KR20210034222A - THE MEMBRANE DISTILLATION APPARATUS in which the DEAD-ZONE is controlled - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대드존(DEAD-ZONE)의 형성에 의해 증류수 생성효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 막증류 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a membrane distillation apparatus capable of preventing deterioration of distilled water generation efficiency due to the formation of DEAD-ZONE.
막 증류법(membrane distillation)은 처리수 중 수증기만을 투과하는 소수성 다공질막을 이용하여 가온된 원수로부터 포화 수증기압차에 의해 소수성 다공질막을 통과한 수증기를 응축시켜 증류수를 얻는 방법이다. Membrane distillation is a method of obtaining distilled water by condensing water vapor that has passed through the hydrophobic porous membrane by a saturated steam pressure difference from warm raw water using a hydrophobic porous membrane that permeates only water vapor in treated water.
일반적으로 순수제조나 증류수화 공정으로 사용되고 있는 증발법과 역삼투압법은 에너지가 많이 소요되는 문제가 있는 반면 막 증류법은 다공성 막을 사용하면서 한외여과법과 역삼투압법에 비해 낮은 압력에서 운전되며 증기압 분압차에 의해 분리가 이루어지도록 하는 것이다. 또한, 막 증류법을 이용하면 염과 같은 비휘발성 물질을 분리제거하는데 있어 전통적인 증류법이 가지는 비말 동반이 없고 높은 압력으로 운전되는 여과기 또는 분리막을 사용하지 않아도 된다.In general, the evaporation method and reverse osmosis method used in pure water production or distillation hydration process have a problem that requires a lot of energy, whereas the membrane distillation method uses a porous membrane and operates at a lower pressure than the ultrafiltration method and the reverse osmosis method. This is to allow separation to be achieved. In addition, when the membrane distillation method is used, there is no entrainment of the conventional distillation method for separating and removing nonvolatile substances such as salts, and there is no need to use a filter or separator operated at a high pressure.
이러한 막 증류법의 일 예로서 공기간극형 막증류(AGMD) 공정(장치)은 분리막의 측면에 15~25℃의 공기간극(Air Gap)을 두어 증기압을 낮추는 방식으로서, 투과된 증기는 냉각판에 맺혀 응축되어 증류수를 생산하게 되는 것이다. 따라서 이러한 공기간극형 막증류(AGMD) 공정(장치)은 냉각판의 온도 유지를 위해 차가운 용매를 별도로 순환시키게 되는데, 이때 생산된 증류수와 혼합되지 않기 때문에 직접 접촉형 막증류 공정과 달리 5~20℃의 원수를 직접 사용할 수 있다는 장점이 있다. As an example of such a membrane distillation method, the air gap type membrane distillation (AGMD) process (device) is a method of lowering the vapor pressure by placing an air gap of 15 to 25°C on the side of the separation membrane. It is condensed and condensed to produce distilled water. Therefore, this air gap-type membrane distillation (AGMD) process (device) separately circulates a cold solvent to maintain the temperature of the cooling plate, and since it is not mixed with the produced distilled water, it is different from the direct contact membrane distillation process. It has the advantage of being able to use raw water of ℃ directly.
그런데 이러한 공기간극형 막증류(AGMD) 공정(장치)은 공기간극(Air Gap)에서 응축수가 유로를 폐색(DEAD-ZONE)하여 증류수 제조효율을 저하시키는 문제가 있다. However, such an air gap-type membrane distillation (AGMD) process (device) has a problem in that the condensed water flow path is closed (DEAD-ZONE) in the air gap, thereby reducing the production efficiency of distilled water.
본 발명은, 종래 기술로서 공기간극형 막증류(AGMD) 공정(장치)의 단점인 대드존 형성을 제어하여 증류수 제조효율을 향상시킬 수 있는 막증류 장치를 제공하고자 함이다. An object of the present invention is to provide a membrane distillation apparatus capable of improving the production efficiency of distilled water by controlling the formation of a dead zone, which is a disadvantage of a conventional air gap type membrane distillation (AGMD) process (device).
