해수담수화 '분리막' 오염여부 실시간 관측기술 개발

KIST, 정성필-이석헌 물자원순환연구센터 박사팀 개발

(서울=뉴스1) 최소망 기자 = 국내 연구진이 바닷물을 담수화하는 과정에서 발생할 수 있는 분리막의 오염을 실시간 모니터링할 수 있는 기술을 개발했다. 담수화 효율을 높여 담수화 기술의 경제성도 높일 수 있을 것으로 보인다.

한국과학기술연구원(KIST)은 정성필·이석헌 물자원순환연구센터 박사 연구팀이 바닷물을 담수화 하는 기술 중 하나인 '막 증발법'에서 분리막이 막히는 '막 오염'을 실시간 관측하는 시스템을 개발했다고 26일 밝혔다.

해수 담수화 기술 중에서도 해수를 가열해 발생된 수증기를 소수성 분리막에 통과시켜 해수와 수증기를 분리한 후 응축해 담수를 생산하는 '막 증발법'(MD)은 신재생에너지를 적용해 담수화가 가능한 기술로, 비용적인 측면에서 장점이 크다. 그러나 막 증발법으로 담수를 생산하는 과정에서 해수와 접촉하는 분리막에 오염물질이 달라 붙게 되면 분리막의 틈이 막혀 담수 생산속도가 느려질 수 있다. 또 수증기만 통과해야 하는 소수성 분리막을 해수가 직접 통과해 생산된 담수의 수질이 나빠진다는 단점이 있다.

분리막이 막히는 것을 '막 오염'이라고 한다. 반대로 해수가 소수성 분리막을 직접 통과하는 것을 '막 젖음'이라고 한다. 기존에 막 오염과 막 젖음이 관련이 깊다는 연구 결과들이 존재했으나 정확히 어디에서, 막 오염과 막 젖음이 발생하는지는 정확히 확인할 길이 없었다.

연구팀은 막 증류 분리막에 막 오염이나 막 젖음 현상이 발생하면 광원이 있을 때 막 오염은 어둡게, 막 젖음은 밝게 나타나는 광학적인 차이가 있는 것을 확인했다. 이를 통해 실시간으로 모니터링 가능한 장치를 개발했다. 장치를 이용하면 막 젖음이 확인되는 시점에 막 젖음이 분리막의 어느 위치에서 발생하고 어떻게 변화하는지 눈으로 확인이 가능하다.

정성필 박사는 "다양한 조건에서 실험을 하여 분리막의 막 젖음이 주로 발생하는 원인을 규명하여 막 오염과 막 젖음을 최소화할 수 있는 막 증류 공정 운영 조건을 확보하여 막 증류 공정의 상용화에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구결과는 학술지 '해수담수화'(Desalination) 최신호에 게재됐다.