KR20180111229A - 저 에너지 비용의 염분차발전-담수화 하이브리드 시스템 - Google Patents

저 에너지 비용의 염분차발전-담수화 하이브리드 시스템 Download PDF

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정남조
황교식
한지형
김한기
양승철
남주연
최지연
좌은진
박순철
서용석
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Abstract

염분차발전-담수화 하이브리드 시스템이 제공된다. 염분차발전-담수화 하이브리드 시스템은 제1 염수 및 제1 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제1 염분차 발전 장치 및 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출된 상기 제1 염수보다 염 농도가 낮은 제2 염수를 공급받아 담수화 공정을 진행하여 담수 및 염 농도가 7.0wt% 미만이고 상기 제2 염수의 농도보다 높은 제3 염수를 배출하는 염수담수화 장치를 포함한다.

Description

저 에너지 비용의 염분차발전-담수화 하이브리드 시스템{SALINITY GRADIENT POWER-DESALINATION HYBRID SYSTEM WITH LOW ENERGY COST}
본 기재는 에너지 비용을 감소시키고, 환경 오염을 저감시킬 수 있는 염분차 발전 장치와 염수담수화 장치의 하이브리드 시스템에 관한 것이다.
지구의 온난화에 따른 사막화 및 인구 증가로 인하여 물 부족지역이 증가하는 추세이다. 이에 물부족 현상을 극복하기 위한 기술로 해수와 같은 염수에서 염을 제거하는 담수화 기술이 개발 되었다.
그러나, 이러한 획기적인 담수화 아이디어에도 불구하고 담수화 공정에 투입되는 에너지 비용이 일반 하천수의 처리 등에 비해 상대적으로 높다. 대표적인 담수화 공정이 역삼투압 공정의 경우 약 3-5kWh/m3의 에너지가 담수 생산을 위해 사용된다. 또한, 염수담수화의 결과물로서 담수 이외에도 필연적으로 많은 양의 고농도의 농축 염수가 발생하게 되는데, 이러한 폐 농축염수의 경우 염 농도가 약 7.0wt%로 해수의 2배가 되기 때문에 바다로 직접 배출할 경우 인근 해양 생태계에의 치명적인 영향을 미칠 수 있어 해양오염물로 분류되며, 반드시 농도를 바닷물 보다 낮은 농도로 낮추어 배출해야 하는 문제점 있다.
따라서, 담수 생산에 소모되는 에너지 비용을 낮출 수 있으면서 고농도의 폐 농축 염수로 인한 환경 영향을 최소화할 수 있는 에너지 효율적인 시스템 및 공정 개발이 요구된다.
본 개시는 에너지를 적게 소비할 수 있는 담수화가 가능한 염분차발전 -담수화 하이브리드 시스템을 제공하고자 한다.
본 개시는 농축 염수의 발생을 전혀 하지 않으면서, 오히려 전기를 생산할 수 있는 하이브리드 시스템을 제공하고자 한다.
본 개시는 에너지를 적게 소비하고, 폐 오염물을 생성하지 않으면서 염수담수화를 진행함과 동시에 유용자원을 회수할 수 있는 하이브리드 시스템을 제공하고자 한다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 하이브리드 시스템은 제1 염수 및 제1 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제1 염분차 발전 장치, 및 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출된 상기 제1 염수보다 염 농도가 낮은 제2 염수를 공급받아 담수화 공정을 진행하여 염 농도가 7.0wt% 미만이고 상기 제2 염수의 농도보다 높은 제3 염수 및 담수를 배출하는 염수담수화 장치를 포함한다.
상기 제2 염수는 염 농도가 3.5wt% 보다 낮을 수 있다.
상기 제3 염수의 농도는 5.0wt% 이하일 수 있다.
상기 제1 염분차 발전 장치에서 생성된 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급될 수 있다.
상기 염수담수화 장치로부터 배출된 상기 제3 염수와 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출되고 상기 제1 담수보다 농도가 높은 제2 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제2 염분차 발전 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 염분차 발전 장치에서 생성된 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급될 수 있다.
상기 제2 염분차 발전 장치로부터 상기 제3 염수보다 농도가 낮은 혼합 기수가 배출될 수 있다.
하이브리드 시스템은 상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 이산화탄소를 반응시켜 다가 이온의 탄산염을 형성하거나,
상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 알칼리를 반응시켜 다가 이온의 수산화물을 형성하거나,
상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 제3 염수에 포함된 탄산 성분을 제거하고, 탈탄산된 상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 다가 이온의 수산화물을 형성하는 유용자원 회수 장치를 더 포함할 수 있다.
