KR20210037243A

KR20210037243A - 고염 원수 농축 방법

Info

Publication number: KR20210037243A
Application number: KR1020190119618A
Authority: KR
Inventors: 박종범; 이필; 고영훈; 신영준
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-04-06
Also published as: CN113950366B; US20220250949A1; CN113950366A; WO2021060872A1

Abstract

본 명세서는 농도가 70,000 ppm 이상인 원수를 40℃ 이하의 온도 및 1,200 psi 이하의 압력에서 분리막에 통과시켜 식 1을 만족하는 생산수를 얻는 고염 원수 농축 방법을 제공한다.

Description

고염 원수 농축 방법{METHOD FOR CONCENTRATING HIGH SALINITY WATER}

본 명세서는 고염 원수 농축 방법에 관한 것이다.

유전에서 배출된 고염농도 폐수는 일반 해수 대비 높은 농도의 염을 포함하고 있다. 종래에는 고염농도 폐수를 매장하거나 재활용했지만 환경적 원인과 재활용처의 한계 때문에 고염농도 폐수를 정재 후 배출하는 방법이 고안되고 있다. 이 고염농도 폐수를 정제하는데는 일반적으로 증류법이 사용됐으나, 이와 같은 열처리법은 많은 에너지가 소모돼 경제적 효율이 낮다. 이를 개선시키기 위해 역삼투(Reverse osmosis), 정삼투(Forward osmosis), 막 증류(Membrane distillation)와 같은 기술들을 위와 같은 고염농도 폐수 처리용으로 개발 중에 있다.

반투과성막으로 격리된 두 용액 사이에서 용매가 용질의 농도가 낮은 용액에서 높은 용액 쪽으로 분리막을 통과하여 이동하는 현상을 삼투 현상이라 하며, 이때 용매의 이동으로 용질의 농도가 높은 용액 측에 작용하는 압력을 삼투압이라고 한다. 그런데 삼투압보다 높은 외부 압력을 고농도 측에 걸어주면 용매는 용질의 농도가 높은 용액 측에서 용질의 농도가 낮은 용액 쪽으로 이동하게 되는데, 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 압력 구배를 구동력으로 해서 반투과성 막을 통해 각종 염이나 유기 물질을 분리해낼 수 있다. 이러한 역삼투 현상을 이용한 역삼투막은 분자 수준의 물질을 분리하고, 염수 또는 해수에서 염을 제거하여 가정용 및 건축용, 산업용 용수를 공급하는데 사용되고 있다.

한국 특허 공개 10-2015-0016475

본 명세서는 고염 원수 농축 방법에 관한 것이다.

본 명세서의 일 실시상태는 농도가 70,000 ppm 이상인 원수를 40℃ 이하의 온도 및 1,200 psi 이하의 압력에서 분리막에 통과시켜 하기 식 1을 만족하는 생산수를 얻는 고염 원수 농축 방법을 제공한다.

[식 1]

N_s = B * (C_m - C_p),

상기 식 1에 있어서, B는 염투과율 상수(B-value)로서, 3 GFD≤B≤150 GFD이고,

N_s는 분리막을 투과한 염의 양(GFD * ppm)으로서, F_p * C_p의 값이며,

C_m은 원수 측 분리막 표면 농도(Membrane concentration) (ppm)이고,

C_p는 생산수 농도(Permeate concentration) (ppm)이다.

F_p는 생산수 유량(Permeate Flux)으로서, 5 GFD ≤Fp≤100 GFD이다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 고염 원수 농축 방법에 의해 고염 원수를 농축하는 경우 낮은 원수압을 가하여 보다 높은 수준의 농축 효과를 얻을 수 있어 경제적이라는 이점이 있다.

본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

[식 1]

N_s = B * (C_m - C_p),

C_m은 원수 측 분리막 표면 농도(Membrane concentration) (ppm)이고,

C_p는 생산수 농도(Permeate concentration) (ppm)이다.

F_p는 생산수 유량(Permeate Flux)으로서, 5 GFD ≤Fp≤100 GFD이다.

