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KR20210111121A - Pre-treatment system for manufacturing disinfectant - Google Patents

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KR20210111121A
KR20210111121A KR1020200026230A KR20200026230A KR20210111121A KR 20210111121 A KR20210111121 A KR 20210111121A KR 1020200026230 A KR1020200026230 A KR 1020200026230A KR 20200026230 A KR20200026230 A KR 20200026230A KR 20210111121 A KR20210111121 A KR 20210111121A
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brine
process unit
storage unit
pressurized
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장암
임승주
이현호
이현수
김하림
김유진
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

Disclosed is a pretreatment system for manufacturing disinfectants to minimize pretreatment cost and generation of by-products. According to the present invention, the pretreatment system comprises: a pressurized membrane process unit producing brine from supplied influent; a high-concentration brine storage unit storing the brine produced from the pressurized membrane process unit; an ion concentration difference process unit diluting the brine supplied from the high-concentration brine storage unit through a non-pressurized ion concentration difference process; a diluted brine storage unit storing the diluted brine produced from the ion concentration difference processing unit; and an electrolysis unit receiving the diluted brine stored in the diluted brine storage unit and the brine produced from the pressurized membrane process unit to produce chlorine gas and a sodium hydroxide solution through a diaphragm electrolysis process.

Description

소독제 생산용 전처리 시스템{PRE-TREATMENT SYSTEM FOR MANUFACTURING DISINFECTANT}PRE-TREATMENT SYSTEM FOR MANUFACTURING DISINFECTANT

본 발명은 소독제 생산용 전처리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소독제 생산을 위한 격막식 전기분해 공정의 전처리를 위한 시스템으로서, 이온농도차 분리막 공정과 부산물의 선택적 처리가 가능한 표면개질 활성탄 공정을 융합하고, 염수 재순환 공정을 도입하여 전처리 비용과 부산물 발생을 최소화하고, 공정 내의 염수를 재이용할 수 있는 소독제 생산용 전처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a pretreatment system for disinfectant production, and more particularly, as a system for pretreatment of a diaphragm-type electrolysis process for disinfectant production, a fusion of an ion concentration difference separation membrane process and a surface-modified activated carbon process capable of selective treatment of by-products It relates to a pretreatment system for disinfectant production that can minimize pretreatment costs and by-products by introducing a brine recirculation process, and reuse brine in the process.

종래의 경우, 소독제인 차아염소산나트륨을 현장에서 제조하기 위한 생산 공정을 운영함에 있어서, 격막식 전기분해 공정에 사용되는 격막식 전기분해 셀의 효율을 증가시키고 공정 중 발생하는 전기분해 부산물 발생을 최소화하기 위해, 염을 녹이는데 사용되는 유입수에 포함된 오염물질과 부산물 전구물질을 가압식 분리막 공정을 통해 제거한 뒤, 정제소금 또는 암염 등을 첨가하는 방식을 이용하였다.In the conventional case, in operating a production process for producing sodium hypochlorite, a disinfectant, on site, the efficiency of the diaphragm-type electrolysis cell used in the diaphragm-type electrolysis process is increased and the generation of electrolysis by-products generated during the process is minimized In order to do this, a method was used in which contaminants and by-product precursors contained in the influent used to dissolve salt were removed through a pressurized membrane process, and then refined salt or rock salt was added.

그러나 가압식 분리막 공정의 경우, 유입수의 농도에 따라 2~17bar의 압력으로 운전되므로, 현장 제조용 소독제 생산 공정의 경제성을 저감시키고, 지속적인 운영관리 측면에서 전체공정의 효율성을 감소시키는 문제점이 있었다.However, in the case of the pressurized membrane process, since it is operated at a pressure of 2 to 17 bar depending on the concentration of the influent, there is a problem in reducing the economic feasibility of the disinfectant production process for on-site manufacturing and reducing the efficiency of the entire process in terms of continuous operation and management.

또한, 염소기체 생산을 위해 격막식 전기분해 셀의 양극에 첨가되는 정제소금 또는 암염은 브롬이온을 함유하고 있기 때문에, 격막식 전기분해 셀의 양극에서는 염분과 브롬이온으로 인해 독성 부산물인 클로레이트와 브로메이트가 생성되며, 클로레이트와 브로메이트는 식수 허용 기준인 0.7mg/L와 0.01mg/L로 각각 규제하고 있다.In addition, since refined salt or rock salt added to the anode of the diaphragm electrolysis cell for chlorine gas production contains bromine ions, the anode of the diaphragm electrolysis cell contains chlorate and toxic by-products due to salt and bromine ions. Bromate is generated, and chlorate and bromate are regulated at 0.7 mg/L and 0.01 mg/L, respectively, which are acceptable drinking water standards.

