• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.5
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• pp.431-438
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• 2016

Large energy consumption is one of the main weaknesses of RO desalination. A new method is proposed to reduce the energy consumption of RO desalination which depends on the salinity of the feedwater. Low salinity feedwater can be obtained using groundwater wells which extracts both fresh groundwater and subsurface sea water. Subsurface feedwater is advantageous in overcoming other problems associated with surface seawater intakes. Salinities of groundwater depend on a number of factors. In this work a new simulation-optimization model is proposed to identify well locations and pumping rates with would provide the required design flow rate with the minimum salinity. When groundwater is developed in a coastal area, the saltwater wedge advances inland and may contaminate existing groundwater wells, which must be prevented. The model can protect existing wells while developing minimum salinity feedwater. Examples are provided to demonstrate the usage of the model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.889-893
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• 2010

전 세계적으로 기후변화에 따른 주기적인 가뭄 현상과 기상 이변으로 인해 물 부족 사태는 심각해져 가고 있으며(UNEP은 물 기근에 시달리는 세계 도시 곳곳에 사는 많은 사람들은 2000년 5억 명에서 2025년 40억 명까지 증가할 것이라고 추측하였다), 산업화 이후 인구의 증가와 산업의 발달에 따른 삶의 질을 향상시키기 위한 물의 수요 또한 증가하고 있는 추세다. 그러나 인간이 사용 가능한 수자원은 지구상에 존재하는 물의 3% 이내로 한정되어 있으며 산업발달 및 도시화에 따른 지표수의 바다로의 유출 또한 빨라져 지하수개발, 하수재이용, 인공강우 및 해수담수화 등의 대체수자원의 개발이 요구되는 실정이다. 본 연구에서는 Global Water Intelligence(GWI)의 자료를 기초로 하여 중동 및 북아프리카 지역 20개 국가를 대상으로 생활 용수 자본지출 추세, 공업용수 수요 시장규모 성장추세, 이용가능한 수자원 및 그에 따른 사용 중인 수자원 비율, 2007년 기준 물 부족 인구, 2011년~2016년 물 부족 인구를 조사 및 분석하였다. 용도별 생활용수 공업 용수의 추세 분석 기간은 2008년부터 2016년까지 실시하였으며 평균 연감 증가 백분율 5%이상 국가를 선정하였다. 중동 및 북아프리카 지역 20개 국가 중 18개 국가가 생활용수 자본지출 연감 증가 백분율 5%이상의 높은 수요 전망을 보였으며, 공업용수 수요 시장 전망은 높은 성장성을 보이며 큰 규모의 주요 2개 국가가 선정되었다. 또한 20개 국가 각각의 이용 가능한 수자원 및 그에 따른 사용 중인 수자원 비율, 2006년 기준물 부족 인구, 2011~2016년 물 부족 인구를 조사한 결과 전체 20개 국가 모두 물 부족 국가로 산정되었으며, 20개 국가 모두 해안지역에 위치해 있어 해수담수화 시설의 건설 가능성이 높은 지역인 것을 확인하였다. 조사한 중동 및 북아프리카 지역 중 많은 수의 국가가 물 부족 현상에 시달리고 있으며 물 수요 시장 전망 또한 증가할 것으로 나타나 대체수자원의 필요성은 증대될 것으로 판단되며 그에 따라 본 연구는 향후 국내 기업들이 세계 해수담수화 시장에 진출하는데 있어 진출 전략 마련에 기초가 될 것이라고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.522-522
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• 2016

