1. 개요

중염도 고함 해수 담수화 부품과 빈번한 역극 전기 침석 기술 등 중대한 성과가 국제 선진 대열에 진입했다.사우디는 세계 최대의 담수화 해수 생산국으로, 그 해수 담수화량은 세계 총량의 21% 정도를 차지한다.

2. 조작방법

바닷물은 소금 함유량이 매우 높기 때문에 직접 사용할 수 없으며, 주로 두 가지 방법으로 바닷물을 담수화한다. 즉 증류법과 반침투법이다.

1. 증류법

증류법은 주로 특대형 해수 담수화 처리상 및 열에너지가 풍부한 곳에 쓰인다.역삼투막법은 적용 범위가 매우 넓고 탈염율이 높아 널리 쓰인다.반삼투막법은 먼저 바닷물을 추출하여 초보적으로 처리하여 바닷물의 탁도를 낮추고 세균, 조류 등 미생물의 생장을 방지한 후 특수 고압펌프로 압력을 높여 바닷물이 반삼투막에 들어가게 한다. 바닷물의 염분 함유량이 높기 때문에 바닷물 반삼투막은 반드시 높은 탈염률, 내부식, 내고압, 오염 방지 등의 특징을 가지고 있어야 한다. 반삼투막 처리를 거친 바닷물의 염량은 그 염량이 크게 낮아지고 TDS 함량은 36000mg/g에서 200mg 정도로 낮아진다.담수화된 수질은 심지어 수돗물보다 우수하여 공업, 상업, 주민 및 선박, 함정이 사용할 수 있다.

2. 반침투법

바닷물은 염분 함유량이 높고 경도가 높아 설비에 대한 부식성이 크며 수온의 계절적 변화가 비교적 커서 반침투해수 담수화 시스템이 일반적인 짠물 탈염 시스템보다 훨씬 복잡하고 공사 투자와 에너지 소모도 훨씬 높다.따라서 세심한 공정 설계, 합리적인 설비 배치를 통해 공사 투자와 에너지 소모를 낮춤으로써 단위 제수 원가를 낮추고 시스템의 안정적인 운행을 확보하는 것이 특히 중요하다.

3. 공정절차

1. 사전 처리

바닷물이 담수화되든 쓴물이 탈염되든 급수예처리는 반침투시스템의 장기적이고 안정적인 운행을 보장하는 관건이다.바닷물 예처리 방안을 세울 때는 바닷물에 미생물, 세균, 조류가 많이 존재한다는 것을 충분히 고려해야 한다.바닷물에서 세균, 조류의 번식과 미생물의 생장은 취수시설에 많은 번거로움을 가져다줄뿐만아니라 해수담수화설비 및 공예도관의 정상적인 운행에도 직접적인 영향을 미치게 된다.주기적으로 밀물, 썰물, 바닷물에 대량의 토사가 섞여 탁도 변화가 비교적 커서 바닷물 예처리 시스템이 불안정하게 작동하기 쉽다.바닷물은 비교적 큰 부식성을 가지고 있기 때문에 시스템에서 사용하는 설비, 밸브, 파이프 부품의 재질에 대해 일정한 선별을 해야 하며 내부성능이 좋다.

2.살균멸조

국외의 해수담수화공정은 대부분 액염소, NaClO, CuSO4 등 화학시약을 투입하여 조류를 살균하고 멸종시킨다.교통 등 다방면의 요소를 고려하여 화학시약을 투입하여 살균하고 조류를 멸종하는 것은 일정한 난이도가 있으며, 본 공정설비의 연구제작과정에서 전문적으로 해수차염소산나트륨발생기를 채용한다.바닷물 취수펌프 후 작은 띠압해수를 나누어 차아염소산나트륨 발생기에 들어가 직류전장 작용하에 NaClO를 생성하고, 위치차로 직접 해변 침정에 주입하여 바닷물 속의 세균, 조류, 미생물을 죽인다.

바닷물의 경도가 높기 때문에 바닷물의 직접 전해가 N aC lO를 생성하려면 전극 결석 발생 문제를 극복해야 한다.연구 제작 과정에서 전기투석 빈번도극 (EDR) 기술, 즉 5~10m in마다 전극극성을 교체하여 차염소산나트륨 발생기 결석 침전 문제를 효과적으로 해결하였다.

3. 혼합 필터링

혼합여과는 바닷물에서 콜로이드, 부유 불순물을 제거하고 탁도를 낮추기 위한 것이다.역삼투막 분리공정에서는 일반적으로 오염지수(FI)로 계량하는데 역삼투설비에 들어가는 급수의 FI값이 <4여야 한다.바닷물의 비중이 크고 pH 수치가 높으며 수온의 계절적 변화가 크기 때문에 시스템은 FeCl3를 혼합제로 선택하는데 온도의 영향을 받지 않고 백반화가 크고 튼튼하며 침강 속도가 빠르다는 장점이 있다.

4. 화학적 조절

해수 담수화 과정에서 해수 농축으로 인해 CaCO3, CaSO4와 같은 용해하기 어려운 무기염류가 발생하는 것을 방지하기 위해 반침투막 표면과 시스템 파이프 부품에 때가 끼어 침전되며, 해수는 반침투 탈염 시스템에 들어가기 전에 방지제를 첨가해야 한다.

