| 초록 |
1.분석자 서문 지난 20년간 해수담수화에 소요되는 에너지가 약 2배가량 감소하였음에도 불구하고 해수담수화는 여전히 많은 에너지가 필요한 기술이다. 본 분석에서는 해수담수화에 소요되는 에너지 현황에 대해서 알아보고 에너지 사용량을 절감하기 위한 방법(담수화 시설과 발전소의 병치, 저회수율 RO, 2 pass RO, 고효율/저에너지 RO막의 사용, 압력용기 내 RO막의 혼합 구성, 대용량/고효율 펌프, 에너지 회수 설비)에 대해 논의하고자 한다. 또한 에너지 사용을 절감할 수 있는 새로운 담수화 기술에 대해 검토하였다. 따라서 본 분석은 담수화 관련 연구자들에게 도움이 될 것으로 판단된다. 2. 목차 1. 서론 2. 해수담수화 시 에너지 사용량 3. 에너지 절감을 위한 방법들 3.1. 담수화 시설과 발전소의 병치 3.2. 저염의 원수 사용 3.3. 고효율/저에너지 분리막 개발 3.4. 압력용기 내 RO막의 혼합 구성 3.5. 낮은 회수율 설계 3.6. Two-pass RO 설계 3.7. 고효율의 대형 펌프 이용 3.8. 압력교환기를 이용한 에너지 회수 4. 에너지 절감을 위한 새로운 담수화 기술 4.1. 나노구조 분리막 4.2. 정삼투 4.3. 막증류 4.4. Dewvaporation 4.5. 흡착 담수화 4.6. 전기화학적 담수화 4.7. 축전식 탈염 4.8. 물 수송 단백질 구조를 갖는 생체모방 분리막 5. 분석자 결론 분리막을 이용한 수처리에서 가장 중요한 인자는 분리막의 투수성과 막오염의 최소화이다. 그동안 많은 연구자들이 투수성이 높고 막오염을 최소화할 수 있는 방법과 분리막의 개발에 노력해온 결과, 본문에서도 언급하였듯이 SWRO에 소요되는 에너지를 크게 절감할 수 있었다. 추가적으로 원수의 전처리 또한 SWRO의 처리효율에 영향을 미치는 매우 중요한 인자라고 할 수 있다. 해수담수화 시설만으로 에너지 사용량 절감에는 한계가 있을 수 있다. 따라서 본 분석에서 언급한 것과 같이 해수담수화 시설 주변에 위치한 다른 시설을 이용하는 것도 좋은 방법이 될 수 있다. 특히 하수처리시설 처리수를 원수로 사용하는 것은 상당히 매력적인 방법이다. 하지만 국내의 경우 해안가에 대형 하수처리장이 많이 존재하지 않는 것이 문제라고 할 수 있다. 따라서 본 분석에서 언급된 FO 기술을 RO 기술과 함께 적용하는 것도 연구가 되고 있다. 즉, SWRO 농축수를 유도용액으로 사용하고 해수로부터 청수를 분리하여 유도용액의 염 농도를 해수 수준까지 낮추어 다시 원수로 사용하는 방법을 고려할 수 있다. 해수 대신 하수처리수를 사용할 수도 있다. 마지막으로 본 분석에서도 언급된 MD가 최근 연구자들 사이에서 RO를 대체할 수 있는 기술로 주목을 받고 있다. 왜냐하면 MD에 사용되는 분리막은 RO막과 같이 고도의 기술이 필요하지 않으며, 적은 비용으로 담수화가 가능하기 때문이다. 해수담수화 기술은 지역의 특성에 맞는 기술을 선택하여 사용하는 것이 중요하다. 따라서 어느 한 기술의 개발보다는 여러 가지 기술의 개발이 필요하며, 국내에서도 다양한 기술의 개발과 함께 개발된 기술을 적용할 수 있는 테스트베드도 활성화될 수 있도록 관계기관의 관심이 필요하다. References 1. Nikolay Voutchkov, ENERGY USE FOR MEMBRANE SEAWATER DESALINATION ndash; CURRENT STATUS AND TRENDS, Desalination, vol. 431, 2018. 2. Yufeng Cai, Xiao Matthew Hu, A CRITICAL REVIEW ON DRAW SOLUTES DEVELOPMENT FOR FORWARD OSMOSIS, Desalination, vol. 391, 2016. 3. Peng Wang, Tai-Shung Chung, RECENT ADVENCES IN MEMBRANE DISTILLATION PROCESSES: MEMBRANE DEVELOPMENT, CONFIGURATION DESIGN AND APPLICATION EXPLORING, Journal of Membrane Science, vol. 474, 2015. 4. 현준호, Farrukh Israr, 이윤준, 천원기, 실리카겔을 이용한 흡착식 담수화 시스템 개발, 한국태양에너지학회 춘계학술발표대회 논문집, 2012. ※ 이 자료의 분석은 경기연구원의 문철환님께서 수고해주셨습니다. |