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 대드존이 제어되는 막증류 장치(이하 "본 발명의 장치"라함)는, 원수가 유입 및 배출되어 내부로 원수가 순환하는 원수순환부; 상기 원수순환부에 일측면이 접하며 유입된 원수로부터 증기만을 분리하여 통과시키는 분리막; 상기 분리막의 타측면과 접하며 내부에 진공처리가 이루어진 진공부; 상기 진공부에 접하며 냉각수가 유입 및 배출되어 내부로 냉각수가 순환하는 응축부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. As a means for achieving the above object, a film distillation apparatus (hereinafter referred to as "the apparatus of the present invention") in which the present inventors are controlled includes: a raw water circulation unit in which raw water is introduced and discharged to circulate raw water therein; A separation membrane having one side in contact with the raw water circulation part and separating and passing only vapor from the introduced raw water; A vacuum unit in contact with the other side of the separation membrane and vacuum-treated therein; And a condensing unit in contact with the vacuum unit and through which coolant is introduced and discharged to circulate the coolant therein.
하나의 예로 상기 응축부는 일측에 냉각수가 유입되는 유입라인과 타측에 냉각수가 배출되는 배출라인이 형성되며 일측면이 개구된 하우징과 상기 하우징의 개구에 구성되며 상기 진공부에 접하는 열전도성 재질의 응축판을 포함하는 것을 특징으로 한다. As an example, the condensing unit has an inlet line through which coolant flows into one side and a discharge line through which cooling water is discharged at the other side, and is formed in a housing with one side open and in the opening of the housing, and condensation of a thermally conductive material in contact with the vacuum unit It characterized in that it comprises a plate.
하나의 예로 상기 원수순환부에 있어 상기 분리막과 대향하는 면에는 복수의 LED로 구성된 광조사부가 구성되고, 상기 분리막의 표면에는 소수성 코팅층이 도포되되, 상기 소수성 코팅층에는 상기 광조사부로부터 조사된 빛에 의해 분리막에 침적된 유기물을 분해하는 광촉매가 포함되는 것을 특징으로 한다. As an example, in the raw water circulation unit, a light irradiation unit composed of a plurality of LEDs is formed on a surface facing the separation membrane, and a hydrophobic coating layer is applied to the surface of the separation membrane, and the hydrophobic coating layer is applied to the light irradiated from the light irradiation unit. It characterized in that it contains a photocatalyst that decomposes the organic matter deposited on the separation membrane.
하나의 예로 상기 원수순환부는 복수의 챔버로 구성되며, 각 챔버에는 각각 광조사부가 구성되고, 상기 분리막은 각 챔버에 각각 구성되어 각 챔버별로 선택적으로 운전이 가능한 것을 특징으로 한다. As an example, the raw water circulation unit is composed of a plurality of chambers, each chamber is configured with a light irradiation unit, and the separation membrane is configured in each chamber to be selectively operated for each chamber.
하나의 예로 각 챔버의 각 광조사부에서 조사되어 각 분리막을 투과한 빛의 량을 측정하여 각 분리막의 폐색여부를 감지하는 감지부가 구성되며, 각 분리막 상단에는 전해수가 토출되는 전해수노즐이 구성되고, 상기 감지부에 의해 폐색이 감지된 분리막에 상기 전해수노즐에 의해 전해수가 분사됨과 동시에 해당 분리막의 광조사부에 의한 조사가 병행됨을 특징으로 한다. As an example, a sensing unit is configured to detect whether each separation membrane is blocked by measuring the amount of light that is irradiated from each light irradiation unit of each chamber and transmitted through each separation membrane, and an electrolyzed water nozzle through which electrolyzed water is discharged is configured at the top of each separation membrane. Electrolyzed water is injected by the electrolyzed water nozzle onto the separation membrane in which the blockage is detected by the sensing unit, and irradiation by the light irradiation unit of the separation membrane is simultaneously performed.
본 발명의 장치는 응축수의 상호 응집에 의해 형성되는 대드존(DEAD-ZONE)을 제어함으로써 증류수생산 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. The apparatus of the present invention has the advantage of improving distilled water production efficiency by controlling DEAD-ZONE formed by mutual coagulation of condensed water.
