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KR20130040758A - The electrolysis system for the removal of slimes - Google Patents

The electrolysis system for the removal of slimes Download PDF

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KR20130040758A
KR20130040758A KR1020120114415A KR20120114415A KR20130040758A KR 20130040758 A KR20130040758 A KR 20130040758A KR 1020120114415 A KR1020120114415 A KR 1020120114415A KR 20120114415 A KR20120114415 A KR 20120114415A KR 20130040758 A KR20130040758 A KR 20130040758A
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water
concentration
brine
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문상봉
이태임
김은수
진병윤
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문상봉
(주)엘켐텍
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Abstract

PURPOSE: A slime removing apparatus is provided to maintain a heat exchanger clean, to stably supply water to a water tank, and to reduce maintenance costs of the heat exchanger. CONSTITUTION: A slime removing apparatus with a heat exchanger comprises an electrolysis cell(310), a DC power supplying unit(320) and a flow control unit(330). The electrolysis cell has an anode and a cathode for generating fungicide. The flow control unit controls water containing fungicide through the heat exchanger. [Reference numerals] (AA) Neutralizing agent;

Description

열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치{The electrolysis system for the removal of slimes}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic system for removing slime,

이 발명은 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소금물을 전기분해하여 발생한 살균제를 열교환기에 순환시킴으로써 열교환기에 생물이 부착되는 것을 방지함과 더불어 열교환기에 형성된 슬라임을 제거하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a slime removal apparatus for bio-adhesion prevention for heat exchanger, and more particularly, by circulating a sterilant generated by electrolysis of salt water to a heat exchanger, to prevent organisms from adhering to the heat exchanger and to remove slime formed in the heat exchanger. The present invention relates to an anti-adhesion combined slime removal device for heat exchangers.

담수어 또는 해수어를 양식하는 활어수조에서는 물을 이용하여 활어를 양식하고 있다.Live fish tanks that farm fresh or saltwater fish are used to farm live fish.

도 1은 담수어 및 해수어를 양식하는 공정 구성으로 저수조(110)와 열교환기(120, heat exchanger)로 구성된다. 여기서, 열교환기(120)는 고온액체와 저온액체와의 2개의 유체 사이에서 열의 이동을 실시해 적정한 수온의 물이 저수조(110)에 공급되도록 하는 역할을 한다. 이와 같은 구성에서 발생하는 주요 문제는 열교환기에 슬라임(미생물 군집)이 발생하는 것이다. Figure 1 is a process configuration for farming freshwater fish and seawater fish is composed of a reservoir 110 and a heat exchanger (120, heat exchanger). Here, the heat exchanger 120 performs a heat transfer between the two fluids of the high temperature liquid and the low temperature liquid to serve to supply the water of the appropriate water temperature to the reservoir 110. The main problem with this configuration is the slime (microbial community) that occurs in the heat exchanger.

도 2는 생물이 열교환기의 튜브에 부착되는 과정을 나타낸 것으로서, 그 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 열교환기의 표면에 유기물(단백질)이 부착된다(S210). 이 유기물을 기초로 박테리아가 착생 및 번식을 하여 박테리아층을 형성한다(S220). 이후, 박테리아층에 해수 중의 유기물이나 오니(슬러지) 등이 부착하여 슬라임층을 형성한다(S230). 여기까지가 초기 오염단계로서 유기물(단백질) 부착단계부터 슬라임층 형성단계까지 수 시간 정도가 소요된다. 이후, 슬라임층 위에 조류가 착생하고(S240), 이 조류를 발판으로 생물의 유생이 부착/번식/성장을 하게 된다(S250). 이와 같이 생물이 부착되면, 열교환기가 폐쇄되어 활어수조에 해수가 원활하게 공급되지 못하게 되고, 이로 인해 냉각(또는 승온) 효율이 저하되어 활어가 폐사되는 문제가 발생한다. 따라서, 열교환기에 생물이 부착되지 못하도록 관리하는 것이 중요하다. 2 shows a process in which the organism is attached to the tube of the heat exchanger, looking at the process as follows. First, organic matter (protein) is attached to the surface of the heat exchanger (S210). On the basis of this organic material, bacteria grow and grow to form a bacterial layer (S220). Thereafter, organic matter or sludge (sludge) in seawater is attached to the bacterial layer to form a slime layer (S230). Up to this point, it takes several hours from the organic material (protein) attachment step to the slime layer formation step as the initial contamination step. Thereafter, algae grow on the slime layer (S240), and the larvae of living organisms are attached / reproduced / grown by using the algae as a scaffold (S250). When the organisms are attached in this way, the heat exchanger is closed and seawater cannot be smoothly supplied to the live fish tank, which causes a problem in that the live fish is dead due to a decrease in cooling (or temperature) efficiency. Therefore, it is important to manage to prevent organisms from adhering to the heat exchanger.

생물이 열교환기에 부착되지 못하도록 하는 기술로서, 종래에는 화학적 방법, 물리적 방법, 기계적 방법 등이 사용되었다. 화학적 방법으로는 염소, 과산화수소와 같은 산화살균제를 이용하는 방법 등이 있고, 물리적 방법으로는 자외선 조사방법, 초음파 방법, 고온수처리 방법 등이 있으며, 기계적 방법으로는 필터를 이용한 방법, 청소로봇을 이용한 청소방법 등이 있다. 그러나, 종래의 이러한 방법들은 효과가 미비하거나 수명이 짧거나 비용이 비싼 문제점 등이 있다.As a technique for preventing organisms from attaching to the heat exchanger, conventionally, chemical methods, physical methods, mechanical methods, and the like have been used. Chemical methods include oxidizing disinfectants such as chlorine and hydrogen peroxide, and physical methods include ultraviolet irradiation, ultrasonic methods, and high temperature water treatment methods. Mechanical methods include filters and cleaning robots. Method and the like. However, these conventional methods have problems such as ineffectiveness, short lifespan, and high cost.

이러한 종래의 방법들의 문제점을 보완하기 위한 전기화학적 살균방법으로서, 화학약품을 사용하는 대신에 해수를 전기분해하여 염소계 살균제(차아염소산, 염소, 차아염소산나트륨)를 생성하거나, 금속(구리, 은) 이온을 용출하는 방법 등이 제안되었다. As an electrochemical sterilization method to solve the problems of these conventional methods, instead of using chemicals, seawater is electrolyzed to produce chlorine disinfectants (hypochlorite, chlorine, sodium hypochlorite), or metals (copper and silver). A method of eluting ions has been proposed.

