지스트 김인수 교수 연구팀, 염색폐수처리 특화된 '나노여과 분리막' 개발
지스트 김인수 교수 연구팀, 염색폐수처리 특화된 '나노여과 분리막' 개발
  • 이우섭 기자
  • 승인 2020.08.11 14:27
  • 댓글 0
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기존 분리막보다 오염방지성능 30% 이상 향상
지구·환경공학부 김인수 교수 연구팀

[대학저널 이우섭 인턴기자] 지스트(광주과학기술원, 총장 김기선) 지구·환경공학부 김인수 교수 연구팀이 전기분무 시간에 따라 분리막의 활성층 두께를 조절함으로써 염색폐수처리에 특화된 나노여과 분리막을 개발했다.

폐수처리 비용을 최소화하기 위한 방법에 관심이 커지면서 적은 에너지를 이용해 염료폐수의 처리가 가능한 '분리막 제조 연구'가 활발히 진행돼 왔다. 기존의 나노여과 분리막은 염료와 무기염을 동시에 제거하기 때문에 무기염의 재활용이 불가능할 뿐만 아니라 삼투압을 높여 운전 에너지 소비를 증가시키는 단점이 있다. 

연구팀은 얇으며 두께조절이 가능한 활성층 제조를 위해 전기분무 계면중합법을 이용해 나노미터(nm·10억 분의 1미터) 단위로 활성층의 두께를 제어했다. 제조된 수처리 분리막의 수투과도는 20.2 LMH/bar(시간당 분리막 면적당 투과량)으로 초고투과성을 갖춘 동시에 99% 이상 염료는 제거했으며 무기염의 투과율은 93%의 성능을 보였다.

분리막의 오염방지성능은 친수화도(물 분자와 결합되는 정도)와 표면 거칠기 및 제타 전위(입자 사이의 반발력)에 의해 결정이 된다. 전기분무 계면중합법으로 제조된 폐수처리 분리막은 기존 상용화 분리막보다 향상된 친수화도로, 오염 물질이 쉽게 분리막 표면에 부착되지 못해 오염방지성능 지표인 수투과도 회수율이 기존 보다 30% 이상 향상됐다.

김인수 교수는 “이번 연구는 염료는 확실히 제거하고 고농도의 무기염은 회수함으로써 염색폐수 처리 비용 및 염색 비용을 절감할 수 있는 분리막을 개발했다”며 “향후 전자산업 폐수처리 및 유수분리 공정 등 수처리 시장에서 널리 적용되길 기대한다”고 말했다.

본 연구는 지스트가 지원하는 GRI(GIST 연구원) 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 재료과학분야 국제학술지에 7월 22일 온라인으로 게재됐다.


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