따라서 종래의 현장 제조용 소독제 생산 공정에는 반드시 후처리 공정이 요구되며, 이러한 후처리 공정의 추가로 인해 생산 비용이 상승하는 문제점이 있다.Therefore, a post-treatment process is necessarily required in the conventional disinfectant production process for on-site manufacturing, and there is a problem in that the production cost increases due to the addition of the post-treatment process.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0874269호(2008.12.09 등록, 발명의 명칭: 전처리 공정을 포함한 고효율 해수 전해장치 및 전해방법)에 게시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0874269 (registered on December 09, 2008, title of invention: high-efficiency seawater electrolysis apparatus and electrolysis method including pretreatment process).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 소독제 생산을 위한 격막식 전기분해 공정의 전처리를 위한 시스템으로서, 이온농도차 분리막 공정과 부산물의 선택적 처리가 가능한 표면개질 활성탄 공정을 융합하고, 염수 재순환 공정을 도입하여 전처리 비용과 부산물 발생을 최소화하고, 공정 내의 염수를 재이용할 수 있는 소독제 생산용 전처리 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was created to improve the above problems, and an object of the present invention is a system for pretreatment of a diaphragm-type electrolysis process for the production of a disinfectant, and a surface modification capable of selectively treating an ion concentration difference membrane process and by-products It is to fuse the activated carbon process, to introduce a brine recycling process, to minimize the pretreatment cost and the generation of by-products, and to provide a pretreatment system for disinfectant production that can reuse the brine in the process.

본 발명에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템은: 공급되는 유입수로부터 염수를 생산하는 가압식 분리막 공정부와, 가압식 분리막 공정부로부터 생산된 염수를 저장하는 고염수 저장부와, 고염수 저장부로부터 공급되는 염수를 비가압식 이온농도차 공정을 통해 희석하는 이온농도차 공정부와, 이온농도차 공정부로부터 생산된 희석된 염수를 저장하는 희석염수 저장부와, 희석염수 저장부에 저장된 희석된 염수와, 가압식 분리막 공정부로부터 생산된 염수를 각각 공급받아 격막식 전기분해 공정을 통해 염소가스와 수산화나트륨 용액을 생산하는 전기분해 공정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pretreatment system for producing a disinfectant according to the present invention includes: a pressurized membrane process unit for producing brine from the supplied influent, a high brine storage unit for storing the brine produced from the pressurized membrane process unit, and brine supplied from the high brine storage unit An ion concentration difference processing unit for diluting the ions through a non-pressurized ion concentration difference process; It is characterized in that it includes an electrolysis process unit for receiving each of the brine produced from the separation membrane process unit to produce chlorine gas and sodium hydroxide solution through a diaphragm electrolysis process.

또한, 희석염수 저장부와 전기분해 공정부 사이에는 희석된 염수 내에 존재하는 브롬이온을 제거하는 오염물질 제거 공정부가 더 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, a contaminant removal process unit for removing bromine ions present in the diluted brine is further disposed between the diluted brine storage unit and the electrolysis process unit.

또한, 오염물질 제거 공정부는 브롬이온과 화학 결합 가능한 물질로 표면개질이 이루어진 제1 흡착부를 이용하여 브롬이온을 흡착하여 제거하는 것을 특징으로 한다.In addition, the contaminant removal process unit is characterized in that it adsorbs and removes bromine ions by using the first adsorption unit surface-modified with a material capable of chemical bonding with bromine ions.

또한, 제1 흡착부는 할로겐화은으로 표면개질이 이루어진 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first adsorption unit is characterized in that it includes activated carbon surface-modified with silver halide.

또한, 전기분해 공정부의 격막식 전기분해 공정에서 발생되는 처리수를 오염물질 제거 공정부로 재순환시키는 처리수 재순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises a treated water recirculation unit for recycling the treated water generated in the diaphragm electrolysis process of the electrolysis process unit to the contaminant removal process unit.