전기화학적 방법에 의해 해양생물을 제거하는 방법이 기재된 간행물로는, 일본 특개소 제61-143587호, 일본 특개소 제61-213384호, 일본 특개평2-209696호, 일본 특개평 제7-207645호 등이 있다. 또한, 전기화학적 방법과 전기적 방법의 혼합형으로는 대한민국 특허출원 제2006-65175호가 있다. 대한민국 특허출원 제2006-65175호는 전기충격과 전기분해에 의한 차아염소산을 이용하여 해양생물이 부착되지 못하도록 방지하는 기술이다. 그런데, 상술한 종래기술들은 장치의 구성이 복잡하고, 전위를 정밀하게 제어해야 하는 문제점을 가지고 있다.Publications describing methods of removing marine life by electrochemical methods include Japanese Patent Laid-Open No. 61-143587, Japanese Patent Laid-Open No. 61-213384, Japanese Patent Laid-Open No. 2-209696, and Japanese Patent Laid-Open No. 7-207645 Etc. In addition, a mixed type of electrochemical and electrical methods is Korean Patent Application No. 2006-65175. Korean Patent Application No. 2006-65175 is a technique for preventing marine organisms from attaching by using hypochlorous acid by electric shock and electrolysis. However, the above-described prior arts have a problem in that the configuration of the device is complicated and the potential must be precisely controlled.

일반적으로 소금물을 전기분해하여 살균제를 생성하는 원리 및 소독에서 발생하는 부산물의 생성은 다음과 같다. In general, the principle of producing a disinfectant by electrolysis of brine and the generation of by-products generated from disinfection are as follows.

활성물질(살균물질)의 생성Generation of active substance (sterilizer)

물속에 염소이온(chloride ion)이 있는 물을 전기분해하면 양극에서는 다음과 같은 반응이 일어난다. Electrolysis of water with chloride ions in water causes the following reactions at the anode:

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

2Cl- → Cl2 + 2e- Eo=1.359V at 25℃ 2Cl - → Cl 2 + 2e - Eo = 1.359V at 25 ℃

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

2H2O→ O2 + 4H+ + 4e- Eo=1.229V at 25℃2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e - Eo = 1.229V at 25 ℃

소금물 전기분해에 이용하는 전극은 산소 발생반응(반응식 2)을 억제하고, 염소 발생반응(반응식 1)을 촉진하는 촉매를 적용한다. 소금물 중에 존재하는 양이온 Na+와 물에 존재하는 H+ 이온은 음극으로 이동을 하여 다음과 같은 반응이 일어난다. The electrode used for brine electrolysis suppresses the oxygen generation reaction (Scheme 2) and applies a catalyst that promotes the chlorine evolution reaction (Scheme 1). The cations Na + present in the brine and H + ions present in the water move to the cathode and the following reaction occurs.

[반응식 3]Scheme 3

Na++e- → Na Eo= -2.71 V Na + + e - → Na Eo = -2.71 V

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

2H++2e- → H2 Eo=0.0 v 2H + + 2e - → H 2 Eo = 0.0 v

[반응식 5]Scheme 5

2H2O+2e- → H2+2OH- Eo=-0.828 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH - Eo = -0.828

반응식 1에 의해 발생한 염소(Cl2)는 매우 물에 잘 녹는 화학물질이다(0.64ml/ml- H2O). 물에 녹은 염소는 Hypochlorous Acid(HClO)(차아염소산)로 분해되며(반응식 6), Hypochlorous Acid(HClO)는 가수분해되어 Hypochlorite ions(ClO-)(하이포아염소산 이온)이 된다(반응식 7). 또한, Hypochlorite ions(ClO-)은 소금물 중에 Na+이온과 반응하여 차아염소산나트륨을 형성한다(반응식 8). Chlorine (Cl 2 ) generated by Scheme 1 is a very water soluble chemical (0.64 ml / ml-H 2 O). Dissolved chlorine in the water is Hypochlorous Acid (HClO), and digested with (hypochlorous acid) (Scheme 6), Hypochlorous Acid (HClO) is Hypochlorite ions hydrolysis - is a (hypochlorite ion) (Scheme 7) (ClO). Hypochlorite ions (ClO ) also react with Na + ions in brine to form sodium hypochlorite (Scheme 8).

[반응식 6][Reaction Scheme 6]

Cl2(g)+H2O(l) → HOCl(aq) + H+(aq)+2Cl-(aq) Cl 2 (g) + H 2 O (l) → HOCl (aq) + H + (aq) + 2Cl - (aq)

[반응식 7][Reaction Scheme 7]

HOCl(aq) → H+(aq)+ClO-(aq) HOCl (aq) → H + ( aq) + ClO - (aq)

[반응식 8][Reaction Scheme 8]

Na+(aq)+ClO-(aq) → NaClO(aq) Na + (aq) + ClO - (aq) → NaClO (aq)

Hypochlorous Aacid(HClO)와 Hypochlorite ion(ClO-)의 혼합물을 FAC(free active chlorine)이라고 한다.Hypochlorous Aacid (HClO) and Hypochlorite ion (ClO -) and the mixture is referred to as the FAC (free active chlorine).

소금물에 존재하는 활성물질의 형태는 pH에 의해 결정된다. 천연해수나 인공 소금물은 pH가 약 8로, 염소의 존재형태는 Hypochlorous Acid(HClO) 또는 Hypochlorite ions(ClO-)이 된다.The type of active substance present in the brine is determined by the pH. Natural water or to the artificial brine pH to about 8, present in the form of chlorine Hypochlorous Acid (HClO) or Hypochlorite ions (ClO -) is a.

물속에는 무기계 질소와 유기계 질소가 존재한다. Hypochlorous Acid(HClO)는 질소화합물(예, 아민(amines) R-NH2 또는 암모늄(Ammonium) NH4)과 반응하여 할로겐아민(Halogenamines)이라고 하는 N-chloro 화합물을 생성한다. 모든 할로겐아민과 FAC는 Total Available Oxidant 또는 Total Residual Oxidant(TRO)로 측정된다.Inorganic nitrogen and organic nitrogen exist in the water. Hypochlorous Acid (HClO) reacts with nitrogen compounds (eg, amines R-NH 2 or ammonium NH 4 ) to produce N-chloro compounds called halogenated amines. All halogenamines and FACs are measured in Total Available Oxidant or Total Residual Oxidant (TRO).

소독부산물의 생성Generation of Disinfection Byproducts

해수 또는 소금물 전기분해 시스템은 소독 부산물(Disinfection By-Products, DBPs)을 생성한다. 이는 유기물과 염소의 화학반응에 의해 생성된다.Seawater or brine electrolysis systems produce disinfection by-products (DBPs). It is produced by the chemical reaction of organics with chlorine.

염소 소독과정에서 생성되는 주된 부산물은 THMs과 Haloacetic acids(HAAs)로 표 1과 같으며, 다음과 같은 메커니즘에 의해 생성되는 것으로 알려져 있다.The main by-products produced during chlorine disinfection are THMs and Haloacetic acids (HAAs), as shown in Table 1, and are known to be produced by the following mechanisms.

