<사진. KISTI 미리안 사진자료
출처. KISTI 미리안>

가뭄을 대비할 수 있는 새로운 담수화 기술

최근 미 캘리포니아 주는 심각한 가뭄에 시달리고 있다. 이러한 상황에서 담수화(Desalination) 기술은 캘리포니아 가뭄을 극복할 수 있는 해결방안이 될 수 있을 것인가? 캘리포니아 주의 일부가 점점 건조화되면서 과학자들은 해수를 마실 수 있는 물로 변환하는 방안을 모색 중이다.

담수화 기술은 지난 몇 개월간 캘리포니아 주의 물 부족 문제를 해결할 수 있는 대안으로 떠올랐다. 그러나 이 기술을 적용하기에는 많은 비용을 필요로 한다는 단점이 있다. 또한 기술 적용 후 발생하는 부산물인 염수가 다시 바다로 유입되면 해양 생물들에게 나쁜 영향을 줄 수도 있다. 이에 미 홈볼트 주립대학(Humboldt State University)과 서던캘리포니아대학(University of Southern California)의 연구진은 역삼투-압력지연삼투(Reverse Osmosis-Pressure Retarded Osmosis, RO-PRO)라고 불리는 새로운 공정을 통해 이러한 문제를 해결하려 한다. 연구진은 캘리포니아 주에 위치한 사모아(Samoa)에서 RO-PRO 시스템의 시제품을 개발하고 있다. 이 설비를 통해 담수화 비용을 절감하고, 환경에 대한 영향을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

서던캘리포니아 대학 및 콜로라도 광업대학 연구원들과 함께 특허권을 보유하고 있는 훔볼트 주립대학 교수 Andrea Achilli는 “가뭄 문제를 해결할 수 있는 안정적인 물 공급 방안인 담수화 기술은 고비용과 환경적 영향이라는 주요한 이슈가 있다”고 말한다. 담수화 설비는 일반적으로 역삼투압 공정을 이용한다. 이 공정은 멤브레인(Membrane)을 통해 염수를 밀어내어 물을 정화한다. 그러나 이 공정은 많은 비용과 다량의 에너지를 필요로 하며 역삼투는 환경에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 연구진의 시스템은 역삼투 공정과 함께 반대 개념인 압력지연삼투 공정을 적용하기 때문에 차별성이 있다. 먼저 PRO 공정에서 담수와 해수는 가압 체임버(Pressurized Chamber)에 혼합되어 터빈을 돌릴 수 있는 수압을 만들어낸다. 그리고 RO 공정과 결합하면서 이 에너지는 전체 시스템에 동력을 공급하는데 직접 활용될 수 있다. 연구진은 두 개의 공정을 결합한 새로운 공정이 일반 담수화 기술 대비 30%나 적은 에너지를 사용한다고 밝혔다.

새로운 시스템의 또 다른 장점은 높은 농도의 염수를 해수 수준으로 희석시키기 때문에 환경적 영향을 줄여준다는 것이다. Achilli 교수는 “대규모로 활용한다면 환경적으로 긍정적인 영향을 줄 수 있으며, 비용 및 에너지를 크게 절감할 수 있다”고 설명하였다. 이 시스템이 완성되면 사모아 펌프 밀(Samoa Pump Mill)에서 테스트를 수행할 계획이다. 연구진은 이 시기에 시스템과 효율에 대한 테스트를 실시하여 사용처의 확대 가능 여부를 결정할 예정이다. 그리고 나서 캘리포니아 주 인근에 위치한 담수화 설비에 이 기술을 적용할 계획을 갖고 있다. Achilli 교수는 “연구진은 새로운 시스템이 캘리포니아와 기타 지역에 있는 신규 담수화 설비에 적용되기를 바라고 있다”고 자신들의 희망을 밝혔다.

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