유전에서 배출된 고염 원수를 정제하는 방법에 있어서, 역삼투압을 이용하는 방법은 정삼투, 막 증류 등의 다른 방법들에 비해 경제성이 뛰어나며 기존 역삼투(RO) 시설들을 이용할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 원수 삼투압 이상의 높은 압력을 원수 측에 가해주어야 한다는 단점을 가지고 있다. 삼투압은 농도에 비례하기 때문에 고염 농도 원수 처리 시, 높은 원수 삼투압을 이겨내기 위해 높은 원수압이 필요하다. 이처럼 높은 원수압을 사용할 경우 추가적인 에너지 소모에 따른 공정 비용(operating cost)이 상승이 발생할 뿐만 아니라 가혹한 가동 조건을 견뎌내기 위해 별도의 시설이 필요하다. 또한, 기존 역삼투(RO) 모듈들은 이와 같은 가혹한 가동 조건을 견뎌낼 수 있도록 제작되지 않았으므로 별도의 고가 특수 역삼투(RO) 모듈 제품을 사용해야만 한다.

이 문제를 극복하기 위해 최근 개발되고 있는 osmotically assisted Reverse Osmosis(OARO)의 경우 생산수 측에 지속적으로 높은 농도의 고염의 물(draw solution)을 투입해줘야 하며, 고염의 물(draw solution)과 역삼투 생산수가 혼합되는 막 표면에서 농도 분극(concentration polarization) 현상이 일어나 분리막 효율이 떨어지는 단점이 있다.

반면, 본 명세서에 따른 고염 원수 농축 방법의 경우, 기존 대비 높은 염투과율의 분리막을 사용해 분리막에 가해지는 삼투압을 내리고, 이에 따라 낮은 가동 압에서도 원수 농축이 가능하며, 높은 생산수 유량을 얻을 수 있다.

상기 F_p(생산수 유량)는 분리막을 투과한 생산수를 일정 시간 동안 수집해 그 부피를 측정함으로서 측정할 수 있고, C_p(생산수 농도)는 전도도 측정을 통한 방법으로 측정할 수 있으며, C_m(원수 측 분리막 표면 농도)은 원수 전도도 측정 및 회수율 측정을 통한 방법으로 측정할 수 있다.

상기 회수율은 원수 유량과 생산수 유량의 비율이며, 생산수 유량(F_p)/원수 유량(F_f)으로 구할 수 있다. 상기 회수율은 1% 내지 80%, 바람직하게는 5% 내지 60%, 더욱 바람직하게는 10% 내지 40%일 수 있다.

상기 B(염 투과율 상수(B-value))는 바람직하게 3 GFD≤B≤150 GFD이고, 더욱 바람직하게 5 GFD≤B≤30 GFD일 수 있다.

상기 B(염 투과율 상수(B-value)가 전술한 범위를 만족하는 경우, 삼투압 차 감소로 인해 저압 농축이 가능해지는 효과가 있다.

구체적으로, 역삼투막과 같은 분리막을 통과하는 생산수 유량은 하기 식 3-1 내지 3-3을 통해 계산할 수 있다.

[식 3-1]

F_p = A * NDP

[식 3-2]

NDP = P_f -Δπ

[식 3-3]

Δπ = π_f - π_p

상기 식 3-1 내지 3-3에 있어서,

F_p는 생산수 유량(GFD)이고

A는 물 투과 상수 (A-value)로써, 0.035 GFD/psi≤A≤0.10 GFD/psi 이고,

NDP는 실제 구동압(Net Driving Pressure)(psi)이고,

P_f는 원수압(Feed pressure)(psi)이며,

π는 삼투압(osmotic pressure)(psi)이고,

π_f는 원수 삼투압(feed osmotic pressure)(psi)이며,

π_p는 생산수 삼투압(permeate osmotic pressure)(psi)이다.

즉, 생산수를 얻기 위해서는 원수와 생산수의 삼투압 차를 초과하는 원수압을 원수 측에 가해주어야 하며, 생산수 유량은 원수압과 삼투압 차의 차이인 NDP(Net Driving Pressure)에 비례하게 된다.

