PUKYONG

정삼투-역삼투 융합 공정의 효율적 에너지 저감 방안 및 보론 제거율 향상에 관한 연구

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Alternative Title
Efficient Energy Reduction and Enhanced Boron Removal in Forward Osmosis-Reverse Osmosis Hybrid Process for Seawater Desalination
Abstract
Energy reduction and environmental problems caused by concentrated effluent water are very important issue in desalination using seawater reverse osmosis (SWRO). Because SWRO process needs high energy consumption and has l0w boron removal even though SWRO shows high rejection rate (more than 99 %). As a result of effort to decrease energy consumption in SWRO, energy consumption is reached to the thermodynamical minimum value. Current state-of-the-art SWRO plants consume between 3 and 4 kWh/m3. To reduce environmental problems and energy consumption, scientific research about hybrid process of forward osmosis (FO)-reverse osmosis (RO) is being carried out. The main problem in FO process is dissociation of draw solution. Hybrid process of FO-RO is expected to solve this problem and has some advantages for energy consumption and environmental problems by diluting concentration of seawater intake to RO process using reusable water. In this research, efficient energy reduction considering concentrated water from FO and RO and enhanced boron removal in FO-RO hybrid process are discussed. The results of this study demonstrated that using polyol in lab-scale RO system can improve boron removal and showed when forward osmosis permeate flow increases RO energy consumption can be decreased. For more precise determination for limit of energy reduction, economic evaluation and location of RO-plant should be considered.
Author(s)
박범석
Issued Date
2015
Awarded Date
2015. 8
Type
Dissertation
Publisher
부경대학교 대학원
URI
https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/12708
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002071044
Alternative Author(s)
Beomseok Park
Affiliation
토목공학과
Department
대학원 토목공학과
Advisor
김수한
Table Of Contents
표 목차 vi
그림 목차 vii
Abstract ix

제 1장 서론 01
1.1. 연구 배경 및 목적 01
1.2. 연구 기본 가설 설정 03
1.3. 연구 내용 05
1.4. 연구 기대 효과 06

제 2장 문헌연구 07
2.1 해수 담수화 07
2.1.1. 해수 담수화 방법 08
2.1.2. 해수 담수화 현황 10
2.2. 정삼투 공정 12
2.2.1. 정삼투 공정 원리 12
2.2.2. 정삼투 공정 기대 효과 14
2.2.3. 정삼투 공정 기술 현황 17
2.3. 역삼투 공정 19
2.3.1. 역삼투 공정 원리 19
2.3.2. 해수 담수화 역삼투 공정 20
2.3.3. 역삼투 공정 기술 한계 21
2.3.4. 역삼투 공정 에너지 저감 방법 24
2.3.5. 역삼투 공정 농축수 30
2.4. 하수처리수 재이용 현황 및 법규 33
2.4.1 하수처리수 특징 36
2.5. 해수 성분 및 보론의 특성 38
2.5.1. 해수 성분 및 특성 38
2.5.2. 보론의 특성 39
2.5.3. 일반적인 보론 제거 방법 41
2.6. Polyol 43
2.6.1. Polyol과 보론의 화학 반응 43
2.6.2. 폴리올을 이용한 보론 제거 44

제 3장 연구 내용 및 방법 45
3.1 정삼투-역삼투 공정 mass balance 45
3.2. 역삼투 공정 시뮬레이션 53
3.2.1. 역삼투 공정 시뮬레이션 프로그램 53
3.2.2. 시뮬레이션 조건 55
3.3. 보론 제거율 실험 재료 및 장치 57
3.3.1. 실험 재료 57
3.3.2. 실험장치 59
3.4. 분석 방법 60
3.4.1. 시뮬레이션 결과 분석 60
3.4.2. 보론 제거율 분석 61

제 4장 연구 결과 및 고찰 65
4.1 정삼투-역삼투 융합공정 시뮬레이션 결과 65
4.1.1. 역삼투 공정 시뮬레이션 결과 65
4.1.2. 정삼투-역삼투 융합공정 에너지 결과 67
4.1.3. 정삼투-역삼투 융합공정 농축수 농도 및 수량 결과 69
4.1.4. 역삼투 공정 농축수 농도를 고려한 에너지 저감 한계 72
4.1.5. 정삼투-역삼투 시뮬레이션 생산수, 보론 농도 결과 79
4.2. 역삼투 공정 보론 제거 82
4.2.1. 고농도 보론 제거 실험 결과 83
4.2.2. 해수에서의 보론 폴리올 반응 및 보론 제거율 실험 결과 85

제 5장 결론 및 요약 89


참고문헌 91
Degree
Master
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산업대학원 > 토목공학과
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