우리나라의 488개 유인도 중 강수량 부족 혹은 지하수의 수질문제 등으로 상습적 식수난을 겪고 있는 도서지역은 237개에 이르고 있다. 이들 도서지역은 생활용수를 우물, 간이상수도, 운반급수 등에 의존하고 있지만 이중 47%의 도서는 간이급수시설이 전무한 실정이다. 2015년에는 인천시 옹진군의 소청도, 대청도에 장기간 지속된 가뭄으로 식수원이 고갈되어 3일에 1시간으로 급수를 제한하였고 이로 인해 식수난 문제 외 관광산업의 소득저하 등의 문제가 발생되어 원활한 물공급문제가 해결되지 않으면 도서지역의 위기는 심각할 것으로 우려된다. 도서지역의 기본권인 먹는 물 문제를 해결하기 위해 정부 및 지자체에서는 소규모 유인도서에 해수담수화시설을 설치하여 유지관리 및 운영을 위한 인력을 배치하고 수동으로 조작하거나 단순 자동운전에 의해 운영 및 관리되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 해수담수화시설의 안정적이고 효율적인 운영을 위해 지능적 수운영 알고리즘을 개발하였다. 제어시스템, 감시시스템, 계측시스템 등의 ICT 기술과 연계하여 수요를 정확히 예측하고, 실시간 전력비용과 저류량, 사용량 등을 통합적으로 고려하였으며 적시정량을 생산하여 저장 및 공급하며, 목표수질과 수량을 원활하고 안정적으로 공급할 수 있도록 제어 및 감시를 통한 지능적 수운영을 목적으로 연구하였다. 데이터의 수집과 전송, 분석, 제어, 감시 활동이 유기적으로 결합되어 용수의 생산과 분배, 공급활동을 자동화함으로 운영상의 리스크를 줄여주며, 필요시 통합운영센터에서의 의사결정을 지원할 수 있도록 개발하였다. 향후, 해수담수화시설뿐이 아닌 일반 상수도 수운영에 있어서의 취수, 도수, 정수, 배수지관리, 송수, 관망관리까지 자동화된 시스템을 개발하여 지능적 운영관리가 가능하도록 알고리즘 모델 및 프로그램을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 1998.10a
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• pp.461-464
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• 1998

막의 면적에 비례되는 막분리 공정의 생산성은 넓은 표면적을 갖는 중공사막의 이용으로 가능해지므로 중공사막에 관한 연구가 활발하게 진행되어 해수의 담수화, 가정용수의 정화 등은 이미 실용화되었다. 해수의 담수화에 이용되는 역삼투(RO)막은 고압 하에서 무기이온의 제거, 가정용수의 정화에 이용되는 UF막은 저압 하에서 분자량이 비교적 큰 이물질의 분리에 사용되는 점이 다르다. 최근에는 해수에서 우라늄을 회수하기 위한 연구를 진행되고 있다. (중략)

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1991.10a
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• pp.56-57
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• 1991

해수로 부터 담수를 얻기 위한 방법으로는 증발법, 역삼 투압법, 전기투석법, 냉동법등을 들 수 있다. 이 중에서 역삼투압법은 상변화가 필요없기 때문에 소요 에너지가 적고 장치가 COMPACT 하여 설치비 및 설치부지가 적게든다는 이점을 가지고 있으며, 특히 최근에는 우수한 분리막의 개발 및 공정 기술의 향상으로 다른 공정들에 비해 경쟁력을 갖게 되었다. 본고는 인도네시아, WEST JAVA의 한 석유 화학 단지를 조성 하는데 있어 각 공장에 필요한 공업 용수를 일괄 공급 하기위한 해수 담수화공장 (8000 m$^3$일, 향후증설 8000 m$^3$일)을 건설하기 위한 것으로서 코오롱 엔지니어링(주)에서 수행한 타당성 조사 및 엔지니어링 결과를 토대로 작성된 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.44 no.10
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• pp.809-817
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• 2011

We analyzed various cost components for approximately 40 small-scale island desalination plants operated by K-water. A significant factor affecting desalination cost was found, and we proposed a way to reduce desalination costs. All plants considered were reverse osmosis (RO) facilities. TDS concentrations of feed water varied from less than 1,000 mg/L (practically considered freshwater) to over 30,000 mg/L (nearly seawater). Analysis of desalination costs from 2005 to 2009 indicated that maintenance, labor, and energy were the three biggest components that accounted for 50.6%, 36.9% and 7.8%, respectively. It was well known that TDS of feed water directly affected energy needed for RO process. In this study we found that maintenance cost was also directly related to feed water TDS. This finding indicated that lowering feed water TDS might result in significant desalination cost reduction.

