예측 모델을 이용한 해수담수화 방법 및 이를 수행하는 장치

해수담수화 기술은 최근 대두되기 시작한 물 부족 문제를 해결할 수 있는 기술로서, 계절이나 기상조건에 상관없이 다량의 수자원의 확보가 가능한 해수를 담수화하는 기술을 말한다. 해수담수화 기술은 댐 건설에 비해 공사기간이 짧고 초기 투자비가 작으므로 지속적인 수자원 확보를 위한 대체 기술로 자리 잡고 있으며 저에너지, 대형화, 안정성, 친환경 등을 추구하는 기술이다. 해수담수화 플랜트란 바닷물을 증발시키거나 막을 통과하여 염분뿐만 아니라 다수의 무기 염류를 제거하여 공업용수, 식수 등 인류가 사용할 수 있는 담수를 생산하는 공정과 설비를 총칭한다. 담수화 방식은 크게 열에너지와 물의 증발현상을 이용한 증류/증발법과 막의 차별성과 선택적 투과 능력을 이용한 역삼투(Reverse Osmosis; RO)법으로 나눌 수 있다. 해수담수화 플랜트의 주요 공법 중 역삼투(RO) 방식, 즉 해수 역삼투(Seawater Reverse Osmosis; SWRO) 방식은 기존의 다단 플래쉬 증류법(Multi-Stage Flash Distillation; MSF)이나 다중효용 증발법(Multiple-Effect Evaporation; ME)보다 에너지 효율이 높아 최근 상업실적이 증가하고 있다. 역삼투법은 압력을 이용하여 물은 통과시키고 용질은 투과시키지 않는 역삼투막에 해수를 가입하여 담수를 분리하는 공법이다. 해수담수화 플랜트 기술은 여러 가지 부품들의 결합으로 이루어진 종합기술이므로 각 부문들에 대한 기술개발과 최대의 효율을 얻을 수 있는 공정최적화 기술에 대한 기술개발이 중요하다. 공정최적화 기술은 전체 공정의 배치를 최적화하여 효율적인 운영이 가능하도록 최적화 시키는 해수담수화 플랜트 건설 및 운영 공정의 모든 최적화 기술을 의미한다. 공정최적화 기술은 효율적인 물 공급에 대한 방법, 에너지를 절감하고 안정성을 확보하는 방법, RO 장치의 수명을 늘리는 방법에 대한 연구가 주로 이루어져 왔으나, 공정 모사기(Process Simulator)를 이용한 공정최적화 기술은 이미 화학 플랜트의 경우는 개발되어 수행되고 있지만 해수담수화 플랜트의 경우 아직 활용되지 않고 있다.