본 명세서에서는 종래 기술 대비 높은 염투과율의 필터를 사용 생산수 농도를 올리고, 이에 따라 삼투압 차를 감소시켜 종래 기술 대비 낮은 원수압에서도 높은 NDP(Net Driving Pressure)와, 결과적으로는 높은 생산수 유량을 얻을 수 있다.

하기 식 4를 참고하면, 생산수 유량이 높아지는 경우 농축수 유량이 낮아지므로, 낮은 원수압에서도 폐기해야 되는 농축수 유량을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

[식 4]

F_f = F_p + F_c

상기 식 4에 있어서,

F_f는 원수 유량(GFD)이고,

F_p는 생산수 유량(GFD)이며,

F_c는 농축수 유량(GFD)이다.

전술한 식 4에 따라 생산수 유량을 높이고 농축수 유량을 낮추기 위해서는 NDP(Net Driving Pressure)를 올려야 한다. NDP(Net Driving Pressure)를 올리는 방법에는 원수압을 올리는 것과 삼투압을 내리는 두 가지 방법이 있다.

기존 역삼투를 이용한 수처리 방법에서는 99% 이상의 높은 염제거율을 가진 분리막을 사용하여, 낮은 농도의 생산수를 얻고, 삼투압을 극복하기 위해 원수 삼투압 이상의 원수압을 분리막에 가해 생산수 유량을 증가시켰다.

본 명세서에 따른 고염 원수 농축 방법은 높은 원수압을 가하는 대신 삼투압 차를 줄여 높은 NDP(Net Driving Pressure)를 얻는다는 점에서 종래 역삼투 방식과 차이가 있다.

구체적으로 본 발명에서는 높은 염투과율을 가진 분리막을 사용하여 생산수 농도를 높이고, 이에 따라 생산수 삼투압을 높여 분리막 간 삼투압 차이를 줄여 낮은 가동압에서도 높은 NDP(Net Driving Pressure)를 얻을 수 있으며, 궁극적으로 높은 생산수 유량과 낮은 농축수 유량을 얻을 수 있다.

높은 원수압의 필요성을 극복하는 방안으로는 정삼투(FO)에서 착안한 osmotically-assisted RO (OARO) 또는 osmotically-enhanced RO (OERO)와 같은 기법들이 최근 연구중이다. 이들은 역삼투 시스템에 더해 고염의 물(draw solution)을 생산수 측에 투입하여 생산수 농도를 높여 생산수 삼투압을 높이고 분리막 양측 간 삼투압 차를 내려, 낮은 원수압에서도 높은 NDP(Net Driving Pressure)를 얻을 수 있도록 했다.

하지만, 이들은 가동 중 생산수 측으로 고염의 물(draw solution) 투입이 지속적으로 필요하다. 또한, 기존의 낮은 염투과율을 지닌 역삼투막을 사용하기 때문에 분리막을 통과한 낮은 농도의 생산수가 생산수 측에서 고염의 물(draw solution)과 섞이면서, 생산수 측 분리막 표면에서 고염의 물(draw solution)의 농도가 낮아져 생산수 측에서 발생하는 농도 분극(concentration polarization) 효과로 인해 역삼투압 효율이 낮아지는 정삼투의 단점을 여전히 가지고 있다.

반면, 본 발명은 높은 생산수 삼투압으로 인해 저압에서도 고염 원수 농축이 가능해지는 OARO(Osmotically-assisted reverse osmosis)의 장점을 가지며, 동시에 상기 OARO(Osmotically-assisted reverse osmosis)의 단점들로부터 자유롭다.

본 명세서에 따른 고염 원수 농축 방법에서는 고농도의 염이 원수 측으로부터 생산수 측으로 직접 투입되기 때문에 별도의 고염의 물(draw solution)이 필요 없으며 또한 고염의 물(draw solution)을 투입하기 위한 OARO의 복잡한 시설도 필요 없다. 즉, 고염의 물을 생산수에 투입하는 별도의 시설이 필요하지 않다는 점에서 본 발명은 기존 선행문헌과 뚜렷하게 구분이 된다.

