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도서지역「해수담수화시설」 효율적인 관리 방안 - 전라남도 소규모 해수담수화시설을 중심으로 -
정용문 ( Jung Yong-moon ),이정일 ( Lee Jeong-il ),윤설희 ( Yun Seol-hee ),정혜민 ( Jung Hae-min ),이예영 ( Lee Ye-yeong ),이무현 ( Lee Mu-hyeon ),차윤경 ( Cha Yoon-gyeong ),안길원 ( Ahn Gil-won ) 한국도서(섬)학회 2022 韓國島嶼硏究 Vol.34 No.1
국내 해수담수화시설 112개소 중 109개소는 1,000 ㎥/일 이하의 소규모 시설이며, 109개소 중 81 %는 100 ㎥/일 보다 작은 시설이다. 하지만 대부분의 해수담수화 연구는 중대형 규모의 해수담수화플랜트인 부산광역시 기장군 시설(45,000 ㎥/일), 포스코 광양제철소 시설(30,000 ㎥/일), 충남 서산시 시설(100,000 ㎥/일)을 대상으로 수행되어지고 있으며 소규모 해수담수화시설에 대한 조사 또는 연구는 극히 드물다. 본 연구에서는 해수담수화시설이 가장 많이 설치되어 있는 전라남도 신안지역을 대상으로 소규모 해수담수화시설의 설치, 운영, 관리 현황 등의 조사를 통해 효율적인 관리방안을 제시하였고, 풍속 분석을 통해 풍력에너지 도입 가능성 평가 및 온실가스 배출량을 분석하였다. 본 연구에 따르면 신안지역 해수담수화시설 중 물 생산량이 50 ㎥/일 보다 낮은 시설은 27개소 중 20개소로 조사되었으며 모두 하루 물 생산량이 100 ㎥ 이하의 시설들이다. 평균적으로 해수담수화시설은 육지에서부터 56 km 떨어져 있으며, 해수담수화시설이 설치된 섬들 중 29 %에서는 정기선편이 운항하지 않는 열악한 환경에 처해있다. 원수인 염지하수의 총용존고형물량이 2,000 mg/L 보다 낮은 시설은 12개소이며, 대부분의 공정이 취수펌프, 카트리지 필터, 활성탄 여과 필터, 고압펌프, 역삼투막, 소독장치로 구성되어 있으나 에너지회수장치는 설치되어 있지 않았다. 조사지역 중 가장 높은 10 m 풍속과 풍력에너지밀도는 7.39 m/s, 409.4 W/㎡로 제주지역 대표 섬들과 비교했을 때 비슷하거나 높아 풍력발전 도입이 가능할 것으로 판단된다. 현재 섬 지역에서 사용 중인 내연발전의 화석에너지를 신재생에너지로 전환한다면, 해수담수화시설에서 연간 1.99 tCO<sub>2</sub> ~ 2.53 tCO<sub>2</sub>의 이산화탄소 배출량을 절감할 수 있다. 효율적인 소규모 해수담수화시설 운영을 위해서는 염분 농도가 낮은 시설에는 기수용 막을 적용해야하며, 현지 시설에서 해수담수화시설 운영에 필요한 최소한의 pH, 압력, 유량, 전기전도도 등의 디지털 계측기 설치가 필요하다. 또한 육지에서도 해수담수화시설을 체계적으로 관리할 수 있도록 원격제어시스템을 도입할 필요성이 높으며, 풍력에너지와 같은 신재생에너지 적용이 충분히 가능할 것으로 판단된다. Most of the studies regarding desalination focused on large and medium scale desalination plants recently. However, 109 out of 112 plants were small scale desalination ones under 1,000 ㎥/d and 81 % of small scale desalination plant were under 100 ㎥/d in Korea. The states of desalination plants regarding operation and maintenance were investigated in Shinan region of Jeollanam-do. Process analysis of small scale desalination plant and applicability of renewable energy to desalination plant was evaluated. Overall, 20 out of 27 desalination plants were shown to be responsible for just small water production under 50 ㎥/d. Desalination plants were located averagely 56 km from land and not operated by regular passenger ships in 29 % of islands. The total dissolved solids(TDS) of feed water was under 2,000 mg/L in 12 plants. Most of the desalination plants simply consisted of submersible pumps, cartridge filters, activated carbon filters, high pressure pumps, seawater reverse osmosis membranes, and disinfection systems without energy recovery devices. The highest wind speed and wind power density at 10 m were 7.39 m/s and 409.4 W/㎡. And it showed that wind power generators were applied in desalination plants. The carbon dioxide emissions were expected to decrease by 1.99 tCO<sub>2</sub> ~ 2.53 tCO<sub>2</sub> in each desalination plant when energy source was changed from oil to renewable energy. In order to efficiently manage small scale desalination plants, brackish water reverse osmosis facilities, accurate installation of measuring instruments and remote supervisory control system were needed. In addition, the possibility of utilizing wind power generation as renewable energy in island areas was confirmed.
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