(1) 트리할로메탄(THM, Trihalomethanes)(1) Trihalomethanes (THM)

[반응식 9]Scheme 9

RCOCH3 + 3HOX → CHX3 + RCOOH + 2H2O (X=Br or Cl)RCOCH 3 + 3HOX → CHX 3 + RCOOH + 2H 2 O (X = Br or Cl)

(2) 할로아세틱액시드(HAAs, Halogenated acetic acids)(2) Halogenated acetic acids (HAAs)

[반응식 10][Reaction Scheme 10]

RCHO + HOX → RCOOH + H+ + X- RCHO + HOX → RCOOH + H + + X -

[반응식 11][Reaction Scheme 11]

RCOOH + HOX→ RXCOOH + H2ORCOOH + HOX → RXCOOH + H 2 O

[반응식 12][Reaction Scheme 12]

RXCOOH + HOX→ RX2COOH + H2ORXCOOH + HOX → RX 2 COOH + H 2 O

[반응식 13][Reaction Scheme 13]

RX2COOH + HOX → RX3COOH + H2ORX 2 COOH + HOX → RX 3 COOH + H 2 O

[표 1] 소독부산물의 예Table 1 Examples of Disinfection Byproducts

Figure pat00001
Figure pat00001

이와 같이 전기화학적 원리를 이용하여 생성되는 염소계 살균제를 사용하는 경우, 염소계 살균제는 매우 강력한 살균 작용을 하여 열교환기에 생물이 부착되지 못하도록 하는 기능을 하나, 살균제의 농도가 높아지면 소독 부산물의 발생 및 활어수조에 있는 어류까지도 사멸시킬 수 있고 인체에도 나쁜 영향을 주는 등의 문제점이 있어, 이에 대한 정밀한 설계가 요구된다.
In the case of using the chlorine disinfectant produced using the electrochemical principle as described above, the chlorine disinfectant acts as a very strong sterilization function to prevent organisms from adhering to the heat exchanger, but when the concentration of the disinfectant is increased, the disinfection by-products and live fish There is a problem that can kill even fish in the tank and adversely affect the human body, so precise design is required.

따라서, 이 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소금물을 전기분해하여 발생한 살균제를 열교환기에 순환시킴으로써 열교환기에 생물이 부착되는 것을 방지함과 더불어 열교환기에 형성된 슬라임을 제거하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, by circulating the fungicide generated by the electrolysis of the brine to the heat exchanger to prevent the adhesion of organisms to the heat exchanger and remove the slime formed in the heat exchanger It is an object of the present invention to provide a slime removal device for a biological attachment prevention for heat exchangers.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치는, 공급수인 해수(소금물)를 전기분해하여 살균제를 발생시킬 수 있도록 양극 및 음극을 갖는 전기분해셀과, 상기 전기분해셀의 양극과 음극 사이에 직류전원을 공급하는 직류전원 공급수단, 및 상기 공급수 또는 상기 전기분해셀에서 발생된 상기 살균제가 포함된 살균수를 열교환기를 거쳐 유동시키고 제어하는 유동 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. Biological anti-adhesion combined slime removal device of the heat exchanger of the present invention for achieving the above object is an electrolysis cell having a positive electrode and a negative electrode so as to generate a disinfectant by electrolyzing seawater (salt water) which is a supply water, and DC power supply means for supplying DC power between the anode and the cathode of the electrolysis cell, and flow control means for flowing and controlling the supply water or sterilization water containing the sterilant generated in the electrolysis cell through a heat exchanger It is characterized by including.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 이 발명의 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치는, 소금물을 전기분해하여 살균제를 발생시킬 수 있도록 양극 및 음극을 갖는 전기분해셀과, 상기 전기분해셀의 양극과 음극 사이에 직류전원을 공급하는 직류전원 공급수단과, 상기 전기분해셀에 공급하기 위한 상기 소금물을 저장하는 소금물 저장수단, 및 상기 소금물 저장수단 내의 소금물 또는 상기 전기분해셀에서 발생된 상기 살균제가 포함된 살균수를 열교환기를 거쳐 유동시키고 제어하는 유동 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the biological anti-adhesion combined slime removal device of the heat exchanger of the present invention for achieving the above object, the electrolysis cell having a positive electrode and a negative electrode so as to generate a sterilizing agent by electrolyzing salt water, DC power supply means for supplying DC power between the positive electrode and the negative electrode, salt water storage means for storing the brine for supplying to the electrolysis cell, and salt water in the salt water storage means or the sterilizer generated in the electrolysis cell It characterized in that it comprises a flow control means for flowing and controlling the sterilizing water contained in the heat exchanger.

또한, 이 발명에 따르면, 상기 유동 제어수단에 의해 상기 열교환기를 거쳐 유동하는 상기 살균수를 중화제와 반응시켜 상기 살균수 내의 살균제를 제거한 후 외부로 배출하는 중화수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. According to the present invention, the flow control means further comprises neutralizing means for reacting the sterilizing water flowing through the heat exchanger with a neutralizing agent to remove the sterilizing agent in the sterilizing water and then discharging it to the outside.

또한, 이 발명에 따르면, 상기 유동 제어수단은 상기 전기분해셀을 통과하지 않는 분기 라인과, 상기 분기 라인에 설치되는 밸브를 더 갖는 것을 특징으로 한다. In addition, according to the present invention, the flow control means is characterized in that it further has a branch line that does not pass through the electrolysis cell, and a valve installed in the branch line.

또한, 이 발명에 따르면, 상기 직류전원 공급수단은 상기 전기분해셀에서 발생하여 상기 열교환기로 유동하는 상기 살균제의 농도가 0.1 ~ 50 ppm을 유지하는 직류전원을 상기 전기분해셀의 양극과 음극 사이에 공급하는 것을 특징으로 하다. In addition, according to the present invention, the DC power supply means is a DC power supply between the positive electrode and the negative electrode of the electrolysis cell generated in the electrolysis cell to maintain the concentration of the sterilant 0.1 to 50 ppm flowing to the heat exchanger It is characterized by the supply.

또한, 이 발명에 따르면, 상기 전기분해셀에서 발생하여 상기 열교환기 및 상기 중화수단을 거쳐 외부로 배출되는 배출수 내의 살균제의 농도를 0.1 ppm 이하로 유지시키는 탈염소수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, according to the present invention, characterized in that it further comprises a dechlorination means for maintaining the concentration of the disinfectant in the discharge water generated in the electrolysis cell and discharged to the outside through the heat exchanger and the neutralizing means to 0.1 ppm or less. .

또한, 이 발명에 따르면, 상기 소금물의 농도를 1,000 ~ 40,000 ppm으로 유지시키는 농도 유지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, according to this invention, it characterized in that it further comprises a concentration maintaining means for maintaining the concentration of the brine at 1,000 ~ 40,000 ppm.

이 발명은 소금물을 전기분해하여 발생한 살균제를 열교환기에 순환시킴으로써 열교환기에 생물이 부착되는 것을 방지함과 더불어 열교환기에 형성된 슬라임을 제거할 수 있어, 열교환기를 깨끗하게 관리할 수 있어서 물을 장시간 동안 저수조에 원활하게 공급가능하며, 열교환기의 보수 유지에 소비되는 비용을 절약할 수 있는 장점이 있다.
The present invention prevents organisms from adhering to the heat exchanger by circulating the sterilizer generated by electrolysis of the brine to the heat exchanger, and removes the slime formed in the heat exchanger, so that the heat exchanger can be managed cleanly so that the water can be smoothly stored in the water tank for a long time. It can be supplied, and there is an advantage that can save the cost spent on maintenance of the heat exchanger.