또한, 본 명세서에 따른 고염 원수 농축 방법에서는 높은 염투과율의 분리막을 사용하므로, 원수 측 농도 분극(concentration polarization) 효과가 기존 역삼투막 대비 낮으며, 생산수 측을 흐르는 용액은 오직 분리막을 통과한 용액뿐이기 때문에 생산수 측에서 희석 효과가 발생하지 않고 이로 인해 생산수 측에서는 정삼투(FO; Forward osmosis) 혹은 OARO(osmotically assisted Reverse Osmosis) 대비 낮은 농도분극 효과가 발생한다.

따라서, 본 발명은 종래 기술 대비 낮은 원수압 가동 시에도 동일한 수준의 회수율과 우수한 고염 원수 농축 효과를 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에 있어서, 상기 원수는 셰일 가스 생산수(Produced water), 해수(SW: Sea water), 기수(Brackish water) 및 공업용수 등 삼투 공정에 사용되는 통상의 염분(NaCl)을 포함하는 수용액이 사용될 수 있으며, 바람직하게 상기 원수는 셰일 가스 생산수일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태는 상기 생산수의 삼투압이 상기 원수 삼투압의 15% 내지 90%인 것인 고염 원수 농축 방법을 제공한다.

상기 생산수 삼투압이 전술한 범위를 만족하는 경우, 생산수 삼투압과 원수 삼투압 차이의 감소로 인해 고염 원수의 저압 농축이 가능해지는 효과가 있다.

상기 원수와 생산수의 삼투압 차이는 원수와 생산수의 화학적 성분이 알려져 있을 경우 전도도 측정의 방법으로 측정할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 원수는 농도가 70,000 ppm 이상 200,000 ppm 이하이다.

원수 농도가 상기 범위를 만족하는 경우, 일반 역삼투압 분리막을 이용한 원수 농축이 일반 역삼투압 제품 가동 조건 (800 psi, 25°C)에서 불가능한 반면 상기 고염 원수 농축 방법을 이용할 경우 일반 역삼투압 가동 조건에서도 원수 농축이 발생하는 효과가 있다.

상기 원수 농도는 원수의 화학적 조성이 알려져 있을 경우 전도도 측정 방법으로 측정할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 압력은 400 psi 이상 1,200 psi 이하이다. 이는 전술한 "농도가 70,000 ppm 이상인 원수를 40℃ 이하의 온도 및 1,200 psi 이하의 압력"에서의 상기 압력이 "400 psi 이상 1,200 psi 이하"인 것을 의미한다.

상기 압력이 상기 범위를 만족함으로써, 통상의 삼투 공정에서 적용해야 하는 고압을 가하지 않아도 되므로, 삼투 공정에 필요한 에너지를 대폭 감소시킬 수 있어 경제적이라는 장점이 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 생산수의 염 제거율은 하기 식 2를 만족하며, 10% 내지 85%이다.

[식 2]

염 제거율 = (1- C_p/C_f) * 100

C_p는 생산수 농도 (Permeate concentration) (ppm) 이고,

C_f는 원수 농도 (Feed concentration) (ppm) 이다.

바람직하게 상기 생산수의 염 제거율은 40% 내지 80%일 수 있고, 더욱 바람직하게 45% 내지 60%일 수 있다.

상기 생산수의 염 제거율이 상기 범위를 만족함으로써, 생산수 삼투압을 증가시켜 삼투압 차를 감소하며 일반 역삼투압 가동 조건 하에서 고염 원수를 농축시키는 효과가 있다.

상기 생산수의 염 제거율 측정은 평판형 투과 셀과 고압펌프, 저장조 그리고 냉각장치를 포함하여 구성된 수처리 모듈을 이용할 수 있다. 분리막을 투과셀에 설치한 다음 평가 장비의 안정화를 위하여 3차 증류수를 이용하여 1시간 정도 충분히 예비 운전을 실시한다. 이후, 상기 원수를 400 psi 내지 1,200 psi, 4L/min의 유량으로 1시간 가량 장비 운전을 실시하여 안정화된 것을 확인한 후, 전도도 미터(Conductivity Meter)를 사용하여 투과 전후 염 농도를 측정하여 염 제거율(%)을 계산할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 생산수의 면적 당 유량(F_p)은 5 GFD 이상 100 GFD 이하이다.

상기 면적 당 유량에서 "면적"은 400 ft²또는 440 ft²를 의미할 수 있다.