하이브리드 시스템은 상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 이산화탄소를 반응시켜 다가 이온의 탄산염을 형성하거나,
상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 알칼리를 반응시켜 다가 이온의 수산화물을 형성하거나,
상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 제3 염수에 포함된 탄산 성분을 제거하고, 탈탄산된 상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 다가 이온의 수산화물을 형성하는 유용자원 회수 장치; 및
상기 제3 염수로부터 다가 이온이 분리 제거되고 상기 유용자원 회수 장치로부터 배출된 제 4염수와 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출되고 상기 제1 담수보다 농도가 높은 제2 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제2 염분차 발전 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 염분차 발전 장치에서 생성된 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급될 수 있다.
하이브리드 시스템은 상기 염수담수화 장치로부터 배출된 제3 염수를 연수화하는 연수화장치를 더 포함할 수 있다.
상기 연수화장치는 관형 몸체부, 상기 몸체부 내에 포함되고 다가 이온의 누설을 막기 위한 음이온 교환막인 관형 막과 상기 관형 막의 일 표면 및 기공 내의 캐소드 코팅층을 포함하는 관형 막-캐소드 어셈블리를 포함하고, 상기 제3 염수를 공급받아 상기 제3 염수 내의 산소(O2) 와 전자가 반응하여 수산화이온(OH-)이 생성되고, 상기 제3 염수 내의 다가 이온이 상기 수산화이온과 반응하여 침전물이 형성되는 캐소드 챔버, 및 상기 관형 막의 타 표면과 대향하는 애노드를 포함하고, 외부에서 공급된 유기성 용액에 포함된 유기물이 미생물에 의해 분해되어 상기 전자가 생성되는 애노드 챔버를 포함하고, 상기 침전물은 침전물 배출부를 통해 외부로 배출하는 장치일 수 있다.
상기 하이브리드 시스템은 상기 연수화장치로부터 배출되고 다가 이온이 제거된 제4 염수와 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출되고 상기 제1 담수보다 농도가 높은 제2 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제2 염분차 발전 장치를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 염분차 발전 장치로부터 생성된 상기 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급될 수 있다.
상기 하이브리드 시스템은 상기 제1 염수의 전처리 장치와 상기 제1 담수의 전처리 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 염수담수화 장치는 상기 제3 염수로부터 에너지를 회수하는 장치를 더 포함할 수 있다.
염수담수화 장치의 전단에 염분차 발전 장치를 설치하여 염분차 발전 장치에서 에너지를 생성하고 농도가 감소된 염수를 염수담수화 장치로 제공하여 염수담수화 장치의 사용 에너지를 감소시킨다.
또한 염수담수화 장치의 후단에도 염분차 발전 장치를 설치하여 에너지를 생성함과 동시에 생성되는 염수의 농도를 낮출 수 있다.
또한 염수담수화 장치에서 출력되는 염수 내에 포함되어 있는 다가 이온과 이산화탄소 또는 알칼리를 반응시켜 유용자원을 회수할 수 있다.
따라서, 종래의 염수담수화 장치 하이브리드 시스템은 전체적인 에너지 비용은 감소시키면서 유용자원을 회수할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 염분차 발전-담수화 하이브리드 시스템을 나타낸다.
도 2는 종래의 염수담수화 장치를 나타낸다.
도 3은 종래의 염수담수화 장치와 후단의 염분차 발전 장치가 복합된 시스템을 나타낸다.
도 4는 다른 실시예에 따른 염분차 발전-담수화 하이브리드 시스템을 나타낸다.
도 5는 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전-담수화-유용 자원 회수의 하이브리드 시스템을 나타낸다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전-담수화-유용 자원 회수의 하이브리드 시스템을 나타낸다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전-담수화-연수화의 하이브리드 시스템을 나타낸다.
도 8은 도 7에 사용된 연수화 장치의 일 실시예를 나타낸다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 염분차발전-염수담수화 하이브리드 시스템(100)의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 시스템은 염수담수화 장치(200)의 전단에 제1 염분차발전 장치(100)를 포함한다.
제1 염분차발전 장치(100)에는 제1 염수(110)와 제1 담수(120)가 공급된다. 제1 염수(110)는 전처리 장치(112)를 거쳐서 제1 염분차발전 장치(100)로 공급된다. 전처리 장치(112)는 UF(ultrafiltration) 또는 DAF(Dissolved Air Flotation)일 수 있으며 전처리 장치(112)를 거치면서 제1 염수(110)에 포함된 미생물, 부유물질 등을 제거한 후 제1 염수(110)를 제1 염분차발전 장치(100)로 공급한다. 제1 염수(110)는 해수면을 기준으로 수심 200m 이하에서 취수한 해양 심층수 또는 자연해수일 수 있다.
