• Membrane and Water Treatment
• /
• 제5권1호
• /
• pp.15-29
• /
• 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
• /
• 제23권2호
• /
• pp.207-214
• /
• 2009

This study examines the optimum filtration conditions in pretreatment of seawater desalination by reverse osmosis. For this purpose, Masan bay seawater is treated through a gravity filter column while $FeCl_3$ is added as coagulant. The conditions of coagulantd osage, media depth, filtration rate, and backwash time are evaluated. The study results show that the filtrate quality improved with increasing coagulant dosage, but head loss rapidly increased. After 4mg/L, the unit filter run volume reduced to less than $200m^3/m^2$. Considering the head loss development, 4mg/L is determined as the optimum dosage. The better filtrate qualities are obtained with depth of 100cm than that of 80cm. The two stage filtration, which outperformed the single stage filtration, is suggested for treatment of Masan bay. The filtration rate of 5m/h is decided as the optimum condition considering the head loss development. At 10m/h, the filtrate quality deteriorated even though the extent was minimal, and head loss increased rapidly. The backwash time of 10 min is decided appropriate.

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

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제8권5호
• /
• pp.449-462
• /
• 2017

Direct treatment of municipal wastewater by forward osmosis (FO) process was evaluated in terms of water flux decline, reverse salt diffusion, pollutants rejection and concentration efficiency by using synthetic seawater as the draw solution. It was found that when operating in PRO mode (active layer facing the draw solution), although the FO membrane exhibited higher osmotic water flux, more severe flux decline and reverse salt diffusion was also observed due to the more severe fouling of pollutants in the membrane support layer and accompanied fouling enhanced concentration polarization. In addition, although the water flux decline was shown to be lower for the FO mode (active layer facing the feed solution), irreversible membrane fouling was identified in both PRO and FO modes as the water flux cannot be restored to the initial value by physical flushing, highlighting the necessity of chemical cleaning in long-term operation. During the 7 cycles of filtration conducted in the experiments, the FO membrane exhibited considerably high rejection for TOC, COD, TP and $NH_4{^+}-N$ present in the wastewater. By optimizing the volume ratio of seawater draw solution/wastewater feed solution, a concentration factor of 3.1 and 3.7 was obtained for the FO and PRO modes, respectively. The results demonstrated the validity of the FO process for direct treatment of municipal wastewater by using seawater as the draw solution, while facilitating the subsequent utilization of concentrated wastewater for bioenergy production, which may have special implications for the coastline areas.

• 품질경영학회지
• /
• 제48권1호
• /
• pp.171-186
• /
• 2020

Purpose: The purpose of this study is conducting of predictive models that considered multicollinearity of independent variables in order to carry out more efficient and reliable predictions about differential pressure in seawater reverse osmosis. Methods: The main variables of each RO system are extracted through factor analysis. Common variables are derived through comparison of RO system # 1 and RO system # 2. In order to carry out the prediction modeling about the differential pressure, which is the target variable, we constructed the prediction model reflecting the regression analysis, the artificial neural network, and the support vector machine in R package, and figured out the superiority of the model by comparing RMSE. Results: The number of factors extracted from factor analysis of RO system #1 and RO system #2 is same. And the value of variability(% Var) increased as step proceeds according to the analysis procedure. As a result of deriving the average RMSE of the models, the overall prediction of the SVM was superior to the other models. Conclusion: This study is meaningful in that it has been conducting a demonstration study of considering the multicollinearity of independent variables. Before establishing a predictive model for a target variable, it would be more accurate predictive model if the relevant variables are derived and reflected.

• 멤브레인
• /
• 제17권4호
• /
• pp.277-286
• /
• 2007

전 세계적으로 물 부족 문제를 해결하기 위한 한 가지 대안으로서 해수 담수화 기술이 높은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 해수 담수화를 위한 고효율 저에너지 소모 공정으로 떠오르고 있는 역삼투막의 제조를 위해 cellulose triacetate(CTA)의 적용 가능성을 살피고자 하였다. 염소에 대한 안정성과 유기물에 대한 저항성을 가지는 CTA를 사용하여 막을 제조할 시 아세틸화도, 용매, 첨가제와 같은 제막 조성의 변화가 막의 성능에 미치는 것으로 나타난다. 높은 아세틸화도와 CTA의 용매인 다이옥산과 아세톤의 비에서 다이옥산의 함량이 높을수록 높은 유량과 염 제거율을 가지는 막의 제조가 가능하다. 첨가제로는 acetic acid와 maleic acid가 선호된다. 실제 해수 담수화 플랜트에 상용화된 CTA 막($HOLLOSEP^{(R)}$)을 적용해 본 결과 다른 화학적 처리 없이 계속적인 염소 처리만으로 장기간 안정된 유량과 수질을 나타낸다.

• 멤브레인
• /
• 제12권3호
• /
• pp.182-191
• /
• 2002

복합 박막의 구조를 갖는 폴리아미드계 역삼투 분리막은 상용화되어 해수담수화 공정에 널리 적용되어져 왔다. 최근 고압·고회수율 공정은 기존의 해수 담수화 공정에 비해 에너지 비용 및 전처리의 규모의 측면에서 절감 효과를 가진다는 결과들이 발표되어왔다. 고압·고회수율 공정은 에너지 회수, 고압 펌프 설비, 그리고 고압 고염제거율의 역삼투막 개발에 의해 가능해 졌다. 본 연구에서는 기존의 해수담수화 공정에 사용되는 역삼투 분리막에 대한 고압·고회수율 공정 조건에서의 투과 성능을 조사하였다. 역삼투 분리막 평막의 평가에는 3.5%의 NaCl 수용액을 인공해수로 조제하여 실시하였으며 역삼투 분리막 모듈의 평가는 마산시 합포해변에서 자연 해수를 직접 사용하였다. 그 결과로 고압 고회수율 공정에 적합한 역삼투막은 고압에 대한 내압성을 갖는 역삼투막임을 보여준다. 고농축수에 대한 염제거율은 고압 운전에 의해 자연 향상되는 경향을 나타내었다.

