듈이 필요하게 됨으로써 제조 및 가격 면에서 불리해질 수 있는 문제점을 가지고 있다.
또한, 정수가 이루어질 때마다 전류가 인가되어 재생이 동시에 이루어지는 정수장치의 경우에는 전극의 사용정도가 많게 되어 전극의 소모율이 커지므로 전극의 수명이 짧아질 수 있다는 문제점을 가지고 있다. 특히, 전류를 더 자주 인가함에 따라 정수기의 이온교환막에 스케일(scale)이나 파울링(fouling)이 많이 발생하게 되고, 이에 따라 이온교환막을 자주 교체해 주어야 하는 또 다른 문제점이 있다.
특히, 전극(120)과 이온 교환막(130) 사이의 상기 농축실(125)에는 오염된 원수의 공급 등으로 인해 미생물, 바이러스, 박테리아, 세균 등이 서식할 우려가 있는데 이 경우 미생물을 제거하기 위한 뚜렷한 대책이 없다는 또 다른 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 안출된 것으로, 원수조건, 유량 및 운전 조건의 확보를 위하여 이온교환체의 재생이 정수와 동시에 작동하는 것이 아니라 일정조건에 따라 전극에 전류를 인가하여 전기 탈이온 모듈의 재생과정이 간헐적으로 일어나게 하도록 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 고안은 정수수의 총용존고형물(Total Dissolved Solid; 이하 'TDS'라 한다), 정수운전시간, 정수누적유량 등을 조절하여 전기 탈이온 모듈의 재생이 간헐적으로 일어나도록 제어함으로써, 이온교환체의 용량 및 성능이 향상됨과 동시에 고유량의 정수기가 요구되어질 경우에도 탈이온 필터 모듈의 사이즈를 컴팩트하게 설계할 수 있고, 여러 층의 모듈이 아닌 단일 층의 모듈로도 구현이 가능한 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
특히, 본 고안은 간헐적으로 전류가 인가되어 재생하는 정수장치에서 사용되는 전극의 소모율을 최소화하여 고유량의 정수장치가 요구되는 경우에도 전극의 수명을 최대화하면서, 전기 탈이온 모듈 내부의 이온교환막에 스케일이나 파울링을 최소화시키고, 여기에 자동적으로 이온교환막의 자동 세척기능을 가지는 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
또한, 전극과 이온 교환막 사이의 상기 농축실에서 미생물, 바이러스, 박테리아, 세균 등의 번식을 근본적으로 차단할 수 있는 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치 및 그 간헐적 재생제어방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 몸체와, 상기 몸체 내부에 설치되는 한쌍의 전극과, 상기 전극 사이에 상기 전극으로부터 이격되어 배치되는 한쌍의 이온 교환막과, 상기 이온 교환막 사이에 충진되는 이온교환체를 포함하여 구성되는 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치에 있어서, 정수시에는 내부에 충진되어 있는 이온교환체에 의해 정수가 이루어지며, 이러한 일정기간의 정수 작동이 일어난 후에는 상기 이온교환체의 재생시기를 알려주는 하나 이상의 측정수단을 더 포함하고, 상기 측정수단에 의해 측정된 누적값이 설정치에 도달할 시 상기 전기 탈이온 모듈 내부의 상기 전극에 전류가 인가되어 상기 이온교환체가 간헐적으로 재생되도록 하여 구성의 간소화가 가능한 것을 특징으로 한다.
상기 측정수단은 유량계나 타이머 또는 TDS측정기 중 하나 이상을 선택적으로 포함하고, 상기 누적값은 정수누적유량이나 정수운전시간 또는 총용존고형물인 것을 특징으로 한다.
상기 전극과 이온 교환막 사이에는 섬유상 활성탄이 더 구비되고, 상기 섬유상 활성탄은 상기 전극에 전기가 인가되었을 때 상기 전극에서 발생된 전기나 열을 잘 통하게 하여, 모듈에 미생물 등이 침투, 존재하고 있을 경우 전기 및 열, 전기적 힘에 의해 발생되는 라디칼 등에 의해서 유기물 분해, 살균 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 전기 탈이온 모듈에는 재생후 발생된 농축수를 외부로 배출하도록 배수관이 구비되고, 상기 배수관에는 농축수의 농도를 감지하는 센서와, 상기 센서에서 감지된 농도가 일정농도 이상인 경우 농축수를 외부로 자동으로 배출하는 자동 밸브가 부착된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 간헐적 재생제어방법은 원수가 공급되어 침전필터, 전처리카본필터를 통과하면서 각종 불순물이 제거된 후 전기 탈이온 모듈 내부의 이온 교환막 사이의 희석실로 공급되는 단계; 전기 탈이온 모듈로 공급된 원수에 함유된 이온들은 상기 희석실에 채워진 이온교환체에 일단 붙잡히고, 깨끗한 정수만이 외부로 공급되는 단계; 이후, 측정수단에 의해 감지된 일정조건에 따라 전극에 전류를 인가하여 이온교환체에 흡착된 이온이 이온 교환막을 투과하여 농축실로 이동시킴으로써 이온교환체를 간헐적으로 재생시키는 단계를 포함한다.
