01 적용 및 시장

• 폐수의 농축과 minimize Waste
• 폐수의 재이용(Water Reuse)
• 무방류(Zero Liquid Discharge)
• 고농도 TDS/Hardness 폐수처리
• Chemical-free Softening
• Ammonia/Na2SO4 폐수의 농축 및 회수
• RO Brine Management
• Salt Splitting-Multivalent Separator(MVS)
• Non-thermal Evaporation

02 기술개요

정삼투(FO Forward Osmosis)기술

정삼투와 역삼투의 차이점

수자원 전문가 또는 시스템 통합업체라면 역삼투압(RO)에 대해 잘 알고 있을 것입니다. 그러나 산업 폐수 처리와 관련하여 RO는 FO와 어떤 관련이 있습니까? RO와 FO는 모두 멤브레인 기반 수처리 기술이지만 둘 사이에는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. RO와 FO는 모두 멤브레인의 한쪽에서 다른 쪽으로 물을 확산시켜 공정의 폐수에서 용해된 고형물, 이온 및 기타 바람직하지 않은 화합물을 걸러내는 데 사용됩니다. 두 기술의 주요 차이점은 물이 멤브레인을 통해 구동되는 방식입니다.

정삼투압으로 폐수 무방류 달성

많은 산업 폐수 처리 공정의 주요 목표는 MLD(Minimal Liquid Discharge) 또는 ZLD(Zero Liquid Discharge)를 달성하는 것입니다. Aquaporin Inside® Forward Osmosis 멤브레인을 사용한 정삼투압은 이를 가능하게 하는 핵심 부분입니다. 매우 얇고 선택적인 Aquaporin Inside® 정삼투 멤브레인은 낮은 압력에서도 우수한 물 플럭스를 가능하게 합니다. 또한 시중에 나와 있는 다른 어떤 멤브레인보다 더 많은 화합물을 거부하므로 고품질의 물을 회수할 수 있습니다. 그 결과, 낮은 압력에서 가동하면서 높은 생산 능력을 유지함으로써 운영 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 시장에서 가장 낮은 역염 플럭스는 전체 공정 비용에 이점을 제공하고 산업 폐수 관리 공정에 사용되는 멤브레인의 수명을 연장합니다.

• 높은 선택성으로 가장 까다로운 공정수 및 폐수도 처리할 수 있습니다.
• 오염 감소로 생산 중단 및 세척 관련 비용 절감
• 최소 역플럭스는 추가 처리 없이 깨끗한 농축액을 보장합니다.
• 콤팩트한 디자인으로 공장 설치 공간 감소
• 열이나 수압이 부족하면 에너지 소비가 줄어듭니다.
• 화학 물질 사용을 줄이면 공정이 더 친환경적입니다.

정삼투압이란?

정삼투(FO)는 반투막과 삼투압의 자연 에너지를 사용하여 용해된 용질에서 물을 분리하는 물 분리 공정입니다. 삼투압은 멤브레인을 통해 물을 운반하는 동시에 다른 쪽에 용해된 모든 용질을 유지하는 데 사용됩니다. 공급 용액에서 순수한 물만 추출되도록 하는 이 매우 효과적인 여과 공정은 정삼투압 기술을 폐수 관리, 제품 농도 및 물 재활용과 같은 여러 유형의 산업용 용수 처리 응용 분야에 유용하게 만듭니다. 삼투압의 자연 에너지에 의존하기 때문에 다른 수압 기반 수처리 기술보다 에너지 집약적인 방법이기도 합니다. 정삼투는 단순히 "삼투압"이라고 할 수 있습니다. 그러나 산업용 수처리 맥락에서는 일반적으로 수압을 구동력으로 사용하는 산업 폐수 처리에 일반적으로 사용되는 멤브레인 기반 수처리 방법인 역삼투압과 구별하기 위해 정삼투라고 합니다.

정삼투는 어떻게 작동합니까?

정삼투압 시스템에서는 산업 폐수와 같은 공급 용액이 수막의 한쪽으로 흐르고 총 용존 염도(TDS)가 더 높은 인출 용액이 다른 쪽으로 흐릅니다. 양측 사이의 TDS의 차이는 삼투압을 생성하여 물이 공급 용액에서 멤브레인을 통해 흡입 용액으로 흐르도록 유도하면서 공급 스트림의 모든 오염 물질을 유지합니다. 물이 멤브레인을 통해 이동함에 따라 드로우 용액이 희석되고 공급 용액이 농축되어 농축 폐수가 생성됩니다. 추가 유압 없이 전체 공정을 실행할 수 있습니다. 드로우 용액은 간단한 소금/물 혼합물 또는 응용 분야에 맞게 특별히 맞춤화된 물질로 구성될 수 있습니다.

