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.

수처리 분리막 분야에서 고분자는 세라믹과 함께 가장 중요한 소재로 이용되고 있다. 본 총설에서는 이러한 고분자 분리막 소재의 기술동향을 상용화 제품을 중심으로 분석하고자 하였으며, 이를 위하여 수처리 분리막의 종류에 따라 MF (Microfiltration), UF (Ultrafiltration), NF (Nanofiltration)/RO (Reverse Osmosis) 분리막으로 구분하여, 국가별, 소재별, 회사 별 고분자 분리막 제품 동향을 살펴보았다. 이를 통하여, 각 분리막 종류별로 주로 사용되고 있는 소재의 종류를 파악할 수 있었으며, 동시에 시장 지배적인 위치에 있는 업체들을 파악하고 이들 업체들이 어떤 소재들로 제품 포트폴리오를 구성하고 있는지 분석할 수 있었다. 이러한 결과들을 바탕으로 각각의 분리막 종류에 따른 소재 시장의 특징을 제시하였으며, 이런 특징을 바탕으로 각 시장에 신규로 진입하기 위한 기술 개발 전략을 제안하였다.

현재의 역삼투막 담수화는 전체 담수화 시장의 60%정도를 점유하고 있으며, 향후 2020년에는 70%까지 증가할 것으로 예상되고 있다. 역삼투막 공정의 Cost는 전처리 공정, 멤브레인 배치, 원수 및 최종 생산수의 요구수질 조건 등에 따라 다르므로, 설계에서 운영에 소요되는 모든 비용 구성을 이해하는 것이 중요하다. 대부분 전력비와 시설투자 비용에 80% 이상이며, 운영/유지보수에 20% 정도 차지한다. 당사에서는 역삼투막 전력비저감 및 고효율 전처리 개발과 운영/유지비용을 줄이기 위한 기술개발을 하고 있다. 또한 탈황 폐수처리를 위한 증발 무방류(Zero Liquid Discharge) 공정에 역삼투막(RO) 또는 정삼투막(FO) 공정을 결합하여 증발기의 용량을 줄여 열/전기에너지를 저감하는 공정 연구와 저염분 처리를 위한 전기화학 탈염 공정(CDI) 연구 개발을 수행하고 있다.

Although microalgae are considered as a promising feedstock for biofuels, cost-efficient harvesting of microalgae needs to be significantly improved. In this study, the use of electro coagulation as a more rapid flocculation method for harvesting a freshwater (Scenedesmus dimorphus) microalgae species was evaluated. The results showed that, electro coagulation was shown to be more efficient using an aluminum anode than using an iron anode. And optimum conditions of electro coagulation for harvesting Scenedesmus dimorphus were found. The optimum stirring speed was 100 rpm and optimum pH was 5. Furthermore, the current density which the fastest and highest recovery efficiency is achieved at 30 A/m2, while the highest energy efficiency was achieved at 10 A/m2. A the rapid and high recovery efficiency indicate that electro coagulation is a particularly attractive technology for harvesting microalgae.

나노 소재는 표면적이 매우 크고 크기나 기공이 균일하여 분리막에서 물질 전달 통로나 특수한 기능성을 갖게 하는 소재로 이용이 가능하다. 그러나 나노 소재 및 나노 기술을 기반으로 한 분리막의 상용화를 위한 여러 가지 기술적인 한계가 존재하며 최근 나노 소재 및 제조 기술이 발전하고 다양해짐에 따라 분리막에 나노 소재 및 기술을 활용하려는 연구가 많이 진행되고 있다. 나노 소재 및 기술을 활용하는 경우 기존 분리막의 투과도 및 선택도를 크게 높일 수 있으며 열적, 화학적, 기계적 안정성 및 내오염성을 향상시키거나 기능성 소재를 활용하여 분리막에 새로운 기능을 부여할 수 있다.