분리막 기반 이산화탄소(CO2) 포집 기술은 에너지 효율이 높고, 공정이 단순하며 모듈화가 가능하다는 장점으로 인해 다양한 산업 공정에서 주목받고 있는 차세대 탄소 저감 기술이다. 본 논문에서는 발전소, 시멘트 생산, 철강 제조, 바이 오가스 업그레이딩 등 주요 산업 공정에서의 CO2 포집 기술을 중심으로, 관련 분리막 소재, 공정 구성 방식을 포함한 실제 산업 응용 사례를 체계적으로 정리하였다. 특히 산업별 배출가스 조성, 운전 조건, 적용된 분리막의 특성과 성능을 비교⋅분 석하고, 시뮬레이션 연구 및 파일럿 규모의 실증 데이터를 바탕으로 분리막 공정의 성능과 한계를 다각적으로 평가하였다. 또 한 각 산업에서의 공정 조건에 따른 분리 전략과 적용 가능성을 제시함으로써, 분리막 기반 CO2 포집 기술의 현재 기술 수준 과 더불어 향후 상용화를 위한 과제 및 공정 최적화 방향에 대한 실용적 시사점을 도출하였다.

The cost of treating water purification plant water treatment residuals is high, with a low recovery rate and unstable effluent water quality, particularly in plants using lake and reservoir water sources in severe cold regions. Maximizing water resource utilization requires integrating water treatment residuals concentration and treatment effectively. Here, ceramic membrane technology was employed to separate supernatant and substrate after pretreatment. Optimal settling was achieved using 75 μm magnetic powder at 200 and 4 mg/L of nonionic polyacrylamide co-injection. Approximately 65% of the separated supernatant was processed by 0.1–0.2 μm Al2O3 ceramic membranes, yielding a membrane flux of 50 L/m2h and a water recovery rate of 99.8%. This resulted in removal rates of 99.3% for turbidity, 98.2% for color, and 87.7% for color and permanganate index (chemical oxygen demand, COD). Furthermore, 35% of the separated substrate underwent treatment with 0.1–0.2 μm mixed ceramic membranes of Al2O3 and SiC, achieving a membrane flux of 40 L/m2h and a water recovery rate of 73.8%. The removal rates for turbidity, color, and COD were 99.9%, 99.9%, and 82%, respectively. Overall, this process enables comprehensive concentration and treatment integration, achieving a water recovery rate of 90.7% with safe and stable effluent water quality.