최근 수질 오염 문제의 심화와 수자원 회수의 중요성이 부각되면서, 분리막 기반 수처리 기술이 큰 관심을 받고 있다. 분리막 공정은 높은 분리 성능과 낮은 에너지 소비로 인해 기존 전통적 기술보다 친환경적인 대안으로 여겨져 왔으나, 석유 화학 기반 고분자, 단량체 및 유기용매에 의존하는 제조 및 폐기 과정에서의 환경적 한계가 지적되고 있다. 이에 따라 친환경적이고 생분해성이 우수한 천연물질 기반 분리막이 지속 가능한 대안으로 주목받고 있으며, 최근 다양한 연구가 활발 히 진행되고 있다. 본 총설에서는 천연소재를 활용한 수처리 분리막 연구를 소재별로 체계적으로 정리하고, 각 소재의 특성과 활용 사례를 고찰한다. 또한, 이러한 분리막의 잠재적 장점과 한계점을 논의하고, 향후 연구 방향을 제시함으로써 지속 가능 한 수처리 기술 개발을 위한 방향성을 제공하고자 한다.

강화학습은 지속적으로 변화하는 환경에서 최적의 해결책을 제시할 수 있도록 구현되는 머신러닝 알고리즘으로 시간 및 조건에 따라 변화하는 시스템의 최적화에 우수한 성능을 보이는 장점을 가지고 있다. 따라서, 최근 운영 조건과 시간에 따라 변화하는 상하수도 시설 및 취수원 등 현장 물환경 관리 최적화에 강화학습을 적용하기 위한 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 강화학습이 상하수도 시설 및 물환경 관리에 적용된 사례를 분석하였다. 상하수도 시설의 운영시 시설 운영의 목적에 맞는 처리수 수질을 유지하면서 운영에 필요한 에너지 소비 및 비용을 최소화하는 노력이 중요하다. 강화학습은 데이터에 기반한 반복적인 분석을 통해 시스템 운영의 최적 조건을 학습할 수 있으며, 다양한 연구 사례에서 강화학습의 적용을 통해 상하수도 시설 등의 운영 효율 개선이 가능함을 보여주었다. 하수처리 시설의 경우 강화학습을 활용하여 운영비의 많은 부분을 차지하는 폭기조 산소 공급과 내부 반송 펌프 운전을 최적화할 수 있으며, 정수장의 경우 약품 투입량 절감 등을 통해 운영비 절감 효과를 달성할 수 있음을 확인하였다. 또한, 용수 공급망과 저류조 운영의 최적화를 통해 상수도 및 하천 현장의 오염 발생을 저감할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 강화학습을 활용하여 기존의 경험에 기반한 시설 운영 방식의 한계를 개선하고 상하수도 시설 운영 및 물환경 관리 효율 향상에 기여할 수 있음을 확인하였다

과불화화합물(PFAS)은 우수한 내열성, 발수성, 내유성을 지닌 합성 화학물질로, 다양한 산업 분야에서 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나 이러한 무분별한 사용은 PFAS의 높은 화학적 안정성과 생물학적 축적성을 초래하며, 반도체 산업을 포함한 다양한 산업 활동에서 배출되는 폐수를 통해 생태계와 인류 건강에 심각한 위협을 초래하고 있다. 본 연구는 PFAS 중 대표적인 과불화옥탄산(PFOA)와 과불화옥탄설폰산(PFOS)를 중심으로 다양한 수처리 기술을 검토⋅분류하고, 각 기술의 메커니즘, 최신 연구 사례, 한계점 등을 종합적으로 분석하였다. 물리적 처리 기술로는 입상 및 분말 형태의 활성탄을 활용한 흡착법과, 나노여과(NF) 및 역삼투(RO)를 기반으로 한 막여과 기술이 포함되며, 화학적 처리 기술로는 고도 산화⋅환원 공정, 특히 붕소 도핑 다이아몬드(BDD) 전극을 이용한 전기화학적 산화 기술에 중점을 두었다. 이외에도 생물학적 처리 기술, Feammox 반응, 이온 교환 수지, 플라즈마 처리 등의 최신 기술의 적용사례와 PFAS 제거 메커니즘을 분석하였다. 특히, 최근에는 개별 기술의 한계를 보완하기 위한 상호보완적 융합 방식의 복합 공정 전략이 주목받고 있다. 본 논문은 이와 같이 다양한 수처리 기술에 대한 연구 동향을 분석함으로써, PFAS 제거를 위한 수처리 기술에 대한 통합적 이해와 실질적인 적용 가능성에 대한 통찰을 제공하고자 한다.

농산물 재배, 수확 후 세척 등에 사용되는 농업용수는 미생물에 오염될 경우 병원균을 농산물로 전파하여 식중 독을 유발할 수 있기 때문에 관리가 필요하다. 이 연구는 2021년부터 2023년까지 하천수, 저수지, 지하수 등 다양 한 수원의 농업용수에서 대장균군과 대장균의 오염 수준 을 조사하고 자외선(ultraviolet, UV) 소독이 농업용수 내 미생물을 저감시키는 데 얼마나 효과적인지 평가하였다. 농업용수의 미생물 수질조사 결과 대장균 오염도는 수원 에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 하천수의 대장균 농도는 평균 0.95±1.23 log CFU/100 mL였으며, 저수지는 평균 0.76±1.07 log CFU/100 mL, 지하수는 평균 0.1±0.47 log CFU/100 mL, 기타수원은 평균 0.6±0.87 log CFU/100 mL로 조사되었다. 수원별로 보면 하천수, 저수지, 지하수 순으로 높은 미생물 오염을 보였다. 다양한 용수 조건에 서 자외선 소독을 테스트한 결과, 99.9% 미생물 비활성화 에 필요한 UV 선량은 증류수에서 1.2-1.6 mW/cm2·sec, 농 업용수 원수에서 2.0-2.7 mW/cm2·sec 범위 였다. 고형물 응집제를 통해 전처리된 농업용수는 처리되지 않은 농업 용수 원수에 비해 자외선 투과율이 높았으며, 미생물을 99.9% 감소시키는 데 필요한 자외선 선량이 더 낮아지는 것으로 나타났다. 용수 자외선 투과도가 감소함에 따라 소독 효율이 감소함에도 불구하고 본 실험에서 조사된 선량 은 수질에 상관없이 수초 내 99.9%의 미생물 감소를 달 성하는 것으로 나타나, UV 소독기술은 농업용수의 미생 물 위험을 줄이는 데 효과적인 방법으로 판단된다.

Due to the rapid growth of electrical vehicle and portable electronics markets, huge amount of the rare earth elements (REEs) and lithium have been required for the manufacturers globally. Moreover, after life time of the battery pass, the waste batteries containing valuable metal resources should be recycled due to competitions between the countries who manufacturing the batteries. Therefore, the REEs and lithium recoveries from the e-waste and wastewaters become issue recently. However, the commercialized technology for the valuable metal recovery is limited. In this study, the uses of the REEs and other valuable metal resources such as lithium, uranium, and gold and there recoverying methods according to the different water conditions were investigated and summarized. Moreover, the possible expectations and suggestions for the future application of the valuable resource recovery were conducted as a review.