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중력식 막여과(GDM) 공정을 수행하여 원수에 대한 입자성 물질 및 탁도를 전처리하는 원수 전처리부(100);중력식 막여과(GDM) 공정을 수행하여 반류수에 대한 입자성 물질 및 탁도를 전처리하는 반류수 전처리부(200);상기 원수 전처리부(100)로부터 전처리된 원수를 제공받고, 상기 반류수 전처리부(200)로부터 전처리된 반류수를 공급받아 압력지연삼투(PRO) 공정을 수행하고, 농축된 고농도 염폐수를 공급하고 반류수를 희석시키며, 막 축전식 탈염(MCDI) 공정에 사용되는 전력을 공급하는 압력지연삼투(PRO) 전력생산부(300); 및상기 압력지연삼투(PRO) 전력생산부(300)로부터 농축된 염폐수를 공급받아 막 축전식 탈염(MCDI) 공정을 수행하고, 고농도 염폐수에 대한 이온성 물질 및 무기염류를 제어하는 막 축전식 탈염(MCDI) 수처리부(400)를 포함하되,상기 막 축전식 탈염(MCDI) 수처리부(400)는 에너지 자립이 가능하도록 상기 압력지연삼투(PRO) 전력생산부(300)에서 생성된 전력을 직접 공급받아 사용하는 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템
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제1항에 있어서, 상기 원수 전처리부(100)는,원수인 하수/폐수가 저장되는 원수조(110); 및 중력식 막여과(GDM) 공정을 수행하도록 상기 원수조(110) 내부에 설치되어 하수/폐수의 입자성 물질 및 탁도를 제어하는 제1 중력식 여과막(120)을 포함하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템
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제1항에 있어서, 상기 반류수 전처리부(200)는,반류수가 저장되는 유도용액조(210); 및 중력식 막여과(GDM) 공정을 수행하도록 상기 유도용액조(210) 내부에 설치되어 반류수의 입자성 물질 및 탁도를 제어하는 제2 중력식 여과막(220)을 포함하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템
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제1항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 수처리부(400)는, 전극모듈로서, 1쌍의 양극 및 음극의 다공성 탄소전극(Porous carbon electrode)(411
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제4항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)은 충전-휴지-방전-휴지 과정을 1 사이클(cycle)로 운전되며, 충전은 처리 담수 생산의 개념으로, 다수의 전극 셀(410a~410n) 내부 각각에 1쌍으로 삽입된 양극(411) 및 음극(412)에 순전압(Forward Voltage)을 인가하여 유입된 염폐수 내의 이온을 흡착하는 과정으로서 담수를 생산하고, 상기 방전은 양극(411) 및 음극(412)에 역전압(Backward Voltage)을 인가하여 각각에 전극(411, 412)에 흡착된 이온을 탈착하는 과정으로서, 무기염류 농축 및 회수 개념에 해당되며, 상기 휴지는 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 전압을 인가하지 않고 흘려주는 개념으로 충전과 방전 사이의 안정화 과정인 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템
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제4항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)의 다수의 전극 셀(410a~410c)에 인가되는 전압은 1
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제4항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)로 유입되는 염폐수의 온도는 최대 80℃까지 가능하며, 80℃ 이상의 염폐수를 처리할 경우, 별도의 냉각장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템
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제4항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)은,상기 염폐수 유량을 정유량으로 순환시키는 정량펌프(480); 및 상기 염폐수 유량을 조절하는 유량조절밸브(490)를 추가로 포함하며,상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 유입되는 염폐수 유량은 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈 1㎥/d 당 0
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제4항에 있어서, 상기 운전제어부(470)는,유입되는 염폐수 유량을 조절하도록 설정하는 유량 조절부(471);공급되는 전력량을 설정하는 공급전력량 설정부(472);충방전 사이클 횟수를 설정하는 충방전 사이클 설정부(473); 및유입되는 염폐수의 수질 및 처리된 담수의 수질을 모니터링하는 수질 모니터링부(474)를 포함하되,상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈 운전의 자동제어 및 수동제어가 가능하도록 제어반 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템
