명지대 김한승 교수 연구팀은 환경부의 수열R&D 1과제인 ‘수열에너지를 활용한 수처리공정 개선기술 개발’에 위탁연구기관으로 참여해 수열에너지 막여과공정 및 농축폐수 처리공정 도입을 위한 영향인자를 분석하고 수열시스템 도입 후 효과에 대한 분석을 수행한다.
산업용수센터에서 이뤄지는 RO(Reverse Osmosis)공정은 삼투압 이상의 압력을 가해 염을 제거하는 공정으로 RO막 성능, 고압펌프 효율, 에너지회수장치 효율에 의해 효율성이 크게 좌우되는 경향이 있다. 특히 수온의 감소는 원수의 점도를 증가시켜 소모에너지량을 증가시키는 원인이다.
이번 연구는 이러한 문제를 해소하기 위해 수열에너지를 도입하고 최적 활용방안을 분석, 도출하는 데 목적이 있다.
1차연도에는 수열에너지를 통해 확보 가능한 유입수의 가온범위를 확립하고 온도조절이 가능한 Lab scale의 실험장치 구성 및 시운전을 실시한다. 인공원수를 이용한 수처리를 통해 수온, 메탄올주입률 등 적정 운전조건을 도출한다.
2차연도에는 유입수온에 따른 여과성능의 상관관계를 분석하고 미생물 군집분석을 통한 우점 미생물과 수처리효율과의 상관관계를 도출한다.
3차연도에는 세정농도·시간 등 부하량을 증가시켜 멤브레인 무결성 시험을 통한 막의 내구성과 연계공정을 통한 복합적용성평가 등을 실시한다.
4차연도에는 기존 막여과공정과 비교해 수열에너지 복합적용에 따른 에너지절감량을 도출하고 수열에너지를 활용한 최적운전조건을 도출할 계획이다.
이를 통해 △열원의 안정성 확보에 따른 운전비용 감소 △공정안정성 확보 △막수명연장으로 인한 유지관리비 감소 △대규모 하수처리시설에서 에너지절감에 따른 운전비 개선효과 등을 기대할 수 있다.