상기 GFD는 유량 단위로써, Gallon/ft²/day를 의미한다.

일반적으로 분리막의 유량은 염 제거율과 반비례한다. 이에 따라, 상기 생산수의 염 제거율이 낮아짐으로써, 상기 생산수의 유량을 증가시킬 수 있다.

상기 생산수의 유량 측정은 평판형 투과 셀과 고압펌프, 저장조 그리고 냉각장치를 포함하여 구성된 수처리 모듈을 이용할 수 있다. 상기 분리막을 투과셀에 설치한 다음 평가 장비의 안정화를 위하여 3차 증류수를 이용하여 1시간 정도 충분히 예비 운전을 실시한다. 이후, 70,000 ppm 이상인 염화나트륨 수용액을 400 psi 내지 1,200 psi, 4L/min의 유량으로 1시간 가량 장비 운전을 실시하여 안정화된 것을 확인한 후, 25 ℃에서 10분간 투과되는 물의 양을 측정하여 투과 유량(flux)을 계산하여 측정할 수 있다. 구체적으로 상기 염 제거율(%) 및 투과 유량(flux)은 pH 7 내지 pH 8 조건에서 측정할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 분리막은 역삼투막이다.

상기 분리막은 정밀 여과막(Micro Filtration), 한외 여과막(UltraFiltration), 나노 여과막(Nano Filtration) 또는 역삼투막(Reverse Osmosis) 등 일 수 있으며, 바람직하게 나노 여과막(Nano Filtration) 또는 역삼투막(Reverse Osmosis)일 수 있다.

상기 분리막의 기타 구성 및 제조 방법 등은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 공지된 일반적인 수단을 제한 없이 채용할 수 있다.

본 명세서에 따른 고염 원수 농축 방법에 따라 얻어진 생산수는 필요에 따라 추가의 분리 공정을 거쳐 식수 수준의 품질의 최종 생산수로 정제될 수 있다. 상기 추가의 분리 공정은 특별히 제한되는 것은 아니며, 당 기술분야의 공정이 적절히 채용될 수 있다.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

실시예 및 비교예.

농도가 70,000 ppm인 원수를 25℃, 800 psi의 조건에서 분리막에 통과시켜 염투과율 상수(B-value), 염 제거율, 유량이 하기 표 1에 기재된 것과 같은 결과를 얻었다.

상기 염 제거율 및 유량은 평판형 투과 셀과 고압펌프, 저장조 그리고 냉각장치를 포함하여 구성된 수처리 모듈을 이용하였다. 분리막을 투과셀에 설치한 다음 평가 장비의 안정화를 위하여 3차 증류수를 이용하여 1시간 정도 충분히 예비 운전을 실시하였다. 이후, 70,000 ppm인 염화나트륨 수용액을 800 psi, 4L/min의 유량으로 1시간 가량 장비 운전을 실시하여 안정화된 것을 확인한 후, 25

에서 10분간 투과되는 물의 양을 측정하여 투과 유량(flux)을 계산하고, 전도도 미터(Conductivity Meter)를 사용하여 투과 전후 염 농도를 측정하여 염 제거율(%)을 계산하였고, 이를 하기 표 1에 기재하였다.

상기 염투과율 상수(B-value) 및 염 제거율은 하기 [식 1] 및 [식 2]를 이용하여 계산하였다.

[식 1]

N_s = B * (C_m - C_p),

상기 식 1에 있어서, B는 염투과율 상수(B-value)이고,

Ns은 분리막을 투과한 염의 양(GFD * ppm)으로서, F_p * C_p의 값이며,

C_m은 원수 측 분리막 표면 농도(Membrane concentration) (ppm)이고,

C_p는 생산수 농도(Permeate concentration)(ppm)이며,

F_p는 생산수 유량(Permeate Flux) (GFD)이다.

[식 2]

염 제거율 = 1 - C_p/C_f

상기 식 2에 있어서,

C_p는 생산수 농도 (Permeate concentration) (ppm)이며,

C_f는 원수 농도 (Feed concentration) (ppm) 이다.