• Clean Technology
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• v.20 no.1
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• pp.13-21
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• 2014

Because of the water scarcity caused by the increase of salinity in the underground water, seawater desalination stands out as one of the most promising solution. As there are so much energy costs in operating desalination plants, new hybrid process which is more effective should be researched. A geothermal VMD (vacuum membrane distillation) hybrid process is a competitive alternative for seawater desalination. Because geothermal energy has significant characteristics of high capacity factor to operate the power plant at full capacity for 24 hour per day, it can be a priority heat source of VMD superior to any other renewable energies such as solar and wind power. In this study, we design a geothermal VMD hybrid process, analyze it economically and finally compare the result with a case of conventional VMD process. Geothermal VMD hybrid process generates $23,822,409 of NPV (net present value) more than the conventional VMD process in case of 5% discount rate. The break-even point between these processes is 5.36 year. Sensitivity analysis indicates that steam cost is the most decisive influence variable to the economic outcome.

• Membrane Journal
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• v.20 no.3
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• pp.185-196
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• 2010

Korea is presently the leading country in global desalination industry and has been investing a large amount of money and human resources in development of new core technologies to increase its' share of global market. In this paper, we reviewed world-wide trends of the advanced water industry and outlined various seawater desalination technologies developed so far. We also made some analysis on the directions and results of the government-lead R&D sponsorship in the field of seawater-freshening technology. Present studies showed that we need an institutional strategy to help domestic companies guarantee the credibility of the technologies developed by themselves based upon their experience of plant operation. Futhermore, strategic R&D programs to develope original technologies and localization of key components for desalination plants should be preceded in the near future.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.14 no.6
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• pp.21-28
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• 2011

이온교환막을 이용한 전기적 탈염기술은 막모듈 내에 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 장착시키고 모듈의 양단 전극에 전압을 적용함으로써 물속에 용존되어 있는 양이온과 음이온들을 전기의 힘을 이용하여 선택적으로 투과시키는 원리를 기반으로 하는 청정공정 기술이다. 이온교환막 공정은 전통적으로 산/알칼리의 생산, 산업폐수의 중금속의 제거, 해수의 담수화, 반도체 산업의 초순수의 제조, 해수에서 식염의 제조, 발효산업의 유기산 및 아미노산의 회수 등 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다. 최근에는 이러한 기존의 응용분야에서 벗어나 새롭게 응용분야가 넓어지고 있다. 이온교환막과 다공성 탄소전극을 결합한 막축전식 해수담수화기술, 해수와 담수의 염도차를 이용한 역전기투석식 해수발전 등의 새로운 선택분리기능 및 응용분야를 가진 이온교환막의 개발 및 공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 국내에서는 이온교환막이 아직 상용화되지 않고 있어 이온교환막을 이용한 응용연구가 활발하게 진행되지 못하고 있어 그 개발이 시급하다. 본 논문에서는 먼저 이온교환막을 이용한 전기투석식 탈염기술, 물분해 전기투석, 전기탈이온 공정에 관한 동향을 조사하였다. 아울러 미래의 이온교환막의 응용기술인 해수담수화기술로서 역삼투법과 경쟁하여 에너지를 낮게 소모할 것으로 예상되는 분리막을 이용한 막축전식 탈염기술과 무한한 신재생에너지원인 해수와 담수를 이용한 역전기투석 해수발전기술에 대해 기술의 원리들과 최근의 연구동향 등을 정리하였다.

• Water for future
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• v.55 no.4
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• pp.81-94
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• 2022