상기 조건은 정수수의 정수누적유량, 정수운전시간, 총용존고형물을 선택적으로 조절하여 간헐적으로 상기 이온교환체의 재생주기를 결정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 간헐적 재생이 가능한 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3의 전기 탈이온 모듈의 내부 구성요소들의 작동상태를 개략적으로 도시한 단면도이다. 여기서, 종래의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 참조번호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서는 새로운 참조번호를 부여하여 설명하되, 상기 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 전처리카본필터(12)와 후처리카본필터(14) 사이에 전기 탈이온 모듈(13)을 구비하고, 상기 전기 탈이온 모듈(13)과 후처리카본필터(14) 사이에 측정수단(200)이 구비되어 상기 측정수단(200)에 의해 측정된 누적값의 일정조건에 따라 주기적 재생시기를 결정하여 이온교환체(140)를 간헐적으로 재생시킨다. 즉, 정수과정과 동시에 재생과정이 이루어지는 것이 아니라 재생을 요하는 일정조건에 따라 간헐적으로 재생과정이 이루어지게 된다.
먼저, 상기 전기 탈이온 모듈(13)은 몸체(110)를 구비하고, 상기 몸체(110)는 3구간으로 구획되는데, 내측 양쪽에 (+), (-) 전극(120)이 배치되고, 상기 전극(120)의 안쪽 방향으로 일정간격 이격된 상태로 이온 교환막(130)이 설치되고, 상기 이온 교환막(130) 사이에는 상기 이온교환체(140)가 충진되어, 이온교환체(140)로 원수가 유입되고 원수로부터 이온 교환막(130)과 전극(120) 사이의 공간으로 탈이온된 이온들이 농축된 후 밖으로 배출된다(도 2참조). 이때, 사용되는 전극(120)은 티타늄 베이스에 백금이 도금된 것이나 SUS 재질이 주로 사용된다.
또한, 상기 전극(120)과 이온 교환막(130) 사이에는 각각 중금속 등이 함유된 농축수가 통과하는 두개의 농축실(125)이 형성되고, 상기 이온 교환막(130) 사이에는 공급된 원수에 함유된 이온들이 희석되는 희석실(135)이 형성된다. 이때, 이온교환체(140)는 양이온교환체와 음이온교환체가 일정 비율로 혼합되며, 대략 양이온교환체/음이온교환체의 비율이 0.5-1.5일 때, 이온교환체(140)의 재생 효율이 가장 좋은 것으로 실험되었다.
한편, 상기 정수장치에는 상기 전극(120)에 전류를 인가하여 상기 이온교환체(140)의 재생시기를 알려주는 측정수단(200)이 전기 탈이온 모듈(13)과 후처리카본필터(14)를 연결하는 배관에 구비되어 상기 측정수단(200)에 의해 감지된 총누적값의 조건에 따라 상기 전기 탈이온 모듈(13) 내부의 전극(120)에 전류를 인가하여 상기 이온교환체(140)를 간헐적으로 재생시킨다. 여기서, 본 발명의 기술분야에 속한 당업자라면 측정수단(200)의 설치위치는 다양하게 변형실시할 수 있을 것이고, 상기 측정수단(200)에서 측정된 값을 입력받아 총누적값을 계산한 후 상기 누적값이 일정조건을 만족하는 경우에만 재생과정이 일어나도록 제어하는 제어부(미도시)를 포함함은 자명하다.
이러한 측정수단(200)으로는 정수수의 유량을 측정하는 유량계, 정수운전시간을 측정하는 타이머, 정수수의 총용존고형물(Total Dissolved Solid; 이하 'TDS'라 한다)을 측정하는 TDS측정기 등이 하나 또는 다수 선택적으로 사용된다.
먼저, 상기 측정수단(200)이 정수수의 총누적유량을 측정하는 유량계인 경우, 상기 유량계에 의해 측정된 정수수의 총누적유량이 일정량 이상인 경우 전기 탈이온 모듈(13) 내부의 전극(120)에 전류를 인가하여 상기 전기 탈이온 모듈(13)이 작동하도록 함으로써, 이온교환체(140)의 간헐적 재생이 이루어진다.
