[류재근 박사 칼럼] 역삼투막(RO)으로 물속 이온 제거한다.

류재근 박사

역삼투(Reverse Osmosis, RO)막은 해수에서 음용수를 만들기 위해 발전해 온 기술이다. RO막을 사용해 해수에서 염분, 이온 등의 성분을 제거하고 초순수의 물을 얻을 수 있다.

물분자 외 이온이나 유기물이 통과할 수 없을 정도로 치밀한 막을 반투막이라 한다. 반투막을 사이에 두고 격리된 두 공간에 각각 진한 식염수와 옅은 식염수가 있을 때 유기물은 상대적으로 입자가 커 반투막을 통과할 수 없게 된다.

이 때 유기물 대신 용매인 물이 농도가 더 진한 쪽으로 이동하는 현상이 작용해 옅은 식염수의 공간에서 진한 식염수의 공간으로 물이 이동한다. 이러한 물의 이동으로 옅은 식염수 수위가 낮아지고, 진한 식염수 수위가 높아진다. 이 수위의 차이를 주는 힘을 삼투압이라고 부른다.

다음으로 반투막으로 격리된 두 공간에서 삼투압보다 더 큰 힘을 짙은 식염수 공간에 가하면 옅은 식염수 쪽으로 물이 이동한다. 이 현상을 역삼투라 한다.

원수의 농도가 높아지면 삼투압이 커지므로 고압으로 막을 여과해야 한다. 해수담수화의 경우 약 60% 기압이 필요하며, RO막이 고압에 견딜 수 있도록 내압용기에 넣어 사용한다. RO막을 이용한 수처리에서는 공급수가 막을 투과한 처리수(투과수)와 막을 투과하지 못한 농축수로 분류된다.

농축수에서는 원수에 함유된 물 외 성분이 고농도로 농축된다. RO막을 수처리에 적용하면 이온류를 제거할 뿐 아니라 물 속에 녹아 있는 저분자의 유기물을 더 쉽게 제거할 수 있어 순수의 수질이 크게 향상된다.

RO막 기술은 우리나라 포항제철에서 해수담수화 기술을 발달시켜 상업화에 성공했으며, LG 환경공학기술개발 연구실 에코-프로젝트(Eco-Project)에서도 막을 생산해 수처리에 적용한 바 있다. 하지만, 이 분야의 세계 선두주자가 되기 위해서는 선택과 집중으로 막 기술 연구에 대한 지속적인 정책적 지원이 필요하다. 이를 통해 세계 최고 기술로 발전하기를 기원한다.