도 1은 기존의 활어 저수조에 물을 공급하는 방식을 나타낸 개념도이고,
도 2는 열교환기에 생물이 부착하는 과정을 도시한 흐름도이고,
도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치(해수인 경우)의 개략도이고,
도 4는 이 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치(담수인 경우)의 개략도이고,
도 5는 이 발명에 따른 모의실험용 장치의 블록도이며,
도 6은 이 발명에 따른 모의실험용 장치의 사진이다.
1 is a conceptual diagram illustrating a method of supplying water to an existing live fish tank,
2 is a flowchart illustrating a process of attaching a living organism to a heat exchanger,
Figure 3 is a schematic diagram of a biological attachment prevention slime removal device (in case of sea water) for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a schematic diagram of a biological attachment prevention slime removal device (in case of fresh water) according to another embodiment of the present invention,
5 is a block diagram of a simulation apparatus according to the present invention,
6 is a photograph of a simulation apparatus according to the present invention.

아래에서, 이 발명에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.In the following, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the anti-adhesion combined slime removal device for a heat exchanger according to the present invention will be described in detail.

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치(해수인 경우)의 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치는 공급수인 해수(소금물)를 전기분해하여 살균제를 발생시킬 수 있도록 양극 및 음극을 갖는 전기분해셀(310)과, 전기분해셀(310)의 양극과 음극 사이에 직류전원을 공급하는 직류전원 공급수단(320)과, 공급수 또는 전기분해셀(310)에서 발생된 TRO가 포함된 살균수를 열교환기(120)를 거쳐 유동시키고 제어하는 유동 제어수단(330), 및 유동 제어수단(330)에 의해 열교환기(120)를 거쳐 유동하는 살균수를 중화제와 반응시켜 살균수 내의 TRO를 제거한 후 외부로 배출하는 중화수단(340)으로 구성된다. Figure 3 is a schematic diagram of a biofouling prevention slime removal device (in case of sea water) for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the bio-adhesion prevention slime removal device for a heat exchanger according to this embodiment includes an electrolysis cell 310 having a positive electrode and a negative electrode so as to generate a disinfectant by electrolyzing seawater (salt), which is a supply water. ), A DC power supply means 320 for supplying DC power between the positive electrode and the negative electrode of the electrolysis cell 310, and the sterilizing water containing TRO generated from the supply water or the electrolysis cell 310 is a heat exchanger. The flow control means 330 for flowing and controlling through the 120 and the sterilizing water flowing through the heat exchanger 120 by the flow control means 330 reacts with a neutralizing agent to remove TRO in the sterilizing water and then to the outside. The neutralizing means 340 is discharged.

여기서, 전기분해셀(310)은 고온액체와 저온액체와의 2개의 유체 사이에서 열의 이동을 실시해 적정한 수온의 물을 활어를 보관하는 저수조(110)에 공급되도록 하는 열교환기(120)의 전단에 설치된다. 즉, 전기분해셀(310)은 유동 제어수단(330)을 구성하는 메인 라인에 설치하되, 열교환기(120) 전단에 위치하도록 설치된다. Here, the electrolysis cell 310 performs a heat transfer between the two fluids of the high temperature liquid and the low temperature liquid, so that the water of the proper water temperature is supplied to the water storage tank 110 storing the live fish at the front end of the heat exchanger 120. Is installed. That is, the electrolysis cell 310 is installed in the main line constituting the flow control means 330, it is installed to be located in front of the heat exchanger (120).

따라서, 이 실시예의 장치는 전기분해셀(310)에 직류전원 공급수단(320)에서 직류전원을 공급하면 해수가 통과하면서 상기 반응식 1 내지 반응식 8 사이의 반응이 일어난다. 이러한 전기분해셀(310)에서의 전기분해에 의해 생성된 TRO는 살균제로서, 열교환기(120)로 공급되는 해수에 포함된 생물이 열교환기(120)에 부착되는 것을 방지할 뿐만 아니라 열교환기에 존재하는 슬라임을 제거하게 된다. Therefore, in the apparatus of this embodiment, when the DC power is supplied from the DC power supply unit 320 to the electrolysis cell 310, the reaction between the reaction schemes 1 to 8 occurs while the seawater passes. The TRO generated by the electrolysis in the electrolysis cell 310 is a germicide, and prevents organisms contained in the seawater supplied to the heat exchanger 120 from being attached to the heat exchanger 120 as well as being present in the heat exchanger. The slime is removed.

상기와 같이 생물 부착을 방지하고 슬라임을 제거한 TRO가 포함된 살균수는 중화공정을 거쳐 외부로 배출된다. NaOCl을 제거하는 방법은 촉매를 사용하거나 화학약품을 이용해 중화가 가능하다. 그런데, 이 실시예에서는 TRO가 포함된 살균수를 중화수단(340)에서 중화제와 반응시켜 TRO를 제거한 후 배출하도록 구성한 것이다. 일반적으로 적용가능한 중화제로는 이산화황(sulfur dioxide, SO2), 중아황산나트륨(sodium bisulfite, NaHSO3), 아산황산나트륨(sodium sulfite, Na2SO3), 티오황산나트륨(sodium thiosulfate, Na2S2O3) 등이 있다. 이때, 주요 화합물과 유효염소와의 반응식은 다음과 같다.As described above, sterilized water containing TRO, which prevents biofouling and removes slime, is discharged to the outside through a neutralization process. The removal of NaOCl can be neutralized using a catalyst or chemicals. However, in this embodiment, the sterilized water containing TRO is reacted with the neutralizing agent in the neutralizing means 340 to remove the TRO and to discharge the TRO. Generally applicable neutralizing agents include sulfur dioxide (SO 2 ), sodium bisulfite (NaHSO 3 ), sodium sulfite (Na 2 SO 3 ), sodium thiosulfate (Na 2 S 2 O 3) ). At this time, the reaction formula of the main compound and the effective chlorine is as follows.

[반응식 14][Reaction Scheme 14]

Na2S2O3 + Cl2 + H2O → Na2S04 + S + 2HClNa 2 S 2 O 3 + Cl 2 + H 2 O → Na 2 S0 4 + S + 2HCl

아래에서는 이 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치를 운전하는 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of operating the biofouling prevention slime removing device for the heat exchanger according to this embodiment will be described.

해수 공급 모드Seawater supply mode

슬라임이 형성되는 않은 경우에 해수는 모든 라인 l1 → l2 → l3 → l4 → l5 → l10 라인을 거쳐 저수조(110)에 공급되며, 이때 l4 라인에 있는 전기분해셀(310)은 전기를 공급하지 않는 모드(Mode)로 운영된다. 도 3에서, 도면부호 331은 메인 라인에 설치되며 유동 제어수단(330)을 구성하는 펌프를 나타내고, 도면부호 332는 전기분해셀(310)의 보수 및 유지하기 위해 메인 라인에서 분기된 분기 라인에 설치되며 유동 제어수단(330)을 구성하는 밸브를 나타낸다. 슬라임이 형성되지 않은 경우에도 전기분해셀(310)로 해수를 공급하는 것은 전극에 전기분해 과정에서 부착된 스케일(칼슘, 마그네슘 등의 축적물)을 제거하기 위해서다.If no slime is formed, the seawater is supplied to the reservoir 110 through all the lines l 1 → l 2 → l 3 → l 4 → l 5 → l 10 , whereby the electrolysis cell 310 in the l 4 line is provided. ) Operates in a mode that does not supply electricity. In FIG. 3, reference numeral 331 denotes a pump installed in the main line and constituting the flow control means 330, and reference numeral 332 denotes a branch line branched from the main line in order to repair and maintain the electrolysis cell 310. The valve is provided and constitutes the flow control means 330. Even when no slime is formed, the supply of seawater to the electrolysis cell 310 is to remove scales (accumulations such as calcium and magnesium) attached to the electrode during the electrolysis process.

