폐수로 에너지원 만든다
PET 중합폐수 내 오염물질을 에너지 원료로 변환 성공
2016-03-10 김현기 실장
[시사매거진]버려지는 산업폐수에서 메탄, 수소 등 신재생에너지의 원료를 생산하고, 발암물질을 제거하는 기술이 최초로 개발됐다.
미래창조과학부 일반연구지원사업의 지원을 받은 김태오 교수 연구팀(금오공대)이 합성섬유와 플라스틱 제조공정에서 발생하는 PET 중합폐수에서 신재생에너지로 사용하는 원료를 생산하면서 폐수 내 발암물질을 처리할 수 있는 기술을 개발했다고 한국연구재단이 밝혔다.
김태오 교수 연구팀은 PET 중합폐수에 다량의 탄소원과 수소원이 함유되어 있음에 착안하여 이를 전기화학적 환원법을 이용하여 높은 효율로 신재생에너지로 사용 가능한 원료를 생산할 뿐 아니라, 폐수 내 존재하는 발암물질을 효율적으로 제거할 수 있는 공법을 개발했다.
연구팀은 자체개발한 무격막형 전기화학적 환원법을 이용하여 더 낮은 인가전압에서 발암물질을 제거하면서 신재생에너지로 이용 가능한 원료를 생산했다.
PET 중합폐수의 중합반응에 의해 생성되는 1, 4-디옥산(1,4-Dioxane)은 미국 환경보호국(U.S.A EPA)에서 발암 가능성 물질로 분류되어 있으며, 인체 및 생태계 유해성을 갖는 물질이다. 현재 PET 중합폐수는 생물학적 처리법(활성슬러지법), 분리막 생물반응기(MBR), UV/H2O2 산화 등의 고도산화처리(AOPs)기술 등으로 처리하고 있으나, 처리효율이 낮고 운전비용이 많이 들며, 복잡한 공정으로 인해 개선이 필요한 실정이다.
연구팀이 개발한 무격막형 전기화학적 환원법은 기존 처리법에 비하여 적은 운전비용으로 높은 폐수 처리효율을 얻을 수 있을 뿐 아니라 공정 또한 간단하여 기존 처리공정에 응용하면 효율과 운전조건을 개선할 수 있다.
김태오 교수는 “기존에 폐기물로만 여겨졌던 PET 중합폐수를 이용해서 고부가가치의 에너지를 생산하고 동시에 발암물질도 제거할 수 있는 선순환과정을 구축했다”며 연구의 의의를 설명했다. 이 연구성과는 세계적 권위의 학술지인 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports) 2월 4일자에 게재됐다.