KR20240072636A - 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템 및 그 공정 운전 방법 - Google Patents

Abstract

역삼투 공정을 이용한 해수담수화 공정에서 농축수 농도를 상황에 따라 조절하면서 담수를 효율적으로 생산할 수 있으며, 또한, 역삼투 공정에서 농축수의 농도를 제어(농도 증가)하여 유가자원 회수설비에 공급될 수 있도록, 전처리 생산량을 산출하고, 역삼투 공정에서 발생한 농축수와 전처리 생산수를 혼합하여 다시 역삼투 공정을 운전하되, 그 배합비는를 산정하여 농축수의 농도를 측정함으로써 농축수의 공급량을 용이하게 조절할 수 있는, 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템 및 그 공정 운전 방법이 제공된다.

Description

농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템 및 그 공정 운전 방법 {SEA WATER DESALTING SYSTEM FOR CONTROLLING CONCENTRATION OF CONCENTRATED WATER, AND PROCESS OPERATING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 해수담수화 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 역삼투 공정(Reverse Osmosis Process)을 이용한 해수담수화 시스템에서, 역삼투 유닛에서 유출되는 역삼투 농축수 농도를 상황에 따라 조절하면서 담수를 생산할 수 있는, 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템 및 그 공정 운전 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 해수담수화는 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거하여 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 말한다.

예를 들면, 해수담수화 플랜트에서 사용되는 공정의 경우, 증발법과 역삼투 공정이 가장 대중적으로 활용되는 공정이며, 최근 증발법보다 물 생산 단가가 저렴한 역삼투 공정을 중심으로 한 해수담수화 기술이 점유율을 증가시켜 나가는 추세이다.

또한, 농도가 다른 두 용액 사이에 반투막이 있는 경우, 일반적으로 삼투압의 차이 때문에 농도가 묽은 용액 속의 용매가 농도가 진한 용액 방향으로 이동하는 현상을 삼투압 현상이라고 하며, 농도가 진한 용액에 삼투압보다 강한 압력을 가하여 농도가 진한 용액 속 용매가 반투막을 통하여 묽은 용액 속으로 이동하는 것을 역삼투라고 한다.

이러한 역삼투법을 이용한 담수화 공정을 역삼투 공정이라고 하며, 고압펌프, 역삼투막, 에너지 회수장치로 구성되는데 이 때 사용되는 고압펌프는 해수 내 물만 역삼투막을 통과 가능하도록 고압을 제공하는 역할을 수행한다.

또한, 역삼투 공정의 경우, 역삼투막을 이용하여 해수에 삼투압보다 높은 압력을 가함으로써 담수를 생산하는 기술을 역삼투 방식의 해수담수화 기술이라 정의할 수 있으며, 해수담수화 설비는, 해수에서 담수를 일부 뽑은 후 나머지 해수는 농축되어 방류되는 시스템으로서, 크게 취수(Intake), 전처리(Pre-treatment), 역삼투막 시스템(RO system) 및 후처리(Post-treatment)로 구분될 수 있다.

이때, 해수에는 리튬(Li), 스트론튬(Sr), 마그네슘(Mg) 등 다량의 유가자원(Valuable Resource)이 포함되어 있기 때문에 회수시 발생하는 경제적 가치가 높아지고 있으며, 예를 들면, 중동에서도 역삼투 공정에서 발생한 농축수 활용을 위한 다양한 기술개발에 높은 관심과 투자를 지원하고 있는 실정이다.

한편, 해수담수화와 관련된 선행기술로서, 일본 등록특허번호 제5,496,707호에는 "해수담수화 장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 해수담수화 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 해수담수화 장치는, 역삼투막을 이용한 해수담수화 장치에 있어서, 역삼투막 모듈(13)보다 전단에 배치되어, 역삼투막 모듈(13)에 공급되는 해수(20)을 전처리하는 전처리 장치(11); 전처리 장치(11)의 처리수(21)의 수질 항목을 계측하는 계측 수단(15a~15n); 및 계측 수단(15a~15n)에 의한 계측값의 농도치와 미리 부여한 목표치에 근거하여, 전처리 장치(11)를 제어하는 제어 수단(17)을 포함하여 구성된다. 여기서, 도면부호 14 및 19는 유로를 나타내고, 도면부호 16은 연산수단을 나타내며, 도면부호 24는 입력수단을 각각 나타낸다.

계측 수단(15a~15n)은 유기물량을 나타내는 수질항목을 계측하고, 유기물량을 나타내는 수질항목의 계측 수단(15a~15n)의 전단에 유기물을 제거하는 분리장치(18)를 구비한다.

이때, 전처리 장치(11)에서 전처리된 전처리수(21)은 고압 펌프(12)에서 가압되고 역삼투막을 구비한 역삼투막 모듈(13)에 유입되고, 투과수(22)와 농축수(23)로 분리된다.

종래의 기술에 따른 해수담수화 장치에 따르면, 역삼투막의 로딩이 저감됨으로써, 저운전 비용으로 안정되게 담수를 생산할 수 있지만, 역삼투막 모듈의 농축수를 조절한 것과는 무관하다.

한편, 해수담수화와 관련된 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-2065275호에는 "담수화 장치 및 이를 이용한 담수화 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 종래의 기술에 따른 2단 유량분기 역삼투 해수담수화 공정을 나타내는 처리공정도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 2단 유량분기 역삼투 해수담수화 공정은, 2단 유량분기 역삼투 해수담수화 공정은 용존공기부상장치(Dissolved Air flotation: DAF)(32); 한외여과 장치(UF)(33)로 구성된 전처리 공정; 1단 역삼투 모듈(Sea Water Reverse Osmosis: SWRO)(34); 및 2단 역삼투 모듈(Brackish Water Reverse Osmosis: BWRO)(26)로 구성된 유량분기(Split Partial) 공정이 적용되며, 1단(SWRO)에서 한번 처리된 유량을 2단(BWRO)에서 한 번 더 처리함으로써 양질의 물을 생산하고, 최종 생산수의 농도를 규제치 이하로 제어할 수 있다.

