Desalination Plant

Desalination

Abstract

Desalination is a process of removing salt and other minerals from seawater or brackish water to produce freshwater that is safe for human consumption, irrigation, and other uses.
There are several methods of desalination, including reverse osmosis, distillation, electrodialysis, and others. These methods typically involve forcing the saline water through a semi-permeable membrane, applying heat to evaporate the water and separate it from the salt, or using an electrical current to separate the salt ions from the water.
Desalination is becoming an increasingly important solution to the water scarcity issues faced by many regions around the world. In areas where freshwater resources are scarce, desalination can provide a reliable source of freshwater for domestic, agricultural, and industrial use. However, desalination can be energy-intensive and expensive, which limits its widespread use in some parts of the world.

담수화란?

담수화란 염분을 포함하고 있는 해수 등에서 음료수나 기타 용도로 이용할 수 있도록 염분을 제거하여 담수를 얻는 것을 말하며 Cl-, Na+뿐만 아니라 다수의 무기 염류가 제거 된다

1)담수화의 특징

해수담수화는 댐 다음으로 다량의 수자원을 확보할 수 있는 기술
공사기간이 짧아 조기에 다량의 수자원을 확보할 수 있다
계절과 기상조건에 죄우되지 않고 물의 확보가 가능하다
플랜트가 콤펙트하여 시설면적이 작게 든다.

향후 전망

1)생활용수용

유인도서를 대상으로 지속적으로 증가 예상
댐 건설이 점차적으로 어려워지면서 해안지역을 대상으로 광역상수도 단위의 대용량 건설 예상
폐열 등을 활용하는 증발법과 수질을 고려한 역삼투법 등의 조합한 Hybrid형태의 담수화시설 도입 예상
기능성 음료 등의 개발을 위하여 해양심층수를 활용한 담수화시설 도입이 예상됨

2)공업용수용

국내에서는 석유화학단지에 기수를 공업용수로 이용하기 위하여 담수화 시설 이용 되고 있음
국내를 기반으로 중동 등 해외에서의 수주를 위하여 역삼투법에 대한 관심 고조 예상됨
기상 이변과 환경오염으로 인하여 물 부족과 물값 상승으로 점차 그 규모가 확대될 것으로 예상되고 있음

담수화 공법별 분류

1)공법에 따른 분류

(1)증발법;물의 증발현상을 이용

플래시 증류법(MSF; Multi-Stage Flash Distillation)
다중 효용 증발법(MED; Multiple-Effect Distillation)
증기 압축법(VCD; Vapr compression Distillation)

(2)막여과법;막의 차별성과 선택적 통과능력 이용

역 삼투법(RO; Reverse Osmsis)
정 삼투법(FO; Forward Osmsis)
전기투석법(ED; Electrodialysis)

(3)기타공법;부차적 탈염 공정

동결법(Freezing)
막이용 증류법(Membrane Distillation)
태양열 가습법(Solar Humidification)

(MSF(두산중공업) & RO Plant (00제철소)

(MED and VCD_IDE-TECH)

2)상변화에 따른 분류

(1)상 변화법;물질의 기-액,고-액 간의 상변화시 물속 염분은 증기나 얼음으로 상변화 않은점 이용


증 발 법	냉동법(FP; Freezing Porcess)
다단플래쉬법(MSF; Multiple Stage Flash Distillation) 증발압축법(VCD; Vapr Compression Distillation) 다중효용법(MED; Multiple Effect Distillation) 투과기화법	직접냉동법 간접냉동법

(2)상 불변화법;기-액,또는 고-액으로 상변화 없이 압력차를 구동원으로하여 해수에서 담수를 분리


막분리법	기 타
역삼투법(RO; Reverse Osmsis) 정 삼투법(FO; Forward Osmsis) 전기투석법(ED; Electro Dialysis)	용매 추출법 이온교환수지법(IE; Ion Exchange)

3)에너지 사용형태에 따라 :열을 이용한 방법 /압력을 이용한 방법 /전기에너지 이용한 방법

담수화 공법별 특성 비교

1)공법별 적정 원수 농도 및 운전온도


담수화 공법	적용 원수 농도(TDS mg/ℓ)	운전 온도(℃)
증 발 법	30,000 ~ 500,000	35 ~ 120
역삼투법	500 ~ 50,000	0 ~ 40
전기투석법	500 ~ 3,000	0 ~ 65

※ 역삼투법,전기투석법의 최저 온도는 동결 없는 온도

2)공법별 경제성 비교 (GWI 2010)


공 법	MSF	MED	RO	FO
에너지 소비(kWh/㎥)	25	23	4.2	0.5이하
건 설 비($㎥/day)	1,750	1,230	1,207	-
생산원가($㎥/day)	1.07	0.83	0.76	-