제1 담수(120)의 전처리 장치(122)는 MF(microfiltration) 일 수 있다. 제1 담수(120)로는 강물, 빗물, 하수처리 방류수, 발전소 방류수, 제철소 방류수 등의 다양한 담수가 사용될 수 있다. 방류수란 방류 또는 재사용에 무방하도록 하수 처리되어 방류되는 처리수를 의미한다.
제1 염분차발전 장치(100)는 공급되는 제1 염수(110)와 제1 담수(120)의 염도차를 이용하여 전기를 생산한다.
염분차발전 장치(100)로는 PRO(Pressure Retarded Osmosis) 장치 또는 RED(Reverse ElectroDialysis, 역전기투석)장치 등이 사용될 수 있다.
PRO 장치는 삼투막을 경계로 담수와 염수를 교차할 때 담수측 수분이 삼투막을 통과하여 염수측으로 이동하게 되고, 이에 의한 압력 증가가 유도되고 이를 이용하여 발전 터빈의 구동원으로 사용할 수 있는 발전 장치이다. PRO 장치로는 본 출원인에 의해 출원되고 등록된 KR 7458429 에 개시된 PRO 장치 등을 예로 들 수 있으나, 다양한 형태의 PRO 장치가 모두 적용가능하다.
역전기투석(RED) 장치는 해수와 담수의 농도차로 인해 이온이 이온교환막(양이온교환막과 음이온교환막)을 통해 이동하게 되면서 양이온교환막과 음이온교환막이 번갈아 배열된 셀 스택의 양쪽 끝에 전위차가 발생하고, 전극(양전극, 음전극) 상에서 산화환원반응을 통하여 전자의 흐름이 발생하여 전기가 발생하는 장치이다.
제1 염분차발전 장치(100)에서 제1 염수(110)보다 낮은 농도의 제2 염수(210)가 배출되고, 제1 담수(120)보다 높은 농도의 제2 담수(220)가 배출된다. 제2 염수(210)는 염수담수화 장치(200)로 공급된다.
염수담수화 장치(200)는 공급되는 제2 염수(210)를 담수화하여 제3 염수(310)을 생성함과 동시에 제3 담수(320)를 생성한다. 제3 담수(320)는 제1 담수(120)와 농도가 동일하거나 낮은 농도의 담수이며, 필요에 따라서는 원하는 수질 기준에 부합되게 후처리될 수 있다. 제3 염수(310)는 제2 염수(210)보다 높은 농도일 수 있다.
염수담수화 장치(200)는 MED(다중효용방식, Multi-Effect Distillation), MSF(다단플래쉬방식, Multiple-Stage Flash Distillation), MVC(기계적 증기압축식, Mechanical Vapor Compression Distillation), TVC(열증기 압축식, Thermo Vapor Compressor Distillation), ED(전기투석식, Elctrodialysis), CDI(축전식 탈염방식, Capacitive Deionization), RO(역삼투식, Reverse Osmosis), FO(정삼투식, Forward Osmosis) 등이 있으며, 설치 환경 및 조건에 따라 염수담수화 공정은 하나 또는 둘 이상의 결합된 하이브리드 방식형태로 이용할 수 있다.
염수담수화 장치(200)는 공급되는 제2 염수(210) 및 배출되는 제3 염수(310)의 농도에 따라 복수를 직렬 또는 병렬로 조합할 수 있다.
염수담수화 장치(200)에는 에너지 회수 장치(250)을 더 포함할 수 있다. 에너지 회수 장치는 담수화에 사용된 에너지의 일부를 회수하는 장치로서, 예를 들어 RO 공정의 경우 담수화를 위해 사용된 에너지를 압력으로 회수하는 장치일 수 있다.
도 1에 예시되어 있는 하이브리드 시스템을 사용할 경우 종래의 해수담수화 장치 만을 사용할 경우 대비 26%의 에너지 소모량을, 종래의 해수담수화 장치 후단에 염분차발전 장치를 설치할 경우 대비 24%의 에너지 비용을 절감할 수 있다. 이를 도 2 및 도 3에 도시된 종래의 장치와 비교하여 설명하도록 한다. 각각의 에너지 소모량은 공지의 논문(Y. Oren, Desalination 228 (2008) 10-29 및 S. Porada et al, Progress in Materials Science 58 (2013) 13288-1442)에 기재되어 있는 값에 근거하여 계산한 것이다.
도 2는 종래의 염수담수화 장치(20)만을 사용할 경우 염수담수화 시스템의 총 에너지 소모량을 계산한 개념도이다.