1단 역삼투 모듈(34)은 총 7개의 직렬모듈로 구성되는 SWRO 압력용기 내에서, 처음 3개의 모듈에서 생산되는 유량이 전체 1단(SWRO)에서 생산되는 유량의 60-70%를 차지하고, TDS(Total Dissolved Solid)도 후단의 모듈에서 생산되는 수체의 TDS보다 훨씬 낮은 점을 이용하여 1단(SWRO) 여과수 유량 분기지점을 압력용기 처음 부위로 설정한다. 즉, 처음 3개의 모듈에서 양호한 수질의 수량을 보다 많이 생산하게 되고, 그 여과수가 분기되어 최종 생산수에 합류하게 된다.

또한, SWRO 압력용기에서 BWRO 후단으로 연결하는 관을 연결함으로써, SWRO의 앞 3~4개 모듈에서 처리된 유량을 분기시켜 최종 생산수와 혼합되는 것을 나타내고 있다.

이때, 전체 공정의 회수율은 기존 2단 역삼투 방식보다 높아지게 되며, 2단의 BWRO 처리수량이 줄어들게 되어 설비의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라, 장치 설치비와 유지관리비를 감소시킬 수 있다.

원수(해수) 유입원(31)으로부터 전처리 공정의 용존공기부상장치(32)로 유입되면, 용존공기부상장치(32)를 통해 응집제가 투입되고, 용존공기가 부상되며 이로 인해 응집플록이 형성되며, 이어 입자성 물질이 일정 부분 제거된 후 한외여과 장치(33)를 통해 입자성 혹은 용존성 물질들이 처리된다.

또한, 한외여과 장치(33)를 통한 전처리수는 고압펌프(33a)를 통해 1단 역삼투 모듈(34)로 공급되고, 1단 역삼투 여과를 거친 여과수의 일부는 저압펌프(34a)에 의해 2단 역삼투 모듈(36)로 공급되어 2단 BWRO 여과수로 한 번 더 처리되고, 1단 RO여과를 거친 여과수의 일부는 분기되어 직접 최종 생산수와 합류된다.

이때, 1단 역삼투 모듈(34)에서 여과되지 않는 비여과수는 에너지회수 장치(ERD)(35)를 거쳐 다시 1단 역삼투 모듈(34)로 공급된다.

종래의 기술에 따른 2단 유량분기 역삼투 해수담수화 공정에 따르면, 최종처리수의 붕소농도를 실험실에서의 측정이 아닌, 실시간으로 예측할 수 있는 기법으로서, 1단 및 2단 유량분기 역삼투 해수담수화 여과공정에 적용하여 예측되는 붕소농도를 바탕으로, 1단(SWRO) 여과수의 유량분기 공정의 유량분기량과 역삼투 유입수의 pH를 최적으로 실시간 제어할 수 있다.

이에 따라, 최종 생산수의 수질 안정성을 높이면서, 1단(SWRO) 분기유량값을 최대화하여 최종 회수율을 극대화하고 단위 생산수량당 전력비를 최소화할 수 있다.

한편, 해수담수화와 관련된 또 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1319412호에는 "2단 유량분기 역삼투 해수담수화 공정의 운전 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한다.

도 3a는 종래의 기술에 따른 담수화 장치를 나타낸 구성도이고, 도 3b는 담수화 방법을 나타낸 동작흐름도이다.

도 3a를 참조하면, 종래의 기술에 따른 담수화 장치(50)는, 유도용액이 유입되는 유도용액부(51b), 원수가 유입되는 원수부(51a)가 구비되고, 유도용액부(51b) 및 원수부(51a) 사이는 정삼투막(51c)이 구비되어 각각 제1 희석수 및 제1 농축수를 생성하는 정삼투모듈(51); 및 유도용액부(51b)와 유입라인(43)을 통해 연결되며, 역삼투막이 구비되어 제1 희석수가 유입되어 제2 농축수 및 처리수 배출라인(46)을 통해 처리수를 생성하는 역삼투모듈(52)을 포함하여 구성된다.

유입라인(43)에는 제1 희석수의 염농도를 측정하는 측정센서(53a) 및 제1 희석수의 유입압력을 조절하는 제1 펌프(44)가 구비되고, 제2 농축수는 순환라인(45)을 통해 유도용액부(51b)로 유입되며, 순환라인(45)에는 제2 농축수의 유량을 측정하는 유량센서(53b)가 구비되고, 제1 펌프(44), 유량센서(53b) 및 측정센서(53a)는 제어부(53c)와 전기적으로 연결되어 제어된다.

또한, 원수는 원수유입라인(41)을 통해 원수부로 유입된다. 또한, 원수유입라인(41)에는 원수의 유입압력을 조절하는 제2 펌프(42) 및 원수의 유입압력을 측정하는 압력센서가 구비되며, 제2 펌프(42) 및 압력센서는 제어부(53c)와 전기적으로 연결되어 제어될 수 있다.

구체적으로, 도 3b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 담수화 방법은, a) 측정센서에서 제1 희석수의 염농도를 측정하는 단계; b) 유도용액의 염농도 설정값과, 제1 희석수의 염농도 측정값을 비교하는 단계; c) 유도용액의 염농도 설정값과 제1 희석수의 염농도 측정값이 상이한 경우, 역삼투모듈에서 생성되는 처리수량을 산정하는 단계; 및 d) 처리수량에 따라, 제어부에서 제1 펌프를 제어하여, 역삼투모듈에 유입되는 제1 희석수의 유입압력을 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지며, 유도용액의 염농도 설정값과 제1 희석수의 염농도 측정값이 동일한 경우, 역삼투모듈의 운전을 중지한다.

