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[출연연추천기술⑱]플라즈마로 라디칼·UV·버블 수처리

국가핵융합연구소, 플라즈마 수중 방전 살균과 미세 버블 발생 기술 개발
대장균 살균능 99.9% 이상·유기물 제거능 90% 이상 달성···기존 수처리 문제 해결
출연연 기술사업화 공동마케팅·윤병철 기자 bravodv@HelloDD.com 입력 : 2019.06.05|수정 : 2019.06.07
현재 물의 오염원을 제거하는 수처리 방식으로 고도산화공정이 있다. 산소 화합물로 오염원을 산화하거나 자외선을 복합적으로 이용한다. 
 
살균 반응성이 높은 화학종인 오존과 과산화수소 등 산소계 라디칼(유리기)은 이론상으론 유기물을 이산화탄소나 물의 형태로 완전분해한다. 그러나 실제 일부 물질에만 선택적으로 반응하거나 반응속도가 느리고, 스크러버 등 부대시설이 필요하다. 자외선도 살균에 많이 쓰이나 빛의 침투 깊이가 짧고 램프가 소모되는 단점이 있다. 

유승민 국가핵융합연구소 플라즈마발생원연구팀은 플라즈마를 이용한 수처리 장치를 개발했다. 플라즈마는 전자와 중성입자, 이온 등이 자유롭게 움직이는 물질의 상태로 전기전도성과 전자기 반응성이 매우 커, 핵융합 제어부터 반도체 코팅에 이르기까지 다양하게 쓰인다.

연구팀의 플라즈마 수처리 기술은 수돗물같이 전도성이 있는 액상 매질에 플라즈마를 방전시킨다. 이때 활성 라디칼인 오존·과산화수소·차아염소산염 등과 자외선, 충격파, 미세 버블이 대량으로 발생한다. 플라즈마 수처리는 대장균 살균능 99.9% 이상, 유기물 제거능 90% 이상의 효과를 보일 만큼 오염물질의 분해 효과가 기존 방식보다 크다.  

유기물 분리를 통한 해수담수화 전처리 플라즈마 시스템 <자료=핵융합연 제공>유기물 분리를 통한 해수담수화 전처리 플라즈마 시스템 <자료=핵융합연 제공>

이 기술은 이동이 가능한 소규모 장치로 만들 수 있으며 유전체 재료를 포함하는 부대시설이 필요없다. 또한 안전성을 확보했다. 소규모 연못의 유기물 제거나 선박평형수 등 염수 살균, 난분해성 수중 유기물의 전처리 공정 등 다양한 응용 분야에 적용할 수 있다.

한국경제연구원 등의 조사에 따르면 세계 물산업 시장은 2025년 8650억달러 규모의 거대시장이 예견된다. 점차 저비용의 효과적인 수처리 방식이 요구된다. 연구팀의 플라즈마 기술은 현재 나온 수처리 방식 가운데 효과적인 복합 방식이며 비용도 적게 든다.
 
관련특허 플라즈마를 이용한 수처리 장치 외 8건
권리자 국가핵융합연구소
Keyword #플라즈마 #수처리 #수중방전
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