자동차-KIST, 전기 없이 인 회수·살균 가능한 ‘성게형 나노소재’ 수처리 기술 개발

총대장균군 99% 제거·인산염 1.1배 회수…하수·축산 폐수 적용

자석 제어 기반 에너지 절감형 친환경 시스템…"탄소 감축 기대"

한국과학기술연구원(KIST)은 최재우·조경진 물자원순환연구단 박사 연구팀은 단시간에 인을 고효율로 회수하고, 동시에 유해 미생물을 살균할 수 있는 수 처리 신소재를 개발했다고 21일 밝혔다.

개발된 소재는 물속 총대장균군을 효과적으로 살균하는 동시에, 녹조의 원인이 되는 인을 빠르게 제거·회수할 수 있는 이중 기능을 갖추고 있다.

회수된 인은 비료, 청관제, 세제 등 다양한 산업 소재로 재활용이 가능해, 단순 정화를 넘어 순환 경제 실현에도 기여할 수 있을 것으로 KIST 측은 보고 있다.

연구팀은 ‘성게 모양’의 나노 구조를 활용해 세계 최고 수준의 인 회수 성능을 구현했다. 개발된 소재는 1kg당 약 1.1kg의 인산염을 단 5분 만에 회수할 수 있으며, 이는 기존 기술 대비 매우 빠르고 효율적인 수준이다.

이번 기술은 전기 없이 작동 가능한 친환경 시스템으로 구성되어 있다. 외부에서 자석의 자기장을 활용해 소재의 움직임을 정밀하게 제어할 수 있어, 기존 수처리 기술 대비 소비되는 에너지를 99% 이상 절감할 수 있다.

이를 통해 탄소 배출과 에너지 비용을 줄일 수 있어, 물 부족과 기후 위기에 대응하는 유망한 대안 기술이 될 수 있다.

개발된 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 동시에 달성할 수 있다.

또 살균 기능까지 갖추고 있어 안전한 수자원 확보에도 효과적이다.

최재우 박사는 “이번 연구는 인 제거와 미생물 살균이라는 두 공정을 하나로 통합한 데 의의가 있다”며 “이를 통해 다양한 수질 환경에 적용 가능한 저에너지 수처리 솔루션을 제시할 수 있게 됐다”고 밝혔다.

조경진 박사는 “염소 약품이나 전기 없이도 총대장균군을 효과적으로 살균할 수 있음을 보여준 점에서 의미가 있다”며 “향후 에너지 절감형 살균 기술로 발전 가능할 수 있을 것”이라고 전망했다.