또한 본 발명은 분리막의 막젖음 등이 제어될 수 있도록 함과 동시에 막젖음 등 분리막의 막오염 발생시 선택적 운전을 통해 생산되는 증류수의 수질오염을 제어토록 하는 것이고, 일부 막오염이 발생된 분리막만을 별도로 역세할 수 있어 계속적인 운전이 가능한 장점이 있다.In addition, the present invention is to control the water quality of distilled water produced through selective operation when membrane contamination of the separation membrane such as membrane contamination occurs, while controlling the membrane wetness of the separation membrane. It has the advantage of being able to continue driving because it can be backwashed.
도 1은 본 발명의 장치가 적용된 시스템의 예를 도시한 블록도이고,
도 2는 본 발명의 장치를 나타내는 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예를 나타내는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 개략도이고,
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 실시예의 부분 작동상태도이다. 1 is a block diagram showing an example of a system to which the apparatus of the present invention is applied,
2 is a schematic diagram showing the device of the present invention,
3 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention,
4 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention,
5 and 6 are partial operational state diagrams of the embodiment shown in FIG. 4.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, on the basis of the accompanying drawings the configuration and operation of the present invention will be described in more detail. In describing the present invention, terms or words used in the present specification and claims are the present invention based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to describe his or her invention in the best way. It must be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of
본 발명의 장치(1)는 도 2에서 보는 바와 같이 원수가 유입 및 배출되어 내부로 원수가 순환하는 원수순환부(2); 상기 원수순환부(2)에 일측면이 접하며 유입된 원수로부터 증기만을 분리하여 통과시키는 분리막(3); 상기 분리막(3)의 타측면과 접하며 내부에 진공처리가 이루어진 진공부(4); 상기 진공부(4)에 접하며 냉각수가 유입 및 배출되어 내부로 냉각수가 순환하는 응축부(5);를 포함하는 것을 특징으로 한다. The
즉 본 발명은 진공부(4)의 구성에 의해 분리막(3)을 통과하는 증기의 투과속도를 증가시켜 응축부(5)에서 응축되는 응축수의 유로폐색(DEAD ZONE)을 제어토록 함으로써 장치의 효율을 우수하게 하는 것이다.That is, the present invention increases the permeation speed of the vapor passing through the
상기 원수에는 해수가 포함될 수 있으며, 이러한 해수를 원수로 하여 본 발명의 장치(1)는 증류수 즉 담수가 제조되도록 할 수 있다. Seawater may be included in the raw water, and the
도 1은 본 발명의 장치(1)가 구현되는 시스템의 일 예를 도시한 것으로 열공급부(600)에서 가열용 열교환기(500)로 열을 공급한다. 상기 열공급부(600)에서 공급하는 열은 지열, 산업폐열, 태양열, 신재생에너지열, 원수열원 등 다양한 공급원에 의해 공급될 수 있다. 1 shows an example of a system in which the