• 멤브레인
• /
• 제30권3호
• /
• pp.190-199
• /
• 2020

2018년 환경부에서 발표된 수도정비기본계획에 따라 다양한 수자원 활용의 중요성이 증가하고 있으며, 여러 수원을 혼합하여 원수 또는 생산수로 활용하는 워터 블렌딩 방식은 미국, 호주를 비롯한 여러 나라에서 시도되고 있다. 본 연구에서는 공업용수 공급 목적으로 100,000 ㎥/일 규모 해수담수화 사업이 추진되고 있는 충남 대산 지역을 대상으로, 해수와 호소수, 침전수, 폐수 방류수 등 타 수원을 블렌딩할 때 수종 및 혼합비율에 따른 영향을 분석하였다. 타 수원 혼합비율 10~50% 조건에서 혼합수 염분농도는 약 50%까지 감소하였지만, 탁질 및 유기물 농도는 1.6~2.0배 수준으로 증가하는 것을 확인하였다. 실험실 규모 역삼투 공정 성능평가 결과, 해수의 단독활용 대비 원수 혼합 시 막오염 경향이 증가하였으며 혼합비율 10~50%에서 평균 4.1배의 플럭스 저감률을 나타내었다. 성능모사를 통한 역삼투 공정 성능분석에 따르면 혼합비율 50% 조건에서 역삼투 공정 에너지 사용량이 평균 39% 절감될 수 있을 것으로 기대되나, 운영비용 등 혼합수 활용에 대한 전반적인 영향분석을 위해서는 모형플랜트 규모에서 장기간 성능평가가 필요하다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.227-238
• /
• 2013

본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 황산이온과 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존 시키는 미네랄 수질 조정 기술로 먹는물 수질기준에 맞는 고경수 제조 공정 개발에 있다. 역삼투막(RO)에 통과시켜 농축수(Concentrated deep seawater)와 탈염수(desalted deep seawater)를 제조하고, 나노여과막(NF)를 사용하여 염화나트륨이 제거되지 않은 1차 미네랄 농축수(Mineral enriched deep seawater)를 제조하여, 전기투석 이온교환막(ED)을 가동하여 염화나트륨을 제거한 탈염 미네랄농축수(Mineral enriched desalted water)를 제조하여 이를 RO 탈염수와 희석하여 고경도 먹는해양심층수를 제조하였다. 역삼투막은 해수(해양심층수) 원수에서 용존물질과 담수를 분리할 수 있으며, 2차에 걸쳐 역삼투막을 사용하면, 용존성분 중 99.9% 이상 제거되고, 경도 1이하, 염소이온의 농도 2.3 mg/L인 용존물질이 완전히 제거된 탈염수(순수)를 제조할 수 있었다. 나노여과막 (NF 막)의 간극은 $10^{-9}$ m으로 마그네슘과 칼슘은 50%정도 통과시키며, 염소이온과 나트륨 같은 일가이온은 95%이상 통과한다. 나노여과막은 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분과 나트륨과 염소이온과 같은 염분성분을 분리 농축할 수 있지만, 완벽하게 분리하지는 못한다. 전기투석막(ED)은 전기전도도에 따라 경도성분의 이가이온과 염분성분인 일가이온이 분리된다. 전기전도도 20 mS/cm 이상에서 경도성분(마그네슘이온, 칼슘 이온 등)은 제거되지 않는 반면, 염분성분 (나트륨이온, 염소이온 등)은 지속적으로 제거되었다. 따라서, 나노여과막을 이용하여 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분을 농축하고, 전기투석막을 이용하여 경도농축수에서 염분성분을 분리하여 경도농도 12,600 mg/L, 염소이온 농도 2,446 mg/L의 염분성분이 배제된 고경도 농축수를 제조할 수 있었다. 이러한 고경도수를 역삼투막을 이용하여 용존물질이 모두 제거된 2차 RO 생산수로 10배 희석하면 염소이온 농도 244 mg/L 로 먹는물 수질기준에 적합하면서 경도농도 1,260 mg/L 인 고경도 수 제조도 가능하였다. RO/NF/ED 또는 NF/ED 연계공정은 해수의 증발 없이 역삼투막, 나노여과막과 전기투석막만을 이용하여 염소이온과 나트륨, 칼륨, 황산이온과 같은 염분성분을 제거하면서 마그네슘과 칼슘과 같은 경도성분은 농축할 수 있어서 먹는물 수질기준에 적합한 고경도수 제조가 가능하였으며, 이 과정 중 소모되는 에너지를 줄일 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.177-184
• /
• 2011

Membrane fouling is an unavoidable phenomenon in operation of seawater reverse osmosis (SWRO) and major obstacle for economic and efficient operation. When fouling occurs on the membrane surface, the permeate flux is decreased, on the contrary, the trans-membrane pressure (TMP) is increased, therefore operation and maintaining costs and potential damage of membranes are able to the pivotal risks of the process. Chemical cleaning process is essential to prevent interruptions for effective RO membrane filtration process. This study focused on proper chemical cleaning condition for polyamide RO membranes of 4 companies. Several chemical agents were applied for chemical cleaning under numbers of operating conditions. Additionally, a monitoring tool of FEEM as autopsy analysis method is adapted for the prediction of organic bio-fouling.