간척지의 담수화 기술연구를 위한 기술 분석 = Analysis of Technology for Desalination Technology Research for Reclaimed Land
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2019
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129-129(1쪽)
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세계적으로 간척지 개발은 농지확보, 택지 및 관광지 개발 등의 목적으로 진행되었으며, 간척농지의 경우, 대규모 용수를 확보해야 하는데, 해수 및 염지하수의 담수화 기술 적용에 따른 경제성이 농업경영에 절대적인 영향을 준다. 해수담수화는 해수의 증발 및 응축과정에서 용해물질을 제거하여 생활용수 등을 얻는 수처리 과정이다. 기술 분류는 크게 증발법, 역삼투압법, 전기투석법, 냉동법 등이 있고, 세계적으로 증발법이 70% 정도인데 에너지가 많이 소요되는 단점이 있다. 국내는 도서지역 식수원개발 목적으로 진행되고 있는데, 운영관리체계/전문성·기술력/시설성능 부족으로 고비용 운영관리 및 낮은 유수율 등이 문제이다. 현재, 전국 유인도서 482개소(인구: 818천명, 면적: 3,766km2)에는 101개 해수담수화시설이 설치되어 있다(krila, 2015). 기술의 원수농도(mg/L)와 운전온도(℃)는 증발법(30,000-500,000, 35-120), 역삼투압법(500-50,000, 0-40) 및 전기투석법(500-3,000, 0-65) 수준이다. 가장 보편적으로 이용되는 증발법의 기술에 따른 에너지소비(kWh/m3)·건설비(USD/m3)·생산원가(USD/m3)는 MSF(25, 1,750, 1.07), MED(23, 1,230, 0.83) 수준(GWI, 2010)이다. 여기에서 MSF는 고압의 열교환기서 가열된 해수가 저압격실로 분출되면서 원수의 잉여에너지가 잠열 변환되는 것이다. 구조는 진공도가 높은 격실이 직렬로 이어지는 형태로 자기증발 발생 원리를 이용하는 것이다. 또한, MED는 보일러 고온증기로 첫 증류기에서 해수를 증발시키고, 발생된 증기는 다음의 증발기에서 응축되는 복수의 과정으로 담수가 되는 원리를 이용하는 것이다(stxhi, 2019). 국내 해수담수화 설비용량은 생활용수 6,333m3/day, 공업용수 137,420m3/day 규모인데, 적용된 기술구성은 증발법 50%, 역삼투압법 45% 수준이며, 담수생산에 소요되는 에너지는 7-20kWh/m3(역삼투압법 7, 전기투석법 18, 증발법 20)수준이다(krila, 2015). 개발 중인 새만금간척지의 원예용지 3,055ha(농업용지 8,570ha의 35.7%)는 향후 농업용수 공급대책의 일환으로 상당수준의 해수담수화설비 검토 및 화석연료를 대체할 신재생에너지 연료원의 검토가 필요하다. 전북지역에서는 대규모 시설단지의 개발에 대응하여 활용도가 낮은 볏짚 808천 톤/년(kosis, 2019)과 새만금 간척지 일부에서 생산되는 조사료의 활용처 발굴 및 연소·열전환 기술개발이 필요하다(본 결과물은 전주대학교 농생명융합연구소의 재원으로 지원(과제번호 46190009)에 의해 이루어진 것임).
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