또한, 오염물질 제거 공정부는 처리수 재순환부를 통해 공급되는 처리수 내에 존재하는 클로레이트 및 브로메이트와 화학 결합이 가능한 물질로 표면개질이 이루어진 제2 흡착부를 이용하여 클로레이트 및 브로메이트를 흡착하여 제거하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pollutant removal process unit adsorbs and removes chlorates and bromates using the second adsorption unit surface-modified with a material capable of chemical bonding with chlorates and bromates present in the treated water supplied through the treated water recirculation unit. characterized in that

또한, 제2 흡착부는 염화철(Ⅲ) 또는 CTAC(cetyl trimethylammonium chloride)로 표면개질이 이루어진 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the second adsorption unit is characterized in that it includes activated carbon surface-modified with iron (III) chloride or CTAC (cetyl trimethylammonium chloride).

본 발명에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템은, 염수를 희석함에 있어서, 비가압식 이온 농도차 분리막 공정을 사용하므로, 에너지 사용량이 저감되어 경제성을 확보할 수 있다.Since the pretreatment system for producing a disinfectant according to the present invention uses a non-pressurized ion concentration difference membrane process in diluting brine, energy consumption is reduced and economic feasibility can be secured.

또한, 본 발명에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템은, 염화은 등으로 개질된 활성탄을 사용하여 브로메이트의 전구물질인 브롬이온을 제거하므로, 격막식 전기분해 셀에서의 브로메이트 생성을 억제할 수 있다.In addition, the pretreatment system for producing a disinfectant according to the present invention uses activated carbon modified with silver chloride or the like to remove bromate ions, which are precursors of bromate, so that bromate generation in the diaphragm type electrolysis cell can be suppressed.

또한, 본 발명에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템은, 전기분해 셀에서 발생된 처리수에 포함된 클로레이트와 브로메이트를 염화철(Ⅲ), CTAC(cetyl trimethylammonium chloride) 등으로 개질된 활성탄을 사용하여 제거하므로, 처리수를 격막식 전기분해 공정에 재이용할 수 있다.In addition, the pretreatment system for producing a disinfectant according to the present invention removes chlorate and bromate contained in the treated water generated in the electrolysis cell using activated carbon modified with iron (III) chloride, cetyl trimethylammonium chloride (CTAC), etc. Therefore, the treated water can be reused in the diaphragm-type electrolysis process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템의 공정 흐름을 나타낸 도면이다.
1 is a view schematically showing a pretreatment system for producing a disinfectant according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a process flow of a pretreatment system for producing a disinfectant according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, a pretreatment system for producing a disinfectant according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템의 공정 흐름을 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a pretreatment system for disinfectant production according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a process flow of the pretreatment system for disinfectant production according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템은 공급되는 유입수(10)로부터 고농도의 염수를 생산하는 가압식 분리막 공정부(100)와, 가압식 분리막 공정부(100)로부터 생산된 고농도의 염수를 저장하는 고염수 저장부(200)와, 고염수 저장부(200)로부터 공급되는 고농도의 염수를 비가압식 이온농도차 공정을 통해 희석하는 이온농도차 공정부(300)와, 이온농도차 공정부(300)로부터 생산된 희석된 염수를 저장하는 희석염수 저장부(400)와, 희석염수 저장부(400)에 저장된 희석된 염수와, 가압식 분리막 공정부(100)로부터 생산된 고농도의 염수를 각각 공급받아 격막식 전기분해 공정을 통해 염소가스와 수산화나트륨 용액을 생산하는 전기분해 공정부(500)를 포함하며, 희석염수 저장부(400)와 전기분해 공정부(500) 사이에는 희석된 염수 내에 존재하는 브롬이온을 제거하는 오염물질 제거 공정부(600)가 더 배치될 수 있다.1 to 2, the pretreatment system for producing a disinfectant according to an embodiment of the present invention includes a pressurized membrane process unit 100 for producing high-concentration brine from the supplied influent 10, and a pressurized membrane process unit ( A high brine storage unit 200 for storing the high concentration brine produced from 100), and an ion concentration difference process unit ( 300), a diluted brine storage unit 400 for storing the diluted brine produced from the ion concentration difference processing unit 300, the diluted brine stored in the diluted brine storage unit 400, and a pressurized separation membrane processing unit 100 ) and an electrolysis process unit 500 for producing chlorine gas and sodium hydroxide solution through a diaphragm electrolysis process by receiving each of the high-concentration brine produced from, a diluted brine storage unit 400 and an electrolysis process unit Between 500 , a contaminant removal process unit 600 for removing bromine ions present in the diluted brine may be further disposed.

