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호주, 지속가능한 미래 해결책은 ‘해수담수화’
  • 미래환경
  • 승인 2012.02.01 18:39
  • 호수 29
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호주, 지속가능한 미래 해결책은 ‘해수담수화’


 

   
 

호주는 지구상에서 사람이 거주하고 있는 가장 건조한 대륙으로 그곳의 기후는 지정학적으로 매년 크게 변화하고 있다. 따라서 담수(fresh water)의 풍부하고 안정적인 공급이 중요한 정책으로 대두되었으며 이에 대한 해결책으로 SWRO 해수담수화(sew water reverse osmosis, SWRO Desalination)가 중요한 위치를 차지하게 되었다.

해수담수화 최우선 과제는 ‘에너지 효율성’ 
 에너지 사용량 감소는 해수담수화 사업에서 최우선 과제이며 이에 대한 많은 연구가 이루어졌다. 특히 reverse osmosis 기술은 thermal distillation 기술보다 더 적은 에너지를 필요로 한다. 에너지 사용은 해수담수화플랜트를 설계할 때 환경측면에서 고려하여야 되는 사항으로 Perth시의 경우와 유사한 플랜트에서 에너지회수장치(ERD, energy recovery device)를 설치한다 하여도 연간 4500만톤 물을 생산하는데 22MW의 전기가 소요되며 이는 연간 185GWh의 에너지 사용량으로 이는 주민 3만 가구의 전기공급량과 동일 수준이다. 

   
 
호주에서는 핵 발전기술 및 solar-thermal에 대한 기술 개발이 지속적으로 이루어지고 있으나 아직은 해결하여야할 과제가 많다. 다각적으로 물자원 개발에 대한 필요성이 증가되고 있어 에너지원 개발이 해수담수화 추진에 핵심요소로 부각되고 있으며, 에너지원의 사용을 플랜트 계획단계에서부터 신중하게 접근하여야 한다.

Perth Seawater Desalination Plant (PSDP)
호주 서부의 Perth시로부터 남쪽 18 마일 떨어진 PSDP 플랜트는 호주 물산업 개발의 랜드마크 모델로 발표되었으며 전세계 지속성장의 해수담수화플랜트의 선도적 모델로 강력히 부상하는 위치에 들게 되었다. 3.7억불의 호주달러가 투자된 이 플랜트는 최대용량 38MGD 규모이다.
 

82MW의 풍력단지로부터 총 연간 272GWh 전기를 생산하여 Perth시의 전력그리드에 공급하며 이중에 PSDP 플랜트는 185GWh 전기를 사용하여 전세계적으로 재생에너지을 사용한 가장 큰 규모의 해수담수화 플랜트로 기록된다. 플랜트의 two pass 시스템 설계로 해수의 염농도 35,000ppm TDS 값을 100ppm 이하로 줄인 생산수(permeate)를 얻을 수 있으며 톤당 에너지 사용량을 3.6KWh/톤으로 줄인 것도 놀랄만한 업적이다

PSDP플랜트는 또한 역세에 사용되는 물(일종의 solids)을 매립지에 처리되도록 하였다.  또 다른 특징은 일부 공정에 partial second pass로 설계되어 있으며 브롬의 농도를 0.1ppm 이하로 처리하며 슬러지의 탈수를 원활하게 하기 위하여 sludge thickner를 도입한 것이다.

Southern Seawater Desalination Plant (SSDP)
 PSDP 플랜트의 성공적인 결과로 SSDP의 건설 프로젝트가 추진됐다. 이 플랜트는 스페인 수처리회사 컨소시엄에 의하여 건설되며 PSDP 플랜트와 마찬가지로 재생에너지원으로부터 전력을 공급받도록 되어 있다.
 SSDP 플랜트는 호주서부의 수도국 소유의 2번째 큰 규모의 SWRO 담수화 플랜트 이며 이지역 에서는 가장 큰 규모의 플랜트이다.

이 플랜트는 Stage 1  프로젝트로는 연간 5000만톤 생산 규모이며 Stage 2 프로젝트 (현재 공사 진행중)  완료되면 총 1억톤의 물을  Perth시의 IWSS 조직체계에 공급된다. 이번 플랜트는 멤브레인 전처리공정(membrane pretreatment)를 도입, chemical 이나 coagulant등의 사용이 없어 세정용 역세수(backwash) 의 직접 바다로의 방류가 가능하게 되었다.

   
 
Queensland 지역        담수화는 Gold Coast와 Southeast Queensland지역의 중요한 핵심으로 Gold Coast 공항에 인접한 Tugun 플랜트는 36MGD 규모로 공사가 완료됐으며 16마일의 파이프라인을 통하여 퀸즈랜드 water grid에 공급되고 있다. 이 플랜트는 Veolia 및 주정부를 포함한 Gold Coast 연합조직체에 의하여 건설됐으며 이 연합조직에 의하여 10년간 운영예정이다.

New South Wales 지역        Sydney Water사는 세계에서 가장 대규모의 RO 담수화 플랜트의 하나를 건설하였다. 모든 설비의 구조가 시드니 음용수 수요량의 1/3인 132MGD를 공급할 수 있도록 계획되었다. Botany 만의 Kurnell 반도에 위치한 이 플랜트는 우선 61 MGD 규모로 2010년 건설 완료되었으며 총 비용은 20억불 수준이었다. 이 플랜트는 역시 Veolia를 포함한 Blue Water Joint Venture사에 의하여 설계 및 건설이 진행됐다. Sydney Water사는 플랜트 운영에 필요한 재생 에너지를 풍력단지로부터 구입했다.

Victoria 지역        주정부는 남부 빅토리아 지방에 안정적 물 공급을 위하여 120MGD 규모의 담수화 플랜트 건설을 약속하였다. 설치 지역은 Wonthaggi 주변으로 취수 및 염 농축수의 배출은 Bass 해협에서 이루어지도록 계획되었다.

이 프로젝트는 빅토리아 주정부 자체의 PPP(Public Private Partnership) 체계에 따라 개인사업주체가 BOOT (build-own-operate-transfer) 방식으로 추진, 이 플랜트의 건설은 Suez 및 Degremont사 포함된 AquaSure 컨소시엄에 의하여 시행되었다. 공사는 2009년 시작되어 2012년 중반기에 물 공급되도록 추진되며 총 공사비 35억불에는 멜버른 지하저장조까지의 53 마일 파이프라인 공사가 포함된다. 이 공급으로 멜버른 연간 공급물량의 1/3을 충당하게 된다. 이 플랜트는 90MW의 에너지를 사용하며 이는 재생에너지 공급원으로부터 구입하는 방법으로 운전을 하고 있다.

South Australia 지역        80MGD 규모의 담수화 플랜트가 Adelaide 지역 공급을 위하여 시 남부의 Stanvac 부두에서 건설되고 있다. 파이롯 플랜트의 운영결과 프로젝트 추진이 2008년 구체화되어 18억불 규모 design-build-operate 방식의 플랜트 건설이 진행되게 되었다. 이는 스페인의 Acciona Agua사를 포함한 Adelaide Aqua 컨소시엄에 의하여 건설되며 2011년 말에 통수를 시작하여 2012년 초에 공사완료 및 시운전 등을 계획 중이다. 
출처 - WCP Nov.2011· 정리 - 김덕연

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