종래의 기술에 따른 담수화 장치에 따르면, 안정적인 처리 수질 및 처리수량을 확보 가능하며, 유도용액의 염농도 설정값 희석을 지연하여, 추가적인 유도용액 투입을 최소화하여 운영비 절감 효과가 우수하고, 정삼투모듈의 막 오염을 최소화할 수 있다.

한편, 해수담수화와 관련된 또 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-2378124호에는 "역삼투 해수 담수화 시스템 및 그 수질 제어 방법""이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한다.

도 4a는 종래의 기술에 따른 역삼투 해수 담수화 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 전처리 공정 유닛의 세부 구성을 나타낸 도면이고, 도 4c는 도 4a에 도시된 역삼투 공정 유닛을 나타낸 도면이다.

도 4a를 참조하면, 종래의 기술에 따른 역삼투 해수 담수화 시스템은 취수 공정 유닛(61), 전처리 공정 유닛(62), 역삼투 공정 유닛(63) 및 후처리 공정 유닛(64)을 포함한다.

취수 공정 유닛(61)은 담수화를 위한 원수인 해수를 취수하는 공정을 위한 것으로서, 원수를 여과기, 디스크 필터 등의 장치를 거치게 하여 전처리 공정 유닛(62)으로 유입될 수 있다.

전처리 공정 유닛(62)은 역삼투막의 오염이나 손상을 야기할 수 있는 부유 고형물, 무기화합물, 유기오염물질 등을 제거하는 공정을 위한 것이다. 부유 고형물에는 콜로이드와 입자성 물질, 무기화합물에는 이온, 망간, 탄산칼슘, 황산칼슘, 이산화규소 등이 있으며, 유기오염물질은 해수 중의 유기물과 미생물이 해당된다.

역삼투 공정 유닛(63)은 역삼투 원리를 이용하여 전처리 공정(62)을 거친 해수로부터 염분, 이온, 유기물질을 제거하는 공정을 말하며, 여기에 사용되는 반투과막을 역삼투막이라고 한다. 역삼투막은 모듈 형태로 제조되어 공정에 사용되며, 막모듈은 구조에 따라 나권형(spiral wound), 중공사형(hollow fiber), 관형(tubular), 평막형(flat sheet) 등으로 구분할 수 있다.

후처리 공정 유닛(64)은 역삼투 공정(63)에 의하여 염분이 제거된 물을 최종 사용 목적에 맞도록 적절히 처리하는 공정을 말한다. 이러한 후처리 공정(64)에서는 물속에 녹아 있는 이산화탄소, 산소 등과 같은 가스를 제거하고, 알칼리도와 pH를 조정하며, 미생물 재번식을 막기 위한 소독을 수행할 수 있다.

구체적으로, 도 4b를 참조하면, 전처리 공정 유닛(62)은 망형 튜브 필터(Membrane Tube Bio-Filter; MTBF) 유닛(62a)을 포함한다. 이러한 망형 튜브 필터 유닛(62a)은 겉은 망으로 되어 있고, 속은 비어 있는 망형 튜브 필터(MTBF)를 이용하여 용존성 유기물질의 여과 면적을 극대화한 수처리 공정을 말한다.

이러한 망형 튜브 필터 공정을 수행한 후, 한외여과(Ultra-filtration; UF) 유닛(62c)을 통한 막분리 공정이 수행된다. 이러한 한외여과 유닛(62c)은 원액이 한외여과막을 빠른 속도로 흐르면서 압력차의 추진력으로 고분자량 물질은 막에 의해 배제되어 농축되고, 저분자량 물질과 물은 막을 통과하여 투과되는 원리로 이루어진다.

종래의 기술에 따른 역삼투 해수 담수화 시스템의 생산수 탁도가 기준치를 넘을 경우, 망형 튜브 필터 공정을 정지하고, 용존공기부상(Dissolved Air Flotation: DAF) 유닛(62b)을 이용한 공정을 운영한다. 용존공기부상 공정은 공기로 포화된 가압수를 순간적으로 감압하였을 때 발생하는 미세 기포가 고형물 입자와 기름에 부착되어 상승 분리되는 원리를 이용한다.

종래의 기술에 따른 역삼투 해수 담수화 시스템에서, 전처리 공정은, 망형 튜브 필터 공정과 한외여과 공정이 순차적으로 수행되도록 운영되며, 망형 튜브 필터 공정의 생산수 탁도가 기준치를 넘어서는 경우 용존공기부상 공정이 망형 튜브 필터 공정을 대체하여 용존공기부상 공정과 한외여과 공정이 순차적으로 수행되도록 운영된다.

또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 역삼투 공정 유닛(63)은 막 모듈(63c), 그에 유입되는 물에 압력을 제공하는 고압 펌프(63b), 막 모듈(63c)에서 생산되는 여과수를 수용하는 여과수 탱크(63d) 등을 포함한다. 고압 펌프(63b)의 전단에는 세이프티필터(63a)가 설치될 수 있고, 막 모듈(63c)에는 농축수의 압력을 이용하여 에너지를 회수하기 위한 에너지 회수장치(63e)가 설치될 수 있다. 이때, 에너지 회수 장치(63e)와 막 모듈(63c)의 사이에는 부스터 펌프(63f)가 설치될 수 있다.

이에 따라, 전처리 공정 유닛(62)에 대한 에너지 사용량 제어와 동시에 역삼투 공정 유닛(63)에 대한 수질 제어가 동시에 이루어질 수 있다.

종래의 기술에 따른 역삼투 해수 담수화 시스템에 따르면, 역삼투 해수담수화 시스템을 구성하고 있는 단위 공정들인 전처리 공정 및 역삼투 공정의 수질 한계값을 설정하고, 이를 초과하였을 경우 각 공정별로 생산수 수질에 영향을 미칠 수 있는 원인을 단계별로 자동 점검하여, 이상이 발생한 부분에 대하여 신속히 대응할 수 있도록 함으로써, 안정적인 생산수량 및 수질을 유지할 수 있다.

