싱가포르 Hyflux사(www.hyflux.com·회장 올리비아 럼)는 자체 기술인 Kristal UF 전처리 설비를 이용한 컴팩트하고 현장에서의 품질이 보장된 저염도 물 및 고농도 바닷물의 담수화 처리 시스템을 개발했다고 발표했다.

Hyflux사는 이번에 개발한 표준화된 멤브레인 시스템을 이용해 글로벌 산업체 및 지역 주민들이 겪고 있는 물 부족 현상을 해결하고, 효과적인 물 이용 방법에 대한 해결책을 제시하고 있다. 이번 개발로 간편하고 경제적인 방법으로 안정적이고 고순도의 물을 공급하게 되었으며, 다양한 수처리 요구 조건에 적합한 크기로 제품의 다양화를 모색하고 있다.

표준화된 멤브레인 시스템(SMS, standard membrane system)은 Hyflux사의 오랜기간의 설계기술, 개발, 공정 엔지니어링, 설치, 운전 및 유지보수 등의 경험과 노하우 축적을 통해 이루어진 것이다.

Hyflux사의 Kristal 모델의 UF 멤브레인은 전세계 RO를 이용한 해수담수화 시설 전처리 공정의 40% 이상 점유율을 가지고 있다. 특히 중국의 티안진(Tianjin) 및 알제리아의 마그타(Magtaa) 지역의 대규모 담수화 플랜트는 담수화 분야 및 물 재이용 분야에서 성능보증의 결과를 보여주고 있다.

Hyflux says that its Standard Membrane Systems address the challenges of water shortages and water usage restrictions faced by industries and communities worldwide by providing a reliable, high quality supply of water in a simple, fast and cost-effective way.

They are available in a wide range of sizes to suit various water treatment needs. According to the company, the Standard Membrane Systems are backed by Hyflux’s years of expertise and experience in design, development, process engineering, installation, operation and maintenance of small to large desalination facilities worldwide. In addition, Hyflux's Kristal￠c ultrafiltration membranes which are used in over 40% of seawater reverse osmosis (SWRO) desalination pre-treatment projects worldwide including large-scale desalination plants in Tianjin, China and Magtaa, Algeria, have a proven track record of performance in desalination and water recycling.

Hyflux사의 SMS 시스템은 0.12MLD(Million liters per day, 120㎥/일) 용량부터 9MLD(9천㎥/일) 용량까지 범위로 다양하게 제작되며 UF 멤브레인 이용한 water polishing, brackish 및 seawater desalination 처리 기능을 제공하고 있다. 성능의 효율이 높고 lifecycle cost가 낮으며 여러 장점을 보유하고 있다.

· 표준화된 설계 구조로 신속한 교체가 가능하며 주문에 대한 신속한 납기가 가능하다.

· Hyflux 자체의 부품 대량구매로 인한 경비 절감으로 실수요자 투자비용이 절감된다.

· 톱 브랜드 제조사로부터 중요한 부품 구입으로 높은 품질을 유지할 수 있다.

· 모듈화 시스템은 현장 품질 검수를 통하여 출하되며, 신속한 조립설치가 가능하며 부지면적을 최소로 할 수 있다.

· 오랜 경험과 최적의 표준화된 설계로 초기운전과정이 빠르며 안정적인 운전이 가능하다.

· 운전 오퍼레이터 위주의 시스템 운전으로 설계되며 운전 및 유지보수의 모든 자료가 제공된다.

 

Hyflux adds that the Standard Membrane Systems offer ultrafiltration water polishing, seawater and brackish water desalination solutions in capacities ranging from 0.12 MLD to 9 MLD. Designed for high performance efficiency and low lifecycle costs, Hyflux adds that the systems’ benefits include:

· A standard design configuration for rapid turnaround time and fast delivery (with some models to be delivered within eight weeks).

· Substantial cost savings passed on to buyers from Hyflux’s large-scale procurement of water treatment components.

· High quality key components from leading international brands; all systems are integrated at Hyflux’s facilities in Singapore to maintain quality.

· A modular, pre-engineered high-efficiency system for fast assembly with a small footprint.

· Reliable operation - Hyflux’s experience and optimised, standard system designs ensure quick start-up and stable operations

· User-friendly operation system and complete documentation support. With a standardised modular design, Hyflux adds that the Standard Membrane Systems range offers a total of 21 different models, ranging from 0.12 MLD to 9 MLD of different combinations of technologies, for rapid deployment and flexible capacity expansions.

Hyflux사의 표준화된 멤브레인 시스템(SMS)은 오랜기간의 설계기술, 개발, 공정 엔지니어링, 설치, 운전 및 유지보수 등의 경험과 노하우 축적을 통해 이루어졌다.

이러한 표준화된 모듈화 기준의 설계로 SMS 시스템은 총 21개의 모델로 분류되어 있으며, 0.12MLD 용량부터 9MLD 용량까지 다양하게 상업화 출시가 가능하다. 일부 기술의 공동사용 및 상호 보완 등으로 현장 건물 내 안착배치가 수월하며 향후의 요구수준에 따라 처리용량의 확대 및 증설 등에 유연성이 있다.

각각의 시스템은 별도의 독자적 기능을 수행한다. 즉, UF-SWRO-BWRO 시스템은 TDS 값이 50㎎/L 이하인 산업용수 수질을 보증하며, UF-SWRO 시스템은 TDS값이 500ppm 이하인 음용수에 적합한 물을 공급한다. 또, UF-BWRO 시스템은 brackish water의 원수를 TDS값이 100㎎/L 이하인 고순도의 물을 공급할 수 있다.

