본 Topics에 게재된 정보(제품 가격, 제품 사양, 서비스 내용, 발매일, 문의, URL 등)는, 발표일 현재 기준의 정보입니다. 예고 없이 변경되어 검색일과 정보가 상이할 수 있는 점 양해 부탁 드립니다.
2019년 2월 12일
히타치금속주식회사
히타치금속주식회사(이하, 히타치금속)는, 해수 염수화 시 RO*1막의 폐색을 억제하는 세라믹스 흡착 필터(이하, CAF
*2)를 개발했습니다. 또한, 싱가포르 Nanyang Technological University의 Nanyang Environment & Water Research Institute(이하, NEWRI)와 공동으로 실증 실험을 실시한 결과, RO막의 폐색 원인물질을 CAF로 흡착하여, 해수 염수화 플랜트의 가동률 저하의 원인인 RO막 세정 빈도를 크게 저감시킬 수 있는 가능성이 열렸습니다. 이로써 조수 코스트의 저감을 기대할 수 있게 되었습니다. 향후, 실용화를 목표로 한 활동을 가속화하여, 수처리 비즈니스의 중심인 싱가포르에서 사업을 전개할 예정입니다.
최근 몇 년간, 인구 증가와 경제 성장, 기후 변동 등에 따른 물 수요 증가에 대한 대응은 세계적인 과제로, UN이 추진하는 지속 가능한 개발 목표(SDGs：Sustainable Development Goals)의 하나로서, 물에 대한 접근뿐 아니라, 수질・가격 등 질의 개선이라고 하는 목표가 설정*3되어 있습니다.
강수량이 적은 지역에서의 수자원 확보 방법의 하나로, 해수 염수화가 있습니다. 해수 염수화 시스템으로는 해수에 있는 염분의 제거에 RO막을 활용하는 것이 현재의 주류입니다. RO막으로 염수화 시에는, 해수에 포함되어 있는 유기물 등이 RO막의 표면에 부착되어 폐색을 일으켜 투수성능이 저하되곤 합니다. RO막의 폐색은, 펌프의 동력비 증가 및 RO막의 세정・교환에 따른 해수 염수화 플랜트의 가동률 저하 등, 조수 코스트 증가의 원인이 됩니다. 이 때문에, 해수 염수화 플랜트에서는 폐색 원인 물질을 처음부터 제거하여 RO막의 폐색을 억제하기 위한 전처리 공정이 필요하게 됩니다.
이러한 상황에, 프로테리얼은 RO막의 폐색을 억제하는 CAF를 개발했습니다. CAF는, 흡착재가 코팅된 다공질격벽을 가진 필터입니다. 구경보다 큰 물질을 물리적으로 배제하는 기존의 여과법과는 달리, 흡착이라고 하는 화학적인 작용을 이용하여 사이즈와 관계 없이, 특히 부에 대전하기 쉬운 용존유기물을 선택적으로 제거하여 RO막의 폐색을 억제합니다.
개발된 CAF를 활용하여 NEWRI와 실험실 규모로 실증 시험을 실시한 결과, UF*4막과 RO막의 사이에 CAF를 삽입하는 것으로, RO막 폐색의 진행을 늦춰 RO막의 세정빈도를 절반 이하로 저감시킬 수 있다는 실험결과를 얻을 수 있었습니다. 이를 통해, 해수 염수화 플랜트의 동력비 저감, 가동률 향상에 대한 가능성을 발견할 수 있었고, 조수 코스트의 저감을 기대할 수 있게 되었습니다.
향후, 실용화를 위한 노력을 가속화하여, 수처리 비즈니스의 중심인 싱가포르에서부터 사업을 전개해 나갈 예정입니다.
해수 염수화는, 수자원을 얻는 수단으로서 중요성이 높아지고 있습니다. NEWRI는, 조수 코스트의 절감으로 연결되는 프로세스 효율을 향상시킬 수 있는 기술의 검토를 위해 프로테리얼과 협력할 수 있어 기쁘게 생각합니다. 또한, 싱가포르에서의 사업확대에 대한 히타치금속의 활동에 크게 기대하고 있습니다.
지속 가능한 성장을 위한 환경・에너지・자원 문제에 대한 대응이, 전세계의 큰 공통과제로 남아 있습니다. 이번에 NEWRI와 함께 물 부족이라고 하는 사회 과제의 해결을 향해 한 걸음 다가갈 수 있었던 점을 기쁘게 생각합니다. 저희들은, 소재의 힘을 이끌어 내는 것으로 미래사회의 발전에 기여해 나가겠습니다.
이상
주식회사 프로테리얼한국 관리본부 (IT 담당자)
서울시 강남구 테헤란로 87길 36, 1606호 (삼성동, 도심공항타워) (우)06164
전화번호: 02-551-4428
CAF의 구조
| 재질 | 코디에라이트(기재) |
|---|---|
| 구조 | 벌집구조의 물길 입구측과 출구측을 서로 다르게 마개로 막은 필터 |
| 성능 | 용존유기물의 흡착 제거 가능 |
해수 염수화 플랜트에서는, RO막의 폐색 억제 효과가 높은 UF막을 전처리에 사용하는 경우가 있습니다. NEWRI의 실증 실험에서는, UF막과 CAF의 제거물질의 차이를 명확히 하기 위해, UF막 다음에 CAF를 추가하여 RO막의 폐색 억제 효과를 검증했습니다.