하천 또는 바다로부터 취수되는 유입수(10)를 가압식 분리막 공정부(100)로 공급하기 위해, 가압식 분리막 공정부(100)에는 유입수(10)를 이송하는 제1 배관(11)이 연결되며, 제1 배관(11)에는 제1 펌프(12)가 설치된다.In order to supply the influent 10 taken from the river or the sea to the pressurized separation membrane processing unit 100 , a first pipe 11 for transporting the influent 10 is connected to the pressurized separation membrane processing unit 100 , and the first A first pump 12 is installed in the pipe 11 .

이온농도차 공정부(300)에는 제1 배관(11)으로부터 분기되어 유입수(10)를 이온농도차 공정부(300)로 직접 이송하는 제2 배관(13)이 연결되며, 제2 배관(13)에는 제2 펌프(14)가 설치된다.The ion concentration difference processing unit 300 is connected to a second pipe 13 branching from the first pipe 11 and directly transferring the influent 10 to the ion concentration difference processing unit 300 , and the second pipe 13 ), the second pump 14 is installed.

가압식 분리막 공정부(100)에는 가압식 분리막 공정부(100)로부터 생산된 고농도의 염수를 이송하기 위한 제3 배관(15)이 연결되며, 제3 배관(15)은 고염수 저장부(200)에 연결된다.A third pipe 15 for transferring the high-concentration brine produced from the pressurized membrane process unit 100 is connected to the pressurized membrane process unit 100 , and the third pipe 15 is connected to the high-salt water storage unit 200 . Connected.

가압식 분리막 공정부(100)에는 가압식 분리막 공정부(100)로부터 생산된 고농도의 염수를 전기분해 공정부(500)로 직접 이송하기 위한 제4 배관(16)이 연결되며, 제4 배관(16)은 전기분해 공정부(500)에 연결된다.A fourth pipe 16 for directly transferring the high-concentration brine produced from the pressurized membrane process unit 100 to the electrolysis process unit 500 is connected to the pressurized membrane process unit 100, and the fourth pipe 16 is connected to the electrolysis process unit 500 .

가압식 분리막 공정부(100)에는 생성된 농축수를 배출하기 위한 제5 배관(17)이 연결된다.A fifth pipe 17 for discharging the generated concentrated water is connected to the pressurized membrane process unit 100 .

고염수 저장부(200)에는 고농도의 염수를 이온농도차 공정부(300)로 이송하기 위한 제6 배관(18)이 연결되고, 제6 배관(18)은 이온농도차 공정부(300)에 연결된다. 제6 배관(18)에는 제3 펌프(19)가 설치된다.A sixth pipe 18 for transferring high-concentration brine to the ion concentration difference processing unit 300 is connected to the high salt water storage unit 200 , and the sixth pipe 18 is connected to the ion concentration difference processing unit 300 . connected A third pump 19 is installed in the sixth pipe 18 .

이온농도차 공정부(300)에는 이온농도차 공정부(300)에서 희석된 염수를 이송하기 위한 제7 배관(20)이 연결되며, 제7 배관(20)은 희석염수 저장부(400)에 연결된다.A seventh pipe 20 for transferring the brine diluted in the ion concentration difference process unit 300 is connected to the ion concentration difference processing unit 300 , and the seventh pipe 20 is connected to the diluted brine storage unit 400 . Connected.

이온농도차 공정부(300)에는 생성된 처리수를 배출하기 위한 제8 배관(21)이 연결된다.An eighth pipe 21 for discharging the generated treated water is connected to the ion concentration difference processing unit 300 .

희석염수 저장부(400)에는 희석된 염수를 오염물질 제거 공정부(600)로 이송하기 위한 제9 배관(22)이 연결되며, 제9 배관(22)은 오염물질 제거 공정부(600)에 연결된다.A ninth pipe 22 for transferring the diluted brine to the pollutant removal process unit 600 is connected to the diluted brine storage unit 400 , and the ninth pipe 22 is connected to the pollutant removal process unit 600 . Connected.