상기 가열용 열교환기(600)는 원수유입수가 소정 범위의 온도를 유지하도록 상기 열공급부(110)로부터 공급되는 열을 통해 가열한다. 상기 가열용 열교환기(500)에 의해 열을 공급받은 원수가 본 발명의 장치(1)에 있어 원수순환부(2)로 유입되도록 하는 것이다. The
이렇게 공급된 원수는 본 발명의 장치(1)를 거치면서 하기에서 언급할 작용기작에 의해 증류수가 제조되도록 하여 증류수저장조(400)에 증류수가 저장되도록 하는 것이다. The raw water supplied in this way is to be stored in the distilled
또한 본 발명의 장치(1)의 작용을 위해 도 1에서 보는 바와 같이 순환수저장조(300)가 구성되는데 상기 순환수저장조(300)의 순환수는 본 발명의 장치(1)에 있어 응축부(5)를 순환하게 되는 것인데 순환수는 냉각용 열교환기(200)를 통해 냉각이 이루어진 상태로 상기 응축부(5)를 순환하게 되는 것이다. In addition, a circulating
상기 냉각용 열교환기(200)에는 당연히 냉매저장조(100)에 의한 냉매가 순환되도록 하면서 순환수를 냉각시키도록 하는 것이다. Of course, the
본 발명의 장치(1)에 있어 원수순환부(2)는 원수가 순환되도록 하는데 상기에서 본 바와 같이 가열된 원수가 순환되도록 하는 것이다. In the
상기 분리막(3)은 원수순환부(2)에 공급된 가열된 원수로부터 증기만을 분리하여 후단의 진공부(4)로 증기를 투과시키도록 하는 것이다. 즉 액체 상태의 원수를 투과시키지 않고 기화된 유도용질을 투과시키기 위한 것으로서, 증류수 생산을 위해 원수 유입수에서 증기만을 분리토록 하는 것이다. The
상기 진공부(4)는 상기 분리막(3)과 상기 응축부(5) 사이에 형성되는 폐쇄된 공간으로서 상기 진공부(4)는 도 2에서 보는 바와 같이 진공펌프가 구성된 진공라인을 통해 내부 공간을 진공상태가 되도록 하는 것이다. The
이와 같은 진공부(4)의 구성에 의해 상기 분리막(3)을 투과하는 증기의 감압을 통해 증기이동을 촉진시키는 것으로, 상기에서 언급한 바와 같이 기존 기술에 있어 공기간극(Air Gap)을 두어 증기압을 낮추는 방식이 사용되었는 바, 투과된 증기에 감압을 통해 상기 응축부(5)에서 증기의 응축효율을 높이도록 하는 것인데 본 발명의 장치(1)의 경우는 공기간극(Air Gap)에 더하여 진공상태가 형성되도록 함에 따라 증기이동의 촉진을 배가시킴으로써 응축부(5)에서 응축효율을 높이는 것이고 이러한 이동속도의 촉진을 통해 기존 공기간극의 경우 발생될 수 있는 대드존을 제어토록 하여 증류수 제조효율을 높이도록 하는 것이다. This configuration of the
상기 진공부(4)에는 응축수배출라인(42)이 형성되는데 이는 이하에서 설명할 응축판(52)에 응축되는 응축수를 외부로 배출토록 하는 구성으로 상기 증류수저장조(400)에 연결되어 응축수 즉 증류수가 저장되도록 하는 것이다. A condensed
상기 응축부(5)는 상기 진공부(4)에 접하며 냉각수가 유입 및 배출되어 내부로 냉각수가 순환토록 하는 구성으로 이를 더욱 상세히 설명하면 상기 응축부(5)는 일측에 냉각수가 유입되는 유입라인(511)과 타측에 냉각수가 배출되는 배출라인(512)이 형성되며 일측면이 개구된 하우징(51)과 상기 하우징(51)의 개구에 구성되며 상기 진공부(4)에 접하는 열전도성 재질의 응축판(52)을 포함하는 것을 특징으로 한다. The
상기 응축부(5)는 냉각수를 순환시켜 응축판(52)에서 상기 진공부(4)로 유입된 증기가 열교환에 의해 응축이 되도록 하는 구성으로서 상기 하우징(51)의 경우는 단열재질로 구성되어 내부의 냉기가 외부로 유출되는 것을 제어토록 하고 상기 응축판(52)은 열전도성 재질이 적용되어 상기 응축판(52)을 통해서만 열교환이 이루어지도록 함으로써 응축효율을 높이도록 하는 것이다. The condensing
바람직하게는 상기 응축판(52)의 표면에는 친수성코팅층이 도포되도록 하여 응축판(52)의 응축수가 상기 응축판(52)에서 바로 하방향으로 유동하도록 하여 상기에서 언급한 대드존의 형성을 제어하는 효율을 높이도록 하는 것이 타당하다. 여기서 친수성코팅층은 다양한 공지기술의 적용이 가능하므로 그 상세 설명은 생략한다. Preferably, a hydrophilic coating layer is applied to the surface of the
또한 본 발명의 장치(1)에는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 원수순환부(2)에 있어 상기 분리막(3)과 대향하는 면에 복수의 LED로 구성된 광조사부(6)가 구성되고, 상기 분리막(3)의 표면에는 소수성 코팅층(32)이 도포되되, 상기 소수성 코팅층(32)에는 상기 광조사부(6)로부터 조사된 빛에 의해 분리막(3)에 침적된 유기물을 분해하는 광촉매가 포함되도록 하는 예를 도시하고 있다.