하지만, 종래의 기술에 따른 해수담수화 역삼투 공정은 담수 생산뿐만 아니라 농축된 해수가 자연적으로 발생하게 되며, 일반적으로 농축수는 바다로 직접 방류되고 있다. 이때, 고농도 농축수의 직접적인 해양 방류로 인해 해양생태계 등에 영향을 미칠 뿐만 아니라 직간접적으로 인체에 영향을 미칠 수 있다.

또한, 최근 농축수를 활용하기 위한 다양한 방안을 연구하고 있으나, 1차적으로 역삼투 공정에서 농축수의 농도를 증가시켜 유가자원 회수 설비에 공급 가능할 경우, 최종 유가자원 회수 단계까지 활용되어 에너지를 절감시킬 수 있으므로, 이를 위한 운전 방법이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허번호 제10-2378124호(등록일: 2022년 3월 21일), 발명의 명칭: "역삼투 해수 담수화 시스템 및 그 수질 제어 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-1319412호(등록일: 2013년 10월 11일), 발명의 명칭: "2단 유량분기 역삼투 해수담수화 공정의 운전 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-2065275호(등록일: 2020년 1월 6일), 발명의 명칭: "담수화 장치 및 이를 이용한 담수화 방법" 일본 등록특허번호 제5,496,707호(등록일: 2014년 3월 14일), 발명의 명칭: "해수담수화 장치" 일본 공개특허번호 제2020-131087호(공개일: 2020년 8월 31일), 발명의 명칭: "역삼투 시스템의 제어 방법"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 역삼투 공정을 이용한 해수담수화 공정에서 농축수 농도를 상황에 따라 조절하면서 담수를 효율적으로 생산할 수 있는, 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템 및 그 공정 운전 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 역삼투 공정에서 농축수의 농도를 제어(농도 증가)하여 유가자원 회수설비에 공급될 수 있도록, 전처리 생산량을 산출하고, 역삼투 공정에서 발생한 농축수와 전처리 생산수를 혼합하여 다시 역삼투 공정을 운전하되, 그 배합비는를 산정하여 농축수의 농도를 측정함으로써 농축수의 공급량을 조절할 수 있는, 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템 및 그 공정 운전 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템은, 역삼투 방식을 이용한 해수담수화 시스템에 있어서, 원수인 해수를 취수하는 취수 공정 유닛; 상기 취수 공정 유닛에 의해 취수된 해수를 전처리하고 전처리 생산수를 유출하는 전처리 공정 유닛; 상기 전처리된 전처리 생산수를 역삼투 처리하여 역삼투 농축수를 유출하는 역삼투 공정 유닛; 상기 전처리 생산수 및 상기 역삼투 농축수를 혼합하는 믹서; 상기 믹서가 상기 전처리 생산수 및 역삼투 농축수를 혼합하는 것을 제어하고, 상기 농축수 농도를 조절하면서 상기 역삼투 공정 유닛의 역삼투 공정 운전을 제어하는 제어 유닛; 및 농축수 농도제어 방식의 역삼투 공정 운전 종료시, 역삼투 처리수를 후처리하고 생산수인 담수를 생산하는 후처리 공정 유닛;을 포함하되, 상기 제어 유닛은 전처리 생산량 산출식에 따라 전처리 생산량을 산출하고, 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식에 따라 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전처리 생산량 산출식은 로 주어지고, 여기서, 는 전처리 생산수 유량을 나타내고, 는 역삼투 공정의 최종 생산수 유량을 나타내며, 은 역삼투 공정의 설정 회수율을 나타내는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식은 로 주어지고, 여기서, 는 역삼투공정 공급수 유량을 나타내고, 는 원수(해수) 공급 유량을 나타내며, 는 농축수 공급 유량을 나타내고, 는 역삼투공정 공급수 농도를 나타내며, 는 원수(해수) 공급 농도를 나타내고, 는 농축수 공급 농도를 나타내는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어 유닛은, 목표 농축수 농도를 설정하는 목표 농축수 농도 설정부; 원수인 해수 농도 측정값을 수신하여 상기 목표 농축수가 상기 수신된 해수 농도보다 큰지 판단하는 해수농도 확인부; 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 큰 경우, 전처리 생산량 산출식에 따라 전처리 생산량을 산출하는 전처리 생산량 산출부; 상기 전처리 공정 유닛의 전처리 공정 운전을 제어하는 전처리 공정 운전 제어부; 상기 역삼투 공정 유닛의 역삼투 공정 운전을 제어하고, 농축수 농도계를 통해 측정된 역삼투 농축수 농도를 수신하는 역삼투 공정 운전 제어부; 상기 측정된 농축수 농도가 기설정된 목표 농축수 농도를 만족하는지 확인하고 믹서에 공급되는 역삼투 농축수 공급을 제어하는 농축수 공급량 조절부; 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식에 따라 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정하는 역삼투 농축수/전처리 생산수 배합비 산출부; 및 상기 믹서가 상기 역삼투 농축수와 전처리 생산수를 혼합하는 것을 제어하는 역삼투 농축수/전처리 생산수 혼합 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어 유닛은, 해수담수화 생산 공정 완료시, 상기 제어 유닛은 역삼투 농축수 농도 알림 및 방류수 방출을 제어하는 농축수 농도 알림 및 방류 제어부를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 해수농도 확인부에서 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 크지 않은 것으로 확인되면, 상기 목표 농축수 농도 설정부가 상기 목표 농축수 농도를 재설정할 수 있다.

