역삼투의 원리
역삼투막은 지지층(두께 50㎛)과 분리기능을 가지는 활성층(두께 0.2㎛)으로 구성되어 있으며 역삼투 현상을 이용하여 용매와 용질을 분리하는 막이다.

염수와 담수 같이 농도차가 있는 용액을 반투막으로 분리해 놓고 일정시간이 지나면 저농도 용액의 물이 고농도 쪽으로 이동하여 수위에 차이가 나게된다. 바로 이러한 현상이 "삼투"현상이며 이때 발생하는 수위의 차이가 삼투압이다.
이때 고농도 용액에 삼투압 이상의 압력을 가하면 저농도 용액쪽으로 물이 이동하게 되는데 이러한 현상을 "역삼투(Reverse Osmosis)"현상이라 한다.이러한 현상을 이용한 장치를 역삼투 (Reverse Osmosis System)장치라 한다.

역삼투막의 응용

해수 담수 분야
Sea-water Desalination, Brackish Water
Desalination, 용수의 전처리, 탈염, 초순수제조.

식품가공분야
대두 Whey 배수처리, 야채쥬스, 과즙의 농축, 포도주 제조, 당액의 농축·정제, 전분공업 배수처리.

의약, 화학공업
Pyrogen 제거, 생약의 농축·정제, 의료·의약, 석유
화학공업배수처리 용수제조 .

실험실 순수처리
병원, 학교 및 연구소실험실용 초순수 제조 설비장치.

기타시스템

공정설계는 전처리부분과 분리막 운전부분, 그리고 후처리부분으로 크게 나눌 수 있다. 가장 핵심적인 부분이 고압펌프와 막을 지지하는 압력용기 및 분리막 모듈이며 핵심역할을 담당한다. 전처리부분은 막성능을 장기간 유지하기 위하여 막에 영향을 주는 물질 및 투과율을 감소시키는 오염원을 제거하는 것이 주목적이며 막의 화학적 분해, 스케일, 기계적 열화 및 투과율 감소 등의 문제를 해결하여야 한다.

현재 우리가 이용하고 있는 원수는 거의 하천수, 호소수 및 지하수를 이용하고 있는데 이 원수들은 불순물들을 함유하고 있어 그대로 사용할 경우 여러 가지 문제를 일으킬 수 있고 불순물을 제거하여 사용해야 한다.

특히 폐수처리 및 재활용에 분리막공정을 응용시에는 적용폐수에 대한 전처리가 필수적이며 원수의 SDI(Silt Density Index), pH, 탁도 및 오염원등을 사전에 분석하여 분리막공정에 적절한 수준의 전처리공정을 개발하여야 한다.

 

천연수 중에 포함되어 있는 대표적인 이온물질은 Ca. Mg, Na, HCO3, Cl, SO4, SiO2 등이다. 이밖에 Fe, Mn등을 다량으로 포함하고 있지만 최근 산업의 발전과 생활용수의 증가로 유해물질에 의한 천연수의 오염도 매우 심각하게 거론되고 있다. 따라서 이온교환수지의 성지고 특성의 이해는 물론, 이온교환수지를 이용한 수처리장치의 설계에서부터 운전, 유지관리까지 신중히 고려하여야 할 것이다