도서지역 가뭄대응 대체수자원내 중금속 제어를 위한 전극탈염시스템 적용가능성 평가 = A feasibility study on brackish water treatment in island by membrane capacitive deionization
저자
구재욱 ( Koo Jae-wuk ) ; 남숙현 ( Nam Sookhyun ) ; 김은주 ( Kim Eunju ) ; 황태문 ( Hwang Tae-mun )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
1-1(1쪽)
제공처
극심한 가뭄으로 인해 도서지역 내에 물 부족이 심각해지고 있다. 물의 안정적 공급을 위한 해결 수단으로 해수담수화 시설 구축되어 있지만, 비용 및 운영관리의 부담으로 인해 비상 시 간헐적으로 운영되거나 운영조차 되지 않은 곳이 대부분이다. 또한, 지하수를 생활용수 및 음용수로 공급하는 지역에 염이 유출되거나 철이나 망간 등의 중금속이 검출되어 이를 처리하기 위한 추가 장치가 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 500~2,000 ㎎/L(TDS) 농도의 중금속이 포함된 염지하수를 처리하기 위해 막 축전식 탈염 공정을 적용하고자 하였다. 막축전식 탈염(Membrane capacitive deionization; MCDI)의 이온교환막은 전극의 앞면에 적용되어 대전된 이온이 선택적으로 막을 통과하게 하여 코이온(Co-ion)의 방해 없이 반대 전하를 띠는 전극에 흡착되게 하므로, 염 제거 효율을 개선할 뿐만 아니라 전극의 재생(Regeneration) 능력을 강화한다. 본 연구에서는 양이온교환막 및 음이온교환막과 함께 활성탄소재로 제작한 전극을 사용했다. 실험에 사용된 원수는 실제 도서지역의 지하수 성상을 모사하여 제조하였다. 1 ㎥/d 규모의 MCDI 장치를 활용하였으며, 전압 1.5 V, 원수 순환유량 1 L/min, 충전 1.5 min, 방전 1.5 min 의 조건으로 운전되었다. 염농도 2,000 ㎎/L(TDS)의 원수를 대상으로 실험 후 처리수를 샘플링하여 분석한 결과, 최대 99 %, 평균 95 %에 달하는 중금속 포함한 염 제거 효율을 달성할 수 있었다. 이러한 결과는 도서지역의 염지하수 처리를 위해 MCDI 공정이 효율적으로 적용 가능할 것으로 판단된다.
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