• 상하수도학회지
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• 제22권3호
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• pp.343-350
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• 2008

Many reports have warned of insufficient water supply in most countries in future and prospected providing safe and clean water become more difficult by lack of access to sustainable drinking water resources. Several facts and figures explained the impact by natural climate change and human activity results in the water scarcity and deterioration. Among many scientific solutions, the seawater desalination using a reverse osmosis membrane, so called SWRO (Seawater Reverse Osmosis) process, has been recognized as one of the most promising alternatives because of its stability and efficiency in producing large amount of drinking water from seawater through desalination by membrane filtration. Recently, in Korea, numerous researches are conducted to develop more productive and cost effective SWRO process for its wide implementation. The objective of this paper is to review the patents concerning SWRO technologies involving the plant engineering, maintenance including pretreatment of seawater and fouling control, module design, and mechanical units development for energy saving. The patents in Korea, U.S., Japan, Europe, and PCT were intensively researched and analyzed to provide the state of the art as well as leading edge technology on SWRO. This information can hopefully suggest meaningful guidelines on future research and development.

• Membrane and Water Treatment
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• 제5권1호
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• pp.15-29
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• 2014

Reverse Osmosis (RO) desalination has gained wide and increasing acceptance around the world as a straightforward undertaking to alleviate the alarming water crisis. An enhanced monitoring of the quality of the water feeding in seawater RO (SWRO) plant through the application of an effective pretreatment option is one of the keys to the success of RO technology in desalination plants. Over the past 10 years, advances in ultrafiltration (UF) membrane technologies in application for water and wastewater treatment have prompted an impetus for using membrane pretreatment in seawater desalination plants. By integrating SWRO plant with UF pretreatment, the rate of membrane fouling can be significantly reduced and thus extend the life of RO membrane. With the growing importance and significant advances attained in UF pretreatment, this review presents an overview of UF pretreatment in SWRO plants. The advantages offered by UF as an alternative of pretreatment option are compared to the existing conventionally used technologies. The current progress made in the integration of SWRO with UF pretreatment is also highlighted. Finally, the recent advances pursued in UF technology is reviewed in order to provide an insight and hence path the way for the future development of this technology.

• 상하수도학회지
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• 제27권5호
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• pp.555-560
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• 2013

A cost analysis method for pretreament processes of a large scale seawater desalination plant was considered using a cost estimation model, WaTER (Water Treatment Estimation Routine). This model is based on cost functions of U.S. EPA to conduct economic analysis of water treatment facilities. A virtual seawater desalination plant which has pretreatment production capacity of $100,000m^3$ per day was chosen as a model plant. Dual media filtration and microfiltration systems were compared as pretreatment process, and the following reverse osmosis process was modeled. As a result, microfiltration showed a price competitiveness in condition of operating with reverse osmosis process by reducing the loads of water treatment and membrane cleaning despite it's high annual cost.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.1-10
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• 2019

해수담수화(SWRO, Sea Water Reverse Osmosis) 플랜트는 장기적이고 지속적인 담수 생산을 위하여 설계단계부터 플랜트의 가용도를 고려하여야 하며, 시간의 흐름에 따라 다양한 형태의 노후 현상이 진행되어 시스템 성능의 저하가 발생하므로 가용도 유지를 위한 고장정비 및 예방정비 계획 수립 등이 필요하다. 해수담수화 플랜트와 같이 복잡한 공학구조로 구성된 플랜트 분야에서는 시스템의 신뢰도 혹은 가용도를 수리적인 방법으로 추정하는데 어려움이 있다. 본 연구는 해수담수화 플랜트에 특화된 소프트웨어 개발을 위하여, RAM 분석 프레임워크와 모델링 방법을 개발하고, 가용도 산출을 위한 이산사건 시뮬레이션 모델을 제안한다. 플랜트 정비의 특성을 고려하여 고장 정비 발생 시, 단일 부품의 수리/교체 뿐만 아니라 분해 정비 수준에 따라 접근 가능한 모든 부품을 동시 정비하는 예방정비 정책을 제안하고, 제안된 방법론에 따라 시뮬레이션 모델 및 프로토타입을 개발하였다. 이를 활용하여 국내외에 건설된 해수담수화 플랜트의 현장 데이터를 기반으로 시스템의 가용도 및 가동률 등을 추정 사례 연구를 수행하였고, 그 결과 실제 플랜트의 가용도와 근접한 결과를 얻었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.64-69
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• 2011