오염물질 제거 공정부(600)에는 오염물질이 제거된 염수를 전기분해 공정부(500)로 이송하기 위한 제10 배관(23)이 연결되며, 제10 배관(23)은 전기분해 공정부(500)에 연결된다.A tenth pipe 23 for transferring the brine from which pollutants are removed to the electrolysis process unit 500 is connected to the pollutant removal process unit 600 , and the tenth pipe 23 is connected to the electrolysis process unit 500 . ) is connected to

오염물질 제거 공정부(600)는 브롬이온과 화학 결합 가능한 물질로 표면개질이 이루어진 제1 흡착부(610)를 포함하며, 오염물질 제거 공정부(600)에서는 제1 흡착부(610)를 이용하여 브롬이온을 흡착하여 제거한다.The pollutant removal process unit 600 includes a first adsorption unit 610 surface-modified with a material capable of chemical bonding with bromine ions, and the pollutant removal process unit 600 uses the first adsorption unit 610 . It adsorbs and removes bromine ions.

제1 흡착부(610)는 할로겐화은으로 표면개질이 이루어진 활성탄을 포함하는 것이 바람직하며, 제1 흡착부(610)의 표면개질에 사용되는 할로겐화은(Ag)으로는 염화은(AgCl)을 사용할 수 있다.The first adsorption unit 610 preferably includes activated carbon surface-modified with silver halide, and silver chloride (AgCl) may be used as the silver halide (Ag) used for surface modification of the first adsorption unit 610 .

전기분해 공정부(500)는 음극 셀(510)과 양극 셀(520)을 포함하며, 전기분해 공정부(500)의 일측에는 격막식 전기분해 공정을 통해 생산된 염소가스를 배출하기 위한 제11 배관(24)이 연결되고, 전기분해 공정부(500)의 다른 일측에는 격막식 전기분해 공정을 통해 생산된 수산화나트륨 용액을 후속 공정으로 이송하기 위한 제12 배관(25)이 연결된다.The electrolysis process unit 500 includes a cathode cell 510 and an anode cell 520 , and one side of the electrolysis process unit 500 has an eleventh eleventh for discharging chlorine gas produced through a diaphragm electrolysis process. The pipe 24 is connected, and a twelfth pipe 25 for transferring the sodium hydroxide solution produced through the diaphragm electrolysis process to the subsequent process is connected to the other side of the electrolysis process unit 500 .

전기분해 공정부(500)의 격막식 전기분해 공정에서 발생되는 처리수를 오염물질 제거 공정부(600)로 재순환시키는 처리수 재순환부를 더 포함할 수 있다.The electrolysis process unit 500 may further include a treated water recirculation unit for recycling the treated water generated in the diaphragm electrolysis process to the pollutant removal process unit 600 .

처리수 재순환부는 전기분해 공정부(500)와 오염물질 제거 공정부(600)를 연결하는 제13 배관(26)과, 제13 배관(26)에 설치되는 제4 펌프(27)를 포함한다.The treated water recirculation unit includes a thirteenth pipe 26 connecting the electrolysis process unit 500 and the pollutant removal process unit 600 , and a fourth pump 27 installed in the thirteenth pipe 26 .

오염물질 제거 공정부(600)는 처리수 재순환부를 통해 공급되는 처리수 내에 존재하는 클로레이트 및 브로메이트와 화학 결합이 가능한 물질로 표면개질이 이루어진 제2 흡착부(620)를 더 포함하며, 오염물질 제거 공정부(600)에서는 제2 흡착부(620)를 이용하여 클로레이트 및 브로메이트를 흡착하여 제거한다.The pollutant removal process unit 600 further includes a second adsorption unit 620 whose surface is modified with a material capable of chemical bonding with chlorate and bromate present in the treated water supplied through the treated water recirculation unit. In the material removal process unit 600 , the chlorate and bromate are adsorbed and removed using the second adsorption unit 620 .

제2 흡착부(620)는 염화철(Ⅲ) 또는 CTAC(cetyl trimethylammonium chloride)로 표면개질이 이루어진 활성탄을 포함하는 것이 바람직하다.The second adsorption unit 620 preferably includes activated carbon surface-modified with iron (III) chloride or cetyl trimethylammonium chloride (CTAC).

이상과 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 소독제 생산용 전처리 시스템을 이용한 전체 공정의 흐름을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.The flow of the entire process using the pretreatment system for disinfectant production according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

하천 또는 바다로부터 취수되는 유입수(10)를 공급받는 가압식 분리막 공정부(100)에서는 가압식 분리막 공정(S10)이 이루어진다.In the pressurized membrane process unit 100 that receives the influent 10 taken from the river or sea, the pressurized membrane process (S10) is performed.

