역삼투 해수담수화 처리계통

정의와 삼투

역삼투 해수담수화는 해수에 삼투압 이상의 고압을 가해 염분을 걸러내는 공정이다.

물은 저절로 담수 쪽에서 소금물 쪽으로 넘어가는데, 이것이 삼투다.

소금물 쪽에 삼투압보다 큰 압력을 걸면 물의 흐름이 거꾸로 돌아가 역삼투가 일어난다.

처리계통의 구성

해수담수화 역삼투 계통은 전처리, 고압펌프, 막모듈, 후처리로 이어진다.

전처리는 막의 화학적 분해와 스케일, 투과율 감소를 막는다.

고압펌프는 삼투압 이상의 압력을 공급하며 에너지 소비의 대부분을 차지한다.

막투과수는 재광화, pH 조정, 소독 같은 후처리를 거쳐 공급된다.

농축수는 원수보다 염분이 높아 별도의 배출수 처리가 필요하다.

막투과수와 농축수

막투과수와 농축수는 성질이 반대인 두 흐름이다.

막투과수는 염분과 무기물이 크게 제거된 담수다.

농축수는 용존 물질이 농축된 배출수이며, 염분이 원수보다 높다.

농축수는 원수보다 밀도가 높아 해저 영향까지 함께 봐야 한다.

해수와 저염수 역삼투 비교

해수 역삼투와 저염수 역삼투는 막 원리와 계통 구성이 거의 같다.

차이는 운전 압력과 에너지 소요에 있으며, 원수 염분이 낮을수록 삼투압이 낮다.

그래서 저염수 역삼투는 낮은 압력과 적은 에너지로 운전된다.

직접 풀어 보자.

정답은 저염수 역삼투다. 설계는 원수 염분을 먼저 확정하고 방식을 고른다.

회수율 계산 예제

회수율은 공급수 유량에 대한 투과수 유량의 비율이다.

투과수 유량을 공급수 유량으로 나누고 100을 곱해 구한다.

공급수 1,000㎥/d에서 투과수가 400㎥/d이면 농축수는 600㎥/d이다.

회수율은 40%다. 농축수가 공급수의 절반을 넘어 배출수 처리 용량도 검토해야 한다.

농축수 처리와 해양 영향

배출수를 단순히 버린다고만 쓰면 감점된다. 처리 방식을 함께 적어야 한다.

희석 배출, 심해 확산, 증발지 건조, 심정 주입 같은 처리 방식이 거론된다.

농축수는 해수보다 무거워 해저에 쌓이기 쉬우므로 확산 조치가 필요하다.

희석이 되더라도 수심과 계절에 따라 해저로 내려가지 못할 수 있어 환경 조사가 함께 필요하다.

정리

핵심을 정리한다.

처리계통은 전처리, 고압펌프, 막모듈, 후처리 순서다.

막투과수는 재광화, pH 조정, 소독을 거쳐 공급된다.

농축수는 희석·확산 등으로 처리하며, 회수율을 높이면 운전압력도 높아진다.