A novel concept of the gridable desalination plant is to provide an operation management to enable an electricity plant operation cost reduction. Adjusting recovery rate responded to electricity price, an electricity plant operation cost can be saved. To show a suggested approach, the data of 10 [MIGD](Million Imperial Gallons per Day) SWRO testbed are used. The result shows that total cost reduction rate is calculated about 1.6[%] of annual total electric plant operation cost.

• 상하수도학회지
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• 제30권4호
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• pp.401-408
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• 2016

Desalination is getting more attention as an alternative to solve a global water shortage problem in the future. Especially, a desalination technology is being expected as a new growth engine of Korea's overseas plant business besides one of the solutions of domestic water shortage problem. In the past, a thermal evaporation technology was a predominant method in desalination market, but more than 75% of the current market is hold by a membrane-based reverse osmosis technology because of its lower energy consumption rate for desalination. In the future, it is expected to have more energy efficient desalination process. Accordingly, various processes are being developed to further enhance the desalination energy efficiency. One of the promising technologies is a desalination process combined with Pressure Retarded Osmosis (PRO) process. The PRO technology is able to generate energy by using osmotic pressure of seawater or desalination brine. And the other benefits are that it has no emission of $CO_2$ and the limited impact of external environmental factors. However, it is not commercialized yet because a high-performance PRO membrane and module, and a PRO system optimization technology is not sufficiently developed. In this paper, the recent research direction and progress of the SWRO-PRO hybrid desalination was discussed regarding a PRO membrane and module, an energy recovery system, pre-treatment and system optimization technologies, and so on.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.762-766
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• 2017

에너지 회수장치는 역삼투 공정에서 에너지 소모량을 줄이기 위해 사용된다. 그러나 해수담수화 시장에서 소규모 에너지 회수장치(<$100m^3/d$)를 찾기는 쉽지 않다. 우리나라에서 음용수 생산을 위한 역삼투 해수담수화 시설은 대부분 도서지역이나 선박에서 소규모로 운영되고 있다. 즉, 국내에는 소규모 에너지 회수장치 수요가 잠재하고 있다. 본 연구에서는 고압펌프의 현실적인 효율과 국내 전력비 단가 등을 고려하여, 소규모 역삼투 공정의 에너지 소모량을 에너지 회수장치의 적용 여부 및 설치 장소(예: 육상, 도서, 선박)에 따라 비교 분석하였다. 분석 결과, 에너지 회수장치 적용 시 전력비는 1,914.1원/$m^3$ 까지 절감될 수 있고 소규모 시설과 선박에서는 절감효과가 증가되는 것을 확인하였다. 소규모 역삼투 담수화 시설이 대부분을 차지하는 국내 현실과 규모가 작아질수록 에너지 회수장치에 대한 전력비 절감효과가 커지는 본 연구의 결과를 고려한다면, 소규모 에너지 회수장치의 개발 필요성이 크다고 할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권1호
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• pp.34-41
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• 2016

