KIST 변지혜(사진 왼쪽) 박사와 홍석원(오른쪽) 단장국내 연구진이 하수처리나 수돗물 생산과정에서 사용하는 수처리 분리막 표면에 쌓이는 오염물질을 햇빛으로 제거하는 기술을 개발했다.
한국과학기술연구원(KIST)은 10일 물자원순환연구센터 변지혜 박사·홍석원 단장 연구팀이 햇빛을 받으면 활성화되는 광촉매를 이용, 수처리용 분리막을 자동세척해 표면오염을 없애는 고효율 광촉매 분리막 기술을 개발했다고 밝혔다. 수처리 분리막 기술은 바닷물을 담수로 만들 때나 하수처리, 수돗물을 생산하는 정수 공정 등에서 다양하게 사용돼 최근 발생한 수돗물 유충 사태를 방지할 수 있는 대안으로 꼽힌다.
그러나 수처리 분리막은 표면에 미생물이 달라붙어 자라고 유기염료 등이 쌓이면서 필터 성능이 떨어지는 문제가 있다. 이 때문에 현재 사용되는 불소계 고분자(PVDF) 분리막 등은 일주일에 한 번 6시간 정도 화학약품 등으로 세척해야 해 비용부담이 크고 분리막 손상 위험도 존재한다.
연구팀은 햇빛의 가시광선에 반응하는 광촉매 물질(CPE)을 기존 수처리 분리막 표면에 화학결합으로 고정, 빛을 받으면 활성화되도록 해 표면에 쌓인 유기염료와 중금속은 물론 미생물 등 생체막까지 모두 제거할 수 있도록 했다. 광촉매 수처리 분리막을 고농도 오염수에서 사용한 뒤 햇빛에 1시간 정도 노출하자 분리막 표면에 쌓인 고농도 대장균 및 황색포도상구균 같은 박테리아와 박테리오파지 등 바이러스가 99.9% 제거되는 것으로 나타났다.
변 박사는 “이 연구에서 자연광을 이용한 광촉매 기술과 수처리 분리막 기술을 결합, 수처리 공정효율을 높일 수 있음을 보였다”며 “분리막을 대형화하고 내구성을 높이는 후속 연구를 통해 수처리 분리막 시장을 선도할 차세대 분리막 신소재 개발에 힘쓸 것”이라고 말했다.
이 연구 결과는 국제학술지 ‘응용 촉매 B:환경(Applied Catalysis B:Environmental)’ 최신호에 게재됐다.
/고광본 선임기자 kbgo@sedaily.com
