두바이는 세계에서 가장 빨리 성장하는 도시인 동시에 세계에서 제일 목이 마른 도시이기도 하다. 페르시아만과 아라비아 사막 사이에 위치한 제벨 알리 해수담수화 시설은 대도시 두바이에 필요한 물을 공급하여 도시를 유지 하고 있다.
● 바닷물을 빨아들여라
이미 오래 전에 두바이의 인구는 지하수로는 감당이 안될 만큼 늘어났다. 오늘날 지하수로 감당할 수 있는 도시의 물 수요는 0.5%에 불과하다. 나머지 99.5%(매일 평균 15억 7400만 리터에 달한다)의 수요를 충당하기 위해 제벨 알리 해수담수화 시설은 페르시아만에서 매일 10억 6000만 리터의 바닷물을 빨아들여, 이를 깨끗한 음료수로 바꾼다. 우선 바닷물을 여과 바스켓으로 걸러 쓰레기, 해초, 해양동물 등의 비교적 큰 이물질을 제거한다.
● 압력을 가해 분리
역삼투압 시설에서는 모터구동식 펌프를 사용해 바닷물을 미세 삼투막이 들어 있는 튜브로 통과시킨다. 그렇게 하면 한 쪽에는 염도가 매우 높은 물이, 다른 한 쪽에는 사람이 마실 수 있을 만큼 탈염된 물이 남는다. 과거 역삼투압 방식은 돈과 에너지가 많이 드는 것으로 악명이 높았다. 그러나 지난 10년 동안 삼투막 기술에는 큰 발전이 있었다. 그 덕분에 이런 시설에서 더 많은 음료수를 더욱 빠르게 만들 수 있다. 제벨 알리에서 역삼투압 방식만으로 생산하는 음료수의 양은 매일 1억 1300만 리터에 달한다.
● 베이프 챔버 속을 여행
나머지 바닷물(약 98.5%)는 다단계 가열 및 냉각 절차를 거친다. 이 절차를 플래시 증류라고 부른다. 터빈이 파이프라인을 통해 수증기를 일련의 증발 챔버로 보낸다. 그러면 수증기는 증발 챔버에서 바닷물을 가열하고, 이 과정에서 생기는 수증기를 냉각, 응결시켜 수집한다. 남은 바닷물은 다음 챔버로 들어간다. 이 챔버의 기압은 앞서의 챔버보다 낮아 끓는 점도 낮다. 이러한 과정을 여러 차례 반복하면 순수한 물과 농도 짙은 소금물만 남게 된다.
● 바다에서수도꼭지로
이렇게 만들어진 음료수는 산도, 탁도, 처리 과정에서 남은 이산화염소 농도 등을 측정 받는다. 그 다음 저수지를 거쳐 도시로 가게 된다. 이 시설을 운영하는 두바이 시 에너지 수자원국(Dubai Energy and Water Authority, DEWA)은 2016년 12월 현재 666,430가구(대부분이 주택)에 음용수를 공급하고 있다. 현재 이 시설의 일일 최대 생산량은 21억 3500만 리터다. 그러나 물 수요는 증가하고 있으므로, 일일 1억 8200만 리터를 더 생산하기 위한 시설 확장이 진행 중이다.
● 찌꺼기는 다시 바다로
이 모든 노력에도 불구하고, 빨아들인 물 중 단 9%만이 음용수 또는 발전 용수가 된다. 바닷물보다 염도가 더 높아진 나머지 물은 펌프를 사용해 페르시아 만으로 방류된다. 2015년 한 해 동안 이렇게 방류된 물은 4조 9천억 리터에 달한다. DEWA는 이렇게 방류된 고온의 바닷물이 생태계에 해를 끼치지 않도록 세심한 주의를 기울이고 있다. 이 시설의 직원들은 바닷물의 산도와 해양 생물의 건강 상태를 측정하고 있다.
서울경제 파퓰러사이언스 편집부 / by kelsey atherton, photographs by spencer lowell
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