F_p(생산수 유량)는 분리막을 투과한 생산수를 10분 동안 수집해 그 부피를 측정함으로서 측정하였고,

C_p(생산수 농도)는 생산수의 전도도 측정을 통해 측정하였으며,

C_m(원수 측 분리막 표면 농도)은 원수의 전도도 측정 및 회수율을 통해 측정하였다.

상기 회수율은 원수 유량과 생산수 유량의 비율이며, 생산수 유량(F_p)/원수 유량(F_f)으로 구하였다.

C_f (원수 농도) 는 원수의 전도도 측정을 통해 측정하였다.

상기 전도도 측정은 전도도 미터(Conductivity Meter)를 이용하였다.

	염 제거율 (%)	원수 유량 (GFD)	염투과율 상수 (B-value) (GFD)	생산수 유량 (GFD)	생산수 농도 (ppm)
실시예 1	20	10,000	75	20	57,000
실시예 2	20	20,000	150	40	60,000
실시예 3	50	10,000	22	17	41,000
실시예 4	50	20,000	43	33	43,000
실시예 5	80	10,000	5.6	11	24,000
실시예 6	80	20,000	11	22	25,000
비교예	99.85	9,000	0.031	0.68	3,000

상기 표 1의 염 제거율과 유량은 막 면적 400 ft² 역삼투압 모듈의 표준조건 (800 psi, 25℃, 32,000 ppm NaCl, 15 % 회수율(Recovery), pH 7 ~ 8) 에서의 성능을 의미한다.

상기 표 1의 생산수 유량과 생산수 농도는 상기 평가 조건에서 각 역삼투압 분리막을 통과한 생산수의 측정값을 의미한다.

상기 표 1에서 실시예는 높은 염투과율을 지닌 반투과막을 사용해 고염 원수를 정제한 경우이며 비교예는 일반 저염투과율을 지닌 반투과막을 사용해 고염 원수를 정제한 경우이다.

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예에 해당되는 평가 결과에서는 고염 원수를 일반 역삼투압 가동 조건에서 정제했을 시 높은 생산수 유량을 얻을 수 있으며, 이 때 채취된 생산수는 추가 역삼투압 공정을 통해 식수 수준 품질의 최종 생산수로 정제될 수 있다.

반면, 비교예의 경우, 고염 원수를 일반 역삼투압 가동 조건에서 정제했을 시 매우 낮은 유량의 생산수를 획득하게 됨을 확인하였다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 발명의 범주에 속한다.

Claims

농도가 70,000 ppm 이상인 원수를 40℃ 이하의 온도 및 1,200 psi 이하의 압력에서 분리막에 통과시켜 하기 식 1을 만족하는 생산수를 얻는 고염 원수 농축 방법:
[식 1]
N_s = B * (C_m - C_p),
상기 식 1에 있어서,
B는 염투과율 상수(B-value)로서, 3 GFD≤B≤150 GFD이고,
N_s는 분리막을 투과한 염의 양(GFD * ppm)으로서, F_p * C_p의 값이며,
C_m은 원수 측 분리막 표면 농도(Membrane concentration) (ppm)이고,
C_p는 생산수 농도(Permeate concentration) (ppm)이다.
F_p는 생산수 유량(Permeate Flux)으로서, 5 GFD≤Fp≤100 GFD이다.
청구항 1에 있어서, 상기 생산수의 삼투압이 상기 원수 삼투압의 15% 내지 90%인 것인 고염 원수 농축 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 원수는 농도가 70,000 ppm 이상 200,000 ppm 이하인 것인 고염 원수 농축 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 압력은 400 psi 이상 1,200 psi 이하인 것인 고염 원수 농축 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 생산수의 염 제거율은 하기 식 2를 만족하며, 10% 이상 85% 이하인 것인 고염 원수 농축 방법:
[식 2]
염 제거율 = (1- C_p/C_f) * 100
C_p는 생산수 농도 (Permeate concentration) (ppm) 이고,
C_f는 원수 농도 (Feed concentration) (ppm) 이다.
청구항 1에 있어서, 상기 생산수의 면적 당 유량(F_p)은 5 GFD 이상 100 GFD 이하인 것인 고염 원수 농축 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 분리막은 역삼투막인 것인 고염 원수 농축 방법.