미국 서부 애리조나의 물부족 문제를 해결하려면 해수 담수화가 필요한데,
해발고도 -1000m 이상 깊기 때문에, 심해 담수화 시설을 설치하기 매우 적합한 곳이라고 할수있어.
심해 담수화의 원리는 멤브레인 필터가 장착된 배수구를 해발고도 0m 표층에 두게 되면,
삼투압에 의해서 내부의 물이 외부로 빠져나가게 되지.
하지만 해발고도 -50m, -100m, -200m, -300m, -400m 깊어지면서,
외부와 내부의 기압 차이가 커지게 되면서 역삼투압이 작용하는거야.
심해의 압력을 이용해서, 담수화 하는 시설이 바로 이 심해담수화 시설이지.
A는 직경 40m의 멤브레인 필터인데,
점점 폭이 좁아지면서, 멤브레인 끝에는 폭이 20m로 작아지는데,
멤브레인 필터를 여과하는 과정에서 감소되는 유압 감소를 상쇄시킬수있는 구조지.
B에 멤브레인 필터를 통해서, 여과된 물만 직수관을 통해서, 위로 올로가고,
멤브레인 필터를 통과한 고농축해수가 C에 저장되는데,
직수관을 통해서, 올라가는 물의 양과 D 배수관으로 올라가는 농축 해수 물의 양의 비율에 따라
농축율을 결정되는데,
가령 멤브레인 필터로 유입되는 해수 농도가 4%인데,
직수관을 통해 담수화 된 물이 올라가는 유량이 단위시간당 100L야.
C에 있는 농축 해수가 단위 시간당 동일한 100L의 경우,
물이 200L가 빠져나오는데, 담수화 된 물 100L에서 가지고 있던 염분이 100L에 혼합되면서,
8%로 농축해수가 유입된다는거지.
C에서 단위시간당 50L로 줄이게 되면, 물이 150L가 들어오면, 100L의 물이 담수화가 되고, 50L의 염분 농도는 12%가 되는거지.
C에서 배출하는 물의 양을 15L로 줄이게 되면, 115L의 물이 들어왔을때,
농축해수 15L에 100L가 가지고 있던 염분이 더해지닌깐,
27%의 농축해수를 얻게 되는거야.
이런식으로 C에서 농축해수를 꺼내는 물의 양의 비율을 담수화 되는 물의 양과 비율을 맞추기만 하면
24%~32%의 고농축 해수를 손쉽게 얻을수있게 되는거지.
애리조나 C지역에 심해 담수화 시설을 해발고도 -600M~1000M에 내려서 설치하고,
B지역 해발고도 -30M에 심해 담수화 플랜트를 설치해서,
담수화 된 물과 농축 해수를 분리되는데,
해발고도 -30M에 직경 14M의 배수로 터널을 뚫을꺼야.
심해 담수화에서 담수화 된 물이 A를 배관을 통해 B내부로 들어오는데,
심해 담수화 시설 배관을 A에 10개, 20개를 결합할수있어.
물을 체우는 과정에서 E를 통해서 공기를 배출하고, 물이 가득 차게 되면 E 밸브를 잠그는거야.
B는 해발고도 -30M에 설치된 담수화 시설 PURE 구조물이고,
C는 소수력 발전기가 설치되어있는데,
그 큰 터널의 직경 14M의 터널이야.
입구쪽에서 좁아지면서, D 밸브를 열면 물이 방류되면서 소수력 발전기 C가 돌아가는거지.
그러면 C를 통해서 담수화 된 물이 쏟아져 나오면서, 소수력 발전기를 돌리는거야.
이때 내부의 진공의 공간이 생기게 되고, 안정적으로 물의 배수가 결정되는거지.
고농축 해수는 이 시설 말고 위에 설치된 시설에서,
농축 해수로 소금을 만들거나, 염분차 발전을 해서 전기를 생산하는방식이지.
이렇게 심해 담수화 시설을 100개, 1000개를 이 공간에 연결해서, 유량을 늘려주면
유압이 증가하면서 유속이 빨라지게 되고, 소수력 발전기는 더 빠르게 가동되겠지.
이번 솔턴호 심해 담수화 공사를 정리하자면 솔턴호의 물을 전부 배수하고,
내부 밑바닥을 깊게 파내서 해발고도 -300M까지 파내고,
슈퍼 콘크리트로 미장을 하는거야.
그리고 주변의 오염물질이 유입되지 못하게, 오염물질 유입 방지 시설을 설치하는거야.
그 다음은 B 지역에 심해 담수화 플랜트를 설치하고,
심해 담수화 플랜트와 솔턴호까지 이어지는 직경 14M의 배수로를 해발고도 -30M에 만드는거지.
그 다음은 심해 담수화 플랜트 지하 해발고도 -30M에 PURE 콘크리트 구조믈을 만들어서,
심해 담수화 시설의 배수관을 여러개 결합하는거야.
많이 결합할수록 단위시간당 더 많은 양의 담수화가 이루어지겠지.
그리고 물이 가득차면, 밸브를 열어서, 소수력 발전기를 가동해서, 솔턴호의 물을 해발고도 0M까지
깨끗한 물로 체우는거야. 이 과정에서 솔턴호 주변의 농가가 물에 잠길수있는데,
깊게 파고 그 주변도 다 파내서 물을 많이 저장하도록 해서, 미국 서부 전역에 물을 공급하는 오아시스로 만드는거지.
심해 담수화 플랜트는 지하에 담수화 플랜트 시설이 지상에는 염분차 발전, 온도차 발전 시설이 있어.
심해의 물이 차갑기 때문에 온도차 발전의 냉각 시설을 경유하도록 해서,
압축시키고, 표층수의 물을 꺼내서 저비점 매체를 기화시키면서 온도차 발전을 하는거지.
하수처리장이 있다면 처리수를 이용해서, 저비점 매체를 데우고, 그 처리수를 이용해서,
염분차 발전을 해도 되겠지.
이렇게 염분차, 온도차 발전을 동시에 하면서, 소수력 발전도 하고, 담수까지 동시에 하는거야.
프리 에너지로 전기를 생산하면서, 담수도 얻는 방식이지.
그리고 물이 차면 애리조나 전 지역에서 이 물을 퍼가서 사용하는거야.
물을 전 지역에서 퍼가면 그 물을 자연 압력에 의해서 체우는 과정에서 엄청난 양의 전기가 생산되지.
물을 많이 쓸수록 전기가 생산하는 시설이 되는거야.
이 프로젝트가 성공으로 끝나면 서부 애리조나에서는 기후와 상관없이 물 부족을 해결하게 되는거야.
심해담수화 플랜트는 물도 생산하며 전기도 생산하는 유일무이한 혁신 그 자체의 담수화 플랜트라고 할수있어.
중동 이스라엘 사해, 미국 서부 애리조나 솔턴호 2개만 하더래도 많은 변화가 있을꺼야
