수처리 분리막과 광촉매의 융합 기술로 차세대 분리막 신소재 개발 밑거름
국내 연구진이 수처리 분리막 표면오염물질을 햇빛으로 간단히 제거하는 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST) 물자원순환연구센터 변지혜 박사, 홍석원 단장 연구팀이 수처리용 분리막의 고질적 문제로 알려진 미생물에 의한 표면 오염을 햇빛을 쐬면 스스로 세척되는 분리막 소재를 개발했다고 밝혔다.
일종의 필터인 수처리 분리막은 바닷물을 담수로 만들 때나 하수 처리, 깨끗한 수돗물을 생산하는 정수 공정 등에서 주로 활용한다.
최근 문제가 됐던 수돗물 유충 사태를 방지할 대안이다. 하지만 수처리 분리막을 일주일 정도 사용하면 분리막 표면에 미생물이 쌓이고 이 미생물들이 자라 필터 성능을 크게 떨어진다. 이 때문에 물 여과 후 표면에 쌓인 오염물질을 주기적으로 세척을 해야 한다.
현재는 분리막을 일주일에 한 번 정도 6시간 이상 화학 약품을 이용해 세척하기 때문에 유지 비용이 많이 들고, 분리막이 약품에 손상되는 문제가 발생한다.
연구진은 이런 문제를 해결하기 위해 가시광선에 반응하는 광촉매를 수처리 분리막 표면에 고정했다. 이렇게 표면처리를 거친 분리막은 가시광선을 쐬었을 때 표면의 오염 물질을 완전 분해해 손쉽게 분리막을 세척할 수 있었다.
특히, 분리막 표면에 쌓인 고농도 대장균 및 황색포도상구균 같은 박테리아와 박테리오파지 등의 바이러스를 최대 1시간 만에 99.9% 제거하는 우수한 성능을 나타냈다. 또 미생물뿐만 아니라 염료 등의 유기 오염물질과 중금속도 처리한다. 연구팀이 10회 이상 반복 테스트를 실시해본 결과 성능은 그대로 유지됐다.
연구진은 “10분 가량 빛을 쐬어도 분리막을 다시 사용할 수 있다”며 “분리막 관리에 드는 비용이 상당폭 절감될 것”이라고 말했다.
변 박사는 “이번 연구는 자연광을 이용하는 광촉매 기술과 수처리 분리막 기술을 결합해 수처리 공정의 효율이 향상될 수 있음을 보여준 것”이라며 “이번 연구결과를 바탕으로 수처리 분리막 시장을 선도할 수 있는 차세대 분리막 신소재 개발에 힘쓸 것”이라고 말했다.
