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탈염수 후처리 공정의 기초화학 및 공학

전문가 제언: ○ 우리나라의 해수 담수화기술은 세계적 수준으로 사우디아라비아 및 인도에 대형 담수공장을 수주 받아 건설한 실적이 있다. 물은 지구표면의 3/4를 덮고 있으나 97%는 소금물이고 3%만이 담수이다. 이 작은 비율의 물은 약 13억㎥로 인류와 동물 및 식물에 공급되고 있으나 세계 100여 개 국가에서는 물 부족을 해결하기 위해 해수 담수화기술로 1일 3.775×106톤을 생산하고 있다.

○ 해수 후처리는 막 탈염공장의 키포인트라 할 수 있다. 전처리 시스템의 주목적은 해수원에 있는 입자, 점성물질, 유기물질, 광물질 및 미생물 오염물을 제거하고 해수 역삼투 시 제거물질 축적을 억제하는 데 있다. 해수원에 함유되어 있는 천연 오염물질은 탈염공장으로 끌어들이는 입구 위치와 타입에 따라 달라진다.

○ MBR(Membrane Bio-reactor)는 고액분리를 위해 막 여과와 함께 바이오 분해를 한다. MBR은 공정이 안정되어 있고 병원균을 제거할 수 있어 중수처리를 위한 특수기술로 인정받고 있다. 2005년 Liu 등은 저농도 중수처리를 위해 폴리에틸렌 0.4㎛ 공극 사이즈의 MBR를 사용하여 COD 130~322㎎/ℓ 유입액을 평균 18㎎/ℓ까지 감소시켰다.

○ 여과 막 타입은 해수 PT 여과 시 균일성, 크기 및 깊이가 가장 중요한 키포인트가 된다. 2중 막 여과장치는 두 개의 여과 층을 갖게 되는데 전형적인 설계는 1.0~2.0m 이상의 모래층과 0.4~0.8m의 Anthracite 층으로 이루어진다. 만약 2중 막 여과장치를 탈염공장 여과에 적용하게 되면 생물여과에 의해 해수 중의 용해성 유기물을 제거할 수 있다.

○ 이 글에서는 탈염 담수산업에서 대규모 공장인 경우 방해석 반응에 규제를 받고 있었으며 최근 이스라엘이 경험한 바에 의하면 현재 운영하고 있는 대규모 SWRO 탈염공장 들은 모두 삼투조절기술을 적용하고 있다. 최근에는 CaO와 CO2의 혼합 처리방법이 비록 방해석 및 황산처리비용보다 1.5~2배 높아도 가장 많이 채택하는 실정이다.

저자: Liat Birnhack
자료유형: 학술정보