본 발명에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템은, 상기 취수 공정 유닛에 연결되어 원수인 해수 농도를 측정하고, 측정된 해수 농도 측정값을 상기 제어 유닛으로 전달하는 해수 농도계를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템은, 상기 역삼투 공정 유닛에 연결되어 역삼투 농축수 농도를 측정하고, 측정된 역삼투 농축수 농도 측정값을 상기 제어 유닛으로 전달하는 농축수 농도계를 추가로 포함할 수 있다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법은, 취수 공정 유닛, 전처리 공정 유닛, 역삼투 공정 유닛, 후처리 공정 유닛 및 제어 유닛으로 이루어진 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템의 해수담수화 공정 운전 방법에 있어서, a) 취수 공정 유닛이 원수인 해수를 취수하는 단계; b) 전처리 공정 유닛이 상기 취수 공정 유닛에 의해 취수된 해수를 전처리하고 전처리 생산수를 유출하는 단계; c) 역삼투 공정 유닛이 상기 전처리된 전처리 생산수를 역삼투 처리하여 역삼투 농축수를 유출하는 단계; d) 제어 유닛의 제어하에 믹서가 상기 전처리 생산수 및 역삼투 농축수를 혼합하는 단계; e) 상기 제어 유닛이 농축수 농도를 조절하면서 상기 역삼투 공정 유닛의 역삼투 공정 운전을 제어하는 단계; 및 f) 농축수 농도제어 방식의 역삼투 공정 운전 종료시, 후처리 공정 유닛이 역삼투 처리수를 후처리하고 생산수인 담수를 생산하는 단계;를 포함하되, 상기 e) 단계에서 상기 제어 유닛은 전처리 생산량 산출식에 따라 전처리 생산량을 산출하고, 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식에 따라 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 역삼투 공정을 이용한 해수담수화 공정에서 농축수 농도를 상황에 따라 조절하면서 담수를 효율적으로 생산할 수 있다.

본 발명에 따르면, 역삼투 공정에서 농축수의 농도를 제어(농도 증가)하여 유가자원 회수설비에 공급될 수 있도록, 전처리 생산량을 산출하고, 역삼투 공정에서 발생한 농축수와 전처리 생산수를 혼합하여 다시 역삼투 공정을 운전하되, 그 배합비는를 산정하여 농축수의 농도를 측정함으로써 농축수의 공급량을 용이하게 조절할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 해수담수화 장치의 구성도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 2단 유량분기 역삼투 해수담수화 공정을 나타내는 처리공정도이다.
도 3a는 종래의 기술에 따른 담수화 장치를 나타낸 구성도이고, 도 3b는 담수화 방법을 나타낸 동작흐름도이다.
도 4a는 종래의 기술에 따른 역삼투 해수 담수화 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 전처리 공정 유닛의 세부 구성을 나타낸 도면이고, 도 4c는 도 4a에 도시된 역삼투 공정 유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템의 구체적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템에서 제어 유닛의 구체적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법에서 제어 유닛의 구체적인 동작흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

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. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

[농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템(100)]

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템의 구체적인 구성도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템(100)은, 취수 공정 유닛(110), 전처리 공정 유닛(120), 역삼투 공정 유닛(130), 후처리 공정 유닛(140) 및 제어 유닛(150)을 포함하며, 구체적으로, 도 6을 참조하면, 전처리 생산수 탱크(161), 역삼투 농축수 탱크(162), 생산수(담수) 탱크(163), 믹서(Mixer: 170), 해수 농도계(181) 및 농축수 농도계(182)를 추가로 포함하여 구성된다.

취수 공정 유닛(110)은 원수인 해수를 취수한다. 이때, 해수 농도계(181)가상기 취수 공정 유닛(110)에 연결되어 원수인 해수 농도를 측정하며, 측정된 해수 농도 측정값은 제어 유닛(150)으로 전달된다.

전처리 공정 유닛(120)은 상기 취수 공정 유닛(110)에 의해 취수된 해수를 전처리하고 전처리 생산수를 유출한다.

이때, 전처리 생산수 탱크(161)는 상기 전처리 공정 유닛(120)에 의해 유출되는 전처리 생산수를 저장한다.

역삼투 공정 유닛(130)은 상기 전처리된 전처리 생산수를 역삼투 처리하여 역삼투 농축수를 유출한다.

이때, 역삼투 농축수 탱크(162)는 상기 역삼투 공정 유닛(130)에 의해 유출되는 역삼투 농축수를 저장한다. 여기서, 농축수 농도계(182)는 상기 역삼투 공정 유닛(130)에 연결되어 역삼투 농축수 농도를 측정하고, 측정된 역삼투 농축수 농도 측정값은 제어 유닛(150)으로 전달된다.

제어 유닛(150)은 믹서(170)가 상기 전처리 생산수 및 역삼투 농축수를 혼합하는 것을 제어하고, 또한, 상기 제어 유닛(150)이 농축수 농도를 조절하면서 상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어한다.

즉, 상기 믹서(170)는 상기 제어 유닛(150)의 제어하에 상기 전처리 생산수 및 역삼투 농축수를 혼합한다.

후처리 공정 유닛(140)은 농축수 농도제어 방식의 역삼투 공정 운전 종료시, 후처리 공정 유닛(140)이 역삼투 처리수를 후처리하고 생산수인 담수를 생산하고, 방류수를 방출한다.

이때, 생산수(담수) 탱크(163)는 상기 생산수인 담수를 저장한다.

본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템(100)은, 역삼투 공정을 이용한 해수담수화 공정에서 농축수 농도를 상황에 맞추어 생산하고 담수를 생산할 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템에서 제어 유닛의 구체적인 구성도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템(100)에서 제어 유닛(150)은, 목표 농축수 농도 설정부(151), 해수농도 확인부(152), 전처리 생산량 산출부(153), 전처리 공정 운전 제어부(154), 역삼투 공정 운전 제어부(155), 농축수 공급량 조절부(156), 역삼투 농축수/전처리 생산수 배합비 산출부(157), 역삼투 농축수/전처리 생산수 혼합 제어부(158) 및 농축수 농도 알림 및 방류 제어부(159)를 포함하여 구성된다.