일반적으로 염수담수화 장치(20)로 RO를 사용한다고 가정하고 총 에너지 소모량을 계산한다. 염수담수화 장치(20)는 해수로 이루어진 염수(3.5wt%)의 높은 삼투압을 극복하고 담수(0.05wt%)를 생산하는데 필요한 구동력으로서 고압펌프를 이용하게 되며, 에너지회수 장치가 구비된 RO의 경우 평균적으로 약 3.5kWh/m3 의 에너지를 소모한다. 염수 전처리 장치(12)도 약 0.5kWh/m3 의 에너지를 소모한다. 따라서, 도 2에 예시된 종래의 염수담수화 시스템의 경우 총 에너지 비용이 약 4.0 kWh/ m3 가 된다. 또한, 염수담수화 장치(20)에서는 약 7.0wt%의 고농도 염수를 배출하고 이는 해양의 오염 폐수로 작용한다.
도 3은 종래의 염수담수화 장치(20)의 후단에 염분차 발전 장치(30)을 설치한 복합 시스템의 총 에너지 소모량을 계산한 개념도이다.
염수담수화 장치(20)의 후단에 염분차 발전 장치(30)를 설치한 내용은 KR1661597 및 KR1328433에 이미 공지되어 있다.
도 3을 참조하면, 도 2에서 설명한 바와 마찬가지로, 염수담수화 장치(20)에서 3.5kWh/m3 의 에너지를 소모하고, 염수 전처리 장치(12)에서도 0.5kWh/m3의 에너지를 소모한다. 염분차 발전 장치(30)를 새로이 설치했기 때문에 염분차 발전(30)에 공급하는 담수의 전처리를 위한 장치(22)에서도 약 0.04kWh/m3의 에너지를 소모한다. 한편, 염분차 발전 장치(30)로 효율 20%인 역전기투석 장치를 사용한다고 가정하면 약 0.16kWh/m3의 에너지를 생성한다. 따라서, 도 3에 예시된 염수담수화 시스템에서는 총 에너지 비용이 약 3.88 kWh/ m3가 된다. 이는 도 2에 예시된 염수담수화 시스템에 비해 겨우 3% 정도의 에너지 절감 효과를 나타낼 뿐이다.
반면, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 시스템의 경우에는 제1 염수 전처리 장치(112)에서 0.5kWh/m3의 에너지를 소모하고, 제1 담수 전처리 장치(122)에서 0.04kWh/m3의 에너지를 소모한다. 한편 염수담수화 장치(200)의 전단에 설치된 염분차 발전 장치로 효율 20%인 역전기투석 장치를 사용한다고 가정하면 약 0.08kWh/m3의 에너지를 생성한다. 한편, 염분차 발전 장치(100)에서는 공급된 제1 염수(3.5wt%)의 농도보다 낮은 농도의 제2 염수(2.5wt%)를 배출하고 낮은 농도의 제2 염수(2.5wt%)가 염수담수화 장치(200)로 공급된다. 따라서, 도 2 및 도 3에 예시되어 있는 염수담수화 장치(20)와 같이 해수로 이루어진 염수(3.5wt%)가 공급되는 경우에 대비 소모되는 에너지의 양이 약 1.0 kWh/m3 정도 감소하여 2.5 kWh/m3 가 된다. 따라서 일 실시예에 따른 복합 시스템의 경우에는 총 에너지 비용이 약 2.96 kWh/m3가 된다. 이는 도 2에 예시되어 있는 염수담수화 장치 대비 약 26%의 에너지 절감 효과를 나타내고, 도 3에 예시되어 있는 염수담수화 장치와 후단 염분차 발전 장치로 이루어진 복합 시스템 대비 약 24%의 에너지 절감 효과를 나타낸다.
또한, 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템을 적용하면 시스템에서 최종적으로 배출되는 염수의 농도가 5.0wt%로 도 2에 도시되어 있는 염수담수화 장치(10)에서 배출되는 염수의 농도인 7.0wt% 보다 더 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 염분차발전-담수화 하이브리드 시스템의 개략도이다.
도 4에 예시된 하이브리드 시스템은 염수담수화 장치(200)의 전단과 후단에 각각 제1 염분차발전 장치(100) 및 제2 염분차발전 장치(300)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 제1 염수(110)와 제1 담수(120)가 염분차 발전 장치(100)로 공급되면 제1 염분차발전 장치(100)에서 에너지 생성(예., -0.08 kWh/m3)을 함과 동시에 공급된 제1 염수(110)의 농도(예., 3.5wt%)보다 낮은 농도(예., 2.5wt%)의 제2 염수(210)를 배출한다. 농도가 감소된 제2 염수(210)가 염수담수화 장치(200)로 공급되기 때문에 염수담수화 장치(200)에서 소모되는 에너지의 양이 약 1.0 kWh/m3 정도 감소하여 2.5 kWh/m3 가 된다. 이어서, 염수담수화 장치(200)에서 배출되는 제3 염수(5.0wt%)(310)와 제1 염분차 발전 장치(100)에서 배출되는 제2 담수(>1.0wt%)(220)는 다시 후단의 제2 염분차 발전 장치(300)로 공급된다. 후단의 제2 염분차발전 장치(300)는 공급된 제2 담수(220)와 제3 염수(310)의 염분차를 이용하여 에너지(0.12kWh/m3)를 생성함과 동시에 제3 염수(310)보다 농도가 낮은 혼합 기수(>3.0wt%)(415)를 배출한다. 혼합 기수(415)는 도 2에 예시되어 있는 염수담수화 장치(10)에서 배출되는 염수(7.0wt%)보다 염의 농도가 거의 1/2 이하이어서 환경에 대한 영향을 감소시킬 수 있다.