In addition, the
우선 상기 분리막(3)은 도 3에서 보는 바와 같이 다공성의 몸체(31)와 상기 몸체(31) 표면에 도포되는 소수성 코팅층(32)으로 구성된다. 이렇게 분리막(3)을 구성하는 이유는 용매나 용질(친수성 물질)의 표면장력이 분리막(3) 표면보다 커서 액체 상태로는 막 기공(membrane pore)을 통과하지 못하고 분리막(3) 표면에서 반발되며, 분리막(3)의 표면 기공 입구에서 분리대상 물질이 증기 상으로 상변환 되어 기공 안으로 확산, 투과되도록 하기 위한 것이다.
First, the
상기 소수성 코팅층(32)의 일 예로 소수성계면활성제의 도포에 의해 형성되도록 할 수 있는데 상기 소수성 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르 유도체(POLYOXYETHYLENE STEARYL ETHER DERIVATIVES), 솔비탄 지방산 에스테르 유도체(SORBITAN FATTY ACID ESTER DERIVATIVES) 및 폴리옥시에틸렌 올레일 아민 유도체(POLYOXYETHYLENE OLEYLAMINE DERIVATIVES) 중 선택된 1 또는 혼합물인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 소수성 계면활성제는 HLB 값이 3 내지 9로 한정되는 것이 바람직하다. 여기서, HLB 값이란, 계면활성제의 특징을 나타내는 값으로서, 계면활성제의 분자들에서 친수(hydrophilic)기와 친유(lipophilic)기의 평형(balance)에 따라 주어지는 값이다. 이 값은 0.1∼40의 임의범위에서 분자들의 극성을 나타낸다. 친수성이 커질수록 HLB 값이 커지며 반대로 친유성이 커질수록 HLB 값이 작아지게 되는 것이다. An example of the
그런데 원수 유입수에 각종 오염물질이 포함되어 있는데 이러한 오염물질은 분리막 표면에 침적이 되고 이러한 오염물질의 침적으로 인해 부분적으로 친수화 되는 경우에 유입수가 친수화 된 부분을 직접 통과하는 막젖음(Wetting) 현상이 발생할 수 있다. However, various pollutants are included in the raw water influent, and these pollutants are deposited on the surface of the separation membrane, and in the case of partial hydrophilization due to the deposition of these pollutants, the influent water directly passes through the hydrophilized portion, wetting. Symptoms may occur.
막젖음 현상이 발생하는 경우 원수유입수의 원수가 분리막을 통과하게 되므로, 순수를 얻는 것이 불가능하며, 맞젖음 현상이 발생되는 경우 공극 내부의 막오염 물질을 제거하는 막젖음 방지(dewetting) 공정이 반드시 요구된다. When a membrane wetting phenomenon occurs, it is impossible to obtain pure water because the raw water of the raw water influent passes through the separation membrane, and when a wetting phenomenon occurs, a dewetting process that removes membrane contaminants inside the pores must be performed. Required.
이에 본 발명에서는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 원수순환부(2)에 있어 상기 분리막(3)과 대향하는 면에 복수의 LED로 구성된 광조사부(6)가 구성되고, 상기 소수성 코팅층(32)에는 상기 광조사부(6)로부터 조사된 빛에 의해 분리막(3)에 침적된 유기물을 분해하는 광촉매가 포함되도록 하는 예를 제시하고 있는 것이다.
Accordingly, in the present invention, as shown in FIG. 3, a
상기 광촉매는 그 종류를 한정하지 않으며, 일 예로 이산화티타늄이 포함되도록 할 수 있는데, 이산화티타늄은 상기 광조사부(6)를 통해 발현되는 빛에 포함되어 있는 자외선에 의해 활성산소를 발생시켜 강력한 산화환원작용을 나타내어 유기물 분해, 살균작용 등으로 분리막(3) 표면에 이물질의 침적되는 것을 제어토록 하는 것이다. 즉 소수성 코팅층(32)에 포함되는 광촉매와 광조사부(6)의 상호작용에 의해 막오염이 제어되도록 하는 것이다.
