해수담수화 기술에 대하여

https://www.youtube.com/watch?v=6VCk-cSq_d8

 

새로운 사막의 오아시스, 해수담수화 플랜트.

미국과 유럽, 일본이 그 기술의 우위에 있다.

 

한국기업이 아랍에미레이트에  해수담수화 플랜트를 만들었다. 두산중공업이다.

점점 말라가는 지구에 단비가 될 수 있는 것이 해수담수화일 것이다.

지표수의 비용이 올라가면서 해수담수화의 비용은 줄어들고 있다.

 

하루 평균 88만톤의 담수를 생산할 수 있다.

 

 

다양한 방법이 있다.

 

이중 두산중공업이 기술적으로 우위에 있는 방식이 MSF 증발법인데, 세계에서 가장 대용량의 담수를 생산할 수 있도록 한다  

 

 

MSF는 우선 가까운 바닷가에서 물을 끌어온다. 이때 바닷가에는 이물질이 많은 물이 많다.

 

 

이렇게 온도가 스팀기에서 멀어질 수록 내려가는 문제를 해결하기 위해 진공화 설비가 있다. 내부에 압력을 낮추게 되면 낮은 온도에서도 물이 끓을 수 있다는 점을 활용한다.

이렇게 되면 순수한 H20가 나오는데 이는 식수로 사용하기 어려워 순수한 물에 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨 등의 무기질을 첨가해 가용할 수 있는 음용수로 만드는 설비를 거치는 후처리 단계가 필요하다.

 

염분이  높은 중동지역의 바닷물은 끓으면서 결점이 생기기 때문에 이를 수시로 관리해주어야 한다. 어쩌면 기술적인 문제보다 지속적으로 설비를 이용할 수 있도록 하는 것이 더 중요할 수도 있다.

 

플랜트의 성능을 유지하는 통상적인 방법으로는 케미컬 도우징 시스템과 볼 클리닝 시스템이 있다. 전자는 물이 흐르는 부분에 화학약품을 삽입하여 염분결정이나 이물질이 생기는 것을 미리 방지하는 장치이고 후자는 튜브에 스펀지공을 넣어서 플랜트 내부에 결정이 생긴 것을 닦아내는 방법이다.

 

두산은 독보적인 공법을 가지고 있는데, 원 모듈 기법으로서 현장에서 따로 설비를 조립할 필요가 없게끔 한다. 불량률을 줄이고 설비에 걸리는 시간을 줄이는 부분에 강점이 있다.

 

세계 담수시장에서 역삼투압 방식이 현재 트렌드라고 볼 수 있다. 가장 유망한 플랜트라고 할 수 있다. 이 기술의 핵심은 필터에 있다.

 

원래 삼투압이란 농도가 낮은 쪽에서 농도가 높은 쪽으로 움직이는 방식이다. 이를 반대로 고농도 용액에 압력을 가해서 저농도 용액으로 보내는 방법이 역삼투라고 볼 수 있겠다.

 

 

이떄 약 대기압에 20여배정도의 압력을 가하면 비로소 바닷물쪽에서 민물쪽으로 성분이 이동하게 된다. 경제성을 위해 통상 압력을 60~70 bar정도 가하고는 한다.

 

연평균 100%의 성장률을 보이는 해수담수화 시장에서 역삼투압 방식이 차세대 방식이 되어가고 있다.

(지금은 어떨지 모름, 너무 다큐가 옛날이다)

 

열을 끓이는 방식이 아니다 보니 열에너지보다 더 저렴한 압력으로 해결할 수 있다는 점에서  그 효율이 50%대로  MSF방식의 15%보다 더 뛰어나다고 한다.

 

잠시 언급했듯 역삼투압 방식에서 반투막(필터)이 아주 중요한 역할을 하게 된다. 멤브레인 제조 공장에서 그 원리를 엿볼 수 있다. MF, UF, NF, RO필터가 있고 특히 RO 필터는 이온까지 제거할 수 있는 성능을 가진다.

 

이 역시 미국과 일본에서 시작한 기술을 현재 한국이 뒤쫓고 있다고 볼 수 있다. 

 

이렇게, 염분은 통과 못한다.

 

석유가 생산되지 않는 지역에서는 역삼투압필터가 아주 중요하게 여겨진다. 우리나라에서 집중하는 이유.

 

이때, 고민하게 되는 부분은 끓어오는 해수가 더러우면 어떻게 되느냐에 대한 고민인데, 걸프만이 그 예시이다. 걸프만은 닫혀 있어 순환하지 못하고 염분이 매우 높다 또한 걸프전 당시 원유가 유출된 적이 있어 매우 오염도가 높은 지역이라고 할 수 있다. 이를 해결하기 위해 DAF 시스템과 UF 시스템을 도입하였는데 오염도가 높은 바닷물을 1,2차에 걸쳐 전처리를 하게 된다. 화학물질로서 불순물을 응집시키는 단계에서부터 시작한다.

 

인류 물부족의 열쇠는 해수에 있다.