역삼투법(RO) 해수담수화에서 응집-UF membrane 공정의 최적화

Abstract

현재 국내에서는 용수 부족 문제와 물 공급의 부족문제가 심각하게 대두되고 있으며, 이에 따라 하․폐수 재이용, 지하수 개발과 더불어 해수담수화와 같은 대책에 그 관심이 집중되고 있다. 이러한 대책 중 해수 담수화는 국내의 지리적 여건상 삼면이 바다로 둘러싸인 이점을 활용할 수 있으며, 특히 물 부족 문제가 심각한 공업단지가 해안에 밀집되어 있고, 낙도 등의 용수 문제가 심각한 현실을 감안할 때, 가장 유력한 물 공급 대책의 하나로 제시될 수 있다. 이에 부산시는 대체 수원 확보를 위해 해수담수화 사업을 주요사업으로 추진해왔다. 기장군 대변리 일원 4만6천 m2에 1일 4만5천톤의 수돗물을 생산할 수 있는 역삼투압 방식의 해수담수화 플랜트 테스트베드를 건설할 계획이다. 우리나라는 중동 지방과 같이 에너지원이 많지가 않아서 증발식의 담수화 시설을 이용하기가 용이하지 않다. 그래서 RO막을 이용한 담수화에 초점을 맞추고 있다. 기장군에 계획중인 담수화 플랜트 또한 역삼투막을 이용한 해수 담수화 플랜트이다. 역삼투막을 이용한 해수담수화에 있어 효율에 영향을 미치는 중요한 요인으로 원수의 성상을 들수 있는데, 해수의 경우, 수중에 부유물질, 용존성 염류, 유기물질, 실트, 콜로이드 물질들로 인해 막 표면에서 Fouling 현상이 일어나 역삼투 모듈의 압력 강하, 압력의 저하를 일으킬수 있으며, 투과수 유량이 상당히 저하되어 막을 쓰지 못할 우려가 있다. 이와같은 fouling은 유입수 성상에 알맞은 전처리를 운전하여 역삼투막 공정의 성능을 향상시키고 막수명을 연장하여야 한다. 이러므로써 경제적인 운영을 할 수 있다. 부산시 기장군 해역에서 채수된 원수로 응집, pH 조절, UF membrane, DAF, DMF, 소독 등의 전처리를 통해 어떤 공정 조건이 기장군 해역에 알맞은 전처리 공정인지 알아보고자 한다. 여기에 정수처리 공정에 오래전부터 사용해왔던 모래여과 방식으로 처리되지 않는 오염물을 제거하기 위하여 UF 막을 이용하여 전처리 하였다. UF막의 투과수는 RO막에 유입되는 유입수 측면에서 재래식 공정보다 우수하다. 하지만 UF막 또한 부유물질, 실트, 유기물질, 콜로이드 물질로부터 fouling을 일으키고 성능이 저하하여 경제적으로 운전하기 위한 UF막 전처리를 생각하여야 한다. 이에 응집제, 응집제 농도, pH 등의 전처리 공정을 최적화 하고자 한다.