목표 농축수 농도 설정부(151)는 목표 농축수 농도를 설정한다.

해수농도 확인부(152)는 원수인 해수 농도 측정값을 수신하여 상기 목표 농축수가 상기 수신된 해수 농도보다 큰지 판단한다.

이때, 상기 원수인 해수 농도는 취수 공정 유닛(110)에 연결된 해수 농도계(181)를 통해 측정된다. 만일, 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 크지 않은 경우, 상기 목표 농축수 농도 설정부(151)가 상기 목표 농축수 농도를 재설정한다

전처리 생산량 산출부(153)는 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 큰 경우, 전처리 생산량을 산출한다. 이때, 상기 전처리 생산량은 다음 수학식 1에 의해 산출된다.

[수학식 1]

여기서, 는 전처리 생산수 유량을 나타내고, 는 역삼투 공정의 최종 생산수 유량을 나타내며, 은 역삼투 공정의 설정 회수율을 나타낸다.

전처리 공정 운전 제어부(154)는 전처리 공정 유닛(120)의 전처리 공정 운전을 제어한다.

역삼투 공정 운전 제어부(155)는 상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어하고, 농축수 농도계(182)를 통해 측정된 역삼투 농축수 농도를 수신한다. 이때, 농축수 농도계(182)는 상기 역삼투 공정 유닛(130)에 연결되어 역삼투 농축수 농도를 측정한다.

농축수 공급량 조절부(156)는 상기 측정된 농축수 농도가 기설정된 목표 농축수 농도를 만족하는지 확인하고 믹서(170)에 공급되는 역삼투 농축수 공급을 제어한다.

역삼투 농축수/전처리 생산수 배합비 산출부(157)는 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정한다(S210). 즉, 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비는, 농도가 다른 두 유체의 배합을 위한 기초 계산식으로서, 다음 수학식 2에 의해 산정된다.

[수학식 2]

여기서, 는 역삼투공정 공급수 유량을 나타내고, 는 원수(해수) 공급 유량을 나타내며, 는 농축수 공급 유량을 나타내고, 는 역삼투공정 공급수 농도를 나타내며, 는 원수(해수) 공급 농도를 나타내고, 는 농축수 공급 농도를 나타낸다.

역삼투 농축수/전처리 생산수 혼합 제어부(158)는 상기 믹서(170)가 상기 역삼투 농축수와 전처리 생산수를 혼합하는 것을 제어한다.

농축수 농도 알림 및 방류 제어부(159)는 해수담수화 생산 공정 완료시, 상기 제어 유닛(150)은 역삼투 농축수 농도 알림 및 방류수 방출을 제어한다

다시 말하면, 역삼투 공정을 이용한 해수담수화 공정에 있어서, 농축수의 농도를 상황에 맞추어 생산하여 담수를 생산하되, 원수인 해수의 농도를 파악하여 목표 농축수 농도 설정값을 원수의 농도보다 높게 설정하고, 전처리 생산량을 수학식 1을 활용하여 계산한 후, 역삼투 공정에서 발생한 역삼투 농축수와 전처리 생산수를 혼합하여 다시 역삼투 공정을 운전한다.

이때, 역삼투 농축수와 전처리 생산수의 배합비는 수학식 2를 통해 산정한 후, 역삼투 농축수의 농도를 측정하여 역삼투 농축수의 공급량을 조절함으로써, 농축수의 농도를 높여줄 수 있고, 이에 따라 유가자원 회수 설비에 공급될 수 있다.

결론적으로, 본 발명의 실시예에 따르면, 역삼투 공정에서 농축수의 농도를 제어(농도 증가)하여 유가자원 회수설비에 공급될 수 있도록, 전처리 생산량을 수학식 1을 활용하여 계산하고, 역삼투 공정에서 발생한 농축수와 전처리 생산수를 혼합하여 다시 역삼투 공정을 운전하되, 그 배합비는 수학식 2를 통해 산정하여 농축수의 농도를 측정함으로써 농축수의 공급량을 조절할 수 있다.

[농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법]

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법을 나타내는 동작흐름도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법은, 먼저, 취수 공정 유닛(110)이 원수인 해수를 취수한다(S110).

다음으로, 전처리 공정 유닛(120)이 상기 취수 공정 유닛(110)에 의해 취수된 해수를 전처리하고 전처리 생산수를 유출한다(S120).

다음으로, 역삼투 공정 유닛(130)이 상기 전처리된 전처리 생산수를 역삼투 처리하여 역삼투 농축수를 유출한다(S130).

다음으로, 제어 유닛(150)의 제어하에 믹서(170)가 상기 전처리 생산수 및 역삼투 농축수를 혼합한다(S140).

다음으로, 상기 제어 유닛(150)이 농축수 농도를 조절하면서 상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어한다(S150).

다음으로, 농축수 농도제어 방식의 역삼투 공정 운전 종료시, 후처리 공정 유닛(140)이 역삼투 처리수를 후처리하고 생산수인 담수를 생산하고, 방류수를 방출한다(S160).

구체적으로, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법의 구체적인 동작흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법은, 취수 공정 유닛(110), 전처리 공정 유닛(120), 역삼투 공정 유닛(130), 후처리 공정 유닛(140) 및 제어 유닛(150)으로 이루어진 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템의 해수담수화 공정 운전 방법으로서, 먼저, 상기 제어 유닛(150)이 목표 농축수 농도를 설정한다(S201).

다음으로, 상기 제어 유닛(150)이 원수인 해수 농도 측정값을 수신한다(S202). 이때, 상기 원수인 해수 농도는 취수 공정 유닛(110)에 연결된 해수 농도계(181)를 통해 측정된다.