정삼투는 무엇에 사용할 수 있습니까?

정삼투압은 일반적으로 세 가지 유형의 산업 응용 분야에 사용됩니다.

• 제품 농도: 정삼투압은 액체 제품에서 물을 추출하는 데 사용할 수 있어 귀중한 농축액을 남길 수 있습니다. 예를 들어, 정삼투는 커피, 맥주 또는 코코넛 워터와 같은 식품 및 음료 제품을 농축하는 데 사용할 수 있습니다. 이를 통해 제품을 훨씬 더 쉽게 보관, 취급 및 배송할 수 있으며 물류 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 또한 신제품 개발에도 사용할 수 있습니다. 정삼투압은 열 또는 압력 기반 농축과 같은 다른 방법보다 부드러운 농축 방법이기 때문에 휘발성 풍미와 향을 손상시킬 위험이 크게 줄어들고 제품을 재구성할 때 원래의 품질과 맛의 대부분을 유지합니다.
• 폐수 농도: 대부분의 산업 시설에서 정삼투압은 폐수 처리 공정의 일부로 사용되어 폐수 흐름에서 물을 추출하여 처리하기 쉬운 농축 폐기물을 남길 수 있습니다. 이는 증발기가 제거할 물이 훨씬 적어 에너지 사용을 줄이기 때문에 Zero Liquid Discharge 폐기물 처리를 실행할 때 상당한 이점입니다. 추출된 물은 생산 공정으로 다시 재활용하거나 다른 용도로 재사용할 수 있습니다.
• 재사용을 위한 깨끗한 물 추출: 제품 농도와 폐수 농도 모두에서 정삼투는 공급 용액에서 끌어내기 용액으로 물을 이동시킵니다. 그런 다음 이 물을 회수하여 역삼투압과 같은 드로우 용액 재생 단계를 사용하여 깨끗한 물을 생산할 수 있습니다. 드로우 재생 단계로부터의 투과물은 2층 멤브레인을 통해 정삼투 공급수류로부터 분리되기 때문에 고품질이다. 투과액의 순도는 정삼투막과 역삼투막의 거부 특징에 따라 달라집니다. 폐수 흐름의 특성과 전체 처리 트레인의 효과에 따라 추출된 투과액은 냉각, 헹굼 또는 관개 및 음용수와 같은 목적으로 재사용할 수 있습니다.

'정삼투 용액'이란 무엇입니까?

정삼투 용액은 드로우 회수 시스템을 사용하여 사용된 드로우 용액에서 깨끗한 물을 분리합니다. 이어서, 희석된 인발 용액은 정삼투 단계로 다시 재순환되어 공급 스트림으로 부터 물을 연속적으로 추출한다. 정삼투압에서 물 분자는 공급 용액에서 드로우 용액으로 끌어당겨집니다. 깨끗한 물을 생산하고 재사용을 위해 드로우 용액을 회수하려면 다른 유형의 수처리 시스템인 드로우 회수 시스템을 사용하여 둘을 분리해야 합니다. 드로우 회수 시스템은 증발, 멤브레인 기반(일반적으로 RO) 또는 열 반응성 드로우 용질을 기반으로 할 수 있습니다.

정삼투 용액의 주요 구성 요소(Aquaporin Inside®).

• 정삼투막: 정삼투막은 물은 통과시키지만 다른 물질은 투과하는 것을 방지합니다. 후자의 작업을 수행하는 효율성을 거부율이라고 합니다. 높은 수준의 화학적 산소 요구량(COD) 및 총 유기 탄소(TOC)를 견디는 높은 거부율과 오염에 대한 견고성은 효과적인 FO 멤브레인의 핵심 특성입니다. 멤브레인은 또한 역플럭스를 최소한으로 유지하여 드로우 용액에서 가능한 한 적은 용질이 멤브레인을 가로질러 공급 용액으로 확산되도록 해야 합니다.
• 드로우 솔루션: 고염분 흡입 용액은 삼투압 차이를 생성하여 물이 공급 용액에서 멤브레인을 통해 흐르도록 유도합니다. 최적의 결과를 얻으려면 배출 용액을 폐수의 조성과 일치하도록 정밀하게 공식화해야 합니다. 물이 멤브레인을 통해 이동하고 공급 용액이 농축됨에 따라 드로우 용액은 희석되어 드로우 회수 시스템에서 재농축되지 않는 한 궁극적으로 효과가 없습니다.
• 드로우 회수 시스템: 드로우 회수 시스템의 역할은 드로우 용액의 총 용존 고형물(TDS) 농도를 복원하고 재사용을 위해 깨끗한 물을 추출하는 것입니다. 이는 일반적으로 최대 60,000-70,000ppm의 TDS를 처리하도록 설계된 기존의 해수 역삼투압 시스템을 통해 수행됩니다. 경우에 따라 최대 250,000ppm TDS를 처리하는 새로운 드로우 재생 프로세스를 사용할 수 있습니다. 특정 현장의 설정에 따라 깨끗한 투과액을 냉각, 헹굼 및 기타 습식 공정에 재사용할 수 있습니다. 또한 정삼투압 공정이 충분히 높은 표준에 맞게 설계되면 섬유 생산에서 염료를 혼합하는 것과 같은 업스트림 공정에 사용하기 위해 물을 재활용하는 것도 가능해집니다.