CAF를 활용한 해수 염수화 시스템의 예
NEWRI 실증 실험 결과
RO막의 폐색이 진행되어 투수성능이 저하된 경우, RO막을 약품세정하여 투수성능을 회복시킵니다. 세정 시의 RO 공정 정지는 해수 염수화 설비의 가동률 저하 요인 중 하나입니다. NEWRI에서의 실험실 규모의 실증 실험에서는, RO막 세정이 필요한 10%의 투과 수량 저하까지의 시간이 CAF의 추가를 통해 2.3배 연장되는 결과를 얻을 수 있었습니다.
RO막의 폐색은, 수중 용존유기물이 RO막의 표면에 부착되어 폐색이 시작된 후, 그 부착물을 발판으로 미생물이 증식하여 바이오 필름*5을 형성함으로서, 계속해서 폐색이 진행되는 것으로 알려져 있습니다. 실험 후의 RO막의 표면을 분석한 결과, 전처리에 CAF를 사용할 경우, RO막 위의 바이오 필름의 양이 적은 것을 알 수 있었습니다. UF막을 통과한 저분자 용존유기물을 CAF가 제거하는 것, 그리고 CAF 통과 후에 용존유기물의 RO막에 대한 부착력이 저하되는 것 등이 검증되었고, 이러한 사실로부터 CAF가 초기 유기물에 의한 RO막의 폐색이 진행되기 어렵게 하여, 그 결과 바이오 필름의 형성을 억제한 것으로 추정하고 있습니다.
연구에 특화된 싱가포르의 국립대학인 NTU는, 33,000명의 대학생 및 대학원생이 공학부, 경영학부, 이학부, 예술・사회과학부, 여러 학문 분야의 종합 대학원인 Interdisciplinary Graduate School에서 학문을 익히고 있습니다. 또한, 의학부인 Lee Kong Chian School of Medicine은, 임페리얼 컬리지 런던과 공동 설립되었습니다.
또한, NTU에는 싱가포르국립교육연구소, S Rajaratnam School of International Studies, 싱가포르지구관측소, 싱가포르환경생물과학공학센터 등 세계 톱클래스의 독립기관 및 난양환경수처리연구소(NEWRI), 난양이공대학에너지연구소(ERI@N), 아시아소비자연구소(ACI) 등의 세계적인 연구소가 있습니다.
NTU는 Quacquarelli Symonds(QS) 세계대학랭킹 2018에서 세계 12위에 랭크되었고, 5년 연속으로 QS에서 세계에서 가장 우수한(50세 미만의) 젊은 대학에도 랭크되었습니다. 메인 캠퍼스는, 세계에서 가장 아름다운 대학 캠퍼스 Top 15에도 선정되었고, 230채 이상의 건물로 이루어진 57개의 그린 마크 인증(LEED인증에 상당) 건축 프로젝트가 있어, 그 중 95％가 그린 마크 플래티넘 인증을 받았습니다. 또한, 메인 캠퍼스와는 별도로, NTU는 싱가포르의 의료지구에도 캠퍼스가 있습니다.
상세는 웹사이트 https://www.ntu.edu.sg 를 확인해 주시기 바랍니다.
NEWRI는, 환경과 물 분야에서 세계 최고 랭크의 연구기관입니다. 'Research-Engineering-Deployment'(RED)를 기본이념으로, 최첨단 혁신기술 및 엔지니어링을 활용하여, 실제 환경, 실제 규모에서의 연구를 실시하고 있습니다.
종합적인 환경공학솔루션을 제공하기 위한 5개의 우수한 센터(Advanced Environmental Biotechnology Centre, Environmental Chemistry and Materials Centre, Environmental Process Modelling Centre, Residues & Resource Reclamation Centre, Singapore Membrane Technology Centre), 사업개발 및 사회공헌이니셔티브, 환경과학과 공학에 관한 이노베이션 클래스터 및 대학원교육유닛으로 구성되어 있습니다.
상업적, 사회적 영향을 미치는 산업 및 CSR 프로젝트를 통해, NEWRI는 효율적인 재이용혁신기술을 통해 진정한 순환형 사회를 목표로, 항상 변화하고자 노력하고 있습니다.
상세는 웹사이트 https://newri.ntu.edu.sg/Pages/default.aspx 를 확인해 주시기 바랍니다.
히타치금속그룹은, 재료개발・재료기술을 베이스로 한 다각적인 사업구조를 보유한 고기능재료제조사입니다. 최종 제품에서의 에너지 절약・환경성능향상이 요구되고 있는 시대에, 기반이 되는 「소재」가 맡은 역할이 크고, 영향을 미치는 산업분야는 무수히 다양합니다. 자동차 및 산업인프라, 일렉트로닉스 관련과 더불어, 항공기・에너지 및 의료기기 관련 분야로의 사업 전개도 진행 중입니다. 폭 넓은 사회의 니즈에 대응할 수 있는 이러한 사업구조는, 프로테리얼그룹의 성장의 원동력이며, 그 무대는 글로벌 시장으로 확대되고 있습니다.
저희들은 「변혁」과 「도전」을 키워드로, 사회의 니즈 및 고객의 최종 제품까지 관통하는 아이디어・발상, 프로세스를 혁신시켜, 제품력을 연마해 나가겠습니다.
상세는 웹사이트 https://www.hitachi-metals.co.jp/e/index.html 를 확인해 주시기 바랍니다.