△ 서울대 이정학 교수팀이 개발한 세계최초의 미생물 분리막오염 예방 기술. (자료제공 환경부)

우리나라 연구진이 세계 최초로 미생물을 이용한 분리막(membrane) 오염 예방 기술을 개발했다.

한국환경산업기술원(원장 김용주)은 28일 국가환경기술개발사업의 일환으로 연구를 진행한 서울대 이정학 교수팀이 세계 최초로 폐수처리 공정에 분자생물학을 접목하여 고질적인 분리막오염(membrane fouling) 문제를 예방하는 기술을 개발했다고 밝혔다.

폐수의 고도처리와 처리수를 재이용할 수 있는 장점이 있는 '분리막 생물-반응기(MBR)'는 세계적으로 널리 쓰이며, 2018년 시장규모가 3조 4000억 원 규모에 이를 것으로 예상되고 있다.

그러나 MBR 공정은 폐수 중의 미생물이 분리막 표면에 미생물층 (생물막)을 형성, 분리막이 막히는 고질적인 약점이 있다.

이러한 문제점에 대해 지금까지는 오염된 분리막을 물리적으로 세척하거나 염소(chlorine) 같은 화학약품을 이용해 제거하고 있다. 그러나 여기에 소요되는 에너지 비용이 MBR 운전비용의 약 60%를 차지할 정도로 막대하다. 

이정학 교수팀은 개발한 기술은 폐수처리공학에 분자생물학을 접목한 것이다. 이 교수팀은 MBR 폐수 속 미생물이 서로 신호물질을 교환함으로써 여과분리막 표면에 군집(미생물층)을 형성하는 것이 분리막 오염의 주된 원인임을 확인, 신호교환을 차단하기 위해 정족수 감지 억제(Quorum Quenching) 방법을 적용해 분리막의 오염 문제를 원천적으로 해결한다.

폐수 속 미생물의 신호교환물질을 차단할 수 있는 미생물 발굴은 배재대 이정기 교수팀(바이오·의생명공학과)과 협력 연구를 통해 이뤄졌으며, 이 교수팀은 가동 중인 하수처리장의 실증 시험 결과, 기존보다 에너지 비용을 절반 수준으로 줄일 수 있었다.

이종현 한국환경산업기술원 미래환경사업실장은 "이번 기술은 국내에서 개발한 세계 최초의 원천기술로서 폐수처리분야의 세계시장을 선도하는 훌륭한 모범사례가 될 것"이라고 밝혔다.

한편 이번 연구 성과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 7월 24일자 기술동향(Technology Feature)란에 소개됐으며, 이 교수팀은 우리나라뿐만 아니라 미국, 일본, 유럽, 중국 등에 각각 특허를 출원했다.[환경미디어 박영복 기자] 

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