차세대 담수화 기술 상용화 앞당긴다

국내 연구진이 해수담수화 기술 중 하나인 막 증발법에서 바닷물과 접촉하는 분리막의 오염이나 성능 여부를 실시간 관측 가능한 시스템을 개발했다. 이 관측 시스템은 막 증발법에 적용, 물 1000L당 비용이 0.3달러까지 가능해 상용화에 결정적 역할을 할 것으로 보인다.

한국과학기술연구원(KIST) 물자원순환연구센터 정성필, 이석헌 박사팀은 막 증발법에서 바닷물이 정화되지 않은채 막을 통과하는 '막 오염' 여부를 실시간으로 관측하는 시스템을 개발했다고 26일 밝혔다.

KIST 정성필 박사는 "여러 실험으로 분리막의 막 젖음이 주로 발생하는 원인을 밝혀 막 오염과 막 젖음을 최소화할 수 있는 막 증류 공정 운영 조건을 확보, 막 증류 공정의 상용화에 기여할 수 있을 것"이라고 밝혔다.

KIST 연구진은 막 증류 분리막에 막 오염이나 해수가 그냥 통과하는 현상이 발생할 경우 광원이 있을 때 막 오염은 어둡게, 해수가 그냥 통과하는 곳은 밝게 나타나는 광학적 차이가 있는 것을 확인하고, 이를 이용해 실시간 모니터링이 가능한 장치를 개발했다.

막 증발법은 바닷물을 수증기로 만들어 분리막을 통과시켜 민물을 생산하는 기술이다. 막 증발법의 분리막에 실시간 모니터링 장치를 부착해 분리막의 어느 위치에서 문제가 발생하고 어떻게 변화하는지 시각적으로 확인할 수 있다. 또, 서로 다른 막 오염과 해수가 그냥 통과할 수 있는 다양한 온도 조건에서 실험해, 실시간으로 확인 가능하다.

막 증발법으로 담수를 생산하는 과정에서 해수와 접촉하는 분리막에 오염 물질이 부착 또는 침투하게 되면, 분리막의 틈이 막혀 담수 생산 속도가 느려지거나 수증기만 통과해야하는 소수성 분리막을 해수가 직접 통과하게 돼 생산된 담수의 수질이 나빠질 수 있다.

막 오염과 해수가 막을 그냥 통과하는 것이 연관 있는 것으로 많은 연구를 통했 알려졌지만 문제 지점에서 발생하는 지에 대해서는 확인된 바가 없었다. 해수가 막을 그냥 통과하는 것을 확인하는 기존 기술은 생산된 담수의 이온농도 측정으로 분리막 어느 지점에서 문제가 발생했는지 확인이 불가능했다.

물 부족 문제로 1970년대부터 해수를 담수화 하는 기술이 상용화됐으며, 이 기술의 에너지 및 비용을 절감하기 위한 노력이 지속되고 있다. 그 중 막 증발법은 태양열 및 지열과 같은 신재생에너지를 적용해 막 증류 공정을 상용화 하게 된다면 해수담수화 비용이 절감될 것으로 보여 차세대 담수화 기술로 주목받고 있다.

[email protected] 김만기 기자