해수담수화 처리기술

개념 정의

해수담수화는 해수에서 염분과 용존물질을 제거해 담수를 얻는 기술이다.

방식은 열로 증발·응축시키는 열적 방식과, 압력으로 막을 통과시키는 막 방식으로 나뉜다.

삼투와 역삼투

삼투는 농도가 낮은 쪽의 물이 높은 쪽으로 이동하는 현상이다.

농도가 높은 쪽에 삼투압보다 큰 압력을 가하면 물 분자만 막을 통과한다.

이것이 역삼투다. 염 이온은 막에 남아 농축된다.

삼투압과 운전 압력

역삼투 공정의 필요 압력은 해수 삼투압으로 정해진다. 삼투압은 van't Hoff 식으로 근사한다.

해수 염분 약 3.5%의 삼투압은 약 25~27 atm 수준이다.

실제 운전 압력은 5~8 MPa 범위로, 삼투압보다 높게 가한다.

처리 공정 흐름

역삼투 공정은 취수, 전처리, 고압펌프, 막 모듈, 후처리 순으로 흐른다.

투과수는 음용 수질로 후처리하고, 농축수는 희석해 해역에 배출한다.

증발법과 역삼투법 비교

증발법과 역삼투법은 구동원리와 에너지 형태가 서로 다르다.

증발법은 열에너지를, 역삼투법은 펌프 전기에너지를 쓴다.

최근에는 역삼투법이 설치 규모와 에너지 효율 면에서 주류가 되었다.

역삼투법의 단점

역삼투법의 단점은 에너지 비용, 막 오염, 농축수 세 가지로 정리된다.

운전비에서 에너지 비용이 큰 비중을 차지한다.

전처리가 까다롭고 막 오염이 쉽게 생기며, 부실하면 막 수명이 짧아진다.

고농도 농축수는 해양 환경에 영향을 주므로 희석 배출 등 대책이 필요하다.

정리와 채점 포인트

마지막으로 핵심을 정리한다.

해수담수화는 증발식과 막식으로 나뉘며, 역삼투는 삼투압 이상의 압력으로 물만 통과시킨다.

채점에서는 삼투압, 농축수, 에너지 회수장치를 빠짐없이 써야 점수를 받는다.