1. ACTIVATED CARBON FILTER

원수중에 유기물질, 색도 성분, 잔류 염소등을 활성탄을 이용하여 흡착 제거하는 장치로서 이온교환 수지를 보호하기 위한 전처리 장치이다. 활성탄 여과장치는 유기물질, 잔류염소등의 흡착능력 이외에 물속의 부유물질, 미세 고형물질등의 일부를 여과하는 기능이 있어 일정시간 사용후 활성탄 사이에 포집된 불순물을 탱크밖으로 배출시키기 위한 역세 조작을 하여 주기적으로 배출한다.

탱크는 직립원통형으로 상하 20% 접시형 경판으로 되어 있으며 상부 원수 인입구에는 다공형 pipe 살수관이 설치되어 여과재 상부로 원수가 균일하게 분사되도록 하였으며 하부 집수장치는 P.E strainer및 strainer plate 를 설치 하였고 탱크 상부에는 활성탄의 투입 및 내부 점검을 위한 manhole 최초 운전시 탱크 내부의 air를 배출시키기 위한 vent nozzle이 설치 되어있고 하부에는 strainer 조립 및 내부 점검을 위한 manhole 처리수 배출을 위한 nozzle이 각각 설치되어 있다.

tank 중간부에 활성탄 층고및 역세상태를 점검하기 위한 sight glass와 활성탄 교체시 활성탄을 추출하기 위한 sdie hole이 설치되어 있다. tank재질은 구조용 탄소 강판(SS400)을 사용하며 부식을 방지하기 위해 내부는 epoxy 도장 3회, 외부는 방청제 2회, 도장후 지정색 paint로 마감 한다.

1. Service

	원수중에 유기물질, 색도성분 및 잔류염소등을 활성탄의 흡착 능력을 이용 제거하는 공정으로 탱크 상부로 인입된 원수는 살수관을 거쳐 활성탄층을 통과한 후 Strainer를 통해 하부로 배출되는 하향식 flow이다. Opening Valve : 1, 2

2. Backwash

	활성탄 사이에 포집된 불순물을 탱크 밖으로 배출시키는 공정으로 탱크 하부로 인입된 세척수는 strainer를 통하여 활성탄과 불순물을 팽창시킨뒤 비중이 가벼운 불순믈을 살수관을 통하여 배출 시키는 상향식 flow이다. Opening Valve : 3, 4

3. Rinse

	역세공정 완료후 service로 전환하기전 물속의 잔류 부유물질등을 완전히 제거시키고 활성탄층을 안정시키는 공정으로 하향식 flow이며 약 20분간 실시한다 Opening Valve : 1, 5

2. CATION EXCHANGER

A/C filter를 거친 filtered water 중에 Ca+2, Mg+2, Na+, K+ ... 등의 cation과 SO4-2, HCO-3, Cl-, SiO-2 ...등의 anion은 2B3T의 순수제조 장치에서 강산성 양이온 교환수지 및 강염기성 음이온 교환수지와의 이온교환반응으로 제거되고 이온교환수지의 재생조작은 재생효율을 높이기 위하여 향류 재생방법을 채택하여 cation exchanger의 재생재로는 HCl로 tank 하부에서 중간 collector를 통하여 center drain으로 배출되고 anion exchanger의 재생재는 NaOH로 cation exchanger의 재생 방향과 동일하다.

Tank는 직립원통형으로 상하 20% 접시형 경판으로 되어 있으며, 상부 원수 인입구에는 다공형 pipe 살수관이 설치되어 수지층 상부로 원수가 균일하게 분사되도록 하였으며, 살수관의 표면은 SUS 316 wire mesh 및 saran mesh망을 감아 역세시 수지의 유출이 방지 되도록 되어있다.

하부 집수장치는 P.E strainer 및 strainer plate를 설치하고, tank 상부에는 수지의 투입 및 내부점검을 위한 manhole, 최초 운전시 tank 내부의 air를 배출시키기 위한 vent nozzle 이 설치되어 있고 하부에는 strainer 조립 및 내부 점검을 위한 manhole, 처리수 배출을 위한 nozzle이 각각 설치되어 있다.

