기존 여과 및 막 여과: SWRO 사전 선택

해수 전처리는 모든 해수 역삼투(SWRO) 담수화 플랜트의 필수적인 부분으로, 소스 해수에서 미립자, 파편, 미생물, 부유 고형물 및 미사를 제거하는 데 사용됩니다. 하지만 기존 여과 방식과 막 여과 방식 중에서 어떤 것이 귀하에게 적합할까요? Nicolay Voutchkov는 두 가지 옵션을 비교합니다.

소개

해수 전처리는 모든 해수 역삼투(SWRO) 담수화 플랜트의 필수적인 부분입니다. 이상적으로, 전처리 후 해수에 남아 있는 유일한 고형물은 용해된 미네랄이며 해수 시스템이 미네랄이 멤브레인 표면에 침전되는 것을 방지하는 방식으로 작동하는 한 SWRO 멤브레인은 세척 없이 작동할 수 있습니다. 아주 오랜만이야.

그러나 실제로 전처리 시스템은 원수에 포함된 부유 고형물을 모두 제거하지는 않지만 대부분을 제거하므로 전처리 후 해수에 남아 있는 부유 고형물, 미립자 및 미사에 의해 오염되기 쉽습니다. 오염은 SWRO를 주기적으로 청소하면 되돌릴 수 있지만, 경우에 따라 멤브레인 오염은 되돌릴 수 없으며 청소로 인해 생산성이 회복되지 않을 수 있으며, 이로 인해 SWRO 멤브레인의 일부 또는 전체를 교체해야 할 수도 있습니다.

SWRO 멤브레인을 오염으로부터 보호하기 위해 일반적으로 두 가지 유형의 전처리 시스템, 즉 기존 입상 매체 여과와 멤브레인 여과가 사용됩니다. 현재, 기존의 입상 매체 여과는 중대형 담수화 플랜트의 주요 전처리 기술입니다. 기존의 해수 전처리 필터는 담수 여과 응용 분야에 사용되는 것과 유사한 구성 및 매체를 가지며 중력 또는 압력 구동 필터일 수 있습니다. 중력 전처리 필터는 이스라엘의 일일 325,000m3 Ashkelon 플랜트와 같이 현재 운영 중인 세계 최대 규모의 SWRO 담수화 플랜트에 사용되었습니다(그림 1 참조).

예를 들어, 압력 입상 미디어 필터는 호주 퍼스에 있는 160,000m3/일 플랜트에 사용됩니다(그림 2 참조). 압력 필터는 입상 매체 중력 필터와 비교할 때 비용 경쟁력이 있고 공간 효율적이며 설치 및 작동이 더 쉽고 빠르기 때문에 전 세계 소규모 공장에서도 널리 사용됩니다. 개방형 취수를 통해 원천 해수를 수집하는 경우에는 2단계 이중 매체(모래 및 무연탄) 압력 필터가 적용되는 경우가 많습니다. 이러한 필터의 주요 비용 단점 중 하나는 압력 하에서 작동하므로 중력 필터보다 더 많은 에너지를 사용한다는 것입니다.

해수 전처리를 위한 막 여과의 적용은 비교적 새로운 것입니다. 현재 전 세계적으로 6개 미만의 본격적인 해수 담수화 플랜트가 막 전처리를 사용하고 있습니다. 이러한 전처리 시스템은 모듈에 설치된 한외여과(UF) 또는 정밀여과(MF) 멤브레인을 적용하여 원수를 압력 또는 진공을 사용하여 여과합니다.

세계 최대 규모의 본격적인 해수막 전처리 시스템은 바레인 아두르(Addur)에 위치한 140,000m3/일 SWRO 공장에 위치해 있습니다. 이 플랜트는 일본 후쿠오카 담수화 플랜트(그림 3 참조)에 위치한 일일 96,000m3의 아시아 최대 막 전처리 시스템과 함께 해수 전처리에 압력 구동식 UF 막을 사용합니다.

현재까지 UF 막은 MF 막보다 해수 전처리에 더 폭넓게 적용되어 왔습니다. 그 이유는 일반적으로 원천 해수에서 부유 유기물, 미사 및 병원균을 더 잘 제거할 수 있기 때문입니다. 종종 해수에 포함된 미사 입자는 MF 막의 기공 개구부 크기와 비슷한 크기를 가지는데, 이는 소스 해수에 부유하는 미사 입자가 공정 중에 MF 막 기공에 머물 수 있고 돌이킬 수 없는 오염을 일으킬 수 있음을 의미합니다. UF 멤브레인 공극은 MF 멤브레인의 공극보다 훨씬 작기 때문에 일반적으로 이러한 문제에 직면하지 않습니다.

해수 전처리를 위한 여과 기술의 선택은 철저한 수명주기 비용 편익 분석을 기반으로 해야 합니다. 목표 선택을 위한 배경 시스템 성능 정보를 개발하려면 두 가지 유형의 시스템을 나란히 파일럿 테스트하는 것이 좋습니다. 과립형 매체와 막 전처리 여과 중에서 선택할 때 다음 문제를 고려해야 합니다.