염화동 에칭 공정에서 발생한 철염 폐수를 전구체로 활용하여 마그네타이트(Fe3O4)를 합성하고, 이를 인산염 흡착 및 회수에 적용하였다. 합성 조건 최적화를 위하여 Box–Behnken Design를 적용한 반응표면분석법(Response Surface Methodology, RSM)을 활용하여 회귀모델을 구축하였다. 모델을 통해서 도출한 최적 합성 조건은 Fe3+/Fe2+ 비율 1.7, NaOH 농도 0.7 N, 숙성 시간 86.3분으로 확인되었다. 해당 조건에서 합성된 마그네타이트는 10.9 mg-P g-1 마그네타이트의 인산염 흡착 용량을 나타내었다. 기기 분석 결과, 최적화된 마그네타이트는 고순도 결정 구조와 초상자성 특성을 나타냈으며, 비표면적과 반응성이 향상된 것이 확인되었다. 또한 연속 회분식 반응조(Sequencing Batch Reactor, SBR)에 적용한 결과, 5회 반복 흡착–탈착 동안 평균 인산염 회수율은 46.6%로 나타났다. 유입 인산염 농도가 200 mg-P L-1의 고농도 조건에서도 회수율이 안정적으로 유지되어, 마그네타이트가 인산염 흡착제로서의 활용 가능성과 안정성을 입증하였다.

This study evaluated the field-scale performance of an amorphous iron hydroxide (Fe(OH)3)-based desulfurizing agent for the removal of sulfur-based odorous compounds emitted from wastewater treatment facilities, including equalization tanks and sludge dewatering unit facilities. Hydrogen sulfide (H2S), methyl mercaptan (MM), dimethyl sulfide (DMS), and dimethyl disulfide (DMDS), which account for over 60~80% of total odor impact in such facilities, were targeted in this research. A drytype adsorption system packed with porous amorphous Fe(OH)3 was installed at a wastewater treatment plant and operated continuously for 45 days. Odorous gas concentrations were measured before and after treatment using portable analyzers and gas chromatography-pulsed flame photometric detector (GC-PFPD). The desulfurizing agent demonstrated a high H2S removal efficiency of over 99.9%, even under high inlet concentrations exceeding 500 ppm. Physicochemical analyses including XRD, XRF, EDS and BET confirmed that the material was amorphous, possessed a high surface area (243.4 m2/g), and exhibited a mesoporous structure favorable for gas adsorption. Hysteresis observed in nitrogen adsorption isotherms indicated a bottleneck-shaped pore structure, which enhances adsorption of odorous gases and removal efficiency. Notably, the system maintained stable performance under varying humidity without significant degradation.

본 연구에서는 Na2SO4 폐수 처리를 위한 바이폴라막 전기투석(bipolar membrane electrodialysis, BPED)에 적용하 기 위한 sulfonated poly(phenylence oxide) (SPPO) 기반 강화 양이온교환막(cation-exchange membrane, CEM)을 제조하고 그 성능을 평가하였다. 특히, 다양한 open area, opening size, 두께를 가지는 직조형 지지체를 사용하여, 지지체가 강화막의 물리 적 및 전기화학적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 실험 결과, open area와 opening size가 증가할수록 이오노머의 충진율 이 증가하고 이온 전도 경로가 개선되어 막의 전기적 저항이 감소하고 함수율은 증가하는 경향성을 나타내었다. 한편, OH- 이온은 함수율이 높은 조건에서 막을 통해 더 쉽게 투과하였으며, SO4 2‒ 이온은 지지체의 특성과는 상관없이 전반적으로 낮 은 투과도를 나타내었다. 또한 제조막의 특성과 산/알칼리 조건에서의 내화학성을 종합적으로 고려한 결과, polypropylene (PP)이 가장 적합한 보강재 소재로 판단되었으며, 이를 활용하여 제조한 강화막은 상용막 대비 우수한 인장강도와 구조적 안 정성을 나타내었다. 개발된 강화 CEM을 BPED에 적용한 결과, 상용막 대비 막을 통한 SO4 2‒ 누출이 현저히 억제되어 산/염 기 순도, 전류 효율, 및 에너지 효율이 향상됨을 확인할 수 있었다.

