초록 ▼

대체수자원 확보의 일환으로 해수, 염수, 산업체배수 등을 담수화하기 위한 본 연구에서는 기존의 상용 담수화기술보다 20% 이상 에너지를 절감할 수 있는 고효율 담수화기술개발을 목적으로, 국산화를 위한 전처리 및 역삼투막 기술개발, 새로운 개념의 탈염법인 전기흡착식 탈염기술개발, 효율 향상을 위한 증발 기술개발 등을 수행하였다.
본 연구에서는 개발된 전처리 기술, 역삼투막 기술, 전기흡착식 탈염기술 등을 적용한 복합탈염설비 파일럿 설비를 인천화력발전소에 설치하여 5400ppm의 무기염 폐수를 300ppm이하로 시간당 10톤의 용

대체수자원 확보의 일환으로 해수, 염수, 산업체배수 등을 담수화하기 위한 본 연구에서는 기존의 상용 담수화기술보다 20% 이상 에너지를 절감할 수 있는 고효율 담수화기술개발을 목적으로, 국산화를 위한 전처리 및 역삼투막 기술개발, 새로운 개념의 탈염법인 전기흡착식 탈염기술개발, 효율 향상을 위한 증발 기술개발 등을 수행하였다.
본 연구에서는 개발된 전처리 기술, 역삼투막 기술, 전기흡착식 탈염기술 등을 적용한 복합탈염설비 파일럿 설비를 인천화력발전소에 설치하여 5400ppm의 무기염 폐수를 300ppm이하로 시간당 10톤의 용량을 탈염처리한 후 공업용수로 재이용하고 있다.
본 연구에서는 특히 세계 최초로 전기흡착식 탈염기술을 개발하였으며, 이 기술은 기존 사용기술 대비 약 30%의 에너지가 절감되는 새로운 개념의 탈염법이며, 95% 이상의 탈염률, 환경친화적, 간편한 유지관리, 탈염매체의 반영구성 등의 장점도 가지고 있다.
물중의 부유물질을 제거하기 위한 전처리 분야의 동적막 및 UF/MF 여과기술은 국산 상용화가 가능한 수준으로 개발 완료되었으며, 역삼투원리에 의해 탈염하는 역삼투막 분야에서는 국산화 및 성능향상을 위하여 막 제조기술이 연구되었고 99.5%의 탈염률을 보이는 막 제조법을 개발하였다. 증발분야에서는 증발식 해수담수화장치에 대한 최적배치 모델과 다양한 전열촉진관에 대한 전열특성 실험을 통해 초고효율의 전열촉진관을 개발하였다. 또한 발전소 현황 및 경제성분석, 외국의 사례조사를 통하여 그 적용 가능성을 제시하였다.

Abstract ▼

○ The area pretreatment system
-Study of the main mechanism for filtration system using dynamic membrane
-Manufacture and operation of the filtration system with a treatment facility of 3-5 ㎥/hrusing
-Manufacture and operation of the filtration system with a treatment facility of 10-20 ㎥/hr

○ The area pretreatment system
-Study of the main mechanism for filtration system using dynamic membrane
-Manufacture and operation of the filtration system with a treatment facility of 3-5 ㎥/hrusing
-Manufacture and operation of the filtration system with a treatment facility of 10-20 ㎥/hrusing
-Development of submerged MF system with anti-fouling and high water permeability
○ The area reverse osmosis
'-Investigation of permeation and separation performance on electrolytic aqueous solution of the membranes
'-Evaluation of commercial high-pressure RO membranes
'-Development of membrane that has resistance for chlorine degradation
○ The area of electrode
'-Development of carbon fiber electrode for electrosorption desalination
'-Development of the process for electosorption desalination
'-Installation of a hybrid desalination pilot plant at INCHEON power plant
○ The area of distillation
'-Development of a high efficient evaporation system
'-Development of an enhanced heat transfer tube with a higher heat transfer coefficient(5000~10000 kcal/hr.㎡.${^{\circ}C}$)

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서초록 ...3
• 요약문 ...4
• 영문요약문 ...10
• CONTENTS ...14
• 목차 ...15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...16
• 제2장 국내외 기술개발 현황...17
• 제1절 전처리기술...17
• 제2절 역삼투막 기술...17
• 제3절 전기흡착식 탈염기술...19
• 제4절 증발기술 ...20
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...21
• 제1절 탈염 전처리 기술 개발...21
• 1. 동적막 여과기술개발...21
• 2. UF/MF 여과기술개발...50
• 제2절 담수화용 역삼투막 제조 요소기술 개발 ...87
• 1. 상용 고유량 저압용 분리막의 투과성능 평가...87
• 2. 유량이 증가한 저압용 분리막의 코팅 기술 개발 ...91
• 3. SW/ 초고압 SW 평가 성능 비교 평가...97
• 4. 지지층 내압성 향상 및 acid halidc 최적화...101
• 5. Polar aprotic solvent 선정...113
• 6. soc-aminc coating(제거율 향상)...115
• 7. 유량 및 염제거율 향상 첨가제 선정 최적화 ...118
• 8. 제거율 향상을 위한 약품, 조건 선정...121
• 9. 역삼투 분리막의 염소에 의한 분해 메커니즘 ...125
• 10. 실란계 화합물에 의한 막 코팅 실험 ...126
• 11. 재역삼투막의 염소에 의한 투과 물성 저하...129
• 12. 역삼투막의 막 이동 모델 해석...131
• 13. 불소기 함유 실란커플링제를 이용한 분리막 표면 개질...139
• 14. 결론...151
• 제3절 전기흡착식 탈염 요소기술 개발...153
• 1. 전기흡착식 탈염용 전극제조기술 개발...153
• 2. 전기흡착식 탈염시스템 개발...206
• 제4절 고효율 증발시스템 요소기술개발 및 산업폐열이용 해수담수화 평가...220
• 1. 고효율 전열관의 개발...220
• 2. 실험방법 및 결과고찰...222
• 3. 히트펌프 증발식 해수담수화장치의 최적설계...226
• 4. 국내 기존발전플랜트의 담수화 타당성 검토...235
• 5. 연구개발 및 고찰...239
• 제5절 에너지 회수장치 개발...242
• 1. 에너지회수장치 평가...242
• 2. 실험실용 에너지회수장치 제작 및 평가...244
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...248
• 제1절 연구개발목표의 달성도 ...248
• 제2절 관련분야 기술발전에의 기여도...249
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...251
• 제1절 추가연구의 필요성...251
• 제2절 타연구에의 응용...252
• 제3절 기업화 추진방안...253
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...254
• 참고문헌...259
• 연구결과 활용계획서 요약...267
• 연구결과 활용계획서...268
• 1. 연구목표 및 내용...268
• 2. 연구수행결과 현황...269
• 3. 연구성과 ...272
• 4. 기술이전 및 연구결과 활용계획...273
• 5. 기대효과...273
• 기술 요약서...275