가압식 분리막 공정(S10)에서 고농도의 염수가 생산되며, 생산된 고농도 염수 중 일부는 고염수 저장 공정(S20)을 통해 고염수 저장부(200)에 저장되고, 일부는 격막식 전기분해 공정(S60)에서 사용되기 위해 제4 배관(16)을 통해 전기분해 공정부(500)로 이송된다.A high-concentration brine is produced in the pressurized separation membrane process (S10), and some of the produced high-concentration brine is stored in the high brine storage unit 200 through the high brine storage process (S20), and some is stored in the diaphragm-type electrolysis process (S60) ) is transferred to the electrolysis process unit 500 through the fourth pipe 16 for use.

비가압식 이온농도차 공정(S30)에서는 제5 배관(17)을 통해 공급된 고농도 염수를 유도용액으로 사용하고, 제2 배관(13)을 통해 공급된 유입수(10)를 공급용액으로 이용하여 고농도 염수를 2~10배로 희석시킨다.In the non-pressurized ion concentration difference process (S30), the high-concentration brine supplied through the fifth pipe 17 is used as the draw solution, and the influent 10 supplied through the second pipe 13 is used as the supply solution to provide a high-concentration solution. Dilute the brine 2 to 10 times.

비가압식 이온농도차 공정(S30)에서는 유입수(10) 내부에 존재하는 오염물질이 1차적으로 제거될 수 있다.In the non-pressurized ion concentration difference process (S30), contaminants present in the influent 10 may be primarily removed.

비가압식 이온농도차 공정(S30)에서 생산된 희석된 염수는 희석염수 저장 공정(S40)을 통해 희석염수 저장부(400)에 저장된다.The diluted brine produced in the non-pressurized ion concentration difference process (S30) is stored in the diluted brine storage unit 400 through the diluted brine storage process (S40).

브롬이온 제거 공정(S50)에서는 제9 배관(22)을 통해 공급된 희석된 염수에 포함된 브롬이온이 제거된다. 즉, 희석된 염수가 염화은(AgCl) 등의 할로겐화은으로 표면개질이 이루어진 활성탄(611)이 포함된 제1 흡착부(610)를 통과할 때, 브롬이온이 염화이온 등으로 치환되면서 브롬이온의 제거가 이루어지며, 브롬이온이 제거된 희석된 염수가 전기분해 공정부(500)로 이송된다.In the bromine ion removal process (S50), bromine ions contained in the diluted brine supplied through the ninth pipe 22 are removed. That is, when the diluted brine passes through the first adsorption unit 610 including the activated carbon 611 surface-modified with silver halide such as silver chloride (AgCl), the bromine ions are replaced with chloride ions, and the bromine ions are removed. is made, and the diluted brine from which bromine ions are removed is transferred to the electrolysis process unit 500 .

격막식 전기분해 공정(S60)에서는 제10 배관(23)을 통해 공급된 브롬이온이 제거된 희석된 염수와 제4 배관(16)을 통해 가압식 분리막 공정부(100)로부터 공급된 고농도의 염수를 이용하여 전기분해가 이루어진다.In the diaphragm-type electrolysis process (S60), the diluted brine from which bromine ions supplied through the tenth pipe 23 are removed and the high-concentration brine supplied from the pressurized membrane process unit 100 through the fourth pipe 16 are mixed. Electrolysis is performed using

전기분해를 통해, 전기분해 공정부(500)의 음극 셀(510)에서는 수산화나트륨 용액이 생성되고, 양극 셀(520)에서는 염소기체가 생성된다.Through electrolysis, a sodium hydroxide solution is generated in the cathode cell 510 of the electrolysis process unit 500 , and chlorine gas is generated in the anode cell 520 .

수산화나트륨 용액과 염소기체는 후속 공정에서 혼합되어 소독제인 차아염소산나트륨을 생산하는데 사용된다.The sodium hydroxide solution and chlorine gas are mixed in a subsequent process and used to produce sodium hypochlorite, a disinfectant.

처리수 재순환 공정(S70)에서는 전기분해 공정부(500)의 양극 셀(510)에서 생성된 처리수를 처리수 재순환부를 구성하는 제13 배관(26)과, 제4 펌프(27)를 이용하여 오염물질 제거 공정부(600)로 재순환시킨다.In the treated water recirculation process (S70), the treated water generated in the anode cell 510 of the electrolysis process unit 500 is transferred using the 13th pipe 26 and the fourth pump 27 constituting the treated water recirculation unit. It is recycled to the pollutant removal process unit 600 .

