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역삼투막의 개발 전망

전문가 제언: ○ 역삼투막 장치는 순수 제조, 유가물 회수와 같은 수처리 공정에서의 핵심 장치이며 에너지 효율이 높아 세계시장에서의 비중이 급증하고 있다. 초순수 제조나 배수 회수 시스템에서는 1차 시스템에서의 역삼투막 장치의 성능 유지가 관건이다. 특히 역삼투막의 투과유속을 저하시키는 막 오염에 있어서는 다양한 대책이 강구되어야 한다. 후단 유닛의 부하 저감 또는 성능이 저하된 역삼투막의 복원기술의 개발도 필요하다.

○ 우리나라는 해수담수화 플랜트 산업을 제2의 원전산업으로 육성해 2020년까지 세계시장 점유율 23% 달성 목표를 세웠다. 이에 화학 섬유 기업과 대형 건설사들이 중심이 되어 해수담수화, 고도하수처리 등에 대한 전략 개발에 매진 중이다. GS건설은 2009년부터 역삼투막을 이용한 해수담수화 시험공장을 당진에 운영 중이다. 웅진케미칼은 세계 3번째로 해수담수용 16인치 역삼투 분리막의 개발, 상용화에 성공했으며 2009년 기준 전 세계 10%의 삼투막 시장점유율을 달성했다. 광주과학기술원 신소재공학부 연구팀은 수처리용 역삼투막 등을 개발할 수 있는 분자망 구조의 유기물을 다양하게 가공할 수 있는 유기졸겔법을 2010년 9월 세계 최초로 제시했다.

○ 운전에 따른 역삼투막 오염의 원인 중 스케일 부착에 의한 무기오염 대책으로는 운전조건 최적화와 탈탄산, 연화장치 설치 등과 인산계 등의 스케일 분산제의 사용도 유효하다. 유기오염 대책으로는 전처리 시스템 등에서의 응집조건을 최적화하여 유기오염 물질을 제거해야 한다. 체류시간, pH의 조정은 물론이고 응집제 양의 최적화도 중요하다. 응집제가 너무 많으면 과잉의 응집제가 역삼투막를 오염시킨다.

○ 계면중합법에 의한 폴리아미드제 역삼투막이 출현하여 저압화, 저코스트화 등이 진행된 결과 수처리에서 역삼투막 시스템의 적용은 크게 신장 되었다. 보다 다양한 전개를 위해서는 가교제 이용에 의한 내염소성 향상, 시판막의 표면처리에 의한 친수성화, 계면중합시 무기다공성 재료 도입에 의한 투과유속 향상 등, 막 제조기술이 포화상태인 폴리아미드막에 새로운 원리를 도입할 수 있는 신기술의 개발이 절실하다.

저자: Hideto Matsuyama and Yoshikage Ohmukai
자료유형: 학술정보