The type of the photocatalyst is not limited, and as an example, titanium dioxide may be included, and titanium dioxide generates active oxygen by ultraviolet rays included in the light emitted through the
한편 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 원수순환부(2)를 구성함에 있어 복수의 챔버(2-1)로 구성되도록 하며, 각 챔버(2-1)에는 각각 광조사부(6-1)가 구성되고, 분리막(3-1)의 경우도 각 챔버(2-1)에 각각 구성되어 각 챔버(2-1)별로 선택적으로 운전이 가능하도록 하는 예를 도시하고 있다.
Meanwhile, in the present invention, as shown in FIG. 4, in configuring the raw
즉 분리막(3-1) 중 일부에 막오염이 발생되는 경우 해당 분리막(3-1)이 구성된 챔버(2-1)의 가동을 중지하고 나머지 챔버(2-1)만을 가동시키도록 하여 막오염이 발생된 분리막(3-1)을 통해 원수유입수의 원수가 통과되어 생성되는 증류수의 불량을 초래하는 문제를 제어토록 하기 위한 것이다. That is, if membrane contamination occurs in a part of the separation membrane (3-1), the operation of the chamber (2-1) in which the separation membrane (3-1) is formed is stopped, and only the remaining chambers (2-1) are operated. This is to control the problem that causes the defect of the distilled water generated by passing the raw water of the raw water influent through the generated separation membrane (3-1).
이에 더하여 본 발명에서는 도 4에서 보는 바와 같이 각 챔버(2-1)의 각 광조사부(6-1)에서 조사되어 각 분리막(2-1)을 투과한 빛의 량을 측정하여 각 분리막(2-1)의 막오염 여부를 감지하는 감지부(8)가 구성되도록 함으로써 막오염이 발생된 분리막(2-1)을 자동적으로 감지토록 한다. 여기서 감지부(8)는 정상적인 분리막(2-1)에 있어 광조사부(6-1)에서 조사된 빛의 량과 분리막(2-1)을 투과한 빛의 량의 차에 대한 수치를 비교치로 하여 각 분리막(2-1)에 동일한 빛을 조사하여 각 분리막(2-1)에서 투과된 빛의 량의 차를 분석함으로써 비교치(보정값 포함)와 비교를 통해 분리막(2-1)의 막오염을 감지토록 하는 것이다.
In addition, in the present invention, as shown in FIG. 4, the amount of light irradiated from each light irradiation unit 6-1 of each chamber 2-1 and transmitted through each separation membrane 2-1 is measured to measure the amount of light. The
또한 본 발명에서는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 각 분리막(3-1) 상단에는 전해수가 토출되는 전해수노즐(71)이 구성되고, 상기 감지부(8)에 의해 막오염이 감지된 분리막(2-1)에 상기 전해수노즐(71)에 의해 전해수가 분사됨과 동시에 해당 분리막(2-1)의 광조사부(6-1)에 의한 조사가 병행되도록 하는 예를 도시하고 있다.
In addition, in the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, an
즉 전기분해조(7)에서 공지의 기술이 적용되어 전해수가 생성되도록 하는 것이며, 이러한 전해수는 상기에서 언급한 바와 같이 감지부(8)에 의해 막오염이 감지된 분리막(2-1)에 대해 전해수노즐(71)을 통해 분사가 되도록 하여 분리막(2-1)에 침적된 유기물 등이 전해수를 통해 분해되도록 하는 것이다. 전해수를 이용하여 막젖음 방지(dewetting) 공정이 수행되어 지도록 하는 것이다. 특히 본 발명에서는 막오염이 발생된 챔버(2-1)에서 분리막(2-1)에 전해수가 분사되도록 함과 동시에 해당 챔버(2-1)의 광조사부(6-1)에 의한 광조사가 이루어지도록 하여 전해수에 의한 유기물 등의 분해작용효율을 더욱 배가시키도록 하는 것이다. 광조사에 의해 전해수의 유기물 등의 분해활성을 배가시키는 기작은 공지의 작용기작이므로 그 상세 설명은 생략한다.
