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초순수 제조 방식 및 장치

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작성자 최고관리자 작성일19-08-06 18:23 조회510회 댓글0건

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초순수제조장치 및 방식


1. 역삼투막(R.O Membrane)에 의한 초순수의 제조

 초순수란 일반적으로 17㏁/cm~18㏁/cm 정도의 전기적 저항(Electrical resistivity)을 가진 물리·화학적으로 화합물질 및 합성물질 등이 거의 존재하지 않는 고순도의 순수를 말한다. 따라서 초순수 제조장치의 응용은 사용목적 및 요구되는 수질(Quality)에 따라 System의 선택적 설계가 필요하며 목적에 적합한 초순수를 지속적으로 생산하기 위해서는 장치의 운전 및 유지관리가 용이하여야 한다.
또한 정교한 System에 의해 생산된 초순수는 주위환경 및 조건에 의해 민감한 변화를 가져올 수 있으므로 이의 보존 및 관리에 있어서 세심한 주의가 요구된다.

역삼투식 초순수 제조장치에 이용되는 반투막(Membrane)은 거의 모든 공급원수에 대하여 85%~99.8%의 우수한 고형물질 제거 능력을 가지고 있다. 따라서 역삼투압 처리장치에 의해 1차 처리된 공급원수를 2차 처리장치인 이온교환장치(MBP-MIXED bed polisher sysstem)등에 통과시켜 잔류 고형물질(이온물질)을 제거함으로써 전기적 저항(Electrical resistivity)10㏁/cm~18.3㏁/cm의 초순수를 생산해낼 수 있다.

역삼투 반투막은 최적 조건하에서 2~3년간 지속적으로 사용이 가능하며 간단한 방법으로 교체할 수 있다. 다만 무기성물질에 의한 Scale의 발생 또는 유기물질에 의한 미세공의 막힘(Clogged)현상에 대비하여 공급원수의 연수화(Softning),Scale 방지약품(Anti-scalent solution)의 투입 및 전처리 여과필터의 사용 등 현장의 요건에 맞는 정확한 설계가 필요하다.


1)장치의 특징

 종래의 복상식 이온교환 장치(Two-bed Deionization System)+혼상식 이온교환 장치(Mixed-bed Deionization system)방식은, 잦은 재생(Regeneration)에 의한 비가동시간(Shut down time), 재생(Regeneration)에 의한 비가동시간(Shut down time), 재생 약품비용의 과다지출 및 인력낭비 그리고 매 재생시마다 발생되는 악성폐수의 처리문제등 여러가지 불합리한 요소들을 안고 있다.

역삼투 장치(Reverse Osmosis system)+혼상식 이온교환 장치(Mixed-bed Deionization System)의 방식은 이와같은 문제점들을 획기적으로 보완한 공법이다. 또한 연구. 실험실용등의 소형 System의 경우, 후처리로 비재생 방식 탈이온 장치를 사용하여 Polisher resin을 주기적으로 교환 충진하여 줌으로써 고순도의 초순수를 재생공정없이 지속적으로 생산할 수 있다.

또한 EDI를 이용하여 초순수를 제조한다.
EDI는 셀(cell)구성으로 직류 전류를 이용해 원수에서 이온을 분리하는 시스템이다.
EDI는 이온교환수지와 수지를 둘러싼 멤브레인과 물이 흐르는 공간으로 구성되어 있으며 이 공간에서 물이 수지를 거쳐 지나는 부분을 생산칸(dilute), 이온이 농축되는 부분은 농축칸(concentrate)이라 한다.
셀은 여러개가 수평으로 배치되며 그 사이에 전극판이 내장되어 칸을 나누며 이러한 셀이 모인 기기를 EDI 스택(Stack)이라고 한다.
셀 안에 직류전기를 통하면 원수의 이온은 생산칸에서 농축칸으로 전이되어 사용점에서 이온이 제건된 초순수를 생산한다. 그리고 농축수는 배수하거나 재사용, 아니면 RO원수로 재사용한다.


2. 혼상식 탈이온장치(MIXED-BED DEIONIZATION SYSTEM)

대개의 Deionization system에서 Mixed bed는 최상의 수질을 얻기 위한 장치이다.
이 System은 단일 탑내에 양이온교환수지와 강염기성 음이온교환수지를 혼합충진하여 초순수를 생상하는 장치로서 주로 모든 순수제조장치의 최종처리장치로 설치되며 재생제로는 양이온 교환수지는 염산(Hcl), 음이온교환수지는 가성소다(NaOH)가 사용된다


3. 복상식 탈이온장치(TWO BED DEIONIZATION SYSTEM)

 1) No silica(Si)removal type

 Silica를 제외한 Chloride, Sulfate, Bicarbonate와 같은 모든 양이온과 음이온을 제거하는 장치이다. 이 System에는 강산성 양이온교환수지와 약염기성 음이온 교환수지가 사용되며 또한 Carbon dioxide(C)를 제거하기 위하여 Degasfier(탈탄산장치)의 설치가 필요하다.
재생제로는 양이온교환수지에 염산(Hcl)또는 황산( )이 사용되며 음이온교환수지는 약염기성이므로 가성소다(NaOH)또는 암모니아() 및 소다회(Soda ash)가 사용된다.

2) Silica(Si) removal type

 Silica를 포함한 완전한 탈 이온화가 필요할 때 응용되는 장치이다.
강산성 양이온 교환수지와 강염기성 음이온 교화수지가 사용되며 재생제로는 양이온 수지에 염산(Hcl)또는 황산( )이 사용된다. 그러나 강염기성 음이온교환수지의 경우에는 필히 가성소다(NaOH)를 사용하여야 한다. 특히 공급원수(Feed water)의 알칼리도(Alklinity)가 높을 때에는 두탑사이에 Degasfier를 설치하는 것이 효과적이다.

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