화학뉴스

도레이(Toray)가 수처리 시스템의 효율을 개선한 UF(Ultrafiltration) 막을 개발했다.
도레이는 최근 미국에서 개최된 세계 최대 수처리막 학회 Membrane Technology Conference에서 UF막과 RO막(역삼투분리막)을 접목시킨 하·폐수 재이용 프로세스에서 높은 투수능력을 유지하면서 RO막의 부하를 경감하고 장기간 안정적으로 양질의 물을 공급할 수 있는 제거 효율화 UF막을 발표했다.
제거 효율화 UF막은 UF막과 RO막을 연결한 하수처리용 플랜트에서 시험한 결과 RO막의 투수량 저하를 3분의 1로 억제하면서 RO막 교환·폐기에 따른 이산화탄소(CO2) 배출량을 30% 이상 감축 가능함을 확인한 것으로 알려졌다. 가동동력 및 약품 사용량도 감소해 수요기업의 물 생산 토탈 코스트도 줄어들 것으로 기대된다.
도레이는 한국 사업장에서 제거 효율화 UF막을 생산할 계획이며 2025년 중반부터 북미를 시작으로 공급할 예정이다.
글로벌 시장에서 UF막과 RO막을 병용해 하수 및 공장 폐수를 음료수와 반도체 제조용 초순수로 재이용하는 프로세스가 빠르게 확대되고 있으나 기존 UF막이 하수·폐수 처리수에 대량 함유되는 바이오 폴리머 제거성능이 낮아 후열인 RO막의 세정빈도가 높아지면서 약품 사용에 따른 물 생산 코스트와 이산화탄소 배출량 증가 문제가 지적되고 있다.
제거 효율화 UF막은 하수 재이용을 비롯해 화학·철강·염색공장 등의 폐수 재이용 공정에서 RO막의 약품 세정, 가동 트러블 대응 저감, RO막 수명 연장에 기여할 것으로 기대된다.
도레이는 UF막 생산 시 미세공 형성 과정을 정량적으로 해석함으로써 고제거 성능을 갖춘 신규 UF막을 설계했다. UF막 해석에는 일본 이화학연구소(RIKEN)가 보유한 대형 방사광 가속기 SPring-8도 활용한 것으로 알려졌다.
폴리머 소재와 생산과정을 정밀 제어함으로써 분리층과 고강도 지지층으로 구성되는 독자적인 구조를 적용해 구경은 기존제품 대비 약 50%, 단위면적당 미세공 숫자는 200%에 달하는 유래없는 높은 제거성능과 투과성능을 겸비한 UF막을 구현했으며, 바이오 폴리머를 막 가장 바깥 표면에서 제거해 구멍이 막히는 현상을 억제하고 치밀구조를 통해 내구성을 높였다.
특히, 하수·공장폐수 등 다양한 폐수원에서 RO막의 오염을 유발하는 바이오 폴리머 투과량은 33% 수준임을 실증한 것으로 파악된다. (윤)