Tank 중간부에는 수지층고 및 역세상태를 점검하기 위한 sight glass와 수지 교체시 수지를 추출하기 위한 side hole이 설치되어 있다. 재질은 구조용 탄소강(SS400)을 사용하며, 부식방지 및 처리 순도를 유지하기 위해 내부에 rubber lining 3mm, 외 부는 방청제2회, 도장후 지정색 paint로 마감한다.

1. Service

	A/C filter를 거친 filtered water 중에 Ca+2. Mg+2, Na+, K+ . . . 등 의 cation을 처리하는 공정으로 수지층에 filtered water를 상부로부터 하부로 통수시킨다 Opening Valve : 1, 2

2. Serface Wash

	수지상부 표층에 깨어진 수지입자등을 배출시키는 공정으로 water flow는 중간 collector를 통하여 상부 nozzle로 drain된다. Opening Valve : 4, 5

3. Back Wash

	이온교환수지를 반복해서 사용할경우 수지가 파괴되어 channeling현상 및 반응속도의 저하, 압력증가등의 장해를 일으키므로 이러한 현상등을 제거하기 위한 공정으로 탑하부에서 상부로 물을 역세하는공정. Opening Valve : 3, 5

4. Settling

	역세공정에서 부유전개한 이온 교환수지층을 acid injection 효과를 높이기 위해 침강정치 시키는 공정으로 모든 valve는 닫힌 상태에 있음.

5. Acid Injection

	일정량의 채수 후 수지는 exhausted상태가 되며 이때 재생을 하는데 35% HCl은 HCl feed pump와 regen. pump에 의해서 static mixer에서 4∼10% 농도로 희석되어 tank 하부로 인입되어 수지를 재생시키고 상부로 balance water 가 공급되어 증간 collector를 통하여 배출된다. Opening Valve : 6, 7, 9

6. Acid Displacement

	Acid injection공정은 완료되었지만 미반응 acid와 재생 폐액은 아직 수지층에 남아 있으므로 이를 완전히 씻겨지도록 동일속도로 배출시키는 공정으로 water flow는 acid injection공정과 같으나 HCl feed pump는 정지되고 regen. pump의 demi. water가 공급된다. Opening Valve : 6, 7 ,9

7. Rinse

	이온교환 수지를 다시 한번 세척하여 잔류 acid를 완전히 제거하는 공정으로 tank 하부 nozzle을 통하여 배출한다. Opening Valve : 1, 8

3. ANION EXCHANGER

A/C filter를 거친 filtered water 중에 Ca+2, Mg+2, Na+, K+ ... 등의 cation과 SO4-2, HCO-3, Cl-, SiO-2 ...등의 anion은 2B3T의 순수제조 장치에서 강산성 양이온 교환수지 및 강염기성 음이온 교환수지와의 이온교환반응으로 제거되고 이온교환수지의 재생조작은 재생효율을 높이기 위하여 향류 재생방법을 채택하여 cation exchanger의 재생재로는 HCl로 tank 하부에서 중간 collector를 통하여 center drain으로 배출되고 anion exchanger의 재생재는 NaOH로 cation exchanger의 재생 방향과 동일하다.

Tank는 직립원통형으로 상하 20% 접시형 경판으로 되어 있으며, 상부 원수 인입구에는 다공형 pipe 살수관이 설치되어 수지층 상부로 원수가 균일하게 분사되도록 하였으며, 살수관의 표면은 SUS 316 wire mesh 및 saran mesh망을 감아 역세시 수지의 유출이 방지 되도록 되어있다.

하부 집수장치는 P.E strainer 및 strainer plate를 설치하고, tank 상부에는 수지의 투입 및 내부점검을 위한 manhole, 최초 운전시 tank 내부의 air를 배출시키기 위한 vent nozzle 이 설치되어 있고 하부에는 strainer 조립 및 내부 점검을 위한 manhole, 처리수 배출을 위한 nozzle이 각각 설치되어 있다.

Tank 중간부에는 수지층고 및 역세상태를 점검하기 위한 sight glass와 수지 교체시 수지를 추출하기 위한 side hole이 설치되어 있다. 재질은 구조용 탄소강(SS400)을 사용하며, 부식방지 및 처리 순도를 유지하기 위해 내부에 rubber lining 3mm, 외 부는 방청제2회, 도장후 지정색 paint로 마감한다.

