수처리 분리막 기술 이용 급부상
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특허청, 분리막 소재ㆍ제조 활성화 … 첨단산업ㆍ화학에서 식수로 생명체의 유지 존속을 위해서는 반드시 필요한 물을 안전하고 친환경적으로 처리할 수 있는 공정으로 분리막 공정이 크게 주목받고 있다.특허청에 따르면, 2000-2004년 5년간 수처리 분야의 분리막 관련특허 출원은 총 243건으로 2002년까지 크게 증가하다가 다시 감소하는 추세를 보이고 있으나, 분리막 공정의 핵심분야인 분리막 소재 및 제조와 관련된 출원건수는 지속적으로 증가하고 있다. 출원인별로는 외국인 출원비율이 점차 증가하는 추세이며, 특히 2004년에는 총 출원건수 39건 중 외국인 출원건수가 28건(72%)에 달했다. 선진국들이 일찍부터 여러 산업분야에 걸쳐 분리막 공정을 도입하고 있으며, 이로 인해 관련 연구개발이 수요자 요구에 맞춰 지속적으로 추진된 결과로 판단된다.
그러나 최근에는 먹는 물의 제조에서 오폐수처리까지 다양한 분야에 적용되고 있으며, 특히 1993년 미국, 1996년 일본에서 연이어 발생한 크립토 기생충에 의한 먹는 물 감염사고는 상수처리 분야에 있어 분리막 공정 도입의 계기로 작용했다. 분리막은 표면에 머리카락 굵기보다도 훨씬 작은(수μm이하) 육안으로 확인할 수 없는 미세한 기공을 가지고 있으며 기공의 크기 순으로 정밀여과막>한외여과막>나노여과막>역삼투여과막 등으로 구분할 수 있다. 분리막에 의한 오염물질 제거 메카니즘은 체분리(Sieve)효과, 즉 분리막 표면의 기공보다 작은 물질은 통과시키고 큰 물질은 통과시키지 않는 것으로, 수중에 포함된 유해한 유ㆍ무기 오염물질, 크립토 기생충, 박테리아 등을 거의 완벽하게 제거할 수 있어 안전한 물의 생산이 가능하고, 기존 수처리 공정에 비해 화학약품 사용량이 적어 친환경적 처리공정으로 평가되고 있다. 정밀여과막과 한외여과막은 상수처리에 의한 먹는 물 제조나 생활하수 및 공장폐수의 처리에, 나노여과막과 역삼투여과막은 오염물질이 거의 포함돼 있지 않은 순수한 물을 필요로 하는 분야에 적용되고 있다. 분리막 공정은 미국, 일본 및 프랑스 등과 같은 선진국에서는 이미 먹는 물의 제조를 포함한 다양한 수처리 분야에 적용해 상용화돼 있으나, 국내에서는 반도체 산업분야, 소형 정수기 및 해수의 담수화에 일부 제한적으로 사용되는 사례를 제외하면 먹는 물 제조를 위한 상수처리 적용은 전무한 실정이다. 그러나 환경부 주도로 2004년부터 시행하고 있는 수처리 선진화 사업에서 분리막 소재 개발, 중대형 막분리 고도정수처리 시스템 개발 및 상용화에 대한 연구를 활발히 진행하고 있으며, 안전하고 친환경적인 분리막을 상수처리에 이용하는 것이 세계적인 추세여서 가까운 장래에 국내에서도 상수처리에 분리막 공정이 도입될 것으로 예상된다. 표, 그래프: | 수처리분야의 분리막 관련특허 출원동향 | <화학저널 2005/07/13> |
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