차세대 해수담수화 기술을 한국건설기술연구원이 세계 최초로 개발했다.

한국건설기술연구원(원장 한승헌)은 중공사 막증발 모듈을 적용한 차세대 해수담수화 기술을 세계 최초로 개발하고, 세계 최대 규모의 실증플랜트를 구축했다고 밝혔다.

해수담수화는 바닷물을 생활용수나 공업용수로 사용하기 위해 염분 등의 물질을 제거하는 과정을 의미하며, 이 과정에 필요한 설비가 해수담수화 플랜트다.
 
건설연이 이번에 개발한 중공사를 이용한 “막증발(membrane distillation)” 기술은 물이 통과하지 못하는 기능을 가지고 있는 분리막을 이용하여 수증기만 통과시킨 후 냉각 응축시켜 담수를 생산하는 방식으로, 에너지 효율은 높이고, 담수 생산량을 획기적으로 증가시킬 수 있다.

중공사 분리막은 가운데 구멍이 있는 실 모양의 형태를 가지고 있으며, 오염물질을 걸러내는 기능을 가지고 있다. 이번에 개발한 차세대 해수담수화 모들은 국내에서 자체개발한 것이다.

지금까지 해수에서 담수를 생산하는 방법은 바닷물을 끓여서 증기로 만든 후 냉각 응축시키는 1세대 기술(증발법)과 분리막(역삼투막)을 이용하여 바닷물에 포함된 염분을 고압으로 걸러내는 2세대 기술(역삼투압법)로 구분된다.

최근 주목받고 있는 3세대 기술인 막증발법은 낮은 운전온도, 낮은 운전압력 조건에서 담수 생산이 가능하고 높은 농도 조건에서도 담수 생산에 성능 제약이 없는 장점들이 있다.

최준석 박사팀에서 중공사 막을 사용해 개발한 막증발법 공정은 기존의 1, 2세대 해수담수화 공정에서 발생하는 농축수를 30% 이상 감소시킴으로써, 향후 농축수 배출 환경규제에 따른 문제를 해결할 수 있는 친환경 해수담수화 미래 기술로 주목받을 전망이다.

건설연은 그간의 연구결과를 바탕으로 세계최초로 중공사 형태의 막증발 모듈을 적용한 차세대 해수담수화 플랜트를 부산광역시 부경대학교 수산과학연구소 부지에 실증 플랜트로는 세계 최대인 1500㎡규모로 구축하고 중동시장 진출을 노리고 있다고 밝혔다.
 

사진은 MD를 적용한 세계 최대 규모 복합탈염 플랜트 전경

세계 해수담수화 시장은 연간 190억 달러 규모에 해당하며, 우리나라 두산중공업을 포함하여 다국적 기업인 Veolia, GE 등이 선점하고 있다. 최근 에너지 문제와 함께 담수화 과정에서 배출되는 농축수에 따른 환경문제로 규제가 강화되고 있다.

연구책임자인 최준석 수석연구원은 “농축수 배출 문제 해결을 통해 기존 해수담수화 기술과의 경쟁력 확보가 가능하여, 또한 기존 해수담수화 플랜트의 성능향상을 위한 개량에도 활용이 가능할 것”이라며 “막증발 소재 및 설계 기술에 대한 원천기술 확보를 통해 해외시장 진출에 최선을 다할 것”이라고 밝혔다.