개발도상국 염분 제거를 위한 CDI와 RO의 전기전도도 감소 성능평가

Evaluation of Electrical Conductivity Reduction of CDI and RO for Salt Removal in Developing Countries

  • Kim, Beomgyu (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University (SNU)) ;
  • Yang, Dongjin (Glory & Tech Co., Ltd)
  • 투고 : 2020.02.28
  • 심사 : 2020.11.10
  • 발행 : 2020.11.20

초록

개발도상국은 빈약한 식수 인프라로 인해 식수공급에 어려움을 겪고 있으며 식수가 공급되지 않는 지역에서는 지하수를 주된 식수원으로 이용하는 경우가 많다. 하지만 지하수의 경우 다양한 오염원에 노출되어 있고 이로 인한 문제가 발생하기도 한다. 특히 해안지역은 그 지리적 특성으로 인해 해수침투에 노출되기 쉽고 해수침투에 노출된 지역의 지하수는 일반적인 경우보다 높은 염도를 가지는 경향이 있다. 만약 염도가 높은 지하수를 지속적으로 마시게 된다면 심장 및 신장질환 등 인체에 다방면으로 치명적인 영향을 끼치는 원인이 될 수 있기에 주의가 필요하다. 본 연구에서는 해수침투가 일어난 지역에서의 탈염을 위한 기술인 CDI(Capacitive Deionization)와 역삼투의 원리를 이용한 RO(Reverse Osmosis)의 적용가능성을 탐색해보고자 하며, 염수 농도에 따른 정수성능 실험을 진행하여 탈염성능을 평가해 보고자 한다. 또한 개발도상국의 일부 지역은 전력이 원활하게 보급되지 않는 경우가 많기에 본 연구에는 정수하는데 실제 사용하는데 필요한 소비전력을 계산하여 평가에 포함하고자 한다. 이를 통해 개발도상국 해수침투지역에 적합한 탈염기술을 제안할 수 있을 것으로 기대한다.

Developing countries are areas where many problems arise from poor drinking water infrastructure. Developing countries often use groundwater as their primary source of drinking water, which causes problems. Among them, coastal areas are easily exposed to saltwater intrusion due to their geographical characteristics. Groundwater in areas exposed to saltwater intrusion has higher salinity than usual. If you continue to consume high salinity groundwater can cause a variety of fatal effects on the human body. Therefore, various alternatives have been proposed. This study explores the applicability of CDI(Capacitive Deionization) and RO(Reverse Osmosis) for water purification systems in areas where saltwater intrusion has occurred. Therefore, we will evaluate this by conducting water purification experiment. On the other hand, the supply of electricity is also important in the operation of water purification facilities. However, in many areas of developing countries, electricity is often not available. Therefore, this study intends to calculate the power consumption required for the actual use of the filter and to include it in the evaluation.

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참고문헌

  1. 강소연. (2016). 연성 물 경로로의 전환을 위한 빗물활용의 효과: 인도네시아 북부 자카르타 학교 내 빗물 사용자의 인식을 중심으로, 석사학위논문, 서울대학교.
  2. 국립환경과학원. 유승도 외. (2015). 아시아 개발도상국 주요 환경보건 문제와 접근방안에 대한 기초조사(I), NIER-RP2015-178, 환경부, pp. 1-4.
  3. 권순국. (1996). CDI에의한음용수정수처리기술개발현황 및 전망, 한국농공학회지, 한국농공학회, 38(3), pp. 24-27.
  4. 김성래. (2018). CDI공정을이용한초순수생산의가능성평가. 학사학위논문, 서울대학교.
  5. 김효현. (2017). 먹는 물 소독을 위한 개발도상국용 휴대용 염소발생장치에서 염소 생성, 에너지 요구 및 염소계 소독 부산물 생성 특성, 석사학위논문, 서울대학교.
  6. 윤제용, 김태영. (2012). CDI 기술 현황과 전망, 공동 춘계학술발표회, 한국물환경학회, 2012, 916.
  7. 이광철. (2016). 전 세계 3억명 식수 오염 노출...매년 340만명 사망, 연합뉴스, https://www.yna.co.kr/view/AKR20160830193651088(accessed Jun. 2019).
  8. 이민주. (2016). 개발도상국 빗물식수화시설 사업의 성공을 위한 고려사항: 베트남 사례를 중심으로, 석사학위논문, 서울대학교.
  9. 환경부, 국립환경과학원. (2017). 2017 먹는물 수질기준 해설서, NIER-GP2017-033, 환경부.
  10. Alfarrah N., Walraevens K. (2018). Groundwater Overexploitation and Seawater Intrusion in Coastal Areas of Arid and Semi-Arid Regions. Water, 10(2), 1-24. https://doi.org/10.3390/w10020001
  11. Islam R. et al. (2017). Assessment of pH and Total Dissolved Substances (TDS) in the Commercially Available Bottled Drinking Water. IOSR Journal of Nursing and Health Science, 6(1), 35-40.
  12. Meyer R, Engesgaard P. & Sonnenborg T.O. (2019). Origin and Dynamics of Saltwater Intrusion in a Regional Aquifer: Combining 3-D Saltwater Modeling With Geophysical and Geochemical Data. Water Resources Research, 55(3), 1792-1813. https://doi.org/10.1029/2018wr023624
  13. Ministry of Health, Socialist Republic of Vietnam. (2009). National Technical Regulation on Drinking Water Quality.
  14. Purnama S., Aris Marfai M. (2012). Saline water intrusion toward groundwater: Issues and its control. Journal of Natural Resources and Development, 02, 25-32.
  15. UNICEF. (2018). 물과 위생, UNICEF News, 108(1).
  16. Vanny L., Jiwen G., Seingeng H. (2015). Phnom Penh's Municipal drinking water supply: water quality assessment. Sustainable Water Resources Management, 1(1), 27-39. https://doi.org/10.1007/s40899-015-0004-9
  17. WHO. (2003). Total dissolved solids in Drinking-water, https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/chemicals/tds.pdf