That is, a known technique is applied in the
상기에서 언급한 각 작용기작은 도면에 도시된 바는 없으나 제어부의 제어에 의해 수행되어지는 것이다. Each action mechanism mentioned above is not shown in the drawing, but is performed by the control of the controller.
상기에서 본 바와 같이 광조사부(6)는 본 발명에서 3가지의 기능이 수행되도록 하는 것으로 첫째가 소수성 코팅층(32)의 광촉매를 활성화 시켜 분리막(3)에 침적되는 유기물 등을 분해토록 하는 것이며, 둘째가 감지부(8)와 연동하여 각 챔버(2-1)의 분리막(3-1) 중 막오염이 발생된 분리막(3-1)을 감지토록 하는 것이고, 셋째가 전기분해조(7)와 연동하여 막오염이 발생된 분리막(3-1)에 전해수를 통한 막젖음 방지(dewetting) 공정의 수행시 전해수에 의한 유기물 분해효율을 배가시키도록 하는 기능이 수행되도록 하는 것이다.
As seen above, the
상기와 같은 구성에 의해 도 6에서는 작동기작의 일 예가 도시되고 있다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 각 챔버(2-1)가 분리된 형태로 도시하고 있으나 실질적으로는 각 챔버(2-1)는 도 4에서 보는 바와 같이 하나의 장치내에 구성되는 것이다. An example of an operation mechanism is shown in FIG. 6 by the above configuration. In the drawings, for convenience of explanation, each chamber 2-1 is shown in a separate form, but in reality, each chamber 2-1 is configured in one device as shown in FIG. 4.
도면에서 보는 바와 같이 중간에 위치한 챔버(2-1)의 분리막(3-1)이 막오염으로 감지되는 경우 도면에 도시된 바는 없으나 제어부의 제어에 의해 막오염이 발생된 챔버(2-1)로는 원수의 유입을 차단하고 타 챔버(2-1)로만 원수가 유입되도록 한다. 또한 막오염이 발생된 챔버(2-1)에는 전기분해조(7)로부터 전해수가 유입되도록 하여 도면에 도시된 바는 없으나 분리막(3-1) 상단에서 전해수노즐(71)를 통해 전해수가 막오염이 발생된 분리막(3-1)으로 분사되도록 하여 막젖음 방지(dewetting) 공정의 수행되도록 하는 것이며, 이 과정에서 상기에서 언급한 바와 같이 막오염이 발생된 챔버(2-1)의 광조사부(6-1)가 가동되도록 하는 것이다.
As shown in the drawing, when the separation membrane 3-1 of the chamber 2-1 located in the middle is detected as membrane contamination, it is not shown in the drawing, but the chamber 2-1 in which membrane contamination occurred under the control of the controller. ) Blocks the inflow of raw water and allows raw water to flow only to the other chamber (2-1). In addition, the electrolyzed water flows from the
이와 같이 분리막(3-1) 중 일부 분리막(3-1)에서만 막오염이 발생되는 경우 전체 장치의 작동을 중지하는 것이 아니라 타 챔버(2-1)에서는 계속적으로 증류수를 제조하는 공정이 수행되도록 함과 동시에 막오염이 발생된 챔버(2-1)에서만 막젖음 방지(dewetting) 공정의 수행되도록 하여 장치의 운전효율을 배가시키도록 하는 것이다. In this way, when membrane contamination occurs only in some of the separation membranes 3-1, the operation of the entire device is not stopped, but the process of continuously producing distilled water is performed in the other chamber 2-1. At the same time, the dewetting process is performed only in the chamber 2-1 where membrane contamination has occurred, thereby doubling the operating efficiency of the device.
