안전성·경제성 높인 ‘산업용 해수담수화’ 원천기술 확보

[헤럴드경제=구본혁 기자] 광주과학기술원(지스트) 지구환경공학부 김인수 교수 연구팀은 하수처리수 재이용과 해수담수화를 융합한 차세대 친환경 저탄소 공정 기술인 가압형 정삼투-역삼투 기술의 원천 기술을 세계 최초로 확보했다고 24일 밝혔다.

연구팀은 실제 현장에서 안정적인 장기운전을 통해 1톤 생산 에너지를 2.2 kW/h 까지 낮추는 데 성공했다.

역삼투 공정은 1950년대에 처음 개발 이후, 50년 이상 해수담수화 시장을 독점해왔으나 많은 에너지 사용이 걸림돌이 되어왔다. 최근들어 정삼투 공정을 통해 해수를 하수처리수로 희석하는 공정을 기존 역삼투 공정과 융합한‘정삼투-역삼투 공정’이 주목받고 있다.

연구팀은 실제 하수와 해수를 이용한 가압형-정삼투 역삼투 실증 파일럿 시설 장기운전을 통해 핵심 운전조건들인 하수 유량, 해수 유량, 멤브레인 투과 압력이 복합적으로 막오염으로 인한 성능 저하에 미치는 영향을 실험적으로 평가했다. 또 실제 데이터와 공정 시뮬레이션을 통해 전체적인 에너지 소비량 및 경제성을 비교분석했다.

분석 결과 가압형 정삼투의 막오염으로 인한 에너지 소비 증가량은 전체공정에서 보면 정삼투 대비 비슷한 것으로 나타났으며, 전체적인 공정의 소요 에너지와 소요 막 면적을 고려했을 때, 오히려 더 경제적인 것을 입증했다.

김인수 교수는 “이번 연구 성과는 국내의 공업용수가 부족한 산업단지에 적용 가능성이 높을 뿐만 아니라 현재 사우디아라비아에서도 실증 시설 설치 및 운영에 대한 공동연구를 제안받고 있다”면서 “향후 산업용수용 담수화 융합공정 플랜트 시장에서 국내 기술의 해외 수출 판로를 개척해 나갈 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

이번 연구성과는 물 분야 국제학술지 ‘워터 리서치’ 8월 3일 온라인 게재됐다.