바닷물을 식수로! 놀라운 해수담수화 기술

2012 여수세계박람회에서 이곳 저곳을 돌아다니는데 멀리서 뱃고동 소리가 들립니다. 그 소리를 따라가다보면 여수엑스포에서 가장 높고 독특한 건물을 만나게 되는데요, 바로 멋진 하프모양의 파이프오르간을 벽에 두르고 있는 '스카이타워'입니다.

 

예술과 과학의 조화로 만들어낸 친환경 건축물

스카이타워에 설치된 파이프오르간은 뱃고동 파이프 80개로 제작되었고 반경 6km 까지 울려퍼져 '세계에서 가장 큰 소리를 내는 파이프오르간'으로 기네스 인증을 받기도 했답니다. 매일 개장과 폐장을 알리고 매일 수차례 라이브연주를 들려주며 참가국의 국가도 연주합니다. 설치에 많은 어려움이 있었다고 하지만, 덕분에 여수의 아름다운 바다와 함께 조화를 이루는 멋진 뱃고동 소리를 들을 수 있어 관람객들에게 멋진 추억으로 남을 것 같습니다.

 

이 독특하게 생긴 건물은 1980년 7월부터 2008년 9월까지 사용한 시멘트 저장창고를 재활용해서 만들었다고 합니다. 친환경박람회를 내세운 여수엑스포의 상징물이며 박람회가 끝나도 영구시설로 보존됩니다.

구조는 크게 두 개의 사일로(버려진 시멘트 저장고)로 이루어져 있는데요, 사일로 1호기는 대형영상관으로 변신했고 2호기에는 12톤 규모의 해수담수화시스템이 설치되어 우리나라의 뛰어난 해수담수화 과학기술을 관람객들에게 보여줍니다.

(2012 여수세계박람회 '스카이타워'의 구조)

건물 안으로 들어가니 제일 먼저 사일로 1호기의 대형스크린과 만납니다. 엘리베이터를 기다리는 동안 눈 앞에 남해안의 멋진 풍경이 높이 11.2m, 넓이 27.6m의 대형스크린을 통해 펼쳐집니다. 머리를 들어 높은 천장을 바라보니 새가 되어 하늘로 날아갈 것 같은 착각이 듭니다.

 

전망 엘리베이터를 타고 67미터 높이의 스카이타워를 올라가면 여수세계박람회장 뿐만 아니라 여수 시내와 여수항 앞바다, 오동도까지 한 눈에 바라볼 수 있는 전망대가 나옵니다. 전망대 내부 중앙에는 아래를 내려다볼 수 있도록 유리를 깔아놓았습니다. 저는 폐장시간 직전에 올라가서 멋진 야경을 감상했는데요, 낮에 바라보는 모습은 느낌이 많이 다르겠죠?

 

식수로 바뀐 바닷물, 직접 마셔보기도

다시 전망 엘리베이터를 타고 내려와 이동한 곳은 해수담수화시스템을 한 눈에 보여주는 사일로 2호기. 설치비만 6억원이 들어갔다는 이 시설은 관람객들이 바닷물이 식수로 바뀌는 놀라운 해수담수화 과학기술의 발전을 직접 보고 정수된 물까지 마실 수 있도록 되어 있습니다.

2012 여수세계박람회 '스카이타워'의 해수담수화시스템

'해수담수화(海水淡水化)'란 바닷물에서 염분과 용해물질을 제거하여 마시는 물을 비롯해 생활용수, 공업용수 등을 만들어내는 과정을 말합니다.

해수담수화를 하는 방법에는 바닷물에 녹아있는 염분을 반투과막에 걸러내어 담수를 얻는 역삼투법과, 바닷물을 끓여 증발된 수증기를 차갑게 냉각시켜 담수를 얻는 증발법이 주로 많이 쓰입니다. 역삼투법이 보다 널리 퍼져있는데 그 이유는 화석연료를 사용하여 해수를 가열해야 하는 증발법이 역삼투압법에 비해 에너지 소비량이 3배나 더 많고 규모에도 제약이 따르기 때문입니다. 이밖에도 해수를 냉동하여 물과 얼음으로 분리하는 냉동법과 이온교환막에 의한 전기투석법이 있습니다.