CFRO(크로스 프로우 RO)멤브레인

지속 가능한 MLD 및 자원 회수 솔루션을 위한 획기적인 역삼투 기술

오늘날의 많은 물과 폐수는 기존의 멤브레인 또는 열 기술로 효율적으로 처리할 수 없습니다. Gradiant는 특허받은 CFRO 기술과 혁신적인 역삼투(RO) 멤브레인 공정을 결합한 복잡한 물 및 폐수 문제를 위한 멤브레인 기반 솔루션의 고급 플랫폼 인 RO Infinity (ROI)를 개발했습니다. ROI 솔루션을 통해 전 세계 고객은 담수화, 염수 농축, 염수 채굴 및 지속 가능성 목표를 달성할 수 있습니다. ROI 시스템은 저렴하고 쉬운 유지 보수를 위해 상업적으로 이용 가능한 멤브레인과 구성 요소로 구축됩니다. 이 장치는 독점적인 공정 및 제어 기술을 사용하여 모듈식 폼 팩터로 설계 및 조립되며 업계에서 가장 경험이 풍부한 엔지니어링 및 서비스 팀 중 하나의 지원을 받습니다. 예, 멤브레인은 그렇게 할 수 있습니다. 열원을 사용할 수 없는 담수화 응용 프로그램의 경우 Gradiant는 역류 역 삼투압(CFRO) 프로세스를 제공합니다. CFRO 공정은 상업용 RO 멤브레인 및 장비로 포화 한계에 소금물을 농축할 수 있습니다. 멤브레인 염수 농도는 미국과 전 세계의 산업 및 시정 수처리에 큰 영향을 미치며, 기존 기계 증기 압축(MVC) 증발기에 비해 상당한 비용 절감 및 환경적 이점을 제공합니다. CFRO 프로세스는 실행 가능한 염수 관리 솔루션의 부족으로 인해 이전에 불가능했던 내륙 담수화 및 물 재사용 프로젝트를 가능하게합니다.

기술

CFRO 공정에서, 희석식염수액은 막의 제품 측에 도입되어 삼투압 장벽을 감소시키고 필요한 공급 압력을 감소시킵니다. 염수는 여러 CFRO 단계를 통해 계단식으로, 유익한 재사용을 위해 정제된 제품 물 스트림을 생산하는 동안 폐기 또는 결정화를 위한 포화에 집중. 염수의 단계별 농도를 가능하게하기 위해 정렬된 CFRO 단위의 Split-feed는 다음과 같은 비디오 및 그림에 설명되어 있습니다

CFRO 개요

CFRO 프로세스는 가장 효율적인 증발기의 절반 미만의 에너지를 사용하며 비용은 절반 정도 입니다.

RO Infinity(ROI®)의 장점

최소 액체 배출 (MLD)

최종 염수 농도를 최대 99%까지 염분 포화 한계(TDS 최대 260,000mg/L NaCl)까지 회복합니다. 이를 통해 다운스트림 ZLD 시스템에 필요한 용량을 줄이고 열 시스템에 비해 60%의 비용을 절감할 수 있습니다.

생산 극대화

더 많은 담수를 추출하고, 더 높은 농도의 귀중한 자원을 회수하고, 폐기물 처리를 최소화하는 등 모든 것을 더 낮은 압력과 에너지 사용으로 줄여 총 물 비용을 절감할 수 있습니다.

시스템 가용성 극대화

ROI 시스템은 지능적이며, 다양한 급수 및 작동 조건에 맞게 조정되어 매우 가변적인 급수 품질을 견딜 수 있으며 기존 시스템보다 오염 및 스케일링이 적습니다.

03 설치사례 & 제품 및 적용 & 당사 추천기술

• 설치사례 : Landfill의 침출수 폐수의 ZLD외 실적다수 (국내 Pilot Unit운영), Evaporative Cooling Tower의 Make-up Water, Ammonia / Na2SO4 폐수의 농축 및 회수
• 제품 및 적용 : 당사 문의
• 당사 추천기술 : Aquaporin Inside®, HFFO®, ROI®, CFRO