전 세계적으로 물 부족 문제가 대두되고 있다. 이에 물 부족을 해결하기 위한 여러 해결방안이 제시되고 있다. '투수성 도로를 활용한 빗물 재활용', '중수도 활용' 등 여러 가지 해결 방안이 있지만 그중에서도 가장 주목받고 있는 해결방안이 바로 '해수 담수화' 이다.해수 담수화의 방식은 크게 증발식과 역삼투 방식으로 나누어지는데 그중에서도 현재 가장 많이 사용하며 더욱 효율적이라고 판단되는 방식이 역삼투 방식의 해수 담수화이다. 역삼투 방식의 해수 담수화란 무엇인가? 물 분자만 통과할 수 있는 삼투 막을 사이에 두고 담수 즉 깨끗한 물과 바닷물을 배치한다. 그 후 삼투압 현상으로 담수 쪽에서 바닷물로 수분이 이동하면 바닷물과 담수의 높이가 같아지고 그 후 바닷물 쪽에 인공적으로 압력을 가하게 되면 삼투 막을 통해 물 분자들이 담수 쪽으로 밀려 나와 담수를 생산할 수 있게 된다.위처럼 역삼투 방식의 해수 담수화는 기존의 삼투압 현상을 역으로 활용해 우리가 먹고 마실 수 있는 담수를 만들어 낸다. 역삼투 방식의 해수 담수화가 다른 담수화 방식보다 주목받는 이유는 여러 가지가 있다. 먼저 증발방식보다 훨씬 적은 비용으로 담수를 생산해 낼 수 있다. 또한, 역삼투 방식의 해수 담수화는 증류수만을 만들어 낼 수 있는 증발법과는 달리 증류수부터 식수까지 다양한 범위의 담수를 생산해 낼 수 있기에 응용범위가 넓다. 또한 증발방식의 담수화 플랜트보다 가동 비용이 약 1/2~1/3 정도로 저렴하며 플랜트 건설 소요기간이 적게 든다는 장점이 있다. 이러한 이유로 역삼투 방식의 담수화 플랜트가 주목받고 있다.하지만 역삼투 방식의 담수화 플랜트에도 단점은 존재한다. 먼저 삼투 막의 문제다. 삼투 막은 필터라고도 할 수 있다. 따라서 담수화 과정에서 수많은 이물질들이 삼투 막을 오염시키고, 이를 세척하고 주기적으로 교체하는 비용이 필연적으로 발생한다. 또한, 에너지 비용 문제도 여전히 존재한다. 물론 증발법보다는 에너지 비용이 저렴하지만, 현재 역삼투 방식의 담수화 플랜트 개발은 포화상태에 이르러 더 이상 에너지 비용을 낮추는 것이 불가능하다고 한다. 이와 같은 역삼투 방식의 담수화 플랜트의 단점을 극복할 방안은 없을까? 있다, 바로 '정삼투-역삼투 하이브리드 방식'이다.정삼투-역삼투 하이브리드 방식이란 문자 그대로 정삼투 방식과 역삼투 방식을 함께 사용하는 담수화 방식이다. 먼저 1차 처리된 하, 폐수와 해수를 정삼투 시스템에 유입시킨다. 이후 농도 차이로 인해 하, 폐수 쪽의 물 분자가 해수 쪽으로 이동하고 이는 농도가 옅어진 해수를 생산해낸다. 이후 기존의 역삼투 방식에 농도가 옅어진 해수와 담수를 유입시켜 담수를 생산해낸다. 이처럼 정삼투-역삼투 방식의 하이브리드 방식은 기존의 해수와 담수를 바로 시스템에 집어넣던 역삼투 방식과 달리 농도가 옅은 해수를 사용하기에 역삼투 방식에서 가해야 했던 압력의 정도를 낮추어 에너지 비용을 감소시킨다. 또한, 정삼투 단계에서 한 번 희석되기에 삼투막 교체주기를 연장해 삼투막 교체비용을 감소시킬 수 있다.이처럼 정삼투-역삼투 하이브리드 방식은 기존의 에너지 비용 절감 문제를 지녔던 역삼투 방식의 단점을 극복해 새로운 대안으로 대두되고 있다. 여전히 해결해야 할 문제는 남아있다. 하이브리드 방식 또한 삼투막을 활용하기에 막 세정 및 교체 문제가 완전히 사라졌다고 할 수는 없다. 또한, 정삼투 방식에서 사용되는 삼투막에 대한 세정 방식은 기존의 역삼투막의 세정방식과 메커니즘이 완전히 달라 새로운 세정법을 연구해야 한다는 한계점도 존재한다.다양한 담수화 방식 중 역삼투 방식, 그리고 정삼투-역삼투 방식으로 나아가는 과정을 바라보며 현재 우리의 과학이 물 부족 문제를 해결하는데 커다란 한 걸음을 걷고 있다는 생각을 하게 되었다. 하지만 최근 부산 기장군 해수 담수화 식수의 방사성 물질 논란 등 사회적으로도 고려해야 할 부분은 아직 많이 남아있다. 따라서 앞으로 우리는 무조건적인 실행이 아니라 부산의 사례처럼 지역적 특성에 대한 고려와, 국민들의 인식변화도 함께 만들어나갈 수 있는 방식으로 나아가야 한다고 생각한다.김찬영 기자/박연우 기자/ 이혜연 기자 공동작성 덧붙이는 글 김찬영 기자/박연우 기자/ 이혜연 기자 공동작성 #해수담수화 #역삼투 이 기사는 생나무글입니다 생나무글이란 시민기자가 송고한 글 중에서 정식기사로 채택되지 않은 글입니다. 생나무글에 대한 모든 책임은 글쓴이에게 있습니다.