3)공법별 원리 및 장단점


구 분		원 리	장.단점
역삼투법(RO)		·반투막을 사이에 두고 해수에 삼투압 보다 높은 역삼투압을 가해 담수 추출	·최근 실적이 많고,조작이 용이하다 ·증발법보다 에너지 소비량 적다 ·막의 내구성에 문제가 있다 ·해수 충분한 전처리가 필요하다
정삼투법(FO)		·반투막을 사이에 두고 고농도의 유도용질을 해수와 접하게 하여 해수중의 담수를 유도용질로 흡수시킨 후 유도 용질에서 담수 분리	·에너지 소비율 매우 낮다.(자연에너지 이용)(0.5~1kWh/㎥이하) ·회수율 70~80%이상으로 농축수량 적다 ·연구 진행 중으로 실적 없음
증 발 법	다단 플래쉬법 (MSF)	·순차적으로 감압상태에 있는 일련의관내에 과열해수를 주입하여 자기 증발시키고,발생하는 수증기를 해수의가열원으로 이용하여 응축시킴	·대규모 장치 실적 많고,생산수 순도높다. ·다중목적의 장치에 유리하다. ·에너지 소비량 가장 높다 ·부식 방지 필요하며,부분부하 운전 곤란
	다중효용법 (MED)	·연결되어 있는 각 증발장치내에 해수로부터 발생하는 수증기를 순차 감압상태에 있는 2차 증발 장치의 해수의가열,증발에 사용하여 응축시킴	·중규모 장치 실적 많고,생산수 순도 높다. ·폐열이용의 경우에 유리하다. ·부식의 방지가 필요하다.
	증기압축법 (VCD)	·증발장치내 해수로부터 발생하는 수증기를 압축에 의해 온도를 높인 후같은 장치내 해수의 가열 증발에 사용하여 응축시킨다.	·소규모장치에 실적 많다. ·기동시 이외 열원 불필요 ·장치의 이동 및 설계가 용이 하다. ·에너지 소비량이 많다.
전기투석법 (ED)		·음,양의 두전극 사이에교대로 배치한양이온교환막과 음이온 교환막의 사이에 해수를 흘려 해수중의 이온을 분리 제거	·내압용기,내압배관 불필요 ·온도변화에 대응이 용이하다. ·에너지 소비량 다소 높다. ·대규모장치,해수담수화 실적 적다.

4)공법별 실용성 비교


구 분	역 삼 투 법	증 발 법	전 기 투 석 법
기술의 완성도	·최신 공법으로 기술의 완성도가 높다.	·초기 개발된 담수화 방법으로 기술 완성도가 높다.	·기수 담수화 실적 있지만, ·해수담수화 실적이 적다.
대규모 시설의 실적	·최근 대규모 실적 증가 ·유니트 5천∼6천㎥/일	·중동지역 대규모시설의 주 방식으로 실적이 많다.	·해수 담수화용의 대규모시설은 없다.
경제성 (에너지 소요)	·해수담수화 기술중 에너지 소비 가장 적다	·에너지 소비량 높아 에너지 비용이 높은 곳 부적합 ·발전소 등과 2중목적의 플랜트에 적합	·해수담수화와 같이 원수의 TDS농도가 높으면 에너지 소비 많아서 비경제적이다.
유지관리성	·운전온도가 상온으로 저압부분 PVC재료 사용 가능 ·부식문제가 비교적 적다 ·운전기기는 펌프 중심으로 운전유지 관리 비교적 용이 ·막모듈 교환 비교적 많다	·고온에서 운전하여 재료 부식이 많다. ·보일러,펌프,진공장치 등 유지관리 복잡	·상온,상압에서 운전을 하므로 PVC재료의 사용 가능 ·부식문제는 비교적 적다. ·정류기,펌프의 운전이 중심이므로 유지관리가 쉽다. ·막 세정 교환주기 약간 빠름

Reverse Osmosis ▶

Images & Tech Sharing

Energy & Future Tech

Pump / Valve & Filter Media

Control Instru mentation

Water/Sewage Treatment

Membrane Filtration Plant

Desalination Plant

Water & Energy 연구센터

Desalination Plant

Desalination

담수화란?

1)담수화의 특징

향후 전망

1)생활용수용

2)공업용수용

담수화 공법별 분류

1)공법에 따른 분류

2)상변화에 따른 분류

담수화 공법별 특성 비교

1)공법별 적정 원수 농도 및 운전온도

2)공법별 경제성 비교 (GWI 2010)

3)공법별 원리 및 장단점

4)공법별 실용성 비교

주메뉴

Desalination Plant

Desalination

담수화란?

1)담수화의 특징

향후 전망

1)생활용수용

2)공업용수용

담수화 공법별 분류

1)공법에 따른 분류

2)상변화에 따른 분류

담수화 공법별 특성 비교

1)공법별 적정 원수 농도 및 운전온도

2)공법별 경제성 비교 (GWI 2010)

3)공법별 원리 및 장단점

4)공법별 실용성 비교