RO/NF/ED 연계 공정에 의한 고경도 담수 제조

문덕수; 김광수; 지호; 최미연; 정현지; 김현주

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 문덕수 (한국해양과학기술원) 김광수 (한국해양과학기술원) 지호 (한국해양과학기술원) 최미연 (한국해양과학기술원) 정현지 (한국해양과학기술원) 김현주 (한국해양과학기술원)

저널정보: 한국해양환경·에너지학회 한국해양환경·에너지학회지 한국해양환경·에너지학회지 제16권 제4호

발행연도: 2013.11

수록면: 227 - 238 (12page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 황산이온과 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존 시키는 미네랄 수질 조정 기술로 먹는물 수질기준에 맞는 고경수 제조 공정 개발에 있다. 역삼투막(RO)에 통과시켜 농축수(Concentrated deep seawater)와 탈염수(desalted deep seawater)를 제조하고, 나노여과막(NF)를 사용하여 염화나트륨이 제거되지 않은 1차 미네랄 농축수(Mineral enriched deep seawater)를 제조하여, 전기투석 이온교환막(ED)을 가동하여 염화나트륨을 제거한 탈염 미네랄농축수(Mineral enriched desalted water)를 제조하여 이를 RO 탈염수와 희석하여 고경도 먹는해양심층수를 제조하였다. 역삼투막은 해수(해양심층수) 원수에서 용존물질과 담수를 분리할 수 있으며, 2차에 걸쳐 역삼투막을 사용하면, 용존성분 중 99.9% 이상 제거되고, 경도 1이하, 염소이온의 농도 2.3 mg/L인 용존물질이 완전히 제거된 탈염수(순수)를 제조할 수 있었다. 나노여과막 (NF 막)의 간극은 10<SUP>-9</SUP> m으로 마그네슘과 칼슘은 50%정도 통과시키며, 염소이온과 나트륨 같은 일가이온은 95%이상 통과한다. 나노여과막은 마그네슘과 칼슘과 같은 경도성분과 나트륨과 염소이온과 같은 염분성분을 분리 농축할 수 있지만, 완벽하게 분리하지는 못한다. 전기투석막(ED)은 전기전도도에 따라 경도성분의 이가이온과 염분성분인 일가이온이 분리된다. 전기전도도 20 mS/cm 이상에서 경도성분(마그네슘이온, 칼슘 이온 등)은 제거되지 않는 반면, 염분성분 (나트륨이온, 염소이온 등)은 지속적으로 제거되었다. 따라서, 나노여과막을 이용하여 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분을 농축하고, 전기투석막을 이용하여 경도농축수에서 염분성분을 분리하여 경도농도 12,600 mg/L, 염소이온 농도 2,446 mg/L의 염분성분이 배제된 고경도 농축수를 제조할 수 있었다. 이러한 고경도수를 역삼투막을 이용하여 용존물질이 모두 제거된 2차 RO 생산수로 10배 희석하면 염소이온 농도 244 mg/L 로 먹는물 수질기준에 적합하면서 경도농도 1,260 mg/L 인 고경도 수 제조도 가능하였다. RO/NF/ED 또는 NF/ED 연계공정은 해수의 증발 없이 역삼투막, 나노여과막과 전기투석막만을 이용하여 염소이온과 나트륨, 칼륨, 황산이온과 같은 염분성분을 제거하면서 마그네슘과 칼슘과 같은 경도성분은 농축할 수 있어서 먹는물 수질기준에 적합한 고경도수 제조가 가능하였으며, 이 과정 중 소모되는 에너지를 줄일 수 있었다.

