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바닷물을 식수로 만들다 ‘해수담수화 기술’

  • 2015.10.16.
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해수담수화_01

 

지구의 물은 바닷물이 97%입니다. 담수는 고작 3%에 불과하지요.
21세기에 인류가 직면한 문제 가운데 하나는 바로 식수를 비롯한 물 문제입니다.

산업화가 진행되고 인구가 늘어남에 따라 물에 대한 수요는 급증하는데 비해 수자원은 한정되어 있고 더욱이 최근의 기후 변화로 말미암아 세계의 일부 지역에선 수자원 고갈이 더 빨라지고 있습니다.

따라서 미래 물 부족 문제 해결을 위해서는 지구 수자원의 대부분을 차지하는 바닷물을 담수화 시키는 해수 담수화 기술이 꼭 필요하게 됩니다.

오늘은 해수담수화 기술에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

해수담수화_02

 

◆ 해수담수화 기술을 개발하다

해수담수화 기술은 1593년 데이비드 호킨스가 신대륙 항해 중 바닷물을 증발시킨 수증기를 식수로 사용한 것이 시초로 알려져 있습니다. 이후 사탕수수를 증발시켜 설탕을 얻는 방법으로 응용됐고, 제2차 세계대전 당시 사막에서 군인들에게 물을 공급하는 장치로 연구 개발됐습니다.

미국은 일찍이 물을 중요한 자원으로 인식해 해수담수화기술 연구에 박차를 가했습니다. 미국 정부는 1950년대 OWS(Office of Saline Water)와 그 후속인 OWRT(Office of Water Research and Technology)라는 기구를 창설해 본격적으로 담수화 설비를 만들었습니다.

 

해수담수화_03

 

◆ 해수담수화 기술의 종류

해수담수화에는 다단증발방식(MSF), 다단효용증발방식(MED), 역삼투압방식(RO) 등이 사용되고 있습니다.

 

다단증발방식(MSF)

다단증발방식은 해수를 가열해 여러 단을 거치도록 함으로써 담수를 얻습니다. 구멍으로 뜨거운 바닷물이 유입되면 각 단의 온도와 압력에서 차이가 발생해 증발이 일어나는 시스템입니다. 증발된 수증기는 차가운 공기와 만나 응축된 담수로 저장됩니다. 전 세계 담수화 공정의 60%가 이 다단증발방식입니다.

 

다단효용증발방식(MED)

다단효용증발방식은 높은 온도의 증기가 통과하는 튜브의 표면에 바닷물을 뿌려 증기를 발생시키는 방식으로 담수를 생산합니다.

뜨거운 금속 튜브의 외부는 진공상태로 바닷물을 60~70℃의 낮은 온도로 분사해도 쉽게 끓어오릅니다. 열효율이 높고 담수화 작업의 규모가 크지 않아 산업용수 생산에 적합합니다.

 

역삼투압방식(RO)

역삼투압방식은 다단증발, 다단효용방식과 달리 분리막 원리로 담수를 생산합니다. 바닷물에 압력을 가해 수처리여과막을 통과시켜 염분을 걸러냅니다. 바닷물의 불순물을 제거하는 전처리 과정을 거치면 그대로 마실 수 있는 깨끗한 물을 얻을 수 있습니다. 다만 지역마다 바닷물 특성이 달라서 이를 최적화할 수 있는 기술이 요구됩니다.

역삼투압방식은 열을 가해 상태를 변화시키는 과정이 없어 비용이 저렴하고, 가열로 인한 변성이 일어나거나 재질이 부식되지 않아 가장 효율 높은 기술로 꼽힙니다.

 

◆ 국내 해수담수화 시설

 

Q. 국내 해수담수화 시설은 얼마나 있을까?

전국의 해수담수화시설은 도서지역을 중심으로 101개 지역에 산재해 있습니다. 전체 시설용량은 하루에 7,800톤 정도를 공급할 수 있는 양입니다.

제주도에 있는 추자도 해수담수화시설은 1500톤 규모로 구성되어 있는데요. 정수방법은 바닷물을 채수해서 여과(UF)과정과 삼투막(RO)을 거쳐 최종 염소 처리 후 공급하는 아주 간단한 공정을 거치고 있습니다.

 

Q. 국내 해수담수화 꼭 필요할까요?

취수원 다변화는 꼭 필요한 사항입니다. 따라서 안정적이고 위생적인 물 공급을 위해서는 정부에서 추진하고 있는 강변여과수사업, 광역상수도사업과 별도로 해수 또는 기수담수화사업을 추가가 필요합니다.

 

바다는 ‘푸른 금(Blue gold)’이라 불릴 정도로 귀중하고 무한한 자원의 보고입니다.

실제로 사우디아라비아나 쿠웨이트 같은 석유 부존국들은 지하수가 없어 해수담수화 설비에 천문학적인 액수를 투자하고 있습니다. 경쟁력 있는 해수담수화 기술을 확보한다면 생명의 근원인 물 자원으로 막강한 시장을 개척할 수 있을 것입니다.

 

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코멘트(1)

  • workdic 2 년 전에

    바닷물을 식수로 사용할 수 있다니.. 상용화되면 이보다 더한 미래경쟁 기술은 없을것 같네요 @_@

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