 

여수엑스포의 해수담수화시스템은 역삼투법 처리방식으로 되어 있으며, 박람회장 내 해수를 이용해 하루 하루 12㎥/일 을 생산하는데 이는 6,000명 정도가 하루(1인당 하루 식구 사용량 2ℓ기준)를 먹을 수 있는 양입니다.

 

역삼투법으로 바닷물을 정수하는 방법은 다음과 같은 순서로 이루어집니다.

1. 샌드 필터(큰 입자의 불순물 및 녹조류 제거) → 2. 활성탄 필터(유기물 흡착) → 3. UV 램프(바닷물 살균) → 4. UF장치(역삼투압 전처리 과정. 미생물 단위까지 제거) → 5. 해수 역삼투압 장치(바닷물 속 이온물질 제거) → 6. 미네랄 재주입 장치(PH조정 및 미네랄을 첨가하여 먹는 물 생산)

 

'해수원수' / 'UF 처리수' / '역삼투압 처리수'를 샘플로 전시해놓았다

서로 다른 농도의 용액이 반투막을 사이에 두고 분리되어 있다면 물은 농도의 평행을 유지하기 위해 반투막을 통과하게 됩니다. 물이 저농도에서 고농도 쪽으로 이동하면 상대적으로 고농도에 많은 물량이 생성되어 압력이 발생하게 되는데 이를 삼투압이라고 합니다. 역삼투법의 정수방식은 이런 삼투현상을 인위적인 압력으로 역진행 시켜 고농도의 물분자를 저농도의 지역으로 이동, 순수한 물을 얻어내는 것입니다.

 

관람객들에게 무료로 증정하는 컵에 식수로 탈바꿈한 바닷물을 담아 마셔봤는데요, 정수기에서 나오는 물 맛 그대로였습니다. 짠 맛이 조금이라도 남아있는지 찾아보려고 계속 마셔봤지만 전혀 느낄 수 없었습니다. 정말 놀라웠어요.

역삼투법으로 정수된 바닷물을 직접 마셔볼 수 있다.

물부족을 해결하는 미래의 희망, 해수담수화

우리가 사는 지구에는 물이 많이 있는 것 같아도 실제 사용할 수 있는 물은 호수나 하천에 있는 0.01% 뿐이라고 합니다.

이렇게 적은 0.01%의 물로 인류가 살아가고 있지만 산업화, 도시화에 따르는 환경오염과 인구증가로 인해 이마저도 점점 말라가고 있습니다. 현재에도 세계 인구의 약 40%가 만성적인 물부족에 고통받고 있습니다. 하지만 이보다 더 절망적인 상황으로, 2012년에 태어난 아이들이 13살이 되는 2025년에는 예상 세계인구 80억 중 40억인 절반이 물부족을 겪게 될 것이라고 많은 학자들이 입을 모아 이야기합니다.

 

우리나라 역시 물부족에서 자유로울 수 없습니다. 제가 이 기사를 쓰고있는 순간에도 104년만에 온 최악의 가뭄으로 논밭이 마르고 해산물이 집단 폐사했으며 가로수와 잔디가 말라죽어간다는 신문기사가 쏟아져 나오고 있으니까요. 

이런 상황에서 3면이 바다로 둘러싸여있는 우리나라의 경우 바닷물에서 염분을 없애고 먹는 물로 만드는 기술인 해수담수화 과학기술이 미래의 물부족을 해결해주는 희망으로 다가오고 있습니다.

 

외딴 섬에서 해수담수화 기술은 더 빛을 발하는데요, 연평균 강우량이 적고 천연담수를 모으기 어려운 지형적 특성을 가진 독도(獨島) 역시 역삼투법을 사용한 해수담수화시스템으로 하루 70명이 사용할 수 있는 식수와 생활용수를 얻고 있습니다.  

 

해마다 급격한 기후 변화로 인한 강수량의 불균형으로 세계 곳곳에서 가뭄의 피해를 입고 있어, 해수담수화에 대한 관심이 높아지고 있으며 앞으로도 그 수요가 점차 늘어갈 것으로 예상됩니다.  

 

미국 대통령 케네디는 “바닷물을 맑은 물로 만드는 기술은 그 어떤 과학적 성과를 뛰어 넘는 공헌이다”고 말하기도 했는데요, 여수엑스포 해수담수화 과학기술을 경험하며 97.47%의 바닷물이 물부족으로 고통받는 사람들에게 희망의 물로 바뀌는 즐거운 상상을 해봅니다.

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