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성게 모양 나노 입자의 인산염 회수 원리 |
수처리 정화 과정에서 녹조를 유발하는 '인'을 고효율 회수하는 동시에 유해 미생물 살균까지 하는 신소재가 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST·원장 오상록)은 최재우·조경진 물자원순환연구단 박사팀이 이 같은 성과를 거뒀다고 21일 밝혔다.
개발 소재는 물속 총대장균군 살균, 빠른 인 제거·회수의 이중 기능을 갖췄다. 회수한 인은 비료, 청관제, 세제 등 산업 소재로 재활용 가능해, 순환 경제 실현에도 기여할 수 있다.
성게 모양 나노 구조로 세계 최고 인 회수 성능을 구현했다. 1㎏당 약 1.1㎏의 인산염을 단 5분 만에 회수할 수 있다. 기존 기술 대비 매우 빠르고 효율적인 수치다.
이번 기술은 전기 없이 작동 가능한 친환경 시스템이다. 외부에서 자석 자기장을 활용해 소재 움직임을 정밀 제어할 수 있어 기존 수처리 기술 대비 소비 에너지를 99% 이상 절감할 수 있다. 또 탄소 배출과 에너지 비용을 줄여 물 부족 및 기후 위기에 대응하는 유망 대안 기술이 될 수 있다.
개발 신소재와 제어 기술은 하수처리장, 정수장, 축산 및 산업 폐수 처리 현장 등 다양한 수처리 환경에 적용 가능하다.
인과 같은 영양염류 농도가 높은 산업·농업 현장에서 녹조 유발 물질 제거와 자원 회수를 동시 달성할 수 있다. 또 이 기술은 살균 기능까지 갖춰 안전한 수자원 확보에도 효과적이다. 별도 전력이나 복잡한 설비 없이 설치·운영이 가능해 에너지 인프라가 부족한 농촌에서도 활용이 용이하다.
향후 휴대형 수처리 장치, 자연재해 대응용 응급 정화 시스템, 저개발국가용 이동식 설비 등으로도 확대 적용이 기대되며 스마트팜, 정밀농업, 친환경 산업단지 등에서도 활용할 수 있다.
최재우 박사는 “인 제거와 미생물 살균이라는 두 공정을 하나로 통합한 데 의의가 있으며, 다양한 수질 환경에 적용할 수 있는 저에너지 수처리 솔루션을 제시할 수 있다”고 설명했다. 조경진 박사는 “염소 약품이나 전기 없이 총대장균군을 살균할 수 있음을 보여준 점에 의미가 있으며, 에너지 절감형 살균 기술로 발전 가능할 것”이라고 전망했다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
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