Each system has its own distinctive function. The UF-SWRO (seawater reverse osmosis)- BWRO (brackish water reverse osmosis) series produces industrial grade water with TDS less than 50㎎/L, while the UF-SWRO series provides potable water with TDS less than 500㎎/L. Separately, the UF-BWRO series produces high quality water from brackish water sources with TDS less than 100㎎/L.

[그림 1] boiler feed water 생산 공정도

[그림 2] steam generation 공정도

다음의 사례는 산업용 분야에 적용된 소규모 담수화 플랜트에 관한 case study이다.

■ 저장성 담수화 플랜트 저장성(浙江省)은 중국 내에서 경제성장이 가장 빠르게 진행되는 성으로 산업체의 용수 공급에 필요한 에너지의 대부분은 석탄사용의 화력 발전소에 의존하고 있다. 보일러에 청정수를 공급하기 위한 방법으로 바닷물 담수화 설비를 이용하고 있다.

이러한 발전소의 하나로 Wushashan 발전소는 보일러 운용을 위해 2만2천200㎥/일 규모의 유입 용수가 필요하다. 중국 East China Sea로부터의 바닷물을 담수화하기 위한 담수화 플랜트가 필요하다. 보일러 유입 용수는 매우 높은 순도의 물을 필요로 하므로 다양한 염분 물질, 실리카 물질, 부유성 입자물질들이 사전에 제거되어야 한다.

[표 1]에 나타난 원수 성상의 여러 인자에 기준해 Hyflux사는 two pass RO 공정을 채택했으며 1차 통수 공정에서는 1천820개의 SWRO 멤브레인 모듈이 2차 통수 공정에서는 324개의 BWRO 멤브레인 모듈이 사용됐다. 이러한 설계로 최종 생산수는 보일러 유입용수의 수질조건을 만족할 수 있었다.

이러한 RO 공정의 전처리 단계로 Hyflux사의 Kristal 브랜드의 UF 멤브레인이 선정됐으며, 총 672개의 Kristal 모듈이 사용되어 부유성물질, 미생물 및 일부 유기물질을 제거해 좋은 수질의 일정한 전처리 수질을 공급할 수 있게 되었다.

With Zhejiang ranking as one of the top provinces in China in terms of economic growth, much of the energy required to feed its booming industries comes from coal-fired thermal power plants that rely on seawater desalination technology to provide clean water for their boilers.

One such power plant, located in the town of Wushashan, requires treated boiler feed water of up to 22,200㎥/day. A desalination plant is required for desalting water from East China Sea. As boiler feed water has to have a high level of purity, various salts, silica and suspended particles in the seawater need to be removed.

Based on the raw water parameters listed in Table 1, Hyflux has designed a two-pass reverse osmosis system for this application, where 1,820 SWRO elements are used in the first pass, and 324 BWRO elements in the second pass. This is to ensure that the permeate quality meets the strict demands for boiler feed water.

Hyflux’s proprietary Kristal￠c UF membrane has been selected as pre-treatment for the reverse osmosis -672 Kristal￠c modules are used, and the membranes provide good, consistent pre-treatment by removing suspended solids, organics as well as microorganisms.

■ 칼리마탄 비료공장 인도네시아 동부 Kalimantan 지역의 Bontang 도시 지역에 위치한 비료공장은 암모니아 및 요소성 비료를 생산하기 위해 7천200㎥/일 규모의 청정수를 필요로 했다. 이 공장은 품질경영의 한 요소인 MTBF(mean time between failure) 시간을 오랫동안 유지하며, 또한 제조 공정상 스팀을 발생시키는데 필요한 품질이 좋은 청정수를 공급할 수 있는 시스템을 갖추기를 바라고 있었다.

공장주변은 바닷가와 가까운 곳에 위치하고 있어서 해수담수화 방법이 청정수의 지속적인 공급이 가능한 가장 좋은 방법으로 결정됐다. Hyflux사는 이 프로젝트의 설계, 시공 및 시운전을 담당해 two pass RO 시스템을 구성했다. Hyflux사의 Kristal UF멤브레인을 사용해 고품질의 유입수를 안정적으로 공급하도록 했다.

사용된 공정의 유량 흐름도를 [그림 2]에 나타냈다. 이 플랜트에는 Kristal 멤브레인이 총 400개, SWRO 멤브레인이 784개, 그리고 BWRO멤브레인이 252개 사용되었으며, 최종 RO 공정에서의 생산수는 미네랄 성분 제거의 demineralisation 시스템을 통과하도록 하여 비료 제조공정에서의 스팀 발생에 사용되도록 했다.

Hyflux사의 Kristal 모델의 UF 멤브레인은 전세계 RO를 이용한 해수담수화 시설 전처리 공정의 40% 이상 점유율을 가지고 있다.

A fertiliser factory located in the city of Bontang in East Kalimantan requires up to 7,200㎥/day of clean water to manufacture ammonia and urea. The factory needs a system capable of performing with long mean time between failures (MTBF) and supplying high quality water to generate steam for the manufacturing process. Given its close proximity to the sea, seawater desalination is a feasible option for a sustainable source of water.

Hyflux was selected to design, install and commission the plant, which includes a twopass RO system preceded by Hyflux’s Kristal￠c UF membrane system to ensure a constant supply of consistently high quality feed water.

The process flow of the plant is described in Figure 2. A total of 400 Kristal￠c membranes, 784 SWRO elements and 252 BWRO elements are used for the system. The product water from the desalination plant will go through a demineralisation system before being used to generate steam for the manufacturing process.