막분리의 이론과 시장성

목차

1. 막분리의 개요

2. 막분리법의 분류

3. 막분리 대상 입자의 크기에 따른 분류

4. 분리막 모듈형태에 따른 분류

5. 막분리의 시장성

본문내용

나노여과, 역삼투압이다. Frost & Sullivan에 기반한 European Membrane Separation System Market에 대한 이전의 연구는 다음과 같은 내용을 포함하고 있다.
- 미소 여과는 시장 매출의 약 절반을 차지하는 유럽에서 막 시스템에 가장 폭넓게 사용되고 있으며 미소 유기물 제거를 위해 수처리 시스템에서 필수적으로 사용됐다.
- 초여과는 시장 매출에서 1/3을 차지하며, 물에서 (농약과 같은) 원하지 않는 요소를 제거하거 하며 원하는 원소(자연적으로 발생하는 칼슘과 마그네슘) 통과를 허용하는 선택 분리로서 주로 사용된다.
- 나노 여과는 일반적으로 수처리 시장에서 막 시스템의 전체 매출에 1/10을 차지하며, 기본적으로는 물의 경화성을 줄이기 위해서, 또한 철, 색소 인위 개변 유기 오염의 제거를 위해 사용된다.
- 역삼투압은 수처리 영역 내에서 해수 염분 제거에 사용된다. 이 기술은 해수에 의존하고 신선한 물을 만드는데 주로 사용해 역삼투압은 해수의 염분 제거에 이용된다.
- 유럽 시장에서 막 분리 시스템에 대한 핵심 구동자는 다음과 같다.
역 파라미터를 가진 European Directive on Drinking Water(98/83/EC), 엄격한 기준을 가진 수처리 공장의 일신, 특정 지역에서 시민 물공급을 위한 (복잡한 오염을 가진) 표면수 사용, 막 기술의 수용과 증가된 시장 확신
- 박테리아 오염과 잔류 농약의 관심 상승 유럽에서 막 시스템의 시장 확대 막 시스템들은 시민 수처리 장비 시장과 수명의 성장단계에서 가장 동적인 그룹이 됐다. 시장은 엄격한 음료수 기준 뒤에서 강하게 성장할 것으로 예상한다. 이 최적화는 장비 제조업자와의 합병과 새로운 플레이어 진입을 이끌었으며, 시장 개발에 대한 아주 좋은 뉴스인 경쟁 수준을 높이는 결과를 가져왔다. 결론적으로 막 시스템의 가격이 스스로 하락됐을 뿐만 아니라 막 대체 가격도 떨어졌다. 10개의 새로운 회원국가(사이프러스, 체코, 에스토니아, 헝가리, 라트비아, 리투아니아, 몰타, 폴란드, 슬로바니아)들이 EU가 수처리 장비 제조업자에 대한 도전과 기회를 가져다주고 있다. 새로운 회원국가들은 변하는 접근공정의 일부로서 EU의 환경 방향성에 대한 순응을 요구하며 다양한 환경 방향에 대한 순응을 가지고 약 600~900억 달러의 예산을 소모할 것으로 예상한다.
ㅇ 중국, 막분리 기술 응용해 음용수 생산
- 중국 천진에서 나노기술을 이용한 음용수생산 공장이 건설됐다. 천진대학북약과학기술회사가 개발한 중국 최초의 "나노급여과수"를 제품으로 만드는 생산 공장이 천진에 건설됐다. 중국 자체적으로 생산한 나노여과수는 이미 시장에 판매되고 있다. "나노여과수제작 기술의 연구" 프로젝트도 이 기간에 전문가들의 검증을 통과했다. 전문가들의 검증에 따르면 이 프로젝트는 중국 수준에 부합되는 "나노여과수제조조합처리기술"를 사용했으며, 이는 이미 국제 선진수준에 도달했다. 나노여과막은 현재 중국 내외에서 널리 사용되고 있는 막분리기술이다. 이 설비로 제작된 나노여과수는 러종의 수중에 존재하던 여러 가지 미량오염물을 제거했으며 또한 인체에 필수적인 무기광 물질을 보존하도록 설계됐고, 건강에 유익하는 음용수의 표준에 도달했다. 중국은 수자원이 빈약한 나라에 속하며, 지금도 오염이 심각하기 때문에 78%의 도시하류는 음용수 수원으로 부적합하다. 50%의 도시지하수는 오염됐으며, 전통적인 도시수공급처리기술은 이미 미량오염(minor)된 물을 처리하는데 역부족이다. 현재 일부분의 도시공급수를 한층 더 정제해 "1급 정화수"로 만들어 음용하는 것이 새로운 추세다. 1997부터 천진대학북약회사와 천자회사는 합작해 정화한 좋은 음용수를 개발하는 연구를 시작했다. 수처리전문가, 천진대학환경과학 및 공정학원 안정년 교수의 지도 아래 나노여과막을 통한 물처리기술에 대해 연구가 진행됐다. 1998년 두 회사는 홍콩, 천진 두 곳에서 실험연구를 실시했다. 설비제작과 대량적인 실험을 거쳐 그들은 나노여과막을 핵심으로 하고 다른 막분리기술, 흡착, 산화 등 고기술수단을 동시에 응용한 "정화수의 생산장치"를 제작해 냈으며 2000년 2월 국가 특허를 얻었다.
ㅇ 해수담수화
- 담수화란 염분을 포함하고 있는 해수 등에서 음료수나 기타 용도로 이용할 수 있도록 염분을 제거하여 담수를 얻는 것을 말하며 Cl-, Na+ 뿐만 아니라 다수의 무기 염류가 제거된다.
- 담수화의 막분리법; 막의 차별성과 선택적 통과능력 이용
- 역삼투법의 장.단점
- 역삼투법의 실용성 및 원리
1. 역삼투시설은 전처리된 원수를 고압으로 멤브레인에 공급하여 해수에서 담수를 추출 분리하는 공정
2. 고압이 작용하는 공정으로 고압에 견디도록 멤브레
인과, 압력베셀 및 고압배관 등으로 구성된다.
- R/O 시설의 구성
1. 압력베셀(멤브레인 하우징)
2. 멤브레인(여과막)
3. 유량조절밸브(농축수 조절 밸브)
4. 압력 배관
5. 각종계기(전도도계, 유량계, 압력계 등)
- 멤브레인 유지관리(Spiral Wound Type)
1. 역삼투막은 유지관리가 잘 되어도 운전과 더불어 멤브레인성능은 조금씩 저하되며,
2. 특히 벳셀 앞부분(유입측)의 멤브레인은 콜로이드 성분에 의한 눈막힘 현상 발생
3. 벳셀 뒷부분의 멤브레인은 고농도염의 석출로 스케일 생성에 의한 성능 저하 발생
4. 일반적으로 사용기간은 3~5년이며, 경우에 따라 막을 1년에 20~30% 정도씩 교환한다.
- 최근 RO Unit 설계 동향
1. 동력비를 절감을 위한 고효율 펌프 및 에너지회수장치의 최적화
2. 인버터에 의한 속도 제어(VFD; variable speed drivers)
3. 1개 배셀에 엘러멘트 수량 증가(1~7Element/Vessel)
4. 보다 효율적인 RO Unit 배치 ☞ Two Stages 또는 Two-Pass
5. 발전소 냉각수 이용 취수시설의 단순화
6. 막 기술 발달로 UF/MF 막을 이용한 전처리 방법의 다각화
7. 보론 농도 한계까지 생산수량 생산
8. 멤브레인 성능 개선을 통한 투과량 증가와 염제거율 향상 등
ㅇ세계의 대규모 PLANT

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