▲ 세척 기술 적용 여부에 따른 개념도

국내 연구진이 해수 담수화 과정에서 분리막의 오염을 화학약품 없이 세척할 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 물자원순환연구단 정성필 박사팀이 하루 중 변동되는 태양에너지 조건에서도 분리막의 막오염 억제가 가능한 무약품 세척 기술을 개발해 해수담수화 기술의 상용화 가능성을 높였다고 지난 20일 밝혔다.

최근 전 세계적으로 기후변화 및 산업화, 인구증가로 물 부족 문제를 겪고 있는 가운데, 전통수자원(강, 호수 등)이 아닌 해수담수화, 하수재이용 등의 비전통수자원에 대한 관심이 증대되고 있다.

특히, 기존의 담수화 공정의 경우, 이온 분리 과정에서 많은 에너지가 필요하며 태양에너지를 활용하는 담수화 공정에 대한 연구가 수행되고 있다. 하지만, 태양에너지는 하루 중 변동이 발생하기 때문에, 태양에너지 기반 에너지 절감형 담수화 시스템에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 파악하여 대응할 필요가 있다.

따라서, 하루 중 변동하는 태양열에너지를 이용하는 막증류 공정으로 해수담수화를 수행시 발생할 수 있는 막오염 및 막젖음을 파악하는 연구가 필요하다고 제기됐다.

이에 연구팀은 주기적으로 변동하는 하루 중 태양에너지 변화를 모사하여 막증류 담수화 실험을 수행하였으며, 그 과정에서 심각한 막오염 및 막젖음 현상이 발생할 수 있는 것을 파악하고, 화학약품 사용 없이 배수 및 건조 과정을 거쳐 분리막에서 막오염과 막젖음이 발생이 제어되는 것을 확인했다.

KIST 정성필 박사는 “전기 인프라나 운영비 지원이 부족한 개도국 또는 오지에서 태양열만으로 담수화 시스템을 안정적으로 운용할 수 있을 것”이라며, “앞으로 막증류 공정뿐 아니라 다양한 해수담수화 공정으로 적용이 확장될 수 있을 것으로 기대된다”라고 밝혔다.

과학기술정보통신부의 지원으로 KIST 주요사업(미래원천기후환경기술개발사업사업)으로 수행된 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘npj Clean Water’에 지난 7월 5일 게재되었다.