세계수준 기술에도 대외신뢰는 수처리는 크게 정수처리, 하수·폐수처리, 해수담수화처리 등으로 구분되고 있으며, 특히 해수담수화처리(Seawater Desalination)가 거대시장을 형성해 주목받고 있다.세계 담수화 시장은 2005년 12조원에서 2010년 23조원으로 2배 가까이 확대될 전망이다. 담수화는 염분을 포함하고 있는 해수에서 음료수나 기타 용도로 이용할 수 있도록 염분을 제거해 담수를 얻는 공정으로, Cl-, Na+ 뿐만 아니라 다수의 무기염류도 제거할 수 있다. 현재까지 일반적으로 이용되고 있는 담수화 공법은 상변화 유무에 따라 분류되는데, 상변화가 일어나는 가장 대표적인 공법은 증발법으로 MED(Multi-Effect Distillation) 공법, MSF(Multiple-Stage Flash Distillation) 공법으로 구분되고 있다. 상변화가 없는 상불변 공법에는 막을 이용한 RO(Reverse Osmosis) 공법과 ED(Electro Dialysis) 공법 등이 있으며 역삼투압을 이용한 RO공법이 가장 상용화돼 있다. 증발법, 세계 담수화 50% 차지 증발법은 현재 세계 담수화 용량의 약 50%를 차지하고 있으며 담수화 기술 중 가장 역사가 오래된 기술로 알려지고 있다. 가장 대표적인 공법인 MED는 단순 증류기를 시리즈로 배열한 기본적인 형태로 가열된 증기를 여러 차례에 걸쳐 해수 증발에 이용하는 방법이다. 첫 번째의 증발기에서는 보일러에서 발생한 증기로 열을 가해 해수를 증발시키고, 발생된 증기는 다음 증발기에서 응축해 담수화하며 동시에 가열원으로 작용해 증발기 내부의 해수를 다시 증발시키는 구조를 가지고 있다. MED에서 한 단계 발전된 MSF 공법은 대형 담수화플랜트에 가장 널리 사용되는 기술로 세계 담수화 용량의 39% 가량을 차지하고 있다. 고압의 열교환기에서 가열된 해수가 오리피스를 통해 저압의 격실로 분출되면서 해수가 증발되는 것으로, 해수의 압력에 비해 단계별 격실의 압력이 낮기 때문에 해수가 급격히 증발해 비교적 적은 열에너지로도 많은 해수를 증발시키는 장점이 있다. RO공법, 역삼투현상 이용 삼투현상은 반투막(Membrane)을 사이에 두고 동일한 양의 저농도 용액과 고농도 용액을 일정한 시간동안 두면 고농도 용액 양이 증가하게 하는 원리를 이용한 것으로, 고농도 용액에 삼투압 이상의 압력을 가하게 되면 순수한 물이 저농도 용액 쪽으로 흘러 들어가는 역삼투 현상이 담수화에 활용하고 있다. ED공법은 이온화된 무기물에 전류를 흐르게 해 양이온은 음극으로, 음이온은 양극으로 이동시켜 분리하는 방법으로 해수로부터 소금을 생산하기 위해 개발된 공법이다. 분리막을 사용한다는 점에서 RO와 동일하지만 구동력이 압력이 아닌 전력을 이용한다는 점에서 차이가 있고 전기적인 전하를 가진 물질 외에는 제거가 어려운 단점을 가지고 있다. 장비설치가 비교적 간단해 유지·보수가 용이하지만 대형화에 어려움이 있는 것으로 나타나고 있다. <화학저널 2010/11/22> |
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