1. Service

	Cation exchanger와 degasifier를 거친 filtered water 중에 SO4-2, HCO-3, Cl-, SiO-2 ...등의 anion을 처리하는 공정으로 수지층에 filtered water를 상부로부터 하부로 통수시킨다. Opening Valve : 1, 2

2. Serface Wash

	수지상부 표층에 깨어진 수지입자 등을 배출시키는 공정으로 water flow는 중간 collector를 통하여 상부 nozzle로 drain된다. Opening Valve : 4, 5

3. Back Wash

	이온교환수지를 반복해서 사용할경우 수지가 파괴되어 channeling현상 및 반응속도의 저하, 압력증가등의 장해를 일으키므로 이러한 현상등을 제거하기 위한 공정으로 탑하부에서 상부로 물을 역세하는 공정. Opening Valve : 3, 5

4. Settling

	역세공정에서 부유전개한 이온 교환수지층을 caustic injection 효과를 높이기 위해 침강정치 시키는 공정으로 모든 valve는 닫힌 상태에 있음.

5. Caustic Injection

	일정량의 채수 후 수지는 exhausted상태가 되며 이때 재생을 하는데 25% NaOH는 NaOH feed pump와 regen. pump에 의해서 static mixer에서 4∼10% 농도로 희석되어 tank 하부로 인입되어 수지를 재생시키고 상부로 balance water 가 공급되어 증간 collector를 통하여 배출된다. Opening Valve : 6, 7, 9

6. Caustic Displacement

	Caustic injection공정은 완료되었지만 미반응 caustic soda와 재생폐액은 아직 수지층에 남아 있으므로 이를 완전히 씻겨지도록 동일속도로 배출시키는 공정으로 water flow는 caustic injection공정과 같으나 NaOH feed pump는 정지되고 regen. pump의 demi. water가 공급된다. Opening Valve : 6, 7 ,9

7. Rinse

	이온교환 수지를 다시 한번 세척하여 잔류 caustic soda를 완전히 제거하는 공정으로 tank 하부 nozzle을 통하여 배출한다. Opening Valve : 1, 8

4. MIXED BED DEIONIZER

2B3T를 통과하여 처리된 순수중 미처리된 cation과 anion을 제거하기 위한 혼상식 순수제조장치로 강산성 양이온교환수지 와 강염기성 음이온교환수지의 이온교환 반응으로 제거된다. 이온교환수지의 재생조작시 음이온수지 재생제인 NaOH는 탱크 상부에서 center drain으로, 양이온수지 재생제인 HCl 탱크 하부에서 center drain으로 배출된다. 양이온 및 음이온교환수지는 service시 혼합상태에 있으나 이를 재생하기 위해 두 수지의 비중이 다른 점을 이용, 분리하고 이때의 경계층에 재생제 배출을 위한 intermediate grid를 설치한다.

수지의 경계층, 음이온교환수지 상부 및 back wash 조작시 수지팽창부에 각각 sight glass를 부착하여 수지분리상태, 수지보충시기, back wash상태 등을 점검토록 하였다. 일정량의 원수를 처리하고 나면 이온교환수지의 교환능력이 포화상태가 되므로 양이온교환수지는 HCl으로 음이온교환수지는 NaOH로 재생해야 되며, 이온교환 및 재생반응은 다음과 같다.

1) 순수 제조 반응 양이온 교환 반응

R - SO3H + Ca (HCO3) → R(-SO3)2Ca+ 2H2CO3
R - SO3H + NaCl → RSO3Na + HCl
2R - SO3H + MgSO4 → R(-SO3)2Mg + H2SO4

음이온 교환 반응

R = NOH + HCl → R = NCl + H2O
R = NOH + H2SiO3 → R = NHSiO3 + H2O
R = NOH + H2CO3 → R = NHCO3 + H2O

2) 재생반응 양이온교환수지 재생반응

R (-SO3)2 Ca + 2HCl → R(-SO3H)2 + CaCl2
R - SO3Na + HCl → R -SO3H + NaCl
(R-SO3)Mg + 2HCl → 2R -SO3H + MgCl2