슬라임제거 모드Slime removal mode

슬라임을 제거하기 위해서는 유동 제어수단(330)을 구성하는 밸브 V1과 밸브 V6을 이용해 경로를 차단하고, 해수를 l3 → l4 → l5 → l6 → l7 라인을 따라 순환시킨다. 이때, l4 라인에 있는 전기분해셀(310)은 직류전원 공급수단(320)을 통해 직류전원이 공급되어 해수를 전기분해한다. 이때, 상기 순환 라인 l3 → l4 → l5 → l6 → l7 라인에서 운영하는 살균제 TRO 농도는 0.1 ~ 50 ppm 내외가 적합하다. 여기서, 0.1 ppm TRO 보다 낮은 농도는 살균대상이 되는 미생물이 사멸하지 않는 농도이며, 50 ppm TRO 이상은 필요 이상의 염소가 공급되어 전기에너지의 낭비가 일어나기 때문이다. 즉, 이 실시예에서는 전기분해셀(310)에서 발생하여 열교환기(120)로 유동하는 살균제 TRO 농도가 0.1 ~ 50 ppm을 유지하는 직류전원을 직류전원 공급수단(320)에서 전기분해셀(310)의 양극과 음극 사이에 공급하도록 제어하면 된다.To remove the slime, the path is blocked using the valve V1 and the valve V6 constituting the flow control means 330, and the sea water is circulated along the line l 3 → l 4 → l 5 → l 6 → l 7 . At this time, the electrolysis cell 310 in line 4 is supplied with direct current power through the direct current power supply means 320 to electrolyze seawater. At this time, the concentration of the disinfectant TRO operating in the circulation line l 3 → l 4 → l 5 → l 6 → l 7 is suitably about 0.1 to 50 ppm. Here, the concentration lower than 0.1 ppm TRO is a concentration at which the microorganism to be sterilized does not die, and more than 50 ppm TRO is supplied with more chlorine than necessary to waste electric energy. That is, in this embodiment, the electrolytic cell 310 is supplied from the DC power supply unit 320 to a DC power source having a concentration of 0.1 to 50 ppm of the sterilant TRO generated in the electrolysis cell 310 and flowing to the heat exchanger 120. It may be controlled so as to be supplied between the positive electrode and the negative electrode.

배출수 모드Effluent Mode

슬라임의 제거가 완료되면, 해수는 l1 → l2 → l3 → l4 → l5 → l6 → l8 라인을 따라 중화수단(340)으로 공급된다. 그러면, 중화수단(340)에서는 TRO가 포함된 해수를 중화제와 반응시켜 TRO를 제거한 후 l9 라인을 통해 외부로 배출한다. 이러한 중화공정을 거쳐 배출되는 TRO의 농도는 0.1 ppm 이하로 하여 생태계에 영향을 주지 않도록 한다. 즉, 이 실시예는 전기분해셀(310)에서 발생하여 열교환기(120) 및 중화수단(340)을 거쳐 외부로 배출되는 배출수 내의 살균제 TRO 농도를 0.1 ppm 이하로 유지시키는 탈염소수단(도시안됨)을 더 갖도록 구성된다.
When the removal of the slime is completed, the sea water is supplied to the neutralization means 340 along the lines l 1 → l 2 → l 3 → l 4 → l 5 → l 6 → l 8 . Then, the neutralization means (340) reacts the seawater containing TRO with the neutralizing agent to remove the TRO, and then discharges it through the l 9 line. The concentration of TRO emitted through this neutralization process should be 0.1 ppm or less, so as not to affect the ecosystem. That is, this embodiment is a dechlorination means (not shown) for maintaining the concentration of the disinfectant TRO in the discharge water generated in the electrolysis cell 310 and discharged to the outside through the heat exchanger 120 and the neutralizing means 340 (0.1 ppm or less). It is configured to have more).

도 4는 이 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치(담수인 경우)의 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치는 소금물을 전기분해하여 살균제를 발생시킬 수 있도록 양극 및 음극을 갖는 전기분해셀(410)과, 전기분해셀(410)의 양극과 음극 사이에 직류전원을 공급하는 직류전원 공급수단(420)과, 전기분해셀(410)에 공급하기 위한 소금물을 저장하는 소금물 저장수단(430), 및 소금물 저장수단(430) 내의 소금물 또는 전기분해셀(410)에서 발생된 TRO가 포함된 살균수를 열교환기(120)를 거쳐 유동시키고 제어하는 유동 제어수단(440), 및 유동 제어수단(440)에 의해 열교환기(120)를 거쳐 유동하는 살균수를 중화제와 반응시켜 살균수 내의 TRO를 제거한 후 외부로 배출하는 중화수단(450)으로 구성된다. Figure 4 is a schematic diagram of a biological attachment prevention slime removal device (in case of fresh water) for a heat exchanger according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the biodegradation combined slime removing device for a heat exchanger according to this embodiment includes an electrolysis cell 410 having a positive electrode and a negative electrode so as to generate a disinfectant by electrolyzing salt water, and an electrolysis cell. DC power supply means 420 for supplying DC power between the anode and the cathode of 410, salt water storage means 430 for storing the brine for supplying the electrolysis cell 410, and salt water storage means 430 Flow control means 440 for flowing and controlling the sterile water containing TRO generated in the brine or electrolysis cell 410 through the heat exchanger 120, and the flow control means 440 The sterilizing water flowing through 120 is reacted with a neutralizing agent to remove TRO in the sterilizing water and to discharge the neutralizing means 450 to the outside.

여기서, 전기분해셀(410)은 고온액체와 저온액체와의 2개의 유체 사이에서 열의 이동을 실시해 적정한 수온의 물을 활어를 보관하는 저수조(110)에 공급되도록 하는 열교환기(120)의 전단에 설치된다. 즉, 전기분해셀(410)은 유동 제어수단(440)을 구성하는 메인 라인에 설치하되, 열교환기(120) 전단에 위치하도록 설치된다. Here, the electrolysis cell 410 is a front of the heat exchanger 120 to perform a heat transfer between the two fluids of the hot liquid and the low temperature liquid to supply the water of the appropriate water temperature to the reservoir 110 for storing the live fish. Is installed. That is, the electrolysis cell 410 is installed in the main line constituting the flow control means 440, it is installed to be located in front of the heat exchanger (120).

