혼자하는 반도체 공부 "메인공정"

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안녕하세요! 혼자 안전을 공부하면서 기록하는 시간입니다. 이번에는 반도체 관련 메인공정에 대한 공부입니다~~

해수담수화 방식은 다단플래쉬법, 다중효용법, 역삼투법, 전기투석법 등이 있는데 역삼투법을 채택하기로 하였다. 그 이유는 다음과 같다.

1. 증발식에 비하여 역삼투공정이 생산수 단가면에서 약 5.4~20.0% 저감 가능하다.

2. 각 공정별 5000m3/d 플랜트에서 역삼투공정이 열역학적으로 생산수 단가면에서 다단플래쉬, 다중효용법에 비해 각각 51%, 80% 수준이다.

또한, 다음 그래프를 살펴보면 MSF, MED 공정은 열, 전기 에너지 비용이 총 담수화 비용의 45~50%를 차지한다. 반면에 RO는 전기에너지만 사용하기 때문에 에너지 비용이 전체 담수화 비용의 33%밖에 차지하지 않는다. 따라서 RO공정이 증발법보다 유리하다.

전처리 과정

전처리 과정은 모래, 미생물, 고형물 등을 미리 제거함으로써 멤브레인의 수명 및 성능에 크게 영향을 주는 단계이다. 전처리 과정을 거침으로써 멤브레인의 교체 주기를 늘리고 교체 비용을 줄일 수 있다. 전처리공정은 RO Membrane에 나쁜 영향을 미치는 물질을 미리 제거하는 것으로 물리적 방법과 원수의 성질을 조정하는 화학적 방법이 있으며 일반적으로 물리적, 화학적 방법이 복합적으로 이뤄진다.

현재 보편적으로 적용되고 있는 전처리 시스템은 재래식 공정(conventional treatment)과 멤브레인 여과공정이다. 경우에 따라서는 이 둘을 함께 구성하기도 한 다. 재래식 공정은 응집, 침전, 여과 등 전통적으로 정수처리에 적용되는 공정을 사용하는 것이며, 멤브레인 여과공정은 정밀여과막(MF) 또는 한외여과막(UF) 등 멤브레인을 이용하는 공정이다. 멤브레인 공정은 재래식 공정에 비해 소요공간은 적으나 폐수발생량이 많고 막세척을 위한 화학약품을 사용하게 된다. 본 연구에서는 다음과 같은 과정으로 전처리를 구성하였다.

먼저 응집 및 침전, 미디어 필터, 카트리지 필터, 소독 등을 적용하였다. 또한 전처리과정에서 한외여과막(UF)를 적용하였는데, 그 이유는 다음과 같다.

위 표를 살펴보면, UF는 standard pretreatment보다 초기 설치비가 0~25% 높다. 또한 펌프를 운영하는데 있어서 많은 전력이 소모된다. 하지만 UF는 RO멤브레인의 교체 주기를 늘리기 때문에 RO 운영비는 낮다는 장점이 있다. 단, RO막 교체주기의 증가와 RO 급수 수질개선에 따른 전반적인 운영비용 절감효과가 있다. 표준 프로세스보다 30% 넘게 절약할 수 있다. 이와 같은 이유로 UF를 적용하게 되었다.

후처리과정

후처리 공정은 담수화된 물을 식수로 사용하기 위한 공정이다. 생활용수로만 사용할 경우에는 후처리 과정을 백령도에 공급할 물은 식수도 포함되기 때문에 후처리과정이 필요하다고 생각하였다. 후처리공정은 가스제거, 알칼리도&PH 조정, 소독 등을 채택하였다. 먼저 황화수산화물, 이산화탄소, 막처리에 용해된 산소 등의 가스 제거 과정을 거친다. 담수화된 물은 알칼리도와 pH가 매우 낮으므로 lime & 수산화나트륨을 주입하여 알칼리도와 pH를 조절한다. 마지막으로 소독을 통해 병원성 미생물로부터 안전성을 보장하고 미생물의 성장을 방지할 수 있다.