클로레이트 및 브로메이트 제거 공정(S80)에서는 처리수 재순환 공정(S70)을 통해 공급된 전기분해 공정부(500)의 양극 셀(510)의 처리수에 포함된 클로레이트와 브로메이트가 제거된다. 즉, 전기분해 공정부(500)의 양극 셀(510)의 처리수가 염화철(Ⅲ) 또는 CTAC(cetyl trimethylammonium chloride)로 표면개질이 이루어진 활성탄(621)이 포함된 제2 흡착부(620)를 통과할 때, 클로레이트 및 브로메이트가 제2 흡착부(620)에 흡착되면서 제거되며, 클로레이트 및 브로메이트가 제거된 전기분해 공정부(500)의 양극 셀(510)의 처리수는 다시금 전기분해 공정부(500)의 양극 셀(510)로 이송되어 재이용된다.In the chlorate and bromate removal process ( S80 ), chlorate and bromate included in the treated water of the anode cell 510 of the electrolysis process unit 500 supplied through the treated water recycling process ( S70 ) are removed. That is, the treated water of the anode cell 510 of the electrolysis process unit 500 passes through the second adsorption unit 620 containing the activated carbon 621 surface-modified with iron (III) chloride or CTAC (cetyl trimethylammonium chloride). At this time, chlorate and bromate are removed while being adsorbed by the second adsorption unit 620 , and the treated water of the anode cell 510 of the electrolysis process unit 500 from which chlorate and bromate are removed is electrolyzed again It is transferred to the anode cell 510 of the process unit 500 and reused.

,,

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 소독제 생산을 위한 격막식 전기분해 공정의 전처리 공정에 이온농도차 분리막 공정과 부산물의 선택적 처리가 가능한 표면개질 활성탄 공정을 융합하고, 염수 재순환 공정을 도입함으로써, 염수를 희석함에 있어서, 비가압식 이온 농도차 분리막 공정을 사용하므로, 에너지 사용량이 저감되어 경제성을 확보할 수 있다. 또한, 염화은 등으로 개질된 활성탄을 사용하여 브로메이트의 전구물질인 브롬이온을 제거하므로, 격막식 전기분해 셀에서의 브로메이트 생성을 억제할 수 있다. 또한, 전기분해 셀에서 발생된 처리수에 포함된 클로레이트와 브로메이트를 염화철(Ⅲ), CTAC(cetyl trimethylammonium chloride) 등으로 개질된 활성탄을 사용하여 제거하므로, 처리수를 격막식 전기분해 공정에 재이용할 수 있다.As described above, according to the present invention, the ion concentration difference separation membrane process and the surface-modified activated carbon process capable of selective treatment of by-products are fused to the pretreatment process of the diaphragm-type electrolysis process for the production of disinfectants, and the brine recycling process is introduced. In diluting , since a non-pressurized ion concentration difference membrane process is used, energy consumption is reduced and economic feasibility can be secured. In addition, since bromate ion, a precursor of bromate, is removed by using activated carbon modified with silver chloride or the like, bromate generation in the diaphragm type electrolysis cell can be suppressed. In addition, since chlorate and bromate contained in the treated water generated in the electrolysis cell are removed using activated carbon modified with iron (III) chloride, CTAC (cetyl trimethylammonium chloride), etc., the treated water is used in the diaphragm electrolysis process. can be reused.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 가압식 분리막 공정부 200: 고염수 저장부
300: 이온농도차 공정부 400: 희석염수 저장부
500: 전기분해 공정부 600: 오염물질 제거 공정부
10: 유입수 11: 제1 배관
12: 제1 펌프 13: 제2 배관
14: 제2 펌프 15: 제3 배관
16: 제4 배관 17: 제5 배관
18: 제6 배관 19: 제3 펌프
20: 제7 배관 21: 제8 배관
22: 제9 배관 23: 제10 배관
24: 제11 배관 25: 제12 배관
26: 제13 배관 27: 제4 펌프
100: pressurized membrane process unit 200: high salt water storage unit
300: ion concentration difference process unit 400: diluted brine storage unit
500: electrolysis process unit 600: pollutant removal process unit
10: influent 11: first pipe
12: first pump 13: second pipe
14: second pump 15: third pipe
16: fourth pipe 17: fifth pipe
18: sixth pipe 19: third pump
20: seventh pipe 21: eighth pipe
22: ninth pipe 23: tenth pipe
24: 11th pipe 25: 12th pipe
26: 13th pipe 27: 4th pump