따라서, 이 실시예의 장치는 전기분해셀(410)에 직류전원 공급수단(420)에서 직류전원을 공급하면 해수에서와 같이 반응식 1에 의해 차아염소산나트륨(NaOCl)이 생성되며, 이러한 차아염소산나트륨에 의해 열교환기(120)로 공급되는 담수에 포함된 생물이 열교환기(120)에 부착되는 것을 방지할 뿐만 아니라 열교환기(120)에 존재하는 슬라임을 제거하게 된다. Therefore, in the apparatus of this embodiment, when the direct current power is supplied from the direct current power supply means 420 to the electrolysis cell 410, sodium hypochlorite (NaOCl) is generated by the reaction formula 1 as in seawater, As a result, not only the organisms included in the fresh water supplied to the heat exchanger 120 are prevented from being attached to the heat exchanger 120, but also the slime present in the heat exchanger 120 is removed.

상기와 같이 생물 부착을 방지하고 슬라임을 제거한 TRO가 포함된 배출수는 해수와 동일한 중화공정을 거쳐 외부로 배출된다. 이러한 중화공정을 거쳐 배출되는 TRO의 농도는 0.1 ppm 이하로 하여 생태계에 영향을 주지 않도록 한다. 즉, 이 실시예는 전기분해셀(410)에서 발생하여 열교환기(120) 및 중화수단(450)을 거쳐 외부로 배출되는 배출수 내의 살균제 TRO 농도를 0.1 ppm 이하로 유지시키는 탈염소수단(도시안됨)을 더 갖도록 구성된다. As described above, the effluent containing TRO, which prevents biofouling and removes slime, is discharged to the outside through the same neutralization process as seawater. The concentration of TRO emitted through this neutralization process should be 0.1 ppm or less, so as not to affect the ecosystem. That is, this embodiment is a dechlorination means (not shown) for maintaining the concentration of the disinfectant TRO in the discharge water generated in the electrolysis cell 410 and discharged to the outside through the heat exchanger 120 and the neutralizing means 450 (0.1 ppm or less). It is configured to have more).

아래에서는 이 실시예에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치를 운전하는 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of operating the biofouling prevention slime removing device for the heat exchanger according to this embodiment will be described.

담수공급 모드Freshwater Supply Mode

열교환기에 슬라임이 형성되는 않은 경우에 담수는 l1 → l3 → l4 → l5 → l11 라인을 거쳐 저수조(110)에 공급되며, 이때 l4 라인에 있는 전기분해셀(410)은 전기를 공급하지 않는 모드(Mode)로 운영된다. 도 4에서, 도면부호 441은 메인 라인에 설치되며 유동 제어수단(440)을 구성하는 펌프를 나타내고, 도면부호 442는 전기분해셀(410)의 보수 및 유지하기 위해 메인 라인에서 분기된 분기 라인에 설치되며 유동 제어수단(440)을 구성하는 밸브를 나타낸다. 슬라임이 형성되지 않은 경우에도 전기분해셀(410)을 통과시켜 담수를 공급하는 것은 전극에 전기분해 과정에서 부착된 스케일(칼슘, 마그네슘 등의 축적물)을 제거하기 위해서다. In the case where no slime is formed in the heat exchanger, fresh water is supplied to the reservoir 110 via the line l 1 → l 3 → l 4 → l 5 → l 11 , where the electrolysis cell 410 in the l 4 line is electrically It operates in a mode that does not supply. In FIG. 4, reference numeral 441 denotes a pump which is installed on the main line and constitutes the flow control means 440, and reference numeral 442 denotes a branch line branched from the main line to repair and maintain the electrolysis cell 410. The valve is provided and constitutes the flow control means 440. Even when no slime is formed, the supply of fresh water through the electrolysis cell 410 is to remove scales (accumulations such as calcium and magnesium) attached to the electrode during the electrolysis process.

슬라임제거 모드Slime removal mode

슬라임을 제거하기 위해서는 유동 제어수단(440)을 구성하는 밸브 V1과 밸브 V6을 제어하여 담수공급 경로를 차단하고, 소금물 저장수단(430)의 소금물을 l3 → l4 → l6 → l7 → l8 라인을 따라 순환시킨다. 이때, l4 라인에 있는 전기분해셀(410)은 직류전원 공급수단(420)을 통해 직류전원이 공급된다. 여기서, 라인에서 운영하는 살균제 TRO 농도는 0.1 ~ 50 ppm 내외가 적합하다. 0.1 ppm 보다 낮은 농도는 살균대상이 되는 미생물이 사멸하지 않는 농도이며, 50 ppm 이상은 필요 이상의 염소가 공급되어 전기에너지의 낭비가 일어나기 때문이다. 즉, 이 실시예에서는 전기분해셀(410)에서 발생하여 열교환기(120)로 유동하는 살균제 TRO 농도가 0.1 ~ 50 ppm을 유지하는 직류전원을 직류전원 공급수단(420)에서 전기분해셀(410)의 양극과 음극 사이에 공급하도록 제어하면 된다.To remove the slime, the valve V1 and the valve V6 constituting the flow control means 440 are blocked to block the fresh water supply path, and the brine from the brine storage means 430 is l 3 → l 4 → l 6 → l 7 → Circulate 8 lines. At this time, the electrolysis cell 410 in the line 4 is supplied with DC power through the DC power supply means 420. Here, the concentration of the sterilizer TRO operating in the line is suitable about 0.1 ~ 50 ppm. A concentration lower than 0.1 ppm is a concentration at which microorganisms to be sterilized are not killed, and more than 50 ppm is supplied with more chlorine than necessary to waste electrical energy. That is, in this embodiment, the electrolysis cell 410 is supplied from the DC power supply means 420 to a DC power supply generated in the electrolysis cell 410 and flowing into the heat exchanger 120 to maintain a sterilant TRO concentration of 0.1 to 50 ppm. It may be controlled so as to be supplied between the positive electrode and the negative electrode.

한편, 담수를 전기분해하는 경우 에너지 소비량이 급격히 증가하게 되므로, TRO를 효과적으로 생성하기 위해 라인에 NaCl 농도를 1,000 ~ 40,000 ppm을 내외에서 유지하는 것이 바람직하다. 즉, 이 실시예는 소금물의 농도를 1,000 ~ 40,000 ppm으로 유지시키는 농도 유지수단(도시안됨)을 더 갖도록 구성하면 된다. On the other hand, since the energy consumption is rapidly increased when electrolyzing fresh water, it is preferable to maintain NaCl concentration in the line of about 1,000 ~ 40,000 ppm in order to effectively generate TRO. That is, this embodiment may be configured to further have a concentration maintaining means (not shown) for maintaining the concentration of the brine at 1,000 to 40,000 ppm.

배출수 모드Effluent Mode

슬라임의 제거가 완료되면 소금물은 l1 → l2 → l4 → l5 → l6 → l7 → l9 → l10 라인을 통과하여 외부로 배출된다. 한편, l9 라인의 소금물에는 TRO가 포함되어 있으므로 이를 중화제와 중화수단(450)에서 혼합해 TRO를 0.1 ppm으로 제거한 후 외부로 배출한다.
After the slime is removed, the brine is discharged through the lines l 1 → l 2 → l 4 → l 5 → l 6 → l 7 → l 9 → l 10 . On the other hand, since the brine of the l 9 line contains TRO, it is mixed in the neutralizing agent and the neutralizing means 450 to remove the TRO to 0.1 ppm and then discharged to the outside.