The purpose of this study is to develop a process technology to produce high hardness drinking water which meet drinking water standard, remaining useful minerals like magnesium and calcium in the seawater desalination process while removing the sulfate ions and chloride ions. Seawater have been separated the concentrated seawater and desalted seawater by passing on Reverse Osmosis membrane (RO). Using Nano-filtration membrane (NF), We were prepared primary mineral concentrated water that sodium chloride were not removed. By the operation of electro-dialysis (ED) having ion exchange membrane, we were prepared concentrated mineral water (Mineral enriched desalted water) which the sodium chloride is removed. We have produced the high hardness water to meet the drinking water quality standards by diluting the mineral enriched desalted water with deionized water by RO. Reverse osmosis membranes (RO) can separate dissolved material and freshwater from seawater (deep seawater). The desalination water throughout the second reverse osmosis membrane was completely removed dissolved substances, which dissolved components was removed more than 99.9%, its the hardness concentration was 1 mg/L or less and its chloride concentration was 2.3 mg/L. Since the nano-filtration membrane pore size is 10<SUP>-9</SUP> m, 50% of magnesium ions and calcium ions can not pass through the nano-filtration membrane, while more than 95% of sodium ions and chloride ions can pass through NF membrane. Nano-filtration membrane could be separated salt components like sodium ion and chloride ions and hardness ingredients like magnesium ions and calcium ions, but their separation was not perfect. Electric dialysis membrane system can be separated single charged ions (like sodium and chloride ions) and double charged ions (like magnesium and calcium ions) depending on its electrical conductivity. Above electrical conductivity 20mS/cm, hardness components (like magnesium and calcium ions) did not removed, on the other hand salt ingredients like sodium and chloride ions was removed continuously. Thus, we were able to concentrate hardness components (like magnesium and calcium ions) using nano-filtration membrane, also could be separated salts ingredients from the hardness concentration water using electrical dialysis membrane system. Finally, we were able to produce a highly concentrated mineral water removed chloride ions, which hardness concentration was 12,600 mg/L and chloride concentration was 2,446 mg/L. By diluting 10 times these high mineral water with secondary RO (Reverse Osmosis) desalination water, we could produce high mineral water suitable for drinking water standards, which chloride concentration was 244 mg/L at the same time hardness concentration 1,260 mg/L. Using the linked process with reverse osmosis (RO)/nano filteration (NF)/electric dialysis (ED), it could be concentrated hardness components like magnesium ions and calcium ions while at the same time removing salt ingredients like chloride ions and sodium ion without heating seawater. Thus, using only membrane as RO, NF and ED without heating seawater, it was possible to produce drinking water containing high hardness suitable for drinking water standard while reducing the energy required to evaporation.

#Nano filteration membrane(나노여과막) #Reverse osmosis membrane(역삼투막) #Electro dialysismembrane(전기투석막) #Mineral enriched desalted water (미네랄농축수) #Deep seawater(해양심층수) #Controlmineral content technology(미네랄수질조정)

참고문헌 (11)

참고문헌 신청

1. [단행본] - Open University / 1989 / Ocean chemistry and deep-sea sediments / Pergamon press : 18 ~ 20

2. [보고서] - Land Transport and Maritime R&D Report / 2010 / The multipurpose development of deep ocean water of the East Sea

3. [학술지(정기간행물)] - 김영호 / 2011 / 한국 유아의 영양 섭취 현황: 2007∼2009년 국민건강영양조사를 바탕으로 / Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition 14 (2) : 161 ~ 170

4. [단행본] - Korean Nutrition Society / 2000 / Recommended dietary allowances for koreans, 7th Ed

5. [단행본] - Food and Nutrition Board / 1997 / Dietary rdference intakes for calcium, phosphorus, magnesium, vitatmin D, and fluoride / National Academy Press

이 논문의 저자 정보

문덕수

소속기관 한국해양과학기술원 선박해양플랜트연구소

주요연구분야 공학 > 조선해양공학 TOP 5% 농수해양학 > 수산학

논문수 112 이용수 14,235

김광수

소속기관 선박해양플랜트연구소

주요연구분야 공학 > 조선해양공학 TOP 10%

논문수 48 이용수 4,634

지호

소속기관 선박해양플랜트연구소

주요연구분야 공학 > 조선해양공학 TOP 10% 공학 > 산업공학

논문수 44 이용수 5,025

최미연

소속기관 선박해양플랜트연구소

주요연구분야 공학 > 조선해양공학 TOP 10%

논문수 34 이용수 3,055

정현지

소속기관 선박해양플랜트연구소

주요연구분야 공학 > 조선해양공학

논문수 12 이용수 1,654

Hyeonju Kim

소속기관 Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering

주요연구분야 공학 > 기계공학 > 기계공학 일반 TOP 5% 공학 > 조선해양공학 TOP 1%

논문수 363 이용수 36,446

이 논문과 함께 이용한 논문

물부족 해결을 위한 해수담수화와 물 재이용 기술

김인수 , 오병수 대한환경공학회지 2008 .12

셀룰로오스 아세테이트와 Poly(butylene succinate) 블렌드

김형석 , 전호욱 , 임승순 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 1997 .10

두산중공업

편집부 기계저널 2011 .08

막분리공정을 이용한 홍삼 다당체의 추출 공정 최적화

조경래 , 탁근만 , 박근형 외 3명 고려인삼학회 학술대회 2008 .12

증발법에 의한 해수담수화

정형호 설비저널 2008 .01

최근 본 자료

전체보기

UCI(KEPA) : I410-ECN-0101-2014-470-003523394

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (11)

이 논문의 저자 정보

이 논문과 함께 이용한 논문

최근 본 자료

댓글(0)