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(국문) Bipolar막 전기투석에 의한 산업폐수의 처리 (영문) Treatment of Industrial Waste Water by Bipolar Membrane Electrodialysis

연구사업구분 산학연협력기술개발 고유번호 00-4-10-13
연구기간 주관기관 명지대학교
연구책임자 강안수
연구목적 산업폐수 특히 제지산업, 정밀화학공장 및 핵발전소의 연소물질의 재처리
시의 페수 등을 처리함은 물론 폐수중에 포함된 유효성분을 유해가스를 발
생하지 않고 값싼 초기 투자비용과 유지비로 회수, 정제할 수 있는 방법
을 모색할 수 있다면 매우 바람직한 일이다.
Bipolar막 기술은 양이온과 음이온 교환막을 복합시킨 막으로 이온성 염류
를 액체상태에서 분리, 농축하는 공정으로 종래에는 담수화 공정에 주로
이용되어 왔으나 높은 이온선택성, 낮은 전기저항 및 높은 열적, 화학적
그리고 기계적 특성을 가진 공정을 개발하여 환경, 식풍, 환경 및 화학공
정 등으로 그 응용 범위가 확대되고 있다.
Bipolar막의 고전적인 기술로서는 소금, 산, 알카리 이온의 분리, 농축 등
에 이용되어 왔으나 경제적이면서 화학적, 물리적 안정성을 가지는 막의
개질화와 system의 개선으로 그 적용벙위가 확대되고 있는 추세이다.
또한 환경적인 측면에서 볼 때 Green Round, ISO 1400 도입 등 국내외적으
로 환경도전에 대한 요구가 급증하면서 환경에 대한 투자증대가 요구되어
지고 있으며 자원의 재활용이라는 환경친화적 이미지 제고가 필요한 현실
이다.
세계적으로 bipoiar막 기술은 미국과 일본 및 유럽이 선두주자로서 세계시
장 90%이상을 점유하고 있는 현실이고 미국의 경우 DOE, EDA 및 NIST 등
의 국가차원에서 기술개발을 진행시키고 있으며 일본은 Aqua
Renaissance'9O의 일환으로 MITI등의 지원으로 산업체와 대학에서 활발히
진행되고 있다.
그러나 물의 해리를 촉진시키는 mechanism에 대해서는 아직까지 정확히 밝
혀진 바가 없기 때문에 전류효율 및 에너지 효율면에서 부가가치가 높은
상업화된 막이 제조되지 못하고 있는 실정이어서 bipolar막에 대한 이론
적 연구가 필요하다고 보인다.
현재 국내의 bipolar막을 이용한 전기투석법은 초보적인 단계로 일부 대학
에서 단순한 양 또는 음 이온교환막을 제조하여 이온교환 용량, 막저항
및 물리·화학적인 특성을 높이는 수준이나(연세대, 명지대 본 연구실),
bipolar막을 합성하여 산, 염기의 회수에 관한 기초적인 연구(광주과기원)
단계에 있는 수준으로 알고 있다.
특히 국내 기업에서는 분리막기술에 대한 관심이 높아 정밀여과막, 한외여
과막 및 역상투막 등에 관한 연구 및 상품화는 활발하게 이루어지고 있으
나 bipolar막 및 전기투석막에 대한 연구는 몇몇 탈염 분야에 실험적으로
도입하여 가동하고 있는 실정이고 pilot scale의 제품가격이 너무 비싼 관
계로 user들이 섣불리 사용을 하지 못하고 있는 실정이다.
본 연구진은 분리막을 이용한 수처리에 관심을 가지고 그동안 꾸준히 기초
연구와 상용화를 위한 프로젝트를 수행해왔다.
특히 polysulfine을 이용한 이온 선택성이 높고 기계적, 화학적으로 안정
한 이온교환막에 관한 연구를 오래동안 수행하여 왔기 때문에 그 노하우
가 상당히 축척 되어 있다고 자부한다.
이러한 배경을 바탕으로 bipolar막을 이용한 이온교환막 및 전기투석막에
관한 연구의 활성화에 기여 하고자 한다.
연구내용 Bipolar막 전기투석에 의한 산업폐수의 처리
활용계획

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