바닷물도 마실 수 있는 물로 만드는 수처리 기술이 있다고요? 태양열을 이용한 막증류 정수 기술, 기존보다 에너지 소모는 낮고 정수 효율은 높다고 하는데, 깨끗한 물을 고민하는 분들을 위한 해답이 여기 있습니다. (아래 관련 영상 내용을 정리한 포스팅임)
“바닷물도 식수로?” 태양으로 물을 정화하는 막증류 기술의 놀라운 비밀!
물을 정화하는 기술이라고 하면, 다소 지루하거나 복잡하다고 느낄 수 있습니다. 그런데, 이 기술이 바닷물을 마실 수 있는 물로 바꾸고, 심지어 태양빛만으로 작동한다면 어떨까요?
서울의 한 연구원 옥상에서 벌어진 이 실험은, 마치 긴급 상황이라도 벌어진 듯 분주하게 돌아갔습니다. 해가 뜨자마자 연구진이 장비를 이고 지고 옥상으로 향한 이유는 단 하나! 바로 햇빛이 이 실험의 핵심 에너지원이기 때문입니다.
이번 실험의 주인공은 ‘막증류 시스템’. 이름만 들으면 어깨가 무거워질 수 있지만, 쉽게 말하면 태양열을 활용해 바닷물이나 소금물을 깨끗한 물로 바꾸는 기술입니다.
특히나 물이 부족한 고립 지역, 예를 들면 섬 지역이나 사막처럼 마실 물이 귀한 곳에서는 이 기술이 진짜 생명줄처럼 느껴질 수 있습니다.
수돗물이 이렇게 변한다고? 태양열 에너지 ‘혁신 기술’
포스팅 참고 영상 보기◆ 막증류 기술, 어떻게 작동하나요?
일단 기본적인 작동 원리를 살펴보면 이렇습니다.
- 바닷물 또는 소금물 ➜ 태양열 흡수체로 보내 열을 가합니다
- 데워진 물은 막증류 모듈로 이동합니다
- 여기서 한쪽엔 따뜻한 물, 반대쪽엔 차가운 물이 흐르며 온도차로 인해 수증기 발생
- 이 수증기만이 매우 얇은 멤브레인을 통과해 순수한 물로 바뀌는 구조입니다
즉, 기체 상태의 물만을 통과시키는 멤브레인을 통해 불순물은 걸러지고, 오직 깨끗한 수증기만이 정제되어 마실 수 있는 물로 전환되는 것이죠.
◆ 기존 정수 기술과는 뭐가 다를까요?
기존 해수담수화 기술에는 두 가지 대표 방식이 있습니다.
- 증발법 – 물을 끓일 정도로 높은 온도를 필요로 함 (즉, 에너지 소모 많음)
- 역삼투압법 – 고압을 걸어 멤브레인을 통과시키는 방식 (에너지 소모 크고 장비도 복잡)
하지만! 이번에 소개된 막증류 방식은 그보다 훨씬 적은 에너지로도 가능하다는 장점이 있습니다. 게다가 태양열을 이용하기 때문에, 친환경적인 동시에 유지비용도 줄일 수 있죠.
❖ 수처리, 정수 기술, 막증류 기술 용어 알아보기
✅ 수처리란?
수처리는 더럽거나 오염된 물을 깨끗하게 만드는 모든 과정을 포괄하는 개념이에요. 하수, 공장 폐수, 바닷물, 하천수 등을 대상으로 하며, 정화, 소독, 중화, 여과 등 다양한 방식이 쓰입니다.
즉, ‘더러운 물 → 쓸 수 있는 물’로 바꾸는 전체 과정이라고 보면 돼요.
✅ 정수 기술이란?
정수 기술은 수처리 안에서도 특히 사람이 마실 수 있는 ‘음용수’를 만드는 기술을 말해요. 정수장은 대표적인 예로, 이물질 제거, 염소 소독, 여과 등으로 안전하게 마실 수 있는 물을 만들어냅니다.
쉽게 말하면,
- 수처리 = 모든 오염된 물 정화
- 정수 = 그중 ‘마실 수 있는 물’을 목표로 한 처리
✅ 막증류 기술이란?
막증류는 수처리 기술 중 하나로, 특히 고순도 물을 만드는 데 특화된 신기술이에요. 즉, 바닷물이나 소금물 → 마실 수 있는 물로 바꾸는 데 쓰이는데, 다음과 같은 원리가 있어요:
- 한쪽은 뜨거운 물, 한쪽은 찬물을 흐르게 해요.
