KIST 연구진이 해수에 마그네슘을 투입해 분리막 오염을 제거하고 있다.[KIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 바닷물로부터 염분과 용해 물질을 제거하는 해수담수화 기술에 사용되는 분리막 오염을 막을 수 있는 기술이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 물자원순환연구센터 정성필‧이석헌 박사팀은 해수담수화 기술 중 하나인 막 증발류 공정에 적용 가능한 분리막이 오염되거나 젖지 않도록 하는 마그네슘 투입 전처리 공정을 개발했다고 7일 밝혔다.

막증류 공정은 해수를 가열하여 발생된 수증기를 소수성 분리막을 통과시켜 해수와 수증기를 분리한 후 응축하여 담수를 생산하는 기술이다. 막증류 공정에서는 분리막 표면에서 막 오염이 발생, 막증류 공정에서의 독특한 현상인 막 젖음이 발생한다. 막 오염에 의해 담수 생산 속도가 감소하거나, 분리막의 교체 주기가 짧아지는 경우 담수 생산 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

KIST 연구진은 막증류 공정을 모니터링해 탄산칼슘과 황산칼슘 결정이 분리막 표면에 형성되는 것이 막오염의 주요 원인임을 확인했다. 또한 탄산칼슘은 운전 초기부터 형성돼 분리막의 부분 막젖음을 유발하고, 황산칼슘의 형성은 완전한 막젖음을 발생시켜 운전 중단을 유발한다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 바닷물에 마그네슘을 투입하는 전처리 공정을 최초로 제안했다. 마그네슘은 바닷물 속에 존재하는 탄산 및 황산이온과 결합하는 특성을 가지고 있어 탄산칼슘 및 황산칼슘의 형성을 막아 분리막 오염이 효과적으로 지연되는 것으로 확인됐다. 또한 투입되는 염화마그네슘이 무기물질이기 때문에 소수성 분리막의 안정성도 확보할 수 있었다고 연구팀은 설명했다.

정성필 박사는 “소수성 분리막의 안정성이 확보되어 담수화 효율이 높아지고 분리막의 수명이 연장될 수 있을 것”이라며 “무기물 기반의 친환경 전처리가 막 증발 공정 뿐 아니라 다양한 해수담수화 공정에 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘워터 리서치(Water Research)’ 최신호에 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com