또한, 상기 측정수단(200)이 시간을 측정하는 타이머인 경우, 상기 타이머가 정수장치의 동작시간을 측정하고, 이 측정된 동작시간이 일정시간 이상인 경우 상기 전극(120)에 전류를 인가하여 이온교환체(140)를 간헐적으로 재생시킨다.
마찬가지로, 상기 측정수단(200)은 정수수의 TDS를 측정하는 TDS측정기이고, 상기 TDS측정기에 의해 측정된 총TDS가 일정량 이상인 경우 상기 전극(120)에 전류를 인가하여 이온교환체(140)를 간헐적으로 재생시킨다.
바람직하게는, 상기 전기 탈이온 모듈(13)은 하단부에 농축실(125)과 소통되는 배수관(145)이 구비되고, 상기 배수관(145)에는 농축수의 농도를 감지하는 센서(151)와 농축수를 외부로 배출시키는 자동 밸브(152)가 더 구비된다. 즉, 전기 탈이온 모듈(13)의 하단에 상기 농축실(125)과 소통되도록 배수관(145)이 구비되는데, 이 배수관(145)의 중간에 센서(151)와 자동 밸브(152)가 설치되어 농축실(125) 내의 농축수의 농도가 일정농도 이상인 경우 농축수는 상기 자동 밸브(152)에 의해 상기 배수관(145)을 통해 외부로 배출된다. 여기서, 수동 밸브에 의해 농축수를 외부로 배출시킬 수 있음은 자명하다.
따라서, 공급된 원수는 침전필터(11), 전처리카본필터(12)를 통과하면서 각종 불순물이 제거되고, 이후 전기 탈이온 모듈(13) 내부의 이온 교환막(130) 사이의 희석실(135)로 공급된다. 즉, 전기 탈이온 모듈(13)로 공급된 원수에 함유된 이온들은 희석실(135)로 유입되어 이온교환체(140)에 붙잡히면서 정수과정이 이루어지게 되고, 이후 후처리카본필터(14)를 통과한 후 깨끗한 정수수가 외부로 공급된다. 따라서, 공급된 원수는 전기 탈이온 모듈(13)로 유입되어 이온교환체(140)에 의해 정수수가 만들어지는 과정을 반복하게 된다.
이후, 이온교환체(140)에 흡착된 이온들에 의해 정수기능이 떨어지거나, 정수수의 TDS가 높아지거나 총정수수가 일정 정수량을 초과하거나 정수수의 총누적시간이 일정시간을 초과한 경우, 즉 측정수단(200)에 의해 감지된 총누적값이 재생과정을 필요로 하는 일정조건을 만족하는 경우에만 전극(120)에 전류를 인가하여 이온교환체(140)의 재생이 간헐적으로 이루어지게 된다. 특히, 전기 탈이온 모듈(13) 내부에 충진된 이온교환체(140)의 양을 조절함으로써, 유량을 증가시킬 수 있어 고유량의 정수수를 얻을 수 있다.
이러한 재생과정은 이온교환 과정에 의해 발생된 이온들이 전극(120)과 이온 교환막(130) 사이에 있는 농축실(125)에 농축되며, 이온교환체(140)의 이온들에 의해 전기적 저항이 낮아질 수 있어 재생시 전력소모를 줄일 수 있다.
바람직하게는, 전극(120)과 이온 교환막(130) 사이의 상기 농축실(125)에는 유기섬유를 탄화하여 만든 섬유인 섬유상 활성탄(Active Carbon Fiber, 300)을 부직포나 블럭 등의 형태로 내장하여 전기가 인가되었을 때, 상기 전극(120)에서 발생된 전기나 열을 잘 통하게 하여, 모듈에 미생물 등이 침투, 존재하고 있을 경우 전기 및 열, 전기적 힘에 의해 발생되는 라디칼 등에 의해서 유기물 분해, 살균 기능을 수행하게 된다. 여기서, 본 발명의 기술분야에 속한 당업자라면 상기 섬유상 활성탄(300)의 형태는 부직포 형태 뿐만 아니라 농축실 내부에 구비되어 유기물 분해, 살균 기능을 수행하는 것이 가능하도록 다양하게 변형할 수 있을 것이고, 상기 섬유상 활성탄의 일예로서, 탄소섬유 뿐만 아니라 더욱 강력한 전기전도성을 가져 유기물 분해, 살균력이 향상되어지는 탄소나노튜브 등을 적용하여 실시할 수도 있을 것이다.