과불화화합물(PFAS)은 높은 화학적⋅열적 안정성으로 인해 환경에서 쉽게 분해되지 않고 축적되며, 생식 독성, 내분비계 장애 등 다양한 유해성을 나타내 글로벌 규제의 중심에 있다. 특히 반도체 제조 산업은 PFAS 계열 화학물질을 공정 중 직접 사용하거나 부산물 형태로 배출하고 있어, 이들 물질의 배출 현황과 특성에 대한 면밀한 관찰과 관리가 필수적이다. 본 연구는 반도체 제조 공정에서 발생 가능한 PFAS의 배출 경로를 공정 단계별로 체계적으로 분석하고자 하였다. 이를 위해 반도체 공정 중 PFAS의 사용 및 유출 가능성이 높은 포토 공정, 습식 화학 공정, 건식 화학 공정을 구분하여 각 단계에서 PFAS가 어떤 방식으로 사용되고 어떤 경로로 배출되는지를 체계적으로 검토하였다. 분석 결과, 포토 공정에서는 포토레지스트에 포함된 광산발생제를 통해 PFAS가 직접적으로 사용되는 것으로 나타났으며, 습식 공정에서는 식각 및 세정 단계에서 PFAS 계면활성제가 폐수로 유입되는 경로를 확인하였다. 건식 공정에서는 불소계 가스 및 리간드(Ligand) 물질이 간접적인 PFAS 발생원으로 작용할 수 있으며, 공정 내 화학적 분해 반응을 통해 형성되는 PFAS 유사물질의 배출 또한 고려할 필요가 있음을 밝혔다. 본 연구는 반도체 제조 공정에서의 PFAS 배출 특성을 공정 구조와 연계하여 통합적으로 분석함으로써, 향후 PFAS 저감 기술 개발 및 규제 대응을 위한 기술적⋅제도적 관리 방안 수립을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

황산은 뛰어난 촉매제로서의 특성과 경제성으로 산업현장에서 다양한 화학 반응에 널리 사용되고 있다. 그러나 황산은 사용 후 재활용이 불가능하고 대량의 폐수를 발생시키는 특성이 있어 폐기과정에서 환경오염의 위험이 있으며 폐수 처리 과정에서 추가적인 비용 과 에너지가 소모된다. 본 연구는 황산을 대신할 수 있는 친환경 촉매제를 활용하여 폐수 의 배출을 줄이고 기업의 친환경 경영을 강화할 수 있는 방안을 모색하고자 실시되었다. 연구에서는 아민 산화반응을 위해 사용되는 말레인산 무수물 기반 고분자 촉매인 PIMA 과 POMA을 평가하여 피리딘 유도체의 아민 산화반응을 최적화하였다. POMA 촉매는 아연 피리치온 합성에 적용되었으며, 98% 이상의 선택성과 93% 이상의 합성 수율로 높은 촉매 활성을 보였다. 또한 촉매는 여과 과정을 통해 쉽게 회수되었으며, 회수율은 99.8% 를 초과하였고, 여러 번 사용 후에도 활성을 유지하였다. POMA 촉매는 전통적인 황산 촉매를 대체하여 폐수 발생에 의한 환경 부담을 최소화하고 기업의 ESG 경쟁력을 높이는 데 기여할 것으로 기대한다.

A study on the denitrification of reverse osmosis(RO) concentrated wastewater from sewage reuse treatment plant in P city was conducted using waste desulfurization agent obtained from desulfurization process. Sulfur-based autotrophic denitrifying carrier comprises the predetermined amount of waste iron sulfide (FeS, Fe2S3), mine drainage sludge and elemental sulfur showing mesoporisity with 9.9 nm (99 Å) of average pore size. Sulfur denitrifying bacteria and sulfur reducing bacteria were implanted into the pores of sulfur denitrifying carrier. Nitrate was not affected by empty bed contact time (EBCT). It is probably due to larger reducing capacity of the carrier than the concentration of nitrate in RO concentrated wastewater. Total nitrogen (T-N) removal efficiency exhibited about 90% after 4 days. Sulfate ion was surprisingly decreased with sulfur autotropic process due to the reduction of sulfate ion to HS- and S2- by sulfur reducing bacteria. Sulfide and hydrogen sulfide ions were then taken by Fe(OH)3, main component of mine drainage sludge, releasing OH-. Alkalinity was therefore maintained between 7.5 and 8.5 in pH by the released OH-. Also, it had the effect of suppressing the production of H2S, which causes bad odor.

해당 연구는 산업 폐수에서 염료를 효율적으로 제거하기 위한 고급 박막 나노복합체(TFN) 기반 나노여과막을 개 발하여 효과적인 폐수 처리 방법을 제시합니다. 최근 연구의 동향을 보면, 나노카본, 실리카 나노스피어, 금속-유기 프레임워 크(MOF) 및 MoS2와 같은 혁신적인 재료를 포함하는 TFN 막의 제조에 중점을 둡니다. 주요 목표는 염료 제거 효율을 향상 시키고 오염 방지 특성을 개선하며 염료/염 분리에 대한 높은 선택성을 유지하는 것입니다. 이 논문은 넓은 표면적, 기계적 견고성 및 특정 오염 물질 상호 작용 능력을 포함하여 이러한 나노 재료의 뚜렷한 이점을 활용하여 현재 나노여과 기술의 제 한을 극복하고 물 처리 문제에 대한 지속 가능한 솔루션을 제공하는 것을 목표로 합니다.