음이온교환수지 재생반응

R = NCl + NaOH → R = NOH + NaCl
R = NHSiO3 + 2NaOH → R = NOH + Na2SiO3 + H2O
R = NHCO3 + NaOH → R = NOH + NaHCO3

1. Service

	탈 ion된 처리수를 더욱 고순도의 요구 수질로 처리하기 위하여 양.음이온이 혼합 충진된 수지층에 처리수를 상부로부터 하부로 통수시키는 공정이다. Opening Valve : 1, 2

2. Back Wash

	Service 과정 중 양이온교환수지 및 음이온교환수지는 혼합된 상태로 충진되어 있으나 재생조작을 위해 수지 를 분리하기 위한 조작으로 탱크하부로 통수하여 탱크상부로 배출된다. Opening Valve : 1, 4

3. Settling

	Back wash 완료 후 팽창된 수지층은 양이온교환수지와 음이온교환수지의 비중차에 의하여 비중이 큰 양이온 교환수지는 하부에 가라앉고 상대적으로 비중이 작은 음이온교환수지는 양이온교환수지 상부에 분리되어 가라앉는다.모든 valve는 닫힌상태이다.

4. Caustic Soda Injection

	상부에 분리된 음이온 수지는 caustic soda 용액으로 재생한다. service tank내에 25% 농도로 저장된 caustic soda는 NaOH dosing pump에 의하여 일정량을 이송 regeneration pump에 위하여 이송된 demi. water와 static mixer에 의하여 4∼10% 농도로 희석되어 상부의 음이온교환수지 층을 통과하며 재생시키고 BED 하부로 balance water를 공급하여 BED 중간에서 중간 collector로 drain 시킨다. Opening Valve : 5, 6, 7, 12

5. Acid Injection

	하부에 분리된 양이온 수지는 HCl 용액으로 재생한다. 35% 농도로 저장된 염산은 HCl dosing pump에 의해 이송되고 demi. water는 regeneration pump에 의해 이송되어 STATIC MIXER에서 4∼10% 농도로 혼합 및 희석되어 하부의 양이온교환수지층을 통과하며 수지를 재생시키고 BED 상부로 balance water를 공급하여 BED 중간에 있는 중간 collector로 drain 시킨다. Opening Valve : 5, 6, 7

6. Acid Displacement

	Acid injection이 끝난 후 bed 내에 잔존하는 HCl 용액을 제거하는 동시에 미 반응된 용액의 반응을 촉진시키는 공정으로 regeneration에 의하여 bed 상.하부로 물이 인입되어 중간 collector를 통하여 drain 된다. Opening Valve : 5, 6, 7

7. Rapid Rinse

	Bed내에 남아있는 미반응된 NaOH 및 HCl를 다시한번 완벽하게 세척하는 공정으로 bed 상부와 하부로부터 물이 동시에 인입되어 중간 collector를 통해 drain 된다. Opening Valve : 3, 7, 10

8. Drain Down

	Air mixing효과를 높이기 위하여 수지층 상부150∼200mm 까지 drain시키는 공정으로 중간 sight glass 상부까지 drain시킨다. Opening Valve : 3, 7, 11

9. Air Mixing

	재생이 완료된 양이온, 음이온교환수지를 service 상태로 혼합 하기위한 공정으로 air 는 bed 하부로 인입된다. air 공급압력은 1∼2Kg/Cm2 정도로 이는 regulator로 조정한다. Opening Valve : 4, 9, 11

10. Fillup

	수지탑내에 있는 air를 배출시키는 공정이며 수지가 mixing된 상태에서 수지상부로 water가 공급되면서 air가 valve 11로 배출된다. Opening Valve : 1, 11

11. Final Rinse

	Service상태로 전환하기 전에 요구수질 이상의 처리수만을 공정에 사용하기 위해 최종 세척시키는 작업으로 bed 상부로부터 하부로 drain시키며, 이때 수질이 규정치 (0.2㎲/Cm)이하로 되었을 때 stand-by 상태로 전환된다. Opening Valve : 1, 8