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제1항에 있어서, 상기 압력지연삼투(PRO) 전력생산부(300)는 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 수처리부(400)으로 공급되는 전력원을 확보하기 위해 압력지연삼투(PRO) 모듈(310), 압력지연삼투용 반투과성막(311) 및 전력발생장치(330)를 포함하며, 에너지 생산 모드에서 상기 반류수를 활용하여 유도용액으로 사용하고 상기 유도용액에 비해 비교적 저농도 유입수인 하수/폐수를 공급수로 하여, 상기 압력지연삼투 모듈(310)과 전력발생장치(330)를 통해 전력을 생산한 후, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 공급하는 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 시스템
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a) 하수/폐수를 원수조(110)에 공급하고, 반류수를 유도용액조(210)에 공급하는 단계;b) 상기 원수조(110) 및 유도용액조(210) 내부의 각각의 중력식 여과막 모듈(120, 220)을 통한 입자성 물질과 탁도를 전처리한 후 압력지연삼투(PRO) 모듈(310)에 공급하는 단계; c) 압력지연삼투(PRO) 모듈(310)에서 반투과막(311) 양쪽의 삼투현상에 따라 하수/폐수를 농축하여 염폐수를 생산하고 상기 반류수를 희석시키는 단계;d) 전력발생장치(330)가 하수/폐수와 반류수의 농도차로 인한 전력을 생산하고, 생산된 전력을 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 공급하는 단계; e) 상기 압력지연삼투(PRO) 모듈(310)에서 농축된 염폐수를 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 공급하는 단계; 및f) 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에서 무기염류를 처리 및 회수하고, 담수를 생산하는 단계를 포함하되,상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)은 에너지 자립이 가능하도록 상기 전력발생장치(330)에서 생성된 전력을 직접 공급받아 사용하는 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 방법
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제11항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)은 전극모듈로서, 1쌍의 양극 및 음극의 다공성 탄소전극(411
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제12항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)은 충전-휴지-방전-휴지 과정을 1 사이클(cycle)로 운전되며, 충전은 처리 담수 생산의 개념으로, 다수의 전극 셀(410a~410n) 내부 각각에 1쌍으로 삽입된 양극(411) 및 음극(412)에 순전압(Forward Voltage)을 인가하여 유입된 염폐수 내의 이온을 흡착하는 과정으로서 담수를 생산하고, 상기 방전은 양극(411) 및 음극(412)에 역전압(Backward Voltage)을 인가하여 각각에 전극(411, 412)에 흡착된 이온을 탈착하는 과정으로서, 무기염류 농축 및 회수 개념에 해당되며, 상기 휴지는 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 전압을 인가하지 않고 흘려주는 개념으로 충전과 방전 사이의 안정화 과정인 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 방법
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제12항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)의 다수의 전극 셀(410a~410c)에 인가되는 전압은 1
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제12항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)로 유입되는 염폐수의 온도는 최대 80℃까지 가능하며, 80℃ 이상의 염폐수를 처리할 경우, 별도의 냉각장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 방법
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제12항에 있어서, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 유입되는 염폐수 유량은 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈 1㎥/d 당 0
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제11항에 있어서, 상기 압력지연삼투(PRO) 모듈(310)은, 에너지 생산 모드에서 상기 반류수를 활용하여 유도용액으로 사용하고 상기 유도용액에 비해 비교적 저농도 유입수인 하수/폐수를 공급수로 하여, 전력발생장치(330)를 통해 전력을 생산한 후, 상기 막 축전식 탈염(MCDI) 모듈(410)에 공급하는 것을 특징으로 하는 막 축전식 탈염 모듈을 이용한 에너지 자립형 고농도 염폐수와 반류수 처리 방법
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