도 4에 예시되어 있는 하이브리드 시스템에 따르면 총 에너지 비용이 약 2.84kWh/m3가 된다. 이는 도 2에 예시되어 있는 염수담수화 장치 대비 약 29%의 에너지 절감 효과를 나타내고, 도 3에 예시되어 있는 염수담수화 장치와 후단 염분차 발전 장치로 이루어진 복합 시스템 대비 약 27%의 에너지 절감 효과를 나타낸다.
아래 표 1은 각각의 시스템 별로 에너지 비용 절감 효과를 나타낸다.
구분 염수
전처리		 담수
전처리 		전단
염분차 발전		 염수
담수화 		후단
염분차 발전		 총
에너지 소모량
(kWh/m3)		 절감 %
(도 2 대비)		 절감 %
(도 3 대비)
1 염수담수화 (도 2) 0.5 - - 3.5 - 4 0% -
2 염수담수화+후단 RED (도 3) 0.5 0.04 - 3.5 -0.16 3.88 3% -
3 전단 RED+염수담수화 (도 1) 0.5 0.04 -0.08 2.5 - 2.96 26% 24%
4 전단 RED+염수담수화+후단 RED (도 4) 0.5 0.04 -0.08 2.5 -0.12 2.84 29% 27%
도 5는 또 다른 실시예에 따른 염분차발전-담수화-유용자원 회수의 하이브리드 시스템의 개략도이다.
도 5에 예시된 시스템은 도 1의 하이브리드 시스템에 유용자원 회수 장치(500)을 더 추가하여 해수 담수화 뿐만 아니라 유용자원 회수도 가능하도록 하는 시스템이다. 도 1과 동일한 동작은 도 1의 설명으로 대신하고, 유용자원 회수 방법에 대해서만 설명하도록 한다.
유용자원 회수 장치(500)은 제3 염수(310)로부터 분리된 다가 이온(Mg2 +, Ca2+)(530)과 이산화탄소(540)를 반응시켜 다가 이온의 탄산염(예., CaCO3) 을 형성하거나, 분리된 다가 이온(530)과 알칼리(550)를 반응시켜 다가 이온의 수산화물(예., Mg(OH)2)을 형성하는 장치일 수 있다.
농축된 제3 염수(310)로부터 분리된 다가이온(530)은 킬레이트 반응, 막 분리법, 침전법, 전기 흡착 등의 방법으로 얻을 수 있다. 제3 염수(310) 내에는 Li+, Na+, K+, Rb+, Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +, Al3 +등의 금속 양이온을 포함할 수 있다. 상기 금속이온은 킬레이트 반응, 막(membrane), 침전법 또는 전기흡착 등의 방법에 의해 농축염수로부터 분리될 수 있다.
예를 들면, 1가의 알칼리금속은 이온교환막을 이용하여 기타 2가 및 3가 금속이온과 분리될 수 있다. 이때, 2가 알칼리토금속은 pH를 이용한 침전법에 의하여 3가 금속이온과 분리할 수 있다. 상기 산화수별로 분리된 금속이온은 그 종류에 따라 흡착제를 이용한 물리적 흡착, 킬레이트제를 이용한 화학적 결합 또는 pH의 미세 조절을 통한 수산화물 또는 중탄산수산화물, 유기/고분자물질을 이용한 흡수/흡착/결합에 의하여 분리될 수 있다.
분리된 다가 이온(530)과 이산화탄소(540)를 반응시켜 탄산염을 생성할 수 있다. 이산화탄소(540)는 지구온난화, 이상기후, 및 대기오염 등을 일으키는 물질로, 가정 및 산업 시설에서 배출된 것일 수 있다. 회수된 탄산염은 Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, Rb2CO3, MgCO3, CaCO3, SrCO3, BaCO3, Al2(CO3)3 등일 수 있다. 분리된 다가 이온(530)에는 음이온이 저감되고 다가 이온이 고농도로 존재하기 때문에 이산화탄소(540)와의 반응성이 매우 높아져서 사용되는 이산화탄소(540)의 양도 크게 증가한다.
