RO막의 해수 전처리를 위한 2층여과와 UF막 공정의 적용

Abstract

우리나라는 UN이 정한 물 부족 국가로써 1인당 사용 가능한 물의 양이 다른 나라에 비해 적은 편이며, 강수량이 홍수기에 편중되어 물의 이용에도 어려움이 많다. 최근 확정된 정부의 물 관리 종합대책에 따르면 광역상수도의 확충, 댐건설, 홍수통제의 과학화, 하·폐수의 재이용기술 개발 등과 아울러 해수의 담수화 및 인공강우와 선진기술 개발에 관해서도 새로운 청사진을 제시하고 있다. 장기적인 측면에서 댐이나 지하수 이용량에는 한계가 있고 재이용수의 경우 제한된 부분에만 이용할 수 있는 단점이 있어 이러한 방법으로는 물 부족 현상을 근본적으로 해결할 수 없다. 따라서 물 부족 현상의 근본적인 해결방안은 기존의 육지의 물 이외의 새로운 수원을 개발하는 것이라 할 수 있으며, 대체 수원 중 가장 매력적인 것은 지구상 물의 98%를 차지하는 해수라 할 수 있다. 최근 국내에서도 대체 상수원으로써 해수의 이용에 많은 관심을 가지고 있으며 물이 부족한 도서지역을 대상으로 해수 담수화 설비를 확충하고 있다. 부산시 역시 해수를 이용한 대체상수원의 이용, 안정적인 수질의 제공 그리고 다량의 수자원을 확보하기 위해 이번 국토해양부의 R&D사업의 일환으로 해수담수화 plant를 유치하였으며, 이를 계기로 해수담수화에 대한 지역기술 개발의 필요성이 부각되었다. 이런 해수담수화 설비의 RO막은 염분이 많은 해수를 안정적으로 음용수로 공급해 주지만 RO막의 fouling에 의한 막 손실에 따른 생산성 감소가 공정상의 큰 문제로 논의 되고 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 RO막에 유입되는 해수의 전처리가 매우 중요한데, 그 방법으로는 응집, pH조절, 일반여과(sand filtration), 막여과 그리고 소독 등이 있다. 전처리가 효과적으로 이루어지지 않았을 경우 RO막의 fouling에 의해 세정주기가 빨라지고 막의 수명이 단축 될 뿐 아니라 낮은 회수율, 그리고 높은 운전압력 손실 및 생산된 물의 수질이 저하되는 문제가 발생한다. 이는 곧 RO막 운전 비용과 밀접한 관계가 있기 때문에 전처리에 대한 중요성이 매우 부각되고 있다. 그리하여, 본 연구는 RO막에 유입되는 해수의 전처리 공정에 대한 연구로써 일반적으로 사용되는 이층 모래여과와 UF막 분리를 이용하여 각각 최적 운전 조건에 따른 탁도 및 flux를 알아보고, 보다 효율적인 전처리방법을 도출해 내는 것을 목적으로 한다.