역삼투방식의 해수담수화(SWRO)공정에서 UF 전처리공정의 유입원수 조정공정으로서 URCⓇ-A공정의 적용성 연구 = Application Study of URCⓇ-A Process as a Feedwater Controlling Step of UF Pretreatment in SWRO Process

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, a pilot study combining UF pretreatment with URC Ⓡ -A process was carried out in SWRO desalination. From these experiments, it was confirmed that source seawater quality parameters required for SWRO desalination such as turbidity below 0.1 NTU, TOC below 1.0 mg/L, SDI below 3, algal cells below 300 cells/mL were obtained from this pilot system. In case of high turbidity such as over 40 NTU, 99.2% removal from 42.59 NTU to 0.35 NTU was obtained after URC Ⓡ -A process. In case of high algal condition, over 90% removal was achieved and turbidity below 0.4 NTU, TOC below 1.0 mg/L, algal cells below 300 cells/mL were obtained. By introducing URCⓇ-A process, TMP of UF membrane was lowered 33% than without URCⓇ-A process, after then TMP was maintained continuously at 0.4 bar. In case of high turbidity and high algal conditions, UF process operation was very stable without any bad influence, thanks to good and stable performance of URC Ⓡ -A process. After then, when, without appling URCⓇ-A, original source seawater entered the UF pretreatment, TMP was raised to about 16%. This shows that particulate matter and organic matter in source seawater can cause membrane fouling within a month. The introduction of URC Ⓡ -A process as pretreatment step enabled stable operation of UF process and the lower TMP level of 0.4 bar could be maintained continuously to increase maintenance cleaning cycle and CIP cycle. This operation mode with longer maintenance cleaning and CIP cycles can be more economical than conventional operation mode.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 SWRO처리에서 UF전처리시스템 앞에 URC Ⓡ -A공정을 조합하여 파이로트실험을 수행하였다. 이 실험을 통하여 이 전처리시스템이 SWRO공정에서 요구되는 수질인 탁도 0.1 NTU, TOC 1.0 mg/L, SDI 3, 조류 300 cells/mL 이하를 제공할 수 있는지를 확인하였다. 해수 원수의 고탁도 조건 실험에서 유입 해수 원수 탁도 42.59 NTU에서 처리수 탁도는0.35 NTU로 99.2%의 제거효율을 보였으며 고농도 조류의 유입 조건에서도 90% 이상의 제거효율을 보여 조류번성 시에도탁도 0.4 NTU, TOC 1.0 mg/L, 조류 300 cells/mL 이하의 매우 양호한 결과를 확인할 수 있었다. URC Ⓡ -A공정의 도입으로 인하여 UF공정의 TMP는 이전보다 33% 감소하였으며 그 이후 TMP는 0.4 bar로 지속적으로 유지 되었다. 고탁도 고조류 조건에서도 URC Ⓡ -A공정의 안정적인 운전으로 UF공정에 미치는 영향은 없었다. 이후 URC Ⓡ -A를 적용하지 않고 기존의 일반 해수 원수가 유입되었을 때, UF공정의 TMP는 약 16% 상승하였다. 이는 제거되지 않은 해수 원수의 입자성 물질과 유기물질이한 달 내에 UF막에 막오염을 유발함을 보여준 것이다. 따라서 URCⓇ-A공정의 도입은 UF공정을 안정적으로 운전할 수 있게하며 0.4 bar 수준의 낮은 TMP유지로 유지세정 및 CIP 주기를 증가시켜 기존의 운전 방식보다 경제적으로 운전이 가능하게해줌을 확인할 수 있었다.

참고문헌 (Reference)

• 1 김수한, "정밀여과를 이용한 역삼투법 해수담수화 전처리 공정의 장기운전 특성" 대한상하수도학회 24 (24): 735-741, 2010
• 2 최창규, "상업용 정밀여과/한외여과막의 특성 분석 및 해수 여과 성능 평가" 대한환경공학회 39 (39): 542-547, 2017
• 3 장인성, "국내 주요 항만 인근의 탁도 특성 분석" 한국산학기술학회 16 (16): 8889-8895, 2015
• 4 박세진, "가중응집제와 슬러지 반송을 통한 고속응집공정에 대한 연구" 대한환경공학회 24 (24): 2-1338, 2002
• 5 Lee, G., "Upgrading of a Conventional Surface Water Treatment Plant Utilizing Ultra Filtration Membrane Tecnology Preceded by Ballasted Coagulation Flocculation Clarification" 2000 : 317-327, 2000
• 6 Bonnelye, V., "UF/MF as ROpre-treatment : the real benefit" 222 (222): 59-65, 2008
• 7 GS E&C, Process and Design Team, "Report on pilot test for Kumi sewage treatment plant effluent reuse as process water" 79-, 2013
• 8 Ramesh Valavala, "Pretreatment in Reverse Osmosis Seawater Desalination: A Short Review" 대한환경공학회 16 (16): 205-212, 2011
• 9 Cha, S., "Microfiltration biofouling by marine bloom-forming algae; Comparison with bacterial biofouling" Seoul National University 2013
• 10 Gaid Kader, "Expanding Issues in Desalination" IntechOpen 2011
• 11 Voutchkov, N., "Desalination engineering planning and design" McGraw Hill e-book 343-357, 2010
• 12 Voutchkov, N., "Considerations for selection of seawater filtration pretreatment system" 261 : 354-364, 2010
• 13 United Water New York, "Conceptual design report Haverstraw water supply project" Black & Veach 28-, 2008
• 14 Kim, W., "Combined organic and colloidal fouling in forward osmosis : Fouling reversibility and the role of applied pressure" 460 : 206-212, 2014
• 15 Yoon, T. I., "Case studies on rapid coagulation processes to cope with total emission controls" 231 (231): 290-296, 2008
• 16 veolia water technologies, "Actiflo process for drinking water treatment"
• 17 Treguer, R., "Actiflo Carb Process in the Removal of a Series of Trace Organic Compounds, as well as Phosporous" 2012
• 18 Jamaly, S., "A short review on reverse osmosis pretreatment technologies" 354 : 30-38, 2014