Claims (7)

공급되는 유입수로부터 염수를 생산하는 가압식 분리막 공정부;
상기 가압식 분리막 공정부로부터 생산된 염수를 저장하는 고염수 저장부;
상기 고염수 저장부로부터 공급되는 염수를 비가압식 이온농도차 공정을 통해 희석하는 이온농도차 공정부;
상기 이온농도차 공정부로부터 생산된 희석된 염수를 저장하는 희석염수 저장부; 및
상기 희석염수 저장부에 저장된 희석된 염수와, 상기 가압식 분리막 공정부로부터 생산된 염수를 각각 공급받아 격막식 전기분해 공정을 통해 염소가스와 수산화나트륨 용액을 생산하는 전기분해 공정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 소독제 생산용 전처리 시스템.
a pressurized membrane process unit for producing brine from the supplied influent;
a high brine storage unit for storing the brine produced from the pressurized membrane process unit;
an ion concentration difference process unit for diluting the brine supplied from the high salt water storage unit through a non-pressurized ion concentration difference process;
a diluted brine storage unit for storing the diluted brine produced from the ion concentration difference process unit; and
an electrolysis process unit for receiving each of the diluted brine stored in the diluted brine storage unit and the brine produced from the pressurized separation membrane process unit and producing chlorine gas and sodium hydroxide solution through a diaphragm electrolysis process;
Pre-treatment system for disinfectant production comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 희석염수 저장부와 상기 전기분해 공정부 사이에는 희석된 염수 내에 존재하는 브롬이온을 제거하는 오염물질 제거 공정부가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 소독제 생산용 전처리 시스템.
The method of claim 1,
A pretreatment system for disinfectant production, characterized in that a contaminant removal process unit for removing bromine ions present in the diluted brine is further disposed between the diluted brine storage unit and the electrolysis process unit.
제 2 항에 있어서,
상기 오염물질 제거 공정부는 상기 브롬이온과 화학 결합 가능한 물질로 표면개질이 이루어진 제1 흡착부를 이용하여 상기 브롬이온을 흡착하여 제거하는 것을 특징으로 하는 소독제 생산용 전처리 시스템.
3. The method of claim 2,
The contaminant removal process unit adsorbs and removes the bromine ions using a first adsorption unit surface-modified with a material capable of chemical bonding with the bromine ions.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 흡착부는 할로겐화은으로 표면개질이 이루어진 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 소독제 생산용 전처리 시스템.
4. The method of claim 3,
The first adsorption unit is a pretreatment system for producing a disinfectant, characterized in that it comprises activated carbon surface-modified with silver halide.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기분해 공정부의 상기 격막식 전기분해 공정에서 발생되는 처리수를 상기 오염물질 제거 공정부로 재순환시키는 처리수 재순환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소독제 생산용 전처리 시스템.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The pretreatment system for disinfectant production, characterized in that it further comprises a treated water recirculation unit for recirculating the treated water generated in the diaphragm electrolysis process of the electrolysis process unit to the pollutant removal process unit.
제 5 항에 있어서,
상기 오염물질 제거 공정부는 상기 처리수 재순환부를 통해 공급되는 상기 처리수 내에 존재하는 클로레이트 및 브로메이트와 화학 결합이 가능한 물질로 표면개질이 이루어진 제2 흡착부를 이용하여 상기 클로레이트 및 상기 브로메이트를 흡착하여 제거하는 것을 특징으로 하는 소독제 생산용 전처리 시스템.
6. The method of claim 5,
The contaminant removal process unit removes the chlorate and the bromate by using a second adsorption unit surface-modified with a material capable of chemical bonding with chlorate and bromate present in the treated water supplied through the treated water recirculation unit. A pretreatment system for disinfectant production, characterized in that it is removed by adsorption.
제 6 항에 있어서,
상기 제2 흡착부는 염화철(Ⅲ) 또는 CTAC(cetyl trimethylammonium chloride)로 표면개질이 이루어진 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 소독제 생산용 전처리 시스템.
7. The method of claim 6,
The second adsorption unit pretreatment system for disinfectant production, characterized in that it comprises activated carbon surface-modified with iron (III) chloride or CTAC (cetyl trimethylammonium chloride).
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