UF (ultrafiltration)-SWRO (seawater reverse osmosis) 공정을 이용하여 해수와 기수의 유입수 블렌딩(pre-blending)이 보론(boron)과 휴믹산(humic acid)의 제거에 미치는 영향을 조사하였다. 유입수 블렌딩은 TDS (total dissolved solids) 농도를 기준으로 15,000 mg/L~27,000 mg/L까지 설정하였으며, RO에서의 보론 제거특성을 분석하였다. 또한, 동일한 TDS 농도범위에서 휴믹산을 주입하여 유기물 제거 특성을 알아보았다. 보론은 TDS 농도가 높아질수록 제거율은 76.60% - 83.27%로 높게 나타났지만, 최종 생산된 생산수의 보론 농도는 0.48 mg/L-0.69 mg/L로 높아져 유입수 내 보론 농도가 다량 유입될 시 유입수 블렌딩이 필요할 것으로 판단된다. 휴믹산의 경우 10 mg/L 수준일 경우 TDS 농도 22,500 mg/L가 27,000 mg/L 보다 제거율이 높게 나타났지만, 휴믹산이 5 mg/L 수준일 경우 TDS 농도 18,000 mg/L가 15,000 mg/L보다 높게 나타났다. 한편, 휴믹산이 주입되었을 때 UF-SWRO 공정에서는 오히려 플럭스(flux)와 회수율(recovery rate)이 증가하는 효과를 나타내었는데, 이는 파울링 물질이 $Ca^{2+}$와 휴믹산의 결합에 의해 대부분 제거되어 나타난 것으로 판단된다. 따라서 UF-SWRO를 이용한 해수 담수화 시 보론 농도와 휴믹산 제거측면에서 TDS 농도가 낮을수록 유리하다고 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제27권2호
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• pp.261-272
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• 2013

Algae boom (Red tide) in south coastal area of Korea has been appeared several times during a decade. If algae boom appears in the desalination plant, media filter and UF filter are clogged quickly, and the plant should be shutdown. In general, Algae can be removed from water by flotation better than by sedimentation, because of the low density of algal cell. The purpose of this study conducts the CFD simulation of DAF flotation basin to apply the design of the dissolved air flotation with ball filter in the Test Bed for SWRO desalination plant. In this study, Eulerian-Eulerian multiphase model was applied to simulate the behavior of air bubbles and seawater. Density difference model and gravity were used. But de-sludge process and mass transfer between air bubbles and seawater were ignored. Main parameter is hydraulic loading rate which is varied from 20 m/hr to 27.5 m/hr. Geometry of flotation basin were changed to improve the DAF performance. According to the result of this study, the increase of hydraulic loading rate causes that the flow in the separation basin is widely affected and the concentration of air is increased. The flow pattern in the contact zone of flotation basin is greatly affected by the location of nozzle header. When the nozzle header was installed not the bottom of the contact zone but the above, the opportunity of contact between influent and recycle flow was increased.

• 멤브레인
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• 제25권4호
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• pp.301-309
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• 2015

최근 해수담수화 기술에 관한 관심이 증가하면서 해수 전처리 기술의 중요성이 날로 증가하고 있다. 해수담수화 기술은 미래 수처리 핵심기술로 자리매김하고 있고 이를 위한 전처리 기술의 올바른 선택과 운영은 향후 해수담수화 기술의 효율향상과 공정 최적화를 위해 중요하게 고려되어야 할 것이다. 해수담수화 전처리 기술의 목적은 주로 해수에 존재하는 입자성 물질, 콜로이드성 물질, 유기물질, 무기물질 그리고 미생물 오염물질 등의 처리를 통해 후단 담수화 기술의 효율성을 향상시키기 위함이나 전처리 기술 대상 처리물질의 범위는 매우 다양하여 맞춤형 전처리 기술의 적절한 적용이 필요하다. 해수담수화에서 올바른 전처리 기술의 적용은 후단 담수화 시설의 높은 처리효율 및 문제점을 최소화시킴과 동시에 해수의 큰 수질변동과 기후적인 그리고 지역적인 영향 등에 즉각적으로 대처할 수 있으므로 전처리 기술의 운영전략은 미래 해수담수화 기술의 성공여부를 결정짓기 위해 매우 중요하게 다루어져야 한다. 또한 최근에 많은 관심을 가지고 있는 해수 미세조류의 번성은 담수화 전처리 기술의 선정에 있어서 잠재적인 장애가 되고 있어 이에 대한 올바른 이해도 반드시 필요하다. 본 총설에서는 해수담수화 전처리 기술에 관한 그동안의 연구동향을 분석하고 해수담수화 전처리 기술의 선택 및 운전 최적화 달성을 위한 향후 도전과제들을 제시하고자 한다.