고효율 총유기탄소량 수질분석 시스템 개발

한국세라믹기술원 공동연구팀
기존 측정방법보다 간단한 구조
에너지 소모 적고 측정시간 단축

국내 연구진에 의해 에너지 소모가 적고 측정시간을 단축시킨 수질분석 시스템이 개발됐다.

한국세라믹기술원 백종후·이영진·신정희 박사는 환경부 상하수도 혁신 기술개발사업을 통해 세라믹 섬유기판에 광촉매 반응기술을 적용한 새로운 방식의 TOC 수질분석 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다.

TOC(총유기탄소량)는 유기물질 측정지표 중 하나로 시료를 고온으로 태우는 등의 방법으로 발생하는 이산화탄소를 측정해 탄소량으로 표현한다. 그동안 국내 수질분석은 COD(화학적 산소요구량)를 기준으로 분석을 했으나 2020년부터 물환경 보전법 개정에 따라 물속의 유기화합물을 측정하는 TOC(총유기탄소량)로 변경됐다.

기존 TOC 분석방법은 인산과 같은 산을 사용하거나, 680도 이상의 고온을 사용하는 연소방식으로 많은 에너지가 필요했으며 복잡한 구조로 인해 가격이 높은 단점이 있었다.

이번에 공동연구팀이 개발한 시스템은 광촉매 반응기술을 적용해 기존 TOC 분석기에 비해 구조가 간단하고 측정 시간이 단축돼 효율적으로 물속의 유기화합물을 측정할 수 있다. 또 낮은 에너지 소모와 간단한 공정으로 향후 실시간 수질 모니터링 시스템에 효과적으로 적용할 수 있다.

개발된 광촉매 방식의 TOC 수질분석 시스템은 세라믹 섬유기판에 광반응이 우수한 촉매소재를 코팅해 자외선 조사를 통한 촉매반응으로 수질을 분석하는 시스템이다.

광촉매가 유기탄소에만 반응을 하기 때문에 무기탄소 제거를 위한 산 사용과 고온이 필요 없으며, 기존 TOC 분석기에 비해 간단한 구조로 구성이 가능해 획기적으로 분석기의 크기를 줄일 수 있다.

연구팀은 국내 하수도에 개발한 시스템을 설치해 TOC 분석기의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하는 현장 실증시험을 성공적으로 진행했으며 국내·외 특허 6건, 논문발표 10건 등의 성과를 거뒀다.

세라믹기술원 백종후 박사는 “실시간 수질 분석이 가능한 수질자동 측정기기 TMS(Tele Monitoring System)에 접목해 국내외 플랜트, 상하수도, 하천 등 다양한 물 관리 장소를 대상으로 실증사업 및 사업화를 추진할 계획이다”고 말했다.

박철홍기자 bigpen@gnnews.co.kr

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