즉, 본 실시예에 따르면 해양오염원이 될 수 있는 농축된 제3 염수(310)와 대기오염원인 이산화탄소를 이용하여 탄산염광물과 같은 유용자원(600)을 회수함으로써 환경 오염을 해결함과 동시에 경제성을 확보할 수 있다. 상기 농축된 제3 염수(310)로부터 금속 양이온을 분리함으로써 음이온이 저감되어 반응성을 높였기 때문에 반응이 빠르며 금속 양이온과 결합하는 이산화탄소의 양은 크게 증가하게 된다.
한편, 분리된 다가 이온(530)에 알칼리(550)를 반응시킴으로써 수산화물을 생성할 수 있다. 알칼리(550)로는 Ca(OH)2, NaOH 등이 사용될 수 있다. 알칼리는 분리된 다가 이온(530)의 농도 대비 0.8 내지 1 배의 양으로 투입되는 것이 바람직하다. 그 결과 Mg(OH)2 등과 같은 수산화물을 생성할 수 있다.
한편, 유용자원 회수 장치(500)는 알칼리(550)를 농축된 제3 염수(310)에 직접적으로 투입하는 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우에는 알칼리(550)의 투입은 2단계에 걸쳐 진행될 수도 있다. 먼저 1차로 Ca(OH)2와 같은 알칼리(550)를 제3 염수(310)에 일부 투입하여 제3 염수(310)에 포함된 중탄산염((HCO3 -)을 우선적으로 침전시키는 탈탄산을 진행한다. 2단계로 탈탄산된 제3 염수(310)에 알칼리(550)를 추가적으로 투입함으로써, 순수한 수산화물(예., Mg(OH)2 )만을 침전시킬 수 있다.
1차로 투입되는 알칼리(550)는 제3 염수(310)에 포함된 중탄산염(HCO3 -)의 농도 대비 1 내지 1.1배의 양으로 투입되는 것이 탈탄산 효율 면에서 가장 바람직하다. 2차로 투입되는 알칼리(550)는 제3 염수(310)에 포함된 다가 이온의 농도 대비 0.8 내지 1배의 양으로 투입되는 것이 바람직하다.
유용 자원 회수 장치(500)는 또한 제3 염수(310)에 포함되어 있는 리튬, 우라늄, 바나듐, 코발트, 금, 은 등의 많은 유용 자원을 회수하고 총용존고형물질(Total Dissolved Solid)를
낮추는 장치일 수 있다. 이경우에는 유용 자원 회수 장치(500)는 흡착법 등을 이용하거나 흡착법과 침전법 또는 석출법을 조합하여 유용 자원을 회수할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 염분차 발전-담수화-유용자원 회수의 하이브리드 시스템의 개략도이다.
도 6에 예시된 시스템은 도 4에 예시되어 있는 하이브리드 시스템에 유용자원 회수 장치(500)을 더 추가하여 염수담수화뿐만 아니라 유용자원 회수도 가능하도록 하는 시스템이다.
도 4 및 도 5에 예시되어 있는 장치들과 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 4 및 도 5와 다른 점은 유용자원 회수 장치(500) 통과하면서 다가 이온이 제거되어 일가 이온만을 포함하는 제4 염수(310a)가 제2 염분차 발전장치(300)에 공급되어 염분차 발전에 사용될 수 있다. 따라서, 다가 이온으로 인해 제2 염분차 발전장치(300)의 연결관이나 매니폴드 등에 스케일링이 발생하여 내구성 또는 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 염분차발전-담수화-연수화의 하이브리드 시스템의 개략도이고, 도 8은 도 7의 연수화 장치의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도 7에 예시된 시스템은 도 4의 하이브리드 시스템에서 염수담수화 장치(200)와 후단의 제2 염분차 발전 장치(300) 사이에 연수화장치(700)를 더 포함하여 제2 염분차 발전 장치(300)가 제3 염수(310)에 다량으로 포함되어 있는 다가 이온으로 인해, 연결관이나 매니폴드 등의 내구성 또는 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 하는 시스템이다. 도 4와 동일한 동작은 도 4의 설명으로 대신하고, 연수화장치(700)의 동작에 대해서만 설명하도록 한다.
도 8에 연수화장치(700)의 일 예가 예시되어 있다. 도 8에 예시되어 있는 연수화장치(700)는 미생물 전처리 장치이며, 그 자세한 내용은 본 출원인에 의해 출원된 KR10-2016-0153426에 자세히 설명되어 있다.
도 8을 참조하면, 관형 막-캐소드 어셈블리(735)는 관형막(731)과 캐소드 코팅층(733)으로 이루어진다. 캐소드 코팅층(733) 상에는 집전체(737)가 배치되는 것이 에너지 생성 효율 증대 측면에서 바람직할 수 있다. 관형 막-캐소드 어셈블리(735)의 캐소드 코팅층(733)은 관형 몸체부(710)와 마주보도록 위치하여 관형 몸체부(710)와 관형 막-캐소드 어셈블리(735)에 의해 캐소드 챔버(730)가 정의되고, 관형 막(731)의 내측에는 애노드(745)가 이격되어 위치하여 애노드 챔버(740)를 정의한다.
