전기에 의존하지 않고 대부분의 국가가 제조할 수 있는 물질을 이용한 방법의 새로운 해수담수화 방안을 찾는다면 물부족과 관련된 문제를 해결할 수 있을 것이다. 이와 관련해 진행된 한 연구는 경제적으로 해수를 담수화하는 데 도움을 줄 것으로 기대되며, 연구 결과는 「Desalination of simulated seawater by purge-air pervaporation using an innovative fabricated membrane」이라는 제목으로 『Water Science & Technology』에 발표되었다. 저자는 이집트 알렉산드리아대학(Alexandria University)의 Mona Naim, Mahmoud Elewa, Ahmed El-Shafei, Abeer Moneer 등이다.

Al-Fanar Media는 “연구진은 해수에서 보다 많은 담수를 추출하면서 에너지 효율은 개선할 수 있는 새로운 멤브레인 개발에 성공했다”고 밝혔으며, 투과증발(Pervaporation) 공정을 이용하는 혁신적인 고분자 멤브레인을 개발했다고 설명했다. 이에 높은 농도를 가진 해수를 ‘관류 퍼지-에어 투과증발 공정(Once-through Purge-air Pervaporation Process)’에 투입해 99.7%의 염 제거율을 가진 식수로 변환할 수 있다.

호주의 온라인 과학전문사이트인 기즈맥(Gizmag)은 이번 투과증발 공정에 새로운 것은 없다고 말하면서 “이번 공정에는 세라믹 또는 고분자 멤브레인을 통해 여과되는 과정이 포함되어 있으나 사용된 멤브레인은 많은 비용이 요구되며 제조가 어렵다”고 설명했다. 미국의 IT 전문 웹진 디지털 트렌드(Digital Trends) 역시 “투과증발 기술은 1990년대 초반 이후 사용되어 왔고 산업폐수로부터 유기 용매를 분리하는 폐수처리용으로 사용된다”고 말했다.

그러나 기즈맥의 Lynda Delacey는 이번 연구의 중요성은 투과증발보다는 다른 곳에 있다며 “투과증발의 첫 번째 단계를 위해 셀룰로오스 아세테이트 분말(Cellulose Acetate Powder)을 적용한 새로운 멤브레인을 개발한 점이 획기적이며, 이 멤브레인은 염을 끌어당기는 특성이 있다. 셀룰로오스 아세테이트 분말은 목재 펄프로부터 얻어진 섬유로 어떤 실험실에서도 경제적이면서 쉽게 만들어질 수 있다”고 설명했다.

또한 해당 물질은 인쇄 및 커트지 형태로 대량 생산이 가능하므로 폭넓은 적용이 가능하다. 이 기술은 이집트에서 생산되는 셀룰로오스 아세테이트 분말을 포함하는 멤브레인에 기반을 두며 분말은 다른 구성요소와 결합되어 있어 이동 시 염 입자를 결속할 수 있다. 때문에 해수담수화에 유용할 것으로 기대된다.

담수화 기술 개발에서는 환경적으로 안전해야 하고 관리·유지비용이 너무 높지 않아야 한다는 점이 중요한데 기즈맥은 “새로운 수처리 방식에 대한 아이디어는 언제나 환영받고 있으며 담수화는 전 세계적으로 하루 2억만㎾h 이상의 에너지를 사용하는 값비싼 공정”이라고 밝혔다.

▲ 이집트 알렉산드리아대학 연구진은 해수를 투과증발공정을 이용하여 담수화할 수 있는 고분자 멤브레인 기술을 개발, 에너지 효율 개선에 일조할 것으로 기대된다. 사진은 일본 후쿠오카 우미노나카미치 해수담수화 플랜트.

2013년 UNDP 보고서인 「Water Governance in the Arab region」은 수자원 부족 및 미래 자원 확보에 대해 언급하면서 2025년까지 아랍 지역의 물공급은 1960년대의 15% 수준 밖에 되지 않을 것이라고 밝히는 동시에 담수화에 대해 다음과 같이 언급하고 있다. “비통상적인 수자원은 담수·처리 폐수·빗물 수확·인공 강우·관개용 배수 등을 포함한다. 아랍 지역은 전 세계 담수 비중의 절반 이상을 차지하는 대표적인 지역으로, 전 세계 물공급에서 담수는 현재 1.8%이었던 비중이 2025년까지 약 8.5%로 증가될 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편, 보고서는 담수화 공정은 기술 진보로 생산비용의 절감 효과가 나타났으며, 담수화 플랜트의 수자원 이용에 대한 어려움은 덜었으나 오염·온실가스 배출 등 환경적으로는 유해한 영향을 미친다는 문제가 남았다고 지적한다. 이에 이번 논문의 저자 중 한 명인 Ahmed El-Shafei는 “투과증발 공정은 전통적인 담수화 공정에서 필요했던 전기를 사용하지 않아도 되기 때문에 많은 비용을 절감할 수 있다”고 말했다.