[실험예][Experimental Example]

1. 장치 및 운전조건1. Device and operating conditions

이 발명의 평가를 위한 모의실험용 장치는 2m3 해수/hr의 처리 용량을 가지며, 도 5와 같이 구성했다. 도 5는 이 발명에 따른 모의실험용 장치의 블록도이고, 도 6은 이 발명에 따른 모의실험용 장치의 사진이다. 이 모의실험용 장치의 설계기준은 표 2에, 전기분해셀의 사양은 표 3에 각각 나타냈다. 전해조에서 생성되는 산화제의 농도는 직류정류기에서 공급하는 전류값을 통해 조절하였다. Simulated experimental apparatus for the evaluation of the invention has a treatment capacity of the sea water 2m 3 / hr, was configured as shown in FIG. 5 is a block diagram of a simulation apparatus according to the present invention, Figure 6 is a photograph of the simulation apparatus according to the present invention. The design criteria of this simulation apparatus are shown in Table 2, and the specifications of the electrolysis cell are shown in Table 3, respectively. The concentration of oxidant produced in the electrolyzer was controlled by the current value supplied from the DC rectifier.

[표 2] 설계 자료[Table 2] Design data

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Figure pat00002

[표 3] 전기분해셀 사양[Table 3] Electrolysis Cell Specifications

Figure pat00003
Figure pat00003

2. 운전 및 평가2. Driving and Evaluation

가. 살균단계end. Sterilization Stage

미생물수 탱크(T1)에 미생물 군체를 조절하여 P1 펌프를 통해 메인 라인의 샘플링 탱크(T3)로 이동시켰다. 이때, 메인 라인에서 분기된 분기 라인으로 해수를 P2 펌프를 통해 전해조에 공급하고, 전해조에 전류를 인가하여 메인 라인의 농도를 조절하였다. 실험에 사용한 해수의 조건은 다음 표 4와 같으며, 표 5는 T1 미생물수 탱크(T1) 내 미생물의 종류이다.The microbial colonies were adjusted to the microbial water tank (T1) and moved to the sampling tank (T3) of the main line through the P1 pump. At this time, seawater was supplied to the electrolyzer through the P2 pump as a branch line branched from the main line, and current was applied to the electrolyzer to adjust the concentration of the main line. The seawater conditions used in the experiment are shown in Table 4 below, and Table 5 shows the types of microorganisms in the T1 microbial water tank (T1).

[표 4] 해수의 조건[Table 4] Conditions of Seawater

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Figure pat00004

[표 5] 실험에 사용된 미생물수 탱크(T1)내 미생물 종류[Table 5] Microorganism types in the microbial water tank (T1) used in the experiment

Figure pat00005
Figure pat00005

나. 배출단계I. Discharge stage

샘플링 탱크(T3)에서 P3 펌프를 통해 샘플링 탱크(T5)로 이동시키면서, 해수에 존재하는 산화제를 중화시켰다. The oxidizing agent present in the seawater was neutralized while moving from the sampling tank T3 to the sampling tank T5 through the P3 pump.

다. 샘플링All. sampling

샘플링은 S1 ~ S6의 6곳에서 수행했다. 샘플은 화학분석과 성능분석에 이용했다. S2는 성능평가를 위해 대조군으로 사용된 대조군 탱크(T2)에서의 미생물 분석, S3은 전해조에서 생성된 TRO의 농도 분석, S4는 메인 라인에 혼합된 후의 TRO 농도 분석, S5, S6은 성능평가와 부산물 분석을 위한 샘플링 위치이다.Sampling was performed at six locations S1 to S6. Samples were used for chemical and performance analysis. S2 is a microorganism analysis in a control tank (T2) used as a control for performance evaluation, S3 is a concentration analysis of TRO produced in the electrolytic cell, S4 is a TRO concentration analysis after mixing in the main line, S5, S6 is a performance evaluation and Sampling location for by-product analysis.

3. 결과3. Results

가. 미생물 제거end. Microbial removal

다음 표 6은 해수의 조건이 PSU 33 기준과 PSU 20 기준에서 미생물수 탱크(T1)에 존재하는 미생물을 전기분해에 의해 생성된 TRO 농도 20ppm로 살균한 후, 샘플링 탱크(T3)에서 미생물을 측정한 것이다. 미생물 제거가 TRO 20 ppm에서 완전한 사멸이 가능함을 알 수 있었다.Table 6 shows the microorganisms measured in the sampling tank (T3) after sterilizing the microorganisms in the microbial water tank (T1) in the seawater conditions PSU 33 and PSU 20 standards with a concentration of 20 ppm of TRO produced by electrolysis. It is. It was found that microbial removal was able to kill completely at 20 ppm of TRO.

[표 6] 미생물 사멸 평가[Table 6] Microbial killing evaluation

Figure pat00006
Figure pat00006

나. 배출수 분석I. Effluent Analysis

다음 표 7은 중화처리된 후 해수를 샘플링 탱크(T5)에서 채취하여 부산물 DBPs를 화학적 분석한 결과이다. 참고로 세계주요국의 규제치와 실험결과를 비교하였다. 결과로, 음용수 수준이하의 부산물이 생성됨을 확인할 수 있었다.Table 7 below shows the results of chemical analysis of by-product DBPs obtained from the sampling tank (T5) after seawater was neutralized. For reference, the regulation values of major countries of the world are compared with the experimental results. As a result, it was confirmed that by-products below the drinking water level were produced.

[표 7] 세계 보건기구 및 미국의 규제농도와 본 실험의 결과 비교Table 7 Comparison of Regulatory Concentrations in the World Health Organization and the US

Figure pat00007
Figure pat00007

다. 급성독성(Acute Toxicity) 평가All. Acute Toxicity Assessment

중화처리된 후 해수를 샘플링 탱크(T5)에서 채취하여 배출수의 생태환경영향 평가를 하였다. 표 8은 독성평가를 위해 사용된 미생물과 평가 방법을 나타냈다. 처리수는 배지를 0.0, 6.25, 12.5, 25.0, 50.0 및 100% 희석하여 평가하며, 평가시간은 최대 4일간이다. After neutralization, seawater was collected from sampling tank (T5) to evaluate the ecological impacts of the discharged water. Table 8 shows the microorganisms used for the toxicity assessment and the evaluation methods. The treated water is evaluated by diluting the medium 0.0, 6.25, 12.5, 25.0, 50.0 and 100%, the evaluation time is up to 4 days.

[표 8] 평가에 사용된 미생물 및 생물[Table 8] Microorganisms and organisms used for evaluation

Figure pat00008
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급성독성 결과는 다음 표 9, 표 10과 같다. 표에서 같이 배출수를 중화처리하여 외부계로 배출하여도 무해함을 알 수 있었다.Acute toxicity results are shown in Table 9 and Table 10. As shown in the table, it was found that it is harmless even if it is neutralized and discharged to external system.