또한, 이온교환막(130)의 자동 세척기능을 갖춤으로써 자동으로 이온교환막(130) 및 전극(120)의 세척이 이루어지도록 농축수의 농도가 일정 농도 이상이 되면 센서(151)에 의해 감지되어 자동 밸브(152)에 의해 자동으로 상기 농축수를 외부로 배출한다.
즉, 이온교환막(130)의 자동 세척과정은 센서(151)가 농축실(125)의 농축수의 농도를 감지하고, 일정 농도 이상인 경우 자동 밸브(152)에 의해 농축수를 외부로 배출시킨다. 추가로 도시하진 않았지만 배출유량이 일정량 이상이거나 전기 탈이온 모듈(13)의 동작시간이 일정시간을 초과하는 경우에도 자동 밸브(152)가 개방되어 농축수가 외부로 배출되게 할 수 있을 것이다. 물론, 이러한 자동 밸브(152)의 개방조건은 다양한 실험조건에 따라 사용자가 임으로 최적의 개방조건을 설정할 수 있다.
결과적으로, 정수와 동시에 재생이 일어나는 것이 아니라 원수 조건이나 유량 확보를 위해 전기 탈이온 모듈(13) 내부의 이온교환체(140)의 재생과정이 일정조건에 따라 간헐적으로 이루어지게 함으로써, 이온교환체의 용량 및 성능이 현저히 향상되기 때문에 고유량의 정수장치이 요구되는 경우에도 종래 다층 구조의 모듈을 탈피하여 단층 구조의 모듈 구조의 실현이 가능하여 상기 전기 탈이온 모듈의 사이즈가 컴팩트해지게 된다.
또한, 상기 정수장치의 경우에는 간헐적으로 이온교환체의 재생이 이루어지기 때문에 전극(120)의 사용정도가 현저히 감소하게 되어 전극(120)의 소모율이 적어지므로 전극(120)의 수명이 길어지게 된다. 특히, 전류를 간헐적으로 인가함에 따라 상기 정수장치의 이온교환막(130)에 스케일(scale)이나 파울링(fouling)이 현저히 적게 발생하게 되고, 이에 따라 이온교환막(130)의 교체시기도 연장되는 장점이 있다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치의 간헐적 재생제어방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 정수시 정수과정은 원수가 공급되고(S1), 공급된 원수는 정수장치 내에 장착된 침전필터(11), 전처리카본필터(12)를 통과하면서 각종 불순물이 제거된 후 전기 탈이온 모듈(13) 내부의 이온 교환막(130) 사이의 희석실(135)로 공급된다(S2). 다음으로, 전기 탈이온 모듈(13)로 공급된 원수에 함유된 이온들은 이온 교환막(130) 사이에 충진된 이온교환체(140)에 흡착되고(S3), 깨끗한 정수만이 외부로 공급된다.
이후, 측정수단(200)에 의해 측정된 누적값의 일정조건에 따라(S4, S4′, S4″) 상기 조건을 만족하는지 판단하여(S5) 상기 조건을 만족하는 경우만 전극(120)에 전류를 인가하여(S6), 전류인가에 따라 이온교환체(140)에 흡착되어 있던 이온이 이온 교환막(130)을 투과하여 농축실(125)로 이동됨으로써(S7) 이온교환체(140)를 간헐적으로 재생시킨다(S8).
따라서, 전기 탈이온 모듈(13)을 구비한 정수장치에 있어서 재생방법이 정수제조와 동시에 진행되는 것이 아니라 일정조건(S4, S4′, S4″)에 따라 간헐적으로 이온교환체를 재생시킨다.
즉, 상기 간헐적으로 재생주기를 결정하는데 있어서 일정량 정수량을 사용한 후 정수량에 맞춰 주기적으로 재생하거나(S4), 상기 간헐적으로 재생주기를 결정하는데 있어서 정수장치를 일정시간 사용한 후 주기적으로 재생하거나(S4′), 상기 간헐적으로 재생주기를 결정하는데 있어서 정수측 전기전도도 또는 총용존고형물을 측정하여 일정농도 이상이면 이온교환체의 재생과정을 실행하게 된다(S4″).
결과적으로, 충진된 이온교환체(140)는 이온 교환 능력이 남아 있는 동안 특별히 재생을 하지 않아도 정수를 제조하는 것이 가능하기 때문에 정수와 재생을 늘 동시에 하지 않고 상술한 일정조건에 따라 간헐적으로 재생을 할 수 있게 된다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따른 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치은 이온교환체의 재생이 정수와 동시에 작동하는 것이 아니라 일정조건에 따라 전극에 전류를 인가하여 전기 탈이온 모듈의 재생과정이 간헐적으로 일어나게 함으로써, 최적의 원수조건, 유량 및 운전 조건의 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 정수수의 총용존고형물, 정수운전시간, 정수누적유량 등을 조절하여 전기 탈이온 모듈의 재생이 간헐적으로 일어나도록 제어함으로써, 이온교환체의 용량 및 성능이 향상됨과 동시에 고유량의 정수장치이 요구되어질 경우에도 탈이온 필터 모듈의 사이즈를 컴팩트하게 설계할 수 있고, 여러 층의 모듈이 아닌 단일 층의 모듈로도 구현이 가능한 다른 효과가 있다.