관형 몸체부(710)의 상, 하부에는 각각 상부 덮개(702)와 하부 덮개(704)가 제공되어 캐소드 챔버(730)와 애노드 챔버(740)가 밀폐 공간이 되도록 한다. 관형 몸체부(710) 하단에는 캐소드 용액 공급부(712)가 하부 덮개(704)에는 애노드 용액 공급부(714)가 연결되어 있으며, 관형 몸체부(710)의 상단에는 캐소드 용액 배출부(716)가 상부 덮개(702)에는 애노드 용액 배출부(718)가 각각 형성되어 있으나 이는 시스템(700)의 설계에 따라 다양하게 위치가 변형될 수 있다.
유기성 용액에 포함된 유기물(560)이 애노드 용액 공급부(714)를 통해 공급되면 애노드(745)에 부착된 전기화학 활성을 가지는 미생물(747)에 의해 분해될 수 있다. 따라서, 애노드 챔버(740)에서는 아래 화학식 1의 반응이 진행되게 된다. 화학식 1에서는 글루코스를 예로 들어 설명한다.
[화학식 1]
C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 24H+ + 24e-
유기물(560)을 포함하는 유기성 용액은 혐기성 소화 유출액, 도시하수, 산업폐수, 산발효액 등일 수 있다.
애노드 챔버(740)의 pH는 약 4 내지 약 6 이고, 온도는 약 20 ℃ 내지 약 100 ℃ 일 수 있다. 이러한 환경 하에서, 효율적인 유기 물질 분해 반응이 일어날 수 있고, 보다 많은 전자가 생성될 수 있다.
캐소드 챔버(730)에서는 애노드 챔버(740)로부터 방출된 전자와 캐소드 용액 공급부(712)를 통해 전달된 제3 염수(310)내의 O2 와 반응하여 아래 화학식 2와 같은 반응이 진행된다.
[화학식 2]
6O2 + 24e- + 12H2O → 24OH-
또한 전원 공급부(750)에서 공급되는 직류 전원에 의해 캐소드 챔버(730)에서 아래 화학식 3과 같은 물 분해 반응이 진행될 수도 있으나 이는 선택적이다.
[화학식 3]
2H2O + 2e- → 2H2 ↑ + 2OH-
한편, 제3 염수(310) 내에 다량 포함되어 있는 칼슘 양이온(Ca2 +) 또는 마그네슘 양이온(Mg+)과 같은 다가 이온은 아래 화학식 4의 반응에 따라 침전물로 석출된다. 즉, 다가 이온이 수산화이온(OH-)과 반응해서 Mg(OH)2 나 CaCO3 와 같은 하얀 침전물로 석출되어 침전물 배출부(724)를 통해 회수(600)된다.
[화학식 4]
Mg2 + + 2OH- → Mg(OH)2 ↓
Ca2 + + HCO3 - + OH- → CaCO3 ↓ + H2O
화학식 4에서, HCO3 -는 해수에 포함되어 있는 성분이다.
다가 이온이 제거된 전해질 용액은 캐소드 용액 배출부(716)을 통해 제2 염분차 발전 장치(300)로 제공될 수 있다.
한편, 연수화 공정이 진행됨에 따라 Mg(OH)2 나 CaCO3 와 같은 침전물이 관형 막-캐소드 어셈블리(735)에도 침전되어 두꺼운 스케일층을 형성하여 성능이 저하될 수 있다. 이 경우에는 관형 막-캐소드 어셈블리(735)로부터 침전물을 제거하는 재생(regeneration) 과정을 거칠 수 있다.
재생 과정은 다양한 방식으로 진행될 수 있다. 첫번째 방법으로는 캐소드 챔버(730)에 강산, 예컨대 pH 1 정도의 강산액을 주입하여 스케일층이 해리되도록 할 수 있다. 두번째 방법으로는 가스 주입기(gas bubbler)(780)를 캐소드 챔버(730)에 설치하여, 비활성 가스(N2, Ar) 또는 이산화탄소 가스(CO2) 등을 주입하여 스케일층을 제거할 수 있다. 세번째 방법으로는 관형 막-캐소드 어셈블리(735)의 단자(733a)와 애노드(745)에 역전기를 인가하여 스케일층이 떨어지도록 할 수 있다. 네번째 방법으로는 관형 막-캐소드 어셈블리(735)를 분리하여 스케일층을 스크래핑(scrapping)할 수도 있다.