다음으로, 상기 제어 유닛(150)은 상기 목표 농축수가 상기 수신된 해수 농도보다 큰지 판단한다(S203).

다음으로, 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 크지 않은 경우, 상기 제어 유닛(150)이 상기 목표 농축수 농도를 재설정한다(S204). 즉, S202 단계에서 원수로 공급되는 해수의 농도를 원수 취수 단계에서 확인하고, S201 단계에서 설정한 설정값인 목표 농축수 농도가 원수의 농도보다 낮게 설정되어 있을 경우 S201 단계로 자동으로 되돌아간다.

다음으로, 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 큰 경우, 상기 제어 유닛(150)이 전처리 생산량을 산출한다(S205). 이때, 상기 전처리 생산량은 전술한 수학식 1에 의해 산출된다.

다음으로, 상기 제어 유닛(150)이 전처리 공정 유닛(120)의 전처리 공정 운전을 제어한다(S206). 즉, S205 단계에서 산출된 전처리 생산량을 후술하는 S210 단게와 연계하여 필요량을 생산할 수 있도록 전처리 공정의 운전을 제어한다.

다음으로, 상기 제어 유닛(150)이 상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어하고, 농축수 농도계(182)를 통해 측정된 역삼투 농축수 농도를 수신한다(S207). 이때, 상기 농축수 농도계(182)는 상기 역삼투 공정 유닛(130)에 연결되어 역삼투 농축수 농도를 측정한다.

즉, 회송된 역삼투 공정의 농축수와 전처리 생산수를 혼합하여 역삼투 공정으로 전달하며, 역삼투 공정의 운전을 제어한다.

다음으로, 상기 제어 유닛(150)은 상기 측정된 농축수 농도가 기설정된 목표 농축수 농도를 만족하는지 확인한다(S208). 즉, 역삼투 공정에서 발생한 농축수 농도를 농축수 농도계(182)를 활용하여 확인한 후 농축수 공급량 조절 여부를 판단한다.

다음으로, 상기 제어 유닛(150)은 믹서(170)에 공급되는 역삼투 농축수 공급을 제어한다(S209). 이때, 상기 믹서(170)는 역삼투 농축수와 전처리 생산수를 혼합한다.

다음으로, 상기 제어 유닛(150)은 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정한다(S210).

즉, 회송하는 농축수와 전처리 생산수의 배합 비율을 산정하고, 역삼투 공정에 공급하기 위한 전처리수의 유량과 농도는 고정한 후, 전술한 수학식 2에 의해 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정한다.

후속적으로, 해수담수화 생산 공정 완료시, 상기 제어 유닛(150)은 역삼투 농축수 농도 알림 및 방류수 방출을 제어한다(S211).

결국, 본 발명의 실시예에 따른 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 방법에 따르면, 현재 역삼투 공정을 활용한 해수담수화에서 문제로 대두되고 있는 농축수 발생량의 저감과 향후 해수 농축수 내 유가자원을 회수할 수 있으며, 해수담수화 뿐만 아니라 역삼투 공정을 활용하는 다양한 시스템에 적용할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템
110: 취수 공정 유닛
120: 전처리 공정 유닛
130: 역삼투 공정 유닛
140: 후처리 공정 유닛
150: 제어 유닛
151: 목표 농축수 농도 설정부
152: 해수농도 확인부
153: 전처리 생산량 산출부
154: 전처리 공정 운전 제어부
155: 역삼투 공정 운전 제어부
156: 농축수 공급량 조절부
157: 역삼투 농축수/전처리 생산수 배합비 산출부
158: 역삼투 농축수/전처리 생산수 혼합 제어부
159: 농축수 농도 알림 및 방류 제어부
161: 전처리 생산수 탱크
162: 역삼투 농축수 탱크
163: 생산수(담수) 탱크
170: 믹서(Mixer)
181: 해수 농도계
182: 농축수 농도계

Claims (15)

