폐수에서 에너지 만든다

국내 연구팀, 발암물질 제거까지 가능한 기술 개발

▲폐수에서 에너지를 생산하는 기술이 개발됐다.[사진제공=금오공대]

[아시아경제 정종오 기자] 버려지는 산업폐수에서 메탄과 수소 등 신재생에너지의 원료를 생산하고 발암물질을 제거하는 기술이 개발됐다. 국내 연구팀이 합성섬유와 플라스틱 제조공정에서 발생하는 PET 중합폐수에서 신재생에너지로 사용하는 원료를 생산하면서 폐수 내 발암물질을 처리할 수 있는 기술을 내놓았다.

PET 중합폐수란 합성섬유와 플라스틱 제조공정에서 발생하는 폐수를 말한다. 에틸렌글리콜(EG; Ethylene Glycol), 테레프탈산(TPA; Terephthalic Acid)이 함유돼 있어 중합반응에 의해 발암물질인 1,4-디옥산(1,4-Dioxane)이 만들어진다.

연구팀은 자체개발한 무격막형 전기화학적 환원법을 이용해 더 낮은 인가전압에서 발암물질을 제거하면서 신재생에너지로 이용 가능한 원료를 생산했다. 무격막형 전기화학적 환원법은 기존의 환원법에서 사용됐던 격막을 제거함으로써 더 낮은 전기저항과 인가전압에서 환원이 이뤄지고 더 높은 전류밀도와 생성물질의 효율을 보였다. 인가전압이란 외부전력에 연결된 전압계를 사용해 무격막형 환원장치 내 삽입된 음극과 양극을 통해 인가된 전압을 의미한다.

PET 중합폐수의 중합반응에 의해 생성되는 1, 4-디옥산(1,4-Dioxane)은 미국 환경보호국(EPA)에서 발암 가능성 물질로 분류하고 있다. 인체와 생태계 유해성을 갖는 물질이다. 연구팀이 개발한 무격막형 전기화학적 환원법은 기존 처리법에 비해 적은 운전비용으로 높은 폐수 처리효율을 얻을 수 있다. 이 뿐만 아니라 공정 또한 간단해 기존 처리공정에 응용하면 효율과 운전조건을 개선할 수 있다.

이번 연구는 김태오 금오공대 교수 연구팀이 수행했다. 김 교수는 "기존에 폐기물로만 여겨졌던 PET 중합폐수를 이용해 고부가가치의 에너지를 생산하고 동시에 발암물질도 제거할 수 있는 선순환과정을 구축했다"고 말했다.

연구 성과는 국제학술지인 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports) 2월4일자(논문명: High production of CH4 and H2 by reducing PET wastewater using a non-diaphragm-based electrochemical method)에 실렸다.