1 : 본 발명의 장치
2 : 원수순환부
3 : 분리막
4 : 진공부
5 : 응축부1: apparatus of the present invention 2: raw water circulation unit
3: separation membrane 4: vacuum unit
5: condensing part
Claims (5)
상기 원수순환부에 일측면이 접하며 유입된 원수로부터 증기만을 분리하여 통과시키는 분리막;
상기 분리막의 타측면과 접하며 내부에 진공처리가 이루어진 진공부;
상기 진공부에 접하며 냉각수가 유입 및 배출되어 내부로 냉각수가 순환하는 응축부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 대드존이 제어되는 막증류 장치.
A raw water circulation unit through which raw water is introduced and discharged to circulate the raw water therein;
A separation membrane having one side in contact with the raw water circulation part and separating and passing only vapor from the introduced raw water;
A vacuum unit in contact with the other side of the separation membrane and vacuum-treated therein;
A condensing unit in contact with the vacuum unit and through which coolant is introduced and discharged to circulate the coolant therein;
Membrane distillation apparatus in which the large zone is controlled, characterized in that it comprises a.
상기 응축부는 일측에 냉각수가 유입되는 유입라인과 타측에 냉각수가 배출되는 배출라인이 형성되며 일측면이 개구된 하우징과 상기 하우징의 개구에 구성되며 상기 진공부에 접하는 열전도성 재질의 응축판과 상기 응축판에 연결되며 상기 응축판에서 응축된 응축수를 외부로 배출하는 응축수배출라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 대드존이 제어되는 막증류 장치.
The method of claim 1,
The condensing unit includes an inlet line through which coolant flows into one side and a discharge line through which cooling water is discharged on the other side, and is configured in a housing with an open side and an opening of the housing, and a condensation plate made of a thermally conductive material in contact with the vacuum unit, and the And a condensed water discharge line connected to the condensing plate and discharging the condensed water condensed from the condensing plate to the outside.
상기 원수순환부에 있어 상기 분리막과 대향하는 면에는 복수의 LED로 구성된 광조사부가 구성되고,
상기 분리막의 표면에는 소수성 코팅층이 도포되되, 상기 소수성 코팅층에는 상기 광조사부로부터 조사된 빛에 의해 분리막에 침적된 유기물을 분해하는 광촉매가 포함되는 것을 특징으로 하는 대드존이 제어되는 막증류 장치.
The method of claim 1,
In the raw water circulation unit, a light irradiation unit composed of a plurality of LEDs is configured on a surface facing the separation membrane,
A membrane distillation apparatus in which a hydrophobic coating layer is applied to the surface of the separation membrane, and the hydrophobic coating layer includes a photocatalyst that decomposes organic matter deposited on the separation membrane by light irradiated from the light irradiation unit.
상기 원수순환부는 복수의 챔버로 구성되며, 각 챔버에는 각각 광조사부가 구성되고, 상기 분리막은 각 챔버에 각각 구성되어 각 챔버별로 선택적으로 운전이 가능한 것을 특징으로 하는 대드존이 제어되는 막증류 장치.
The method of claim 3,
The raw water circulation unit consists of a plurality of chambers, each chamber has a light irradiation unit, and the separation membrane is configured in each chamber to selectively operate each chamber. .
각 챔버의 각 광조사부에서 조사되어 각 분리막을 투과한 빛의 량을 측정하여 각 분리막의 막오염 여부를 감지하는 감지부가 구성되며, 각 분리막 상단에는 전해수가 토출되는 전해수노즐이 구성되고, 상기 감지부에 의해 막오염이 감지된 분리막에 상기 전해수노즐에 의해 전해수가 분사됨과 동시에 해당 분리막의 광조사부에 의한 조사가 병행됨을 특징으로 하는 대드존이 제어되는 막증류 장치.
The method of claim 4,
A sensing unit is configured to detect whether the membrane is contaminated by measuring the amount of light irradiated from each light irradiation unit in each chamber and transmitted through each separation membrane, and an electrolyzed water nozzle through which electrolyzed water is discharged is configured at the top of each separation membrane. Membrane distillation apparatus for controlling a dead zone, characterized in that electrolyzed water is sprayed by the electrolyzed water nozzle onto the membrane where membrane contamination is detected by the unit, and irradiation by the light irradiation unit of the membrane is simultaneously irradiated.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |