해수담수화
해수담수화(海水淡水化,Desalination)란 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 말한다. 해수탈염(海水脫鹽)이라고도 하며, 해수를 담수로 생산하는데 사용되는 설비를 해수담수화 설비 또는 해수담수화 플랜트라고 한다[1].
개요[편집]
담수화 설비는 지구 상의 물 중 97.5%나 되는 해수나 기수를 인류의 생활에 유용하게 쓸 수 있도록 경제적인 방법으로 염분을 제거하여 담수로 만드는 설비이다. 비가 땅 위에 떨어지면 여러 경로를 통해 바다로 흘러 가게 되는데, 물이 땅 위와 땅속으로 흐르는 동안 무기염류(Mineral)와 다른 물질 등이 용해되어 점점 염도가 증가한다. 바다나 저지대에 도착한 물은 태양에너지에 의해 증발하게 되며, 이 증발 과정에서 염을 남기며 순수한 물만이 구름을 형성하고 비가 되는 순환을 하는 데, 하루 10t[2]의 바닷물을 정수가 가능하며 이것은 물리적인 분리가 이루어지는 증발과정 및 수증기가 찬 공기를 만나서 빗물로 변하는 응축과정을 잘 나타내고 있는데, 이러한 과정이 자연현상에서 볼 수 있는 대표적인 담수화(Desalination)라 할 수 있다.[3]
종류[편집]
해수 담수화 방법에는 특수한 막을 이용하는 역삼투압법 및 전기투석법, 해수를 증기로 변화시켜 담수화하는 증발법(다단 플래시 증발법, 다중 효용법, 증기 압축법), 그 외에 냉동법, 태양열 이용법 등이 있다.
- 증류법(distillation 또는 증발법) : 가장 역사가 오래된 기술로서 현재까지 가장 널리 사용되고 있다. 현재 전세계 담수화 생산용량 중 약 70%를 증발법이 차지하고 있다. 증발기의 구성과 작동 원리 및 열원의 이용 방법이 따라 다중 효율방식, 다단 플래시 방식, 증기압축식, 등으로 분류할 수 있다. 이 밖에도 태양열등의 자연에너지를 이용한 증류기가 있다. 바닷물 투입량의 20%대에서 담수 회수율이 보고되고있다.
- 다중효용 방식(ME: Multi-Effect Distillation)
- 다단 플래시 방식(MSF: Multiple-Stage Flash Distillation)
- 증기 압축식(VC: Mechanical Vapor Compression Distillation)
- 태양열 담수 플랜트(Solar driven desalination)
- 역삼투압법(Reverse Osmosis) : 1990년대 이후로 주된 해수담수화 방식으로 채택하고 있다. 바닷물 투입량의 40%대이상에서 담수 회수율이 보고되고있다.
- 전기투석막법(Electrodialysis membrane) : 전기분해와 분리막(또는 이온수지막)을 이용한 담수회수방법
- 냉동법(Freeze-Thaw, Freezing method) : 해수를 그 빙점(약 -1.8 degC)이하로 냉각하면 얼음의 결정이 석출(析出)하고 해수중의 염분은 결정 성장계면에서 배제되어 해수는 농축된다. 이 때의 결정 표면과 결정 사이에 있는 염분이 농축된 염수(brine water)를 분리 세정하고 얼음을 녹이면 담수를 얻을 수 있다.
같이 보기[편집]
각주[편집]
- ↑ Panagopoulos, Argyris; Haralambous, Katherine-Joanne; Loizidou, Maria (2019년 11월 25일). “Desalination brine disposal methods and treatment technologies - A review”. 《Science of The Total Environment》 693: 133545. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.07.351. ISSN 0048-9697.
- ↑ 한국에너지기술연구원, 태양열 해수담수화 실증 추진
- ↑ ‘태양열 해수 담수화 사업’ 국내 첫선
- [참고]Desalination by Freeze Crystallization: An Overview-Khadije El Kadi, Isam Janajreh ,Mechanical and Materials Eng. Dept., Khalifa University of Science and Technology, Masdar Institute, Masdar City,P.O. Box 54224, Abu Dhabi, United Arab Emirates Archived 2018년 12월 22일 - 웨이백 머신
- [참고]국토교통기술촉진연구사업-LNG 플랜트 기화열 활용을 위한 실험실 규모 냉동해수담수화공정의 응결장치 구동 가능성 평가,성균관대학교산학협력단
- [참고](Moon, J.-K., Park, K.-S., Yoo, Y.-K., & Yun, Y.-K. (2013, July 1). Secondary Concentration Technology of Brine from Membrane Seawater Desalination Process with Electrodialysis. Transactions of the KSME C: Industrial Technology and Innovation. The Korean Society of Mechanical Engineers. DOI:doi.org/10.3795/ksme-c.2013.1.1.069)https://scienceon.kisti.re.kr/commons/util/originalView.do?cn=JAKO201306960268461&oCn=JAKO201306960268461&dbt=JAKO&journal=NJOU00556951
외부 링크[편집]
- 해수담수화플랜트사업단
- [참고] 먹는물 수질기준 해설서 - 환경부-webbook.me.go.kr › DLi-File › NIER Archived 2020년 1월 2일 - 웨이백 머신