특히, 본 발명은 고유량의 정수장치를 요구된 경우에도 전극의 수명을 최대화하면서, 전기 탈이온 모듈 내부의 이온교환막에 스케일이나 파울링을 최소화시키고, 여기에 자동적으로 이온교환막의 자동 세척기능을 가지는 또 다른 효과가 있다.
또한, 전극과 이온 교환막 사이의 상기 농축실에 섬유상 활성탄을 구비하여 전기 및 열, 전기적 힘에 의해 발생되는 라디칼 등에 의해서 농축수에 포함된 미생물, 바이러스, 박테리아, 세균 등의 번식을 근본적으로 차단함과 동시에 유기물을 분해하는 또 다른 효과가 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.
도 1은 종래 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 전기 탈이온 모듈의 내부 구성요소들의 작동상태를 개략적으로 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 간헐적 재생이 가능한 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 4는 도 3의 전기 탈이온 모듈의 내부 구성요소들의 작동상태를 개략적으로 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치의 간헐적 재생제어방법을 도시한 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
13: 전기 탈이온 모듈 110: 몸체
120: 전극 125: 농축실
130: 이온 교환막 135: 희석실
140: 이온교환체 145: 배수관
151: 센서 152: 자동 밸브
200: 측정수단 300: 섬유상 활성탄

Claims (6)

  1. 몸체와, 상기 몸체 내부에 설치되는 한쌍의 전극과, 상기 전극 사이에 상기 전극으로부터 이격되어 배치되는 한쌍의 이온 교환막과, 상기 이온 교환막 사이에 충진되는 이온교환체를 포함하여 구성되는 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치에 있어서,
    정수시에는 내부에 충진되어 있는 이온교환체에 의해 정수가 이루어지며, 이러한 일정기간의 정수 작동이 일어난 후에는 상기 이온교환체의 재생시기를 알려주는 하나 이상의 측정수단을 더 포함하고, 상기 측정수단에 의해 측정된 누적값이 설정치에 도달할 시 상기 전기 탈이온 모듈 내부의 상기 전극에 전류가 인가되어 상기 이온교환체가 간헐적으로 재생되며, 상기 측정수단은 타이머 또는 TDS측정기 중 하나 이상을 포함하고, 상기 누적값은 정수운전시간 또는 총용존고형물의 측정치이며, 상기 전기 탈이온 모듈에는 재생후 발생된 농축수를 외부로 배출하도록 배수관이 구비되고, 상기 배수관에는 농축수의 농도를 감지하는 센서와, 상기 센서에서 감지된 농도가 일정농도 이상인 경우 농축수를 외부로 자동으로 배출하는 자동 밸브가 부착된 것을 특징으로 하는 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전극과 이온 교환막 사이에는 섬유상 활성탄이 더 구비되고, 상기 섬유상 활성탄은 상기 전극에 전기가 인가되었을 때 상기 전극에서 발생된 전기나 열을 잘 통하게 하여, 모듈에 미생물 등이 침투, 존재하고 있을 경우 전기 및 열, 전기적 힘에 의해 발생되는 라디칼 등에 의해서 유기물 분해, 살균 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 간헐적 재생 방식으로 운전되는 전기 탈이온 정수장치.
  5. 원수가 공급되어 침전필터, 전처리카본필터를 통과하면서 각종 불순물이 제거된 후 전기 탈이온 모듈 내부의 이온 교환막 사이의 희석실로 공급되는 단계;
    전기 탈이온 모듈로 공급된 원수에 함유된 이온들은 상기 희석실에 채워진 이온교환체에 일단 붙잡히고, 깨끗한 정수만이 외부로 공급되는 단계;
    이후, 측정수단에 의해 감지된 정수운전시간, 총용존고형물 측정치의 설정 조건에 따라 전극에 전류를 인가하여 이온교환체에 흡착된 이온이 이온 교환막을 투과하여 농축실로 이동시킴으로써 이온교환체를 간헐적으로 재생시키는 단계를 포함하는 전기 탈이온 모듈을 구비한 정수장치의 간헐적 재생제어방법.
  6. 삭제
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