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‘바닷물 마시는 물로'…에너지·환경 잡은 '해수담수화' 3세대 기술 나왔다[미래on]
‘바닷물 마시는 물로'…에너지·환경 잡은 '해수담수화' 3세대 기술 나왔다[미래on]
  • 해양환경팀
  • 승인 2024.04.02 09:54
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[편집자주] 기술·사회·산업·문화 전반의 변화가 가속화하고 있다. 산업·문화 혁신과 사회·인구 구조 변화 등 여러 요인이 유기적으로 맞물린 현상이다. 다가오는 시대에 성공적으로 대처하려면 현재를 진단하고 미래를 가늠해 보는 지혜가 필요하다. 이를 위해 뉴스1은 세상 곳곳에서 감지되는 변화를 살펴보고 어떤 식으로 바뀌는지 '미래on'을 통해 다각도로 살펴본다.
 

중공막 막증발 모듈을 이용한 해수담수화 공정 내부.(건설기술연구원 제공)
중공막 막증발 모듈을 이용한 해수담수화 공정 내부.(건설기술연구원 제공)

 


바닷물을 마실 수 없다는 건 상식이다. 오히려 점점 갈증을 느끼게 돼 탈수를 유발한다. 그럼에도 마실 물이 없다면 고육지책으로 바닷물이라도 음용해야 하는데, 이 같은 문제를 해결해 줄 수 있는 기술이 있다. 해수담수화다.

과거에만 해도 중동지역을 중심으로 보급되던 기술이지만, 전 세계적으로 물 부족 문제가 심화하면서 이젠 어느 국가에서든 필요로 하는 기술이 됐다.

해수담수화 기술은 물부족 문제를 해결할 수 있는 근본적인 기술이지만 다른 수처리 공정보다 에너지 소모가 크다는 단점을 가지고 있다. 현재 1세대 기술인 증발법과 2세대 기술인 역삼투법이 주로 활용된다.

또 처리 과정에서 다량의 농축수를 배출해 효율성과 환경적 측면에서 약점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 국내외적으로 다양한 연구가 수행됐으며, 한국건설기술연구원은 농축수 저감을 위해 세계 최초로중공사 막증발 모 모듈을 적용한 400㎥/일 규모의 실증플랜트를 구축했다.

기술의 핵심은 기존 수처리 공정에 적용되고 있는 0.1~0.4 ㎛ 공경을 가지는 정밀여과막(Microfiltration, MF)과 수증기만 통과할 수 있는 소수성(Hydrophobic) 막의 재질 특성을 결합으로, 기존의 기술 수준을 뛰어넘은 3세대에 해당한다.

이 기술을 활용하면 담수 생산 단가를 낮출 수 있다. 일례로 2세대 기술은 이온 성분이 통과하지 못하는 반투과성 막을 이용해 담수를 생산하는데, 이 공정 과정에는 고압이라는 조건이 필요해 처리 비용이 상당히 높은 편에 속한다.

일반적으로 농도가 묽은 용액 속의 용매는 농도가 진한 용액 속으로 이동하는데, 이를 역으로 돌린 방식이다.

반면 개발된 기술은 해수의 농도를 낮추고 저압조건에서 운전이 가능하게 해 에너지 사용량은 크게 차이가 난다. 담수 생산량을 기존 공정보다 20~30%가량 높다.

특히 농축수를 20~30% 감량하는 한편, 이온성분 중 이용가치가 높은 유가자원 회수하는 연구도 진행 중이다. 담수화 공정 후 발생하는 농축수는 고염도로 해수염도가 3.5%라고 가정하면 농축수 염도는 7%에 달한다. 보통은 농축수는 바다로 흘려보냈는데, 이는 생물 생태계 환경에 악영향을 미치기도 했다.

건설연이 농축수 저감 및 자원 추출을 위한 기술을 개발하는 것도 이런 이유에서다. 특히 중동에서는 해수 염도가 타 국가보다 높은 편에 속해 농축수 발생량을 줄여 담수 생산량을 증가시키는 기술에 많은 관심을 보이고 있다.

해당 기술이 개발되면 세계 수처리 시장 선점에 크게 도움이 될 것으로 건설업계에서는 보고 있다.

최준석 건설연 환경연구본부 연구위원은 "과거에는 농축수 배출에 대한 규제도 없었고 농축수 활용에 대한 관심이 없었으나 해수담수화 시설이 증가함에 따라 농축수 배출에 대한 규제 가능성과 관심이 중동과 유럽지역을 중심으로 높아지고 있다"고 말했다.

이어 "건설연에서도 농축수를 저감하고 농축수에 포함된 핵심 유가자원을 회수하기 위해 연구를 본격적으로 수행하고 있다"고 했다.

<뉴스1에서 제공하는 기사입니다>

 


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