도 7 및 도 8에 예시된 바와 같은 연수화 장치(700)를 사용하면 제2 염분차 발전 장치(300)로 전달되는 제4 염수(310a) 내에 다가 이온이 제거되어 있기 때문에 내부의 연결관이나 매니폴드와 같은 구성들의 부식을 최소화할 수 있고, 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 혐기성 소화 유출액, 도시하수, 산업폐수, 산발효액 등으로 이루어진 유기성 환경 오염 물질을 미생물을 사용하여 분해하기 때문에 환경 친화적인 하이브리드 시스템을 구현할 수 있다. 연수화 장치(700)는 도 1에 예시되어 있는 하이브리드 시스템에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

  1. 제1 염수 및 제1 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제1 염분차 발전 장치; 및
    상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출된 상기 제1 염수보다 염 농도가 낮은 제2 염수를 공급받아 담수화 공정을 진행하여 염 농도가 7.0wt% 미만이고 상기 제2 염수의 농도보다 높은 제3 염수 및 담수를 배출하는 염수담수화 장치를 포함하는 하이브리드 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 염수는 염 농도가 3.5wt% 보다 낮은 하이브리드 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 염수의 농도는 5.0wt% 이하인 하이브리드 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 염분차 발전 장치에서 생성된 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급되는 하이브리드 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 염수담수화 장치로부터 배출된 상기 제3 염수와 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출되고 상기 제1 담수보다 농도가 높은 제2 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제2 염분차 발전 장치를 더 포함하는 하이브리드 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 염분차 발전 장치에서 생성된 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급되는 하이브리드 시스템.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 염분차 발전 장치로부터 상기 제3 염수보다 농도가 낮은 혼합 기수가 배출되는 하이브리드 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 이산화탄소를 반응시켜 다가 이온의 탄산염을 형성하거나,
    상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 알칼리를 반응시켜 다가 이온의 수산화물을 형성하거나,
    상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 제3 염수에 포함된 탄산 성분을 제거하고, 탈탄산된 상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 다가 이온의 수산화물을 형성하는 유용자원 회수 장치를 더 포함하는 하이브리드 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 이산화탄소를 반응시켜 다가 이온의 탄산염을 형성하거나,
    상기 제3 염수로부터 다가 이온을 분리하고, 상기 분리된 다가 이온에 알칼리를 반응시켜 다가 이온의 수산화물을 형성하거나,
    상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 제3 염수에 포함된 탄산 성분을 제거하고, 탈탄산된 상기 제3 염수에 알칼리를 투입하여 다가 이온의 수산화물을 형성하는 유용자원 회수 장치; 및
    상기 제3 염수로부터 다가 이온이 분리 제거되고 상기 유용자원 회수 장치로부터 배출된 제 4염수와 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출되고 상기 제1 담수보다 농도가 높은 제2 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제2 염분차 발전 장치를 더 포함하는 하이브리드 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 염분차 발전 장치에서 생성된 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급되는 하이브리드 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 염수담수화 장치로부터 배출된 제3 염수를 연수화하는 연수화장치를 더 포함하는 하이브리드 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 연수화장치는
    관형 몸체부;
    상기 몸체부 내에 포함되고 다가 이온의 누설을 막기 위한 음이온 교환막인 관형 막과 상기 관형 막의 일 표면 및 기공 내의 캐소드 코팅층을 포함하는 관형 막-캐소드 어셈블리를 포함하고, 상기 제3 염수를 공급받아 상기 제3 염수 내의 산소(O2) 와 전자가 반응하여 수산화이온(OH-)이 생성되고, 상기 제3 염수 내의 다가 이온이 상기 수산화이온과 반응하여 침전물이 형성되는 캐소드 챔버; 및
    상기 관형 막의 타 표면과 대향하는 애노드를 포함하고, 외부에서 공급된 유기성 용액에 포함된 유기물이 미생물에 의해 분해되어 상기 전자가 생성되는 애노드 챔버를 포함하고,
    상기 침전물은 침전물 배출부를 통해 외부로 배출하는 장치인 하이브리드 시스템.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 연수화장치로부터 배출되고 다가 이온이 제거된 제4 염수와 상기 제1 염분차 발전 장치로부터 배출되고 상기 제1 담수보다 농도가 높은 제2 담수가 공급되어 에너지를 생성하는 제2 염분차 발전 장치를 더 포함하는 하이브리드 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 염분차 발전 장치로부터 생성된 상기 에너지는 상기 염수담수화 장치에 공급되는 하이브리드 시스템.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 염수의 전처리 장치와 상기 제1 담수의 전처리 장치를 더 포함하는 하이브리드 시스템.
  16. 제1 항에 있어서,
    염수담수화 장치는 상기 제3 염수로부터 에너지를 회수하는 장치를 더 포함하는 하이브리드 시스템.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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