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탄소섬유의 생물친화성과 전도성을 활용한 수질 정화
수처리 재료용 탄소섬유는 일반적으로 폴리아크릴로니트릴계 수지를 탄소화한 섬유로 일반 공업용과는 달리 수중에서의 면적 확대를 위해 특수한 사이징처리를 한다. 탄소섬유의 수질정화 메커니즘은 섬유의 다공성에 의해 표면적이 증가하여 오염물질이나 세균을 흡착한다. 또한 탄소에 햇볕이 닿으면 초음파가 발생하여 미생물이 모이며 그때 형성된 생물막이 오염물질을 분해한다. 최근에는 영양염류의 처리를 위해 탄소섬유의 전기전도성을 활용한다.
이 보고서는 최근 세계적인 물 부족과 생물 다양성의 저하 등으로 수자원의 중요성이 강조되는 가운데 탄소섬유의 뛰어난 생물친화성과 전기전도성을 활용한 환경 친화적인 수질정화방법을 제시함으로써 관련 분야 연구의 중요성을 인식할 수 있는 자료가 될 것으로 기대된다.
현재 일본 내의 200곳 이상의 강, 호수, 바다의 수질정화, 댐의 조장 형성, 하수 및 공장배수의 수질정화 등에 탄소섬유의 특성을 활용한 수처리가 이뤄지고 있으며 중국, 대만 등 해외에서도 주목하고 있다.
우리나라도 최근 처리수, 슬러지의 재이용 확대와 2012년부터의 총인의 처리기준 강화 등 하수관리의 정책적 수요충족을 위해서는 화섬업계의 뛰어난 직물기술과 수처리 관련업계의 오랜 실무경력을 바탕으로 한 긴밀한 협조가 필요하다. 이를 통해 최근 급성장 중인 수처리용의 생물막 반응기 등과의 조합을 통해 이들 탄소섬유의 자연력인 생물친화성과 전기전도성을 활용하는 환경 친화적인 수처리방법의 응용 전개를 고려할 필요가 있다.
한편, 탄소섬유에 의한 수질정화는 섬유자체의 흡착효과뿐 아니라 섬유에 고착하는 미생물막의 역할에 의한 것으로 미생물막이 형성되지 않는 환경에서는 수질정화 효과는 미미하다. 원래 미생물이 없던 환경이나 용존산소가 부족한 빈산소상태, 유동이 없는 상태에서는 효과가 나타나기까지 시간이 걸린다. 따라서 보다 고도의 수질정화 효과를 얻기 위해서는 양호한 미생물환경을 만드는 것이 매우 중요하다.
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정보제공기관 : 한국과학기술정보연구원(ReSEAT)
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