AQUSOFT- 종합 수처리 설비 및 컨설팅
 

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작성일 : 11-03-08 17:45
경수연화장치의 원리
 글쓴이 : aqusoft
조회 : 10,757  

경수연화장치의 취급설명

경수연화장치의 원리

    이온교환수지를 이용한 수처리수중 가장 간단한 방법이며 원수(경수) Na형의 양이온교환수지에 통과시켜 원수중의 경도성분인 칼슘이온(Ca+), 마그네슘(Mg2+)을 수지중의 나트륨이온(Na+)과 교환하여 연수를 제조하는 방법이다. 본 장치는 물속에 함유된 칼슘(Ca), 마그네슘 (Mg) , 총경도를 제거하여 기계의 부식 및 SCALE에 의해 일어나는 장해요인을 방지하여 보일러용수 및 기타용수로 사용하기에 지장이 없게 하는데 그 목적이 있다. 이러한 치환 반응이 진행되어 수지의 치환 능력이 소멸되면 10%의 식염으로 재생하여 계속적으로 사용 할수있다.

양이온교환수지의 이온 선택성은 Ca2+ > Mg2+ > Na+ 이므로 경수화반응은 (1)식과 같다.

(연화반응)

2(*RSO3Na) + Ca2+ (*RSO3)2Ca + 2Na+ ............................... (1)

R-(SO3Na)2 + Ca(HCO3)2 R-(S03)2Ca + 2NaHCO3

R-(SO2Na)2 + Mg(HCO3)2 R-(S03)2Mg + Na2SO4

*R : 이온교환수지의 고분자기본

   이와같이 양이온교환수지에 흡착된 경도성분을 제거하기 위해 경수연화장치에 식염(NaCl) 용액을 통액하면 (2)식과 같이 양이온교환수지가 활성화(재생)되므로 양이온교환수지를 계속반복하여 재생할수가 있다.

(재생반응)

(RSO3)2Ca + 2NaCl 2(RSO3Na) + CaCl2 .................................... (2)

R-(SO3)2Ca + 2NaCl R-(S03Na)2 + CaCl2

R-(SO3)2Mg + 2NaCl R-(S03Na)2 + MgCl2

강산성 양이온 교환 수지의 특성은 다음과 같다.

밀도 : 800840g/ , 유효입경 : 0.40.6mm , 균등계수 : 1.6이하

※ 양이온 교환수지 1ℓ가 처리할수있는 경도성분은 36PPM

※ 소금투입량은 99%의 소금을 수지량의 10%정도 투입한다.
1) 연화장치 운전방법

   경수연화장치의 운전은 통수공정과 재생공정으로 나눌수가 있다. 통수공정은 원수중의 경도성분(Ca++, Mg++) Na형 양이온교환수지로 제거하여 규정경도 (PPM as CaCO3)이하의 연수를 채수하는 공정이다또한 재생공정은 통수에 의해 이온교환능력을 잃어버린 양이온교환수지를 재생제(NaCl)를 사용하여 다시 이온교환능력을 회복시키는 공정이다. 이의 재생공정은 역세,약주,수세의 3공정으로 되어있다.
2) 재생공정

2-1) 역세 (Backwash)

   물을 경수연화장치에 통수하면 현탁물질 또는 홀로이드상 물질이 입자면 및 수지층상부에 누적한다. 이와같은 것이 누적되면 채널링(Channeling)현상이 일어나기 쉬울뿐 아니라 반응속도가 저하하며 압력손실이 상승하는등의 장해가 일어난다. 이를 현탁물질 또는 콜로이드상 물질을 제거하기 위해 탑 하부로부터 상향으로 물을 역세하는 공정을 말하여 역세시 수온에 따라 역세전개율이 달라지기 때문에 계절이 바뀔때마다 유속을 조절해야 한다. 통상역세전개율은 60 - 80%로 하면된다.

역세시간 : 5 - 20 (탁질제거상태가 불량하면 시간연장)

역세유속 : 설계유속 (역세전개율 60-80%)

펌 프 : RAW WATER PUMP

VALVE OPEN : #SA02 , #SA03 (#SB02 , #SB03)
2-2) 재생제 계량

   약주에 앞서 재생개시와 동시에 식염용해조로 부터 식염계량조에 규정량의 10% NaCl을 계량한 후 교반기로 식염을 완전히 용해시킨다.  

계량양 : 규정량 

           (원수의 경도가 300PPM as CaCO3이하이면 통상 100% NaCl 100g/Liter-Rinse이다)

용 해 : 식염용해용 교반기
2-3) 약주 (NaCl)

    본 공정은 통수중에 이온교환능력을 잃어버린 양이온교환수지에 재생제(10% NaCl)를 주입하여 다시 활성화시키는 공정이다. 계량이 완료된 NaCl을 수지탑 상부에서 주입하여 탑하부로 배출한다.

약주시간 : 30

유 속 : 설계유속

약주농도 : 10% NaCl

펌 프 : RAW WATER PUMP

VALVE OPEN : #SA05 ,#SA06 (#SB05 , #SB06)
2-4) 수세 (FAST RINSE)

    압출후 원수를 탑상부에서 통수하여 양이온교환수지를 재세척하는 공정이다. 수세공정종료시점은 규정경도(PPM as CaCO3) 이하의 연수가 될때까지 이다.

수세시간 : 규정농도이하가 될때까지

수세유속 : 통수유속과 동일

펌 프 : RAW WATER PUMP

VALVE OPEN : #SA01 , #SA05 (#SB01 , #SB05)
2-5) 통수공정

    규정경도(PPM as CaCO3)이하가 되면 수세공정을 종료하기 위해 경수를 연화시켜 연수저조로 보내는 공정이다.

통수시간 : 규정경도(PPM as CaCO3) 이상이 될 때까지

통수유속 : 설계유속

펌 프 : RAW WATER PUMP

VALVE OPEN : #SA01 , #SA04 (#SB01 , #SB04)


☞현대식 경수연화장치의 종류 및 규격

TYPE

Resin

Volume

()

Salt used in

one Regeneration

Maxium

Flow Rate

(/hr)

Soft Water Produced

Diameter

(m/m)Φ

Height

(m/m)H

Raw Water

5dH

Raw Water

2.5dH

HDS-100

100

10

6,000

40

80

395

1,600

HDS-200

200

20

12,000

80

160

580

"

HDS-300

300

30

18,000

120

240

640

1,830

HDS-400