용매추출형 해수담수화 방법의 용매, 온도, 이온가에 따른 특성 연구
저자
발행사항
용인 : 단국대학교 대학원, 2019
학위논문사항
학위논문(석사)-- 단국대학교 대학원 : 토목환경공학과 환경공학 전공 2019. 2
발행연도
2019
작성언어
한국어
DDC
628.3 판사항(23)
발행국(도시)
경기도
기타서명
The effect of solvent type, temperature, valency value of ion on the desalination using solvent extraction
형태사항
viii, 56 장 : 삽화 ; 30cm.
일반주기명
단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수:김두일
참고문헌 : 장 49-54
UCI식별코드
I804:11017-000000193957
소장기관
Most of the world's water supply has been supplied through groundwater, surface water, rivers and lakes. However, due to climate change and population growth, there has been a widespread water shortage, which has led to increased interest in securing new water resources and reusing water. Until recently, seawater desalination has been centered around the desert, but it is progressing globally due to water shortage. Over the past two decades, the development of membrane technology and energy recovery technology has reduced power requirements twice. With these developments, the growing interest has been increased in seawater desalination and could be viable alternative for water supply.
The desalination process can be divided into thermal process and membrane process. Thermal process requires high thermal energy to evaporate salt water. On the other hand, Membrane process requires high electric energy and expensive membrane. Solvent extraction desalination is a technique capable of desalination at low temperatures without membrane, which can compensate the disadvantages of the present desalination process. Solvent extraction desalination experiments were performed using three kinds of solvents. The experimental results were analyzed for solvent, temperature and ionic strength. The recovery of water was improved with increasing separation temperature in all three solvents. However, DBA did not show a significant change in water recovery with temperature, and water recovery at 25 ℃ was the highest. The water recovery of the three solvents was the best in DIPA, but DPA and DBA had a salt removal rate of 90% or more in most conditions, while DIPA had a low salt removal rate of 60 to 80%. In all three solvents, the removal rate of divalent ions was higher than that of monovalent ions due to the generation of sediments. It was found that the reuse of 9 times maintained the salt removal rate and water recovery rate regardless of the initial concentration of the brine. Also, the solvent consumption decreased by 87.8% when the solvent was reused.
전 세계적으로 물 공급의 대부분은 지하수, 지표수, 강, 호수를 통해 공급되어왔다. 그러나 기후변화와 인구 증가로 인해 많은 지역에 물 부족현상이 야기되었으며 이에 따라 새로운 수자원의 확보 및 물의 재이용에 대한 관심이 증가하였다. 최근까지 해수담수화는 사막지역을 중심으로 진행되었지만 물 부족으로 인해 전 세계적으로 진행되고 있다. 또한 지난 20년간 멤브레인 기술과 에너지 회수 기술 개발로 기존에 필요한 전력을 2배 감소시켰다. 이러한 발전으로 해수담수화는 물 공급을 위한 적합한 대안으로 부상되고 있다.
현재 담수화 공정은 열 공정과 멤브레인 공정으로 나눌 수 있으며 열 공정은 염수를 증발시키기 위해 높은 열에너지가 요구되고 멤브레인 공정은 높은 전기에너지와 고가의 멤브레인이 요구되는 단점이 있다. 용매추출형 담수화는 멤브레인 없이 낮은 온도에서 담수화가 가능하여 현재의 담수화 공정의 단점을 보완할 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 세 종류의 용매를 사용하여 용매추출형 담수화 실험을 수행하였다. 실험 결과는 용매, 온도, 이온가로 분석되었다. 세 종류의 용매 모두 분리온도가 증가함에 따라 물 회수율이 향상되었다. 하지만, DBA의 경우 온도 변화에 따른 물 회수율의 변화가 두드러지게 나타나지 않았으며, 25℃ 반응온도에서 물 회수율이 가장 높은 경향을 보였다. 세 용매의 물 회수율은 DIPA이 가장 우수하였지만 DPA와 DBA가 대부분의 조건에서 90% 이상의 염 제거율을 가지는 반면 DIPA는 60~80%의 낮은 염 제거율을 가졌다. 세 종류의 용매 모두 앙금 발생으로 인해 1가이온보다 2가이온의 제거율이 높음을 확인하였다. 9회 재사용한 결과 염수의 초기 농도와 무관하게 염 제거율, 물 회수율을 유지하는 것으로 나타났다. 또한 용매 재사용할 경우 용매 소비량이 87.8% 감소하는 결과를 얻었다.
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