IPA는 에폭시 수지제조 등과 같은 화학물질 및 화학제품 제조업과 반도체 제조공정, LCD 제조공정 등과 같은 전자부품 제조업에서 많이 사용 하며, 의료용 물질 및 의약품 제조업에서 시약원료, 인쇄 및 기록매체 복제업에서 잉크의 용제로 쓰인다. 일반적으로 IPA를 사용하는 공정에 따라 다양한 중량%의 IPA가 포함된 폐수가 발생된다. 이렇게 발생된 폐수는 유기화합물, 그중에서도 알코올의 회수라는 측면에서 보면, 증류공정을 이용하여 분리농축 시 원 폐수의 IPA농도가 낮으면 경제성이 없으며 증류공정이 가능하더라도 공비혼합물을 생성하면서 87.9%의 IPA가 물과 함께 존재하여 분리･농축의 한계를 가진다. 한편으로 이러한 IPA폐수를 수처리라는 측면에서 보면, IPA의 농도가 너무 높아 IPA의 농도를 1%이하로 낮추어 희석･처리해야하는 또 다른 문제점이 상존한다. 이러한 문제점을 보완하기 위해 투과증발분리막공정이 상용화 되었지만, 현재는 증류공정의 전 단계 공정으로써 이용되고 있다. 이와 다르게 증기투과분리막공정을 이용한다면 증류공정의 한계가 가지는 공비혼합물의 생성 없이 IPA폐수로부터 수분을 제거하여 IPA를 선택적으로 분리할 수 있고, 90~99 중량% 이상의 농도로 농축하여 재활용 할 수 있다. 본 연구는 증기투과분리막공정을 이용하여 30~80 중량%의 IPA를 증기투과공정으로 수분을 제거하여 90~99 중량% 이상의 농도로 농축하였으며 유입IPA의 농도, 유입유량, 온도, pH, 스윕 가스량 등 다양한 인자들에 대하여 최적화된 공정인자들을 도출하고자 하였다.

반도체 소자가 초고집적화 되면서 제조 공정은 다양해지고 더욱 복잡해졌으며, 각 공정 후에는 많은 잔류물과 오염물이 웨이퍼 표면에 남게 된다. 따라서 이 잔류물과 오염물을 제거하는 세정공정은 반도체 공정에서 매우 중요한 과정 중 하나이다. 반도체 제조 공정은 약 400개 단계의 제조공정으로 이루어져 있으며 이들 중 적어도 20% 이상의 공정이 웨이퍼의 오염을 막기 위한 세정공정과 처리공정으로 이루어져 있다. 제조과정에서 발생하는 Water mark를 제거하기 위해 IPA(Iso propyl alcohol)를 사용하여 웨이퍼 표면을 세정 및 건조하는데, 공정 후 배출되는 IPA 폐액의 경우 그 독성으로 인해 미생물이 사멸되어 기존의 처리방법으로는 처리가 어려우며, 이를 폐기물로 위탁 처리하고 있다. IPA 세정공정에서 배출되는 폐액의 IPA농도는 30% 수준으로 기존 증류법을 통한 증발농축으로 IPA를 농축하는데 많은 Utility 비용이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 IPA를 95%이상 고농도로 농축하기 위해 분리막을 이용한 증기투과 공정을 설계하였고, Lab scale 장치에서 다음과 같은 조건(공급 IPA 농도 30%, 조작온도 130℃, 유량 3kg/hr)에서 IPA 농도는 99% 수준으로 나타났다. 이를 토대로 Scale-up화하여 Pilot scale 장치에서 공급 IPA 농도, 온도, 유량 등의 운전인자를 변화시켜 IPA를 95%이상으로 농축하기 위한 최적조건을 도출해 보고자 하였다.