기존 역삼투압 방식보다 에너지 소비를 20%이상 절감하면서도 양질의 물을 뽑아낼 수 있는 해수담수화 공정기술이 세계에서 두 번째로 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국기계연구원(원장 직무대행 김석준)은 열공정극한기술연구실 김유창 박사팀이 ‘정삼투(FO)-역삼투(RO) 하이브리드 방식’의 담수화 공정을 개발하고, 실제 해수를 이용한 파일럿 실험에 성공했다고 9일 밝혔다.
연구진에 따르면 과거에는 담수화 기술로 해수를 증발시켜 담수를 얻는 증발법이 주로 사용됐으나 최근에는 삼투압보다 큰 압력을 가해 담수를 얻는 역삼투 기술의 사용이 증가하고 있다.
그러나 김유창 박사팀이 활용한 정삼투 기술은 역삼투보다 에너지 효율을 더욱 극대화시킨 차세대 담수화 기술로 평가받고 있다.
이번 개발한 ‘FO-RO 하이브리드 해수담수화 공정 기술’은 고농도 유도용액을 이용한 삼투압차만으로 해수에서 물과 염을 분리하는 1차 정삼투 과정과, 희석된 유도용액에 압력을 가해 담수와 유도용질을 분리하는 2차 역삼투 과정으로 설계돼 있다.
이 기술은 담수화 공정의 에너지효율은 세계 최고수준으로 향상됐을 뿐 아니라 해수담수화 보급의 가장 큰 장벽인 생산단가를 1t당 1000원 이하로 낮출 수 있다는 점이 큰 경쟁력을 갖고 있다.
현재 담수화에 가장 널리 사용 중인 역삼투 공정은 담수 1톤 생산에 4~10kWh의 에너지가 필요하고, 이 에너지 비용이 생산단가의 약 40%를 차지한다. 이번 기술을 적용할 경우, 에너지를 15~20% 줄일 수 있다.
더욱이 국산화에 성공한 정삼투용 분리막(웅진케미컬 개발)도 기존 제품(미국 HTI사) 대비 2배 수준으로 성능이 향상된 것으로 확인됐다.
현재까지 파일럿 규모의 ’FO-RO 하이브리드 해수담수화‘ 플랜트의 설계·제작·운용기술을 확보한 곳은 영국의 Modern Water사가 유일하다. 이번 파일럿이 세계에서 두 번째에 해당하며, 성능은 동등 이상이다.
기계연구원은 이 기술을 향후 중동 등에 수출할 계획이다.
연구책임자 김유창 박사는 “정삼투식 담수화 기술은 이론적으로 가능성이 제시된 지 꽤 오래된 기술이지만 분리막의 성능한계 및 재분리의 어려움 등으로 실용화에 번번히 실패한 난제였다”며 “이번에 개발된 FO-RO 하이브리드 공정 기술은 정삼투식 담수화의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대하고, 담수화 뿐 아니라 하수처리, 초고염도 폐수의 농축처리 등에도 활용이 가능하다”고 밝혔다.
(대전=뉴스1) 연제민 기자
※ 저작권자 ⓒ 뉴스1코리아, 무단전재-재배포 금지