[한국에너지신문] 합성섬유와 플라스틱 제조과정에서 나오는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 중합폐수에서 메탄과 수소 등 에너지 원료를 생산하고 발암물질을 제거하는 기술을 국내 연구진이 개발해 관심을 모으고 있다.
금오공대 화학소재융합학부 김태오 교수 연구팀은 다량의 탄소원과 수소원이 들어 있는 PET 중합폐수를 전기화학적 환원법으로 처리해 에너지 원료를 생산하면서 폐수 내 발암물질을 처리할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
각종 합성섬유나 플라스틱을 생산하는 중합공정에서는 나오는 폐수에는 에틸렌글리콜(EG), 테레프탈산(TPA) 등이 들어 있어 중합반응으로 발암물질인 1,4-디옥산(1,4-Dioxane)이 생성된다.
현재 PET 중합폐수 처리에는 생물학적 처리법(활성슬러지법), 분리막 생물반응기(MBR) 등 고도산화처리(AOPs)기술 등이 적용되고 있으나 처리효율이 낮고 운전비용이 많이 들며 공정이 복잡해 개선이 필요하다.
김 교수팀은 이 연구에서 자체 개발한 무격막형 전기화학적 환원법으로 더 낮은 전압으로 발암물질을 제거하면서 메탄과 수소를 생산하는 데 성공했다.
무격막형 전기화학적 환원법은 격막(이온교환막)을 사용해 선택적으로 이온교환을 유도, 특정 물질을 생산하는 기존 전기화학적 환원법과 달리 격막을 없애고 더 낮은 전압의 전기에너지를 이용해 오염물질을 에너지 원료로 변환시킨다.
연구진은 무격막형 전기화학적 환원법은 기존 처리법보다 적은 운전 비용으로 높은 폐수 처리효율을 얻을 수 있고 공정도 간단해 기존 처리공정에 응용하면 효율과 운전조건을 개선할 수 있다고 설명했다.
김태오 교수는 “이 연구는 폐기물로만 여겨졌던 PET 중합폐수를 이용해 고부가가치의 에너지 원료를 생산하고 동시에 발암물질도 제거할 수 있는 선순환 과정을 구축한 것”이라며 “낮은 처리효율을 보이는 기존 처리법을 대체할 수 있는 효율적인 폐수처리공법”이라고 말했다.
한국연구재단 일반연구지원사업을 통해 수행된 이 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 2월 4일자에 게재됐다.
