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정삼투 기술을 이용한 농업용수에서 해수담수화 적용 원문보기

전원과 자원 = Rural resource, v.58 no.3, 2016년, pp.33 - 36  

박성직 (한경대학교 지역자원시스템공학과)

초록이 없습니다.

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성능/효과

  • , 2016)과 특허(박성직 등, 2016)에서 기술되어 있듯이 유도용액의 회수공정 및 재생공정을 생략할 수 있는 액상비료를 유도용액으로 사용하는 정삼투 기반의 시스템을 이용해서 해수담수화가 가능하다. 개발된 기술을 통해서 적은 에너지를 이용하여 농업 관개수의 생산이 가능하다.
  • 정부에서는 이러한 국민들의 안전한 농산물의 수요 충족뿐만 아니라, 국내 농산물 수출시 유해물질 검출로 인한 통상마찰 방지, 우리 농산품의 신뢰도 확보를 통한 농산물의 수출증대 등 농산물의 품질과 안전성관리의 필요성이 증대됨에 따라 우수농산물관리제도(GAP; Good Agricultural Practices)를 도입하였다(안열, 2004). 이 제도를 통하여 농산물의 생산 및 단순가공 과정에서 오염된 물 또는 토양, 농약, 중금속, 유해생물들 식품안전성에 문제를 발생시킬 수 있는 요인을 종합적으로 관리한다. 이렇게 안전하고 양질의 농산품을 생산하기 위해서는 수질 기준을 만족하는 수량과 수질의 확보가 필요하다.

후속연구

  • 시설 농업의 경우 물방울 관개를 통해서 적은 양의 관개수로 농작물 재배가 가능하기 때문에 시설 농업에서부터 제한적으로 해수담수화 기술이 적용 가능하다. 또한, 시설 농업 재배 지역에 높은 수질의 농업 용수를 공급함으로써 고부가 가치 농업이 가능할 것으로 판단된다. 수처리 발생 비용(담수화 경우 1톤당 생산 비용은 $0.
  • , 2007) 하수 재이용시 농업 용수 생산 비용은 더 저렴할 것으로 판단)은 고품질 농산물 생산에 따른 소득 증대와 작물 관리 감소에 따른 인건비 감소로 충당 가능할 것으로 판단된다. 앞으로 기후 변화로 인한 물 부족을 대비하여 기술 개발이 시급하며, 우리 학문 분야에서 선제적인 대응이 필요하다.
  • 이렇게 안전하고 양질의 농산품을 생산하기 위해서는 수질 기준을 만족하는 수량과 수질의 확보가 필요하다. 이는 높은 수질의 물을 저비용으로 생산할 수 있는 수처리 시스템 개발을 통하여 가능할 것으로 사료된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
RO 방법의 특징은 무엇입니까? RO 방법은 생산수를 얻기 위해 고압펌프를 사용하므로 많은 에너지(4-6 kWh/m3)가 소비되는 반면에, 정삼투(Forward Osmosis) 염분과 물을 분리하기 위해 분리막을 이용하는 공정이지만, 구동력이 압력차가 아니라 농도차를 이용하기 때문에 에너지소비가 극히 적은(<1 kWh/m3) 기술이다. 정삼투 공정은 에너지가 적게 소요된다는 장점 뿐만 아니라 회수율이 높고(70%이상), 농축수배출이 적다는 장점도 있다.
정삼투식 담수화기술의 원리는 무엇입니까? 정삼투식 담수화기술의 원리는 원수농도의 10배 이상 되는 유도용질(draw solute)을 분리막 반대쪽에 주입하여 삼투현상에 의해 원수 내의 물이 멤브레인을 투과하여 고농도 용액 쪽으로 이동하는 것이다. 희석된 유도용액에서 물과 유도용 질을 분리하여 생산수를 얻고, 농축된 유도용질은 재사용하게 된다.
우수농산물관리제도를 통해 어떤 것들을 관리할 수 있는가? 정부에서는 이러한 국민들의 안전한 농산물의 수요 충족뿐만 아니라, 국내 농산물 수출시 유해물질 검출로 인한 통상마찰 방지, 우리 농산품의 신뢰도 확보를 통한 농산물의 수출증대 등 농산물의 품질과 안전성관리의 필요성이 증대됨에 따라 우수농산물관리제도(GAP; Good Agricultural Practices)를 도입하였다(안열, 2004). 이 제도를 통하여 농산물의 생산 및 단순가공 과정에서 오염된 물 또는 토양, 농약, 중금속, 유해생물들 식품안전성에 문제를 발생시킬 수 있는 요인을 종합적으로 관리한다. 이렇게 안전하고 양질의 농산품을 생산하기 위해서는 수질 기준을 만족하는 수량과 수질의 확보가 필요하다.
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참고문헌 (12)

  1. 박성직, 안희경, 홍성구, 강구, 조성욱(2016) 액상 비료를 유도용액으로 사용하는 정삼투 기반의 해수담수화방법. Patent Number: 10-1593266. 

  2. 안열(2004) 우수농산물 생산을 위한 토양.수질 관리 방안. 농어촌과 환경 14:24-37. 

  3. An, H. K., Lee, C. G., Park, S. J. (2016) Application of a nanofibrous composite membrane to the fertilizer driven forward osmosis process for irrigation water use. Accepted in Environmental Technology. 

  4. Diallo, MS, Brinker, J. (2010) Nanotechnology for Sustainability: Environment, Water, Food and Climate in "Nanotechnology Research Directions for Societal Needs in 2020" (Roco, M, C. Mirkin and M. Hersam, eds.). Springer, Boston. 

  5. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). (2008) Climate Change and Water (Bates, BC, Kundzewicz, ZW, Wu, S, Palutikof, JP, Eds.). Technical Paper of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC Secretariat, Geneva. 

  6. McCutcheon, JR, McGinnis, RL, Elimelech, M. (2005) A novel ammonia-carbon dioxide forward (direct) osmosis desalination process. Desalination 174:1-10. 

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  7. Park, S. J., & An, H. K. (2013). Forward Osmosis Based Seawater Desalination using Liquid Fertilizer as Draw Solution. Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, 55(2), 21-27. 

  8. Savage, N, Diallo, MS. (2005) Nanomaterials and water purification: Opportunities and challenges. Journal of Nanoparticle Research 7:331-342. 

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  9. Schaefer A, Fane AG, Waite, TD. (2005) Nanofiltration: Principles and Applications. Elsevier, New York. 

  10. Shannon MA, Bohn PW, Elimelech M, Georgiadis J, Marinas BJ, Mayes A. (2008) Science and technology for water purification in the coming decades. Nature 54:301-310. 

  11. UNEP United Nations Environment Programme. (2006) Challenges to international waters-Regional assessments in a global perspective. UNEP, Nairobi, Kenya. 

  12. Yermiyahu, U, Tal, A, Ben-Gal, A, Tarchitzky, J, Lahav, O. (2007) Rethinking desalinated water quality and agriculture. Science 318:920-921. 

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