[표 9] 33 PSU에서 급성독성 평가Table 9 Acute Toxicity Assessment in 33 PSUs

Figure pat00009
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[표 10] 20 PSU에서 급성독성 평가Table 10 Acute Toxicity Assessment at 20 PSU

Figure pat00010
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4. 결론4. Conclusion

(1) 열교환기의 슬라임을 대신해 모의 미생물을 가지고 평가를 수행한 결과, 열교환기의 슬라임 제거를 위한 전기분해셀의 설계와 배출수의 생태계에 영향을 주지 않는 설계가 가능함을 알 수 있었다.(1) As a result of evaluation with simulated microorganisms instead of slime of heat exchanger, it was found that design of electrolysis cell for slime removal of heat exchanger and design without affecting the ecosystem of effluent were possible.

(2) TRO 농도 20 ppm은 1시간 기준의 살균제 농도로 짧은 시간내 처리를 위해서는 20 ppm 이상의 고농도 처리를, 1시간 보다 긴시간 처리를 위해서는 저농도 처리가 가능함을 알 수 있었다.(2) It was found that 20 ppm of TRO concentration was a bactericide concentration based on 1 hour, and high concentration treatment of 20 ppm or more for short time treatment and low concentration treatment for longer than 1 hour treatment were possible.

(3) 중화처리 공정에서 TRO 농도를 0.1 ppm으로 유지하면 부산물의 발생 억제와 배출수의 해양생태계에 영향이 없음을 알 수 있었다.(3) In the neutralization process, if the concentration of TRO was maintained at 0.1 ppm, it could be seen that there was no effect on the suppression of by-products and the marine ecosystem of the effluent.

이상에서 이 발명에 따른 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
In the above description, the technical idea of the anti-adhesion combined slime removing device for a heat exchanger according to the present invention has been described together with the accompanying drawings, but this is by way of example and not by way of limitation. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

110 : 저수조 120 : 열교환기
310 : 전기분해셀 320 : 직류전원 공급수단
330 : 유동 제어수단 340 : 중화수단
110: reservoir 120: heat exchanger
310: electrolysis cell 320: DC power supply means
330 flow control means 340 neutralization means

Claims (8)

공급수인 해수(소금물)를 전기분해하여 살균제를 발생시킬 수 있도록 양극 및 음극을 갖는 전기분해셀과,
상기 전기분해셀의 양극과 음극 사이에 직류전원을 공급하는 직류전원 공급수단, 및
상기 공급수 또는 상기 전기분해셀에서 발생된 상기 살균제가 포함된 살균수를 열교환기를 거쳐 유동시키고 제어하는 유동 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
An electrolysis cell having a positive electrode and a negative electrode so as to generate a disinfectant by electrolyzing seawater (salt water), which is a supply water,
DC power supply means for supplying DC power between the anode and the cathode of the electrolysis cell, and
And a flow control means for flowing and controlling the sterilizing water containing the sterilizing agent generated in the supply water or the electrolysis cell through a heat exchanger.
소금물을 전기분해하여 살균제를 발생시킬 수 있도록 양극 및 음극을 갖는 전기분해셀과,
상기 전기분해셀의 양극과 음극 사이에 직류전원을 공급하는 직류전원 공급수단과,
상기 전기분해셀에 공급하기 위한 상기 소금물을 저장하는 소금물 저장수단, 및
상기 소금물 저장수단 내의 소금물 또는 상기 전기분해셀에서 발생된 상기 살균제가 포함된 살균수를 열교환기를 거쳐 유동시키고 제어하는 유동 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
An electrolysis cell having a positive electrode and a negative electrode so as to generate a bactericide by electrolyzing the brine,
DC power supply means for supplying DC power between the anode and the cathode of the electrolysis cell;
Brine storage means for storing the brine for supplying the electrolysis cell, and
Biological attachment prevention slime removal apparatus for heat exchanger comprising a flow control means for flowing and controlling the sterilized water containing the sterilizing agent generated in the brine or the electrolysis cell in the brine storage means through a heat exchanger.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유동 제어수단에 의해 상기 열교환기를 거쳐 유동하는 상기 살균수를 중화제와 반응시켜 상기 살균수 내의 살균제를 제거한 후 외부로 배출하는 중화수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
The method according to claim 1 or 2,
The biological control device slime removal for heat exchanger further comprises a neutralizing means for reacting the sterilizing water flowing through the heat exchanger by the flow control means with a neutralizing agent to remove the sterilizing agent in the sterilizing water and then discharge it to the outside. Device.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유동 제어수단은 상기 전기분해셀을 통과하지 않는 분기 라인과, 상기 분기 라인에 설치되는 밸브를 더 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
The method according to claim 1 or 2,
The flow control means further includes a branch line that does not pass through the electrolysis cell, and a slime removal device for a biological attachment prevention heat exchanger, characterized in that it further comprises a valve installed in the branch line.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 직류전원 공급수단은 상기 전기분해셀에서 발생하여 상기 열교환기로 유동하는 상기 살균제의 농도가 0.1 ~ 50 ppm을 유지하는 직류전원을 상기 전기분해셀의 양극과 음극 사이에 공급하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
The method according to claim 1 or 2,
The DC power supply means is a heat exchange, characterized in that for supplying a DC power between the positive electrode and the negative electrode of the electrolysis cell generated in the electrolysis cell and the concentration of the sterilant flowing in the heat exchanger is 0.1 ~ 50 ppm Anti-adherent combined slime removal device.
청구항 3에 있어서,
상기 전기분해셀에서 발생하여 상기 열교환기 및 상기 중화수단을 거쳐 외부로 배출되는 배출수 내의 살균제의 농도를 0.1 ppm 이하로 유지시키는 탈염소수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
The method according to claim 3,
Biodegradation combined slimes for heat exchangers further comprises a dechlorination means for maintaining the concentration of the disinfectant in the discharged water generated in the electrolysis cell and discharged to the outside through the heat exchanger and the neutralizing means to 0.1 ppm or less. Removal device.
청구항 6에 있어서,
상기 직류전원 공급수단은 상기 전기분해셀에서 발생하여 상기 열교환기로 유동하는 상기 살균제의 농도가 0.1 ~ 50 ppm을 유지하는 직류전원을 상기 전기분해셀의 양극과 음극 사이에 공급하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
The method of claim 6,
The DC power supply means is a heat exchange, characterized in that for supplying a DC power between the positive electrode and the negative electrode of the electrolysis cell generated in the electrolysis cell and the concentration of the sterilant flowing in the heat exchanger is 0.1 ~ 50 ppm Anti-adherent combined slime removal device.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 소금물의 농도를 1,000 ~ 40,000 ppm으로 유지시키는 농도 유지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 생물 부착 방지 겸용 슬라임 제거장치.
The method according to claim 1 or 2,
Biological attachment prevention slime removal device for heat exchanger further comprises a concentration maintaining means for maintaining the concentration of the brine to 1,000 ~ 40,000 ppm.
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