- 이 온도 차이로 수증기만 막을 통해 이동하고,
- 오염물이나 염분은 막을 통과하지 못해 제거돼요.
기존의 증발법이나 역삼투압보다 에너지 효율이 높고, 태양열 같은 재생 에너지도 활용 가능하다는 장점이 있죠.
🔁 정리하면?
- 수처리: 물을 깨끗하게 만드는 ‘큰 범주’
- 정수 기술: 수처리 중에서도 마실 수 있는 물을 만드는 기술
- 막증류: 정수 기술 중 하나로, 열과 막을 이용해 바닷물에서 순수한 물을 뽑아내는 방식
즉, 막증류는 수처리 기술 안에 포함되며, 특히 정수(음용수) 목적의 수처리에 매우 적합한 고급 기술이라고 볼 수 있어요.
◆ 기술의 핵심, 얇디얇은 멤브레인
이 기술에서 가장 중요한 부품이 바로 ‘멤브레인’입니다. 겉보기엔 종잇장처럼 얇지만, 물 분자는 통과시키지 않고 수증기만 통과시키는 초정밀 구조죠. 덕분에 바이러스나 유충, 오염물질은 이 얇은 막을 뚫지 못하고 걸러지게 됩니다.
그리고, 기존에는 높은 열을 가해야 증기가 발생했지만, 이 기술은 50도 내외의 온도차만으로도 충분히 수증기를 만들어냅니다. 에너지도 절약되고, 기후에 따른 영향도 줄어드니 일석이조죠!
◆ “태양아, 넌 나의 에너지원이야”
송박사팀은 더 많은 태양열을 흡수할 수 있도록 특수 코팅된 흡수체도 연구하고 있답니다.
일반적인 검은색 흡수판 대신, 금속과 유전체를 여러 겹으로 코팅한 구조를 활용해 들어오는 태양빛을 거의 모두 흡수할 수 있도록 설계했죠. 덕분에 더 효율적인 열 전달이 가능해졌습니다.
◆ 수처리 정수기술의 새로운 패러다임, 국제적으로도 인정받다!
실제로 이 기술은 용인 지역 정수장에서 실험적으로 적용되었고, 놀랍게도 식수 적합 판정을 받았다고 합니다. 그리고 국제 수자원 관련 학술지에도 이 기술이 소개되었죠. 기존 대비 에너지 사용량도 절반 수준으로 줄어드는 등, 경제성과 효율성 면에서도 상당한 성과를 보이고 있습니다.
◆ 깨끗해 보여도 깨끗하지 않을 수 있다?
여기서 끝이 아닙니다. 송박사는 하수 처리 후 방류된 물에서 눈에 보이지 않는 오염물질에도 관심을 갖고 있죠. 특히, 약물 성분 같은 미량의 의약 성분이 문제입니다. 네프로넥스, 아세트아미노펜 등 일상에서 흔히 쓰이는 약 성분이 하수에 남아 생태계에 영향을 줄 수 있기 때문이죠.
스위스 등 일부 국가에선 이미 이런 성분에 대해 하수 방류 기준을 마련하고 있지만, 우리나라는 아직 명확한 기준이 없습니다. 그래서 송박사팀은 미래에 대비한 연구를 꾸준히 진행 중입니다.
‘키디아 공정’으로 장영실상까지!
그의 대표 업적인 ‘피디아 공정’은, 복잡하게 나뉘어 있던 하수 처리 공간을 단 하나의 공간에서 시간차로 처리할 수 있도록 만든 기술입니다.
덕분에 공간도 절약하고, 비용도 줄일 수 있었죠. 이 기술은 이미 전국 45개 하수처리장에 적용되어 활용 중이며, 그는 이 공로로 장영실상, KIST상, 그리고 기술 이전 수익까지! 실적과 성취감을 모두 손에 쥐게 되었죠.
물처럼 흐르는 열정
하수 처리, 정수, 의약물질 분석, 태양열 활용까지. 그의 연구는 눈에 잘 띄지 않지만, 우리가 매일 마시는 물이 얼마나 안전한지를 좌우하는 가장 중요한 연구입니다. 그는 말합니다.
“더러운 걸 보고 처리하는 기술을 만드는 건 제 운명이죠.”
끈질긴 연구와 땀으로 탄생한 이 기술들이, 오늘도 우리의 강과 식수를 맑게 만들어주고 있습니다. 물처럼 투명한 그의 열정, 앞으로도 계속되길 기대해 봅니다.