H2SO4를 투하하여 바닷물의 pH 값을 조절하여 바닷물의 HCO-3를 분해하여 CaCO3의 침전을 방지하는 것은 바닷물의 담수화에서 가장 자주 사용되고 경제적인 방법이다.투가(NaPO3) 6(SHMP)는 CaSO4의 침전을 방지하는 효과적인 방법이지만 (NaPO3) 6의 때 방지와 함께 발생하는 부산물인 인산염은 미생물과 세균, 조류의 성장을 조장해 사용하기에는 한계가 있다.반면 서방 국가에서 수입하는 전용 고분자 폴리머 방지제는 가격이 높아 해수 담수화 공사의 운영 비용에 직접적인 영향을 줄 수 있다.이 프로젝트는 최종적으로 H2SO4를 방지제로 선택하여 반침투계통에 공급된 물의 pH값을 6.8~7.0 사이로 통제함과 동시에 해수담수화계통의 물회수률을 통제하여 CaSO4의 침전석출을 방지하였다.

반침투 해수 담수화 시스템에 방향성 폴리아미드를 필름 재료로 사용하는 복합막 소자는 내산화성이 떨어져 입수 중 잔염소 함량이 0.1m g/L 이하인 환원제가 벗겨지는 것을 고려하여 바닷물이 필름 시스템에 진입하기 전에 NaHSO3를 투입하고, 바닷물이 반침투 장치에 들어가기 전의 산화환원전위(ORP)를 제어하여 침투장치에 들어가기 전의 바닷물 산화환원전위(ORP)를 320mVO로 넣는다.

5. 냄새 제거

환도 해역의 바닷물은 주변 환경의 영향을 많이 받아 바닷물의 화학적 산소 소모량 (COD) 이 1.7~2.5m g/L이며, 특히 여름, 가을 명절에는 바닷물이 비교적 큰 이취냄새가 난다.따라서 NaClO를 첨가하여 산화하는 것 외에 활성탄 필터를 증설하고, 비교적 높은 기계적 강도를 가진 과일형 입자 활성탄을 선택하면 유기물과 이취냄새를 효과적으로 흡착하여 반침투 산수 수질을 향상시킬 수 있으며, 동시에 반침투 막면에 대한 오염을 줄일 수 있고, 막사용 수명을 연장할 수 있다.

6. 보안 필터링

보안 필터는 316L 필터, 5 & micro;m 필터, 고압펌프 앞의 바닷물을 여과하여 바닷물의 직경이 5 & micro보다 큰 것을 막는다;m 입자 불순물, 고압 펌프, 에너지 회수 장치 및 반침투막 소자 안전 확보, 장기 운행.

7. 고압펌프와 에너지 회수장치

고압 펌프와 에너지 회수 장치는 반침투 해수 담수화에 에너지 전환과 에너지 절약을 제공하는 중요한 설비이다. 반침투 해수 담수화에 필요한 유량과 압력에 따라 선형한다. 우리가 선택한 단급 원심 펌프는 60m3/h 유량, 양정 640Psi를 가지고 있다.에너지 회수 장치는 HTC-300형으로 수력 투과 평평 구조를 갖추고 있으며, 반침투 배출 농축 해수의 압력을 이용하여 반침투 입수 압력을 30% 향상시켜 에너지 소모를 효과적으로 줄일 수 있다.

4. 반침투막 소자와 장치

반침투막 소자는 반침투 해수 담수화의 핵심 부품으로 99% 보다 큰 비교적 좋은 내압성과 항산화 내오염 성능을 가지고 있다.반침투 장치는 6개의 필름 소자 직렬, 6개의 압력 모관이 병렬된 1급 1단 조합 구조를 사용하며, 저압 자동 세척 배출과 담수화수 저압 자동 세척 치환, 불합격 산수 자동 전환 배출 장치를 배치한다.이 시스템에는 고압, 저압 보호 및 고압 펌프를 설치하고 펌프의 연결 잠금을 세척합니다.

5. 해수 담수화 시스템 제어

전체 반침투 해수 담수화 제어 시스템 설계는 국내외 선진적인 컴퓨터 프로그램 제어를 사용하며, 공작 제어기 조작소에서 프로그래밍 가능한 컨트롤러 PLC로 분산 샘플링 제어, 집중 감시 조작의 제어 시스템을 구성한다.공정 매개 변수에 따라 고저압 보호 스위치, 자동 전환 장치를 설치하고 전도, 유량과 압력에 이상이 생겼을 때 자동 전환, 자동 연결 경보, 정지를 실현하여 고압 펌프와 반침투막 부품을 보호할 수 있다.주파수 변환은 고압 펌프의 시동과 정지를 제어하고, 고압 펌프의 소프트 조작을 실현하며, 에너지 소모를 절약하고, 해머나 반압으로 인해 고압 펌프와 필름 부품의 손상을 방지한다.프로그램 설계는 반침투 장치의 작동과 정지 전후에 저압 자동 세척을 실현할 수 있다. 특히 정지 시 농축 해수의 아안정 상태가 전환되어 침전이 나타날 수 있다. 오염 막면, 저압 담수화수 자동 세척은 농축 해수를 치환할 수 있다. 막면이 오염되지 않도록 보호하고 막의 사용 수명을 연장한다.시스템의 온도, 유량, 수질, 생산량 등 관련 매개 변수에 대해 표시, 저장, 통계, 표제작과 인쇄를 실현할 수 있다.모니터링 작업 중의 동적 공정 과정은 화면이 뚜렷하고 직관적이며 시스템 제어는 인공 조작을 간소화하여 시스템이 자동적이고 안전하며 신뢰할 수 있도록 확보한다.