1. 역삼투 방식을 이용한 해수담수화 시스템에 있어서,
   원수인 해수를 취수하는 취수 공정 유닛(110);
   상기 취수 공정 유닛(110)에 의해 취수된 해수를 전처리하고 전처리 생산수를 유출하는 전처리 공정 유닛(120);
   상기 전처리된 전처리 생산수를 역삼투 처리하여 역삼투 농축수를 유출하는 역삼투 공정 유닛(130);
   상기 전처리 생산수 및 상기 역삼투 농축수를 혼합하는 믹서(170);
   상기 믹서(170)가 상기 전처리 생산수 및 역삼투 농축수를 혼합하는 것을 제어하고, 상기 농축수 농도를 조절하면서 상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어하는 제어 유닛(150); 및
   농축수 농도제어 방식의 역삼투 공정 운전 종료시, 역삼투 처리수를 후처리하고 생산수인 담수를 생산하는 후처리 공정 유닛(140);을 포함하되,
   상기 제어 유닛(150)은 전처리 생산량 산출식에 따라 전처리 생산량을 산출하고, 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식에 따라 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정하는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전처리 생산량 산출식은 로 주어지고, 여기서, 는 전처리 생산수 유량을 나타내고, 는 역삼투 공정의 최종 생산수 유량을 나타내며, 은 역삼투 공정의 설정 회수율을 나타내는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식은 로 주어지고, 여기서, 는 역삼투공정 공급수 유량을 나타내고, 는 원수(해수) 공급 유량을 나타내며, 는 농축수 공급 유량을 나타내고, 는 역삼투공정 공급수 농도를 나타내며, 는 원수(해수) 공급 농도를 나타내고, 는 농축수 공급 농도를 나타내는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛(150)은,
   목표 농축수 농도를 설정하는 목표 농축수 농도 설정부(151);
   원수인 해수 농도 측정값을 수신하여 상기 목표 농축수가 상기 수신된 해수 농도보다 큰지 판단하는 해수농도 확인부(152);
   상기 목표 농축수가 해수 농도보다 큰 경우, 전처리 생산량 산출식에 따라 전처리 생산량을 산출하는 전처리 생산량 산출부(153);
   상기 전처리 공정 유닛(120)의 전처리 공정 운전을 제어하는 전처리 공정 운전 제어부(154);
   상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어하고, 농축수 농도계(182)를 통해 측정된 역삼투 농축수 농도를 수신하는 역삼투 공정 운전 제어부(155);
   상기 측정된 농축수 농도가 기설정된 목표 농축수 농도를 만족하는지 확인하고 믹서(170)에 공급되는 역삼투 농축수 공급을 제어하는 농축수 공급량 조절부(156);
   상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식에 따라 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정하는 역삼투 농축수/전처리 생산수 배합비 산출부(157); 및
   상기 믹서(170)가 상기 역삼투 농축수와 전처리 생산수를 혼합하는 것을 제어하는 역삼투 농축수/전처리 생산수 혼합 제어부(158)를 포함하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어 유닛(150)은, 해수담수화 생산 공정 완료시, 상기 제어 유닛(150)은 역삼투 농축수 농도 알림 및 방류수 방출을 제어하는 농축수 농도 알림 및 방류 제어부(159)를 추가로 포함하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 해수농도 확인부(152)에서 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 크지 않은 것으로 확인되면, 상기 목표 농축수 농도 설정부(151)가 상기 목표 농축수 농도를 재설정하는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 취수 공정 유닛(110)에 연결되어 원수인 해수 농도를 측정하고, 측정된 해수 농도 측정값을 상기 제어 유닛(150)으로 전달하는 해수 농도계(181)를 추가로 포함하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 역삼투 공정 유닛(130)에 연결되어 역삼투 농축수 농도를 측정하고, 측정된 역삼투 농축수 농도 측정값을 상기 제어 유닛(150)으로 전달하는 농축수 농도계(182)를 추가로 포함하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템.
9. 취수 공정 유닛(110), 전처리 공정 유닛(120), 역삼투 공정 유닛(130), 후처리 공정 유닛(140) 및 제어 유닛(150)으로 이루어진 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 시스템의 해수담수화 공정 운전 방법에 있어서,
   a) 취수 공정 유닛(110)이 원수인 해수를 취수하는 단계;
   b) 전처리 공정 유닛(120)이 상기 취수 공정 유닛(110)에 의해 취수된 해수를 전처리하고 전처리 생산수를 유출하는 단계;
   c) 역삼투 공정 유닛(130)이 상기 전처리된 전처리 생산수를 역삼투 처리하여 역삼투 농축수를 유출하는 단계;
   d) 제어 유닛(150)의 제어하에 믹서(170)가 상기 전처리 생산수 및 역삼투 농축수를 혼합하는 단계;
   e) 상기 제어 유닛(150)이 농축수 농도를 조절하면서 상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어하는 단계; 및
   f) 농축수 농도제어 방식의 역삼투 공정 운전 종료시, 후처리 공정 유닛(140)이 역삼투 처리수를 후처리하고 생산수인 담수를 생산하는 단계;를 포함하되,
   상기 e) 단계에서 상기 제어 유닛(150)은 전처리 생산량 산출식에 따라 전처리 생산량을 산출하고, 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식에 따라 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정하는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 전처리 생산량 산출식은 로 주어지고, 여기서, 는 전처리 생산수 유량을 나타내고, 는 역삼투 공정의 최종 생산수 유량을 나타내며, 은 역삼투 공정의 설정 회수율을 나타내는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비 산출식은 로 주어지고, 여기서, 는 역삼투공정 공급수 유량을 나타내고, 는 원수(해수) 공급 유량을 나타내며, 는 농축수 공급 유량을 나타내고, 는 역삼투공정 공급수 농도를 나타내며, 는 원수(해수) 공급 농도를 나타내고, 는 농축수 공급 농도를 나타내는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법.
12. 제9항에 있어서, 상기 e) 단계는,
    e-1) 상기 제어 유닛(150)이 목표 농축수 농도를 설정하는 단계;
    e-2) 상기 제어 유닛(150)이 원수인 해수 농도 측정값을 수신하는 단계;
    e-3) 상기 제어 유닛(150)은 상기 목표 농축수가 상기 수신된 해수 농도보다 큰지 판단하는 단계;
    e-4) 상기 목표 농축수가 해수 농도보다 큰 경우, 상기 제어 유닛(150)이 전처리 생산량을 산출하는 단계;
    e-5) 상기 제어 유닛(150)이 전처리 공정 유닛(120)의 전처리 공정 운전을 제어하는 단계;
    e-6) 상기 제어 유닛(150)이 상기 역삼투 공정 유닛(130)의 역삼투 공정 운전을 제어하고, 농축수 농도계(182)를 통해 측정된 역삼투 농축수 농도를 수신하는 단계;
    e-7) 상기 제어 유닛(150)은 상기 측정된 농축수 농도가 기설정된 목표 농축수 농도를 만족하는지 확인하는 단계;
    e-8) 상기 제어 유닛(150)이 믹서(170)에 공급되는 역삼투 농축수 공급을 제어하는 단계; 및
    e-9) 상기 제어 유닛(150)은 상기 역삼투 농축수와 전처리 농축수의 배합비를 산정하는 단계를 포함하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 목표 농축수가 해수 농도보다 크지 않은 것으로 확인되면, 상기 e-1) 단계에서 상기 목표 농축수 농도를 재설정하는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 e-2) 단계에서 상기 원수인 해수 농도는 취수 공정 유닛(110)에 연결된 해수 농도계(181)를 통해 측정되는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 e-6) 단계에서 농축수 농도계(182)는 상기 역삼투 공정 유닛(130)에 연결되어 역삼투 농축수 농도를 측정하는 것을 특징으로 하는 농축수 농도제어 방식의 해수담수화 공정 운전 방법.