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제출문

보고서 초록

요약문

목차

제1장 서론 20

가. 연구개발의 중요성 및 필요성 20

나. 연구개발의 국내외 현황 25

(1) 해외 기술개발 동향·시장 25

(2) 국내 기술개발 동향·시장 26

다. 연구개발대상 기술의 차별성 27

(1) 차별성 27

(2) 주관기관의 관련기술 보유현황 27

제2장 연구개발의 목표 및 내용 28

가. 연구의 최종목표 28

나. 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 28

다. 연도별 추진체계 29

제3장 연구개발 결과 및 활용계획 30

가. 연구개발 결과 및 토의 30

1. 연구의 개요 30

2. 양이온교환막 개발 30

(1) 실험 30

(가) 실험재료 30

(나) 양이온교환막의 제조 31

① PF 지지체로 한 양이온 교환막의 제조 31

② PE 지지체로 한 양이온 교환막의 제조 33

③ 술폰화된 poly(ST-DVB)/이축연신 E or F 양이온교환막 제조 34

④ 술폰화된 poly(ST-DVB)/C or S or V 양이온교환막 제조 35

(다) 양이온교환막의 물성분석 36

① 구조분석(SEM) 36

② 함수율 측정(Water uptake) 37

③ 이온교환 능력(Ion exchange capacity) 측정 37

④ 막 저항(impedance) 측정 37

(2) 실험결과 및 고찰 39

(가) PF 지지체로 제조한 양이온 교환막의 물성분석 39

① PF 지지체로 제조한 양이온 교환막의 SEM 분석 39

② PF 지지체로 제조한 양이온 교환막의 함수율 40

③ PF 지지체로 제조한 양이온 교환막의 이온교환 능력 41

④ PF 지지체로 제조한 양이온 교환막의 전기 저항 43

(나) PE 지지체로 제조한 양이온 교환막의 물성분석 43

① PE 지지체로 제조한 양이온 교환막의 지지체 및 복합막 SEM 분석 43

② PE 지지체로 제조한 양이온 교환막의 함수율 44

③ PE 지지체로 제조한 양이온 교환막의 이온교환 능력 45

④ PE 지지체로 제조한 양이온 교환막의 전기 저항 46

(다) 이축연신 E or F를 지지체로 제조한 양이온교환막의 물성분석 47

① 이축연신 E or F를 지지체로 제조한 양이온교환막의 SEM 분석 47

② 이축연신 E or F를 지지체로 제조한 양이온교환막의 함수율 49

③ 이축연신 E or F를 지지체로 제조한 양이온교환막의 이온교환 능력 49

④ 이축연신 E or F를 지지체로 제조한 양이온교환막의 전기 저항 51

(라) V를 지지체로 제조한 술폰화된 poly(ST-DVB)/V 양이온교환막의 물성 분석 52

① 술폰화된 poly(ST-DVB)/V 양이온교환막의 SEM 분석 52

② 술폰화된 poly(ST-DVB)/V 양이온교환막의 함수율 53

③ 술폰화된 poly(ST-DVB)/V 양이온교환막의 이온교환 능력 54

④ 술폰화된 poly(ST-DVB)/V 양이온교환막의 전기 저항 55

3. 음이온교환막의 개발 57

(1) 실험 57

(가) 실험재료 57

(나) 음이온 교환막의 제조 57

① PE 지지체로 한 음이온 교환막의 제조 57

② PF 지지체로 한 음이온 교환막의 제조 59

③ Fabric 계열을 지지체로 한 음이온 교환막의 제조 61

(다) 음이온교환막의 물성 분석 63

① 함수율 측정 63

② 이온교환용량 측정 64

③ 저항 측정 64

(2) 실험결과 및 고찰 65

(가) PE 지지체로 제조한 음이온 교환막의 물성분석 65

① PE 지지체로 제조한 음이온 교환막의 SEM 분석 65

② PE 지지체로 제조한 음이온 교환막의 함수율 66

③ PE 지지체로 제조한 음이온 교환막의 이온교환용량 68

④ PE 지지체로 제조한 음이온 교환막의 전기저항 70

(나) PF 지지체로 제조한 음이온 교환막의 물성분석 72

① PF 지지체로 제조한 음이온교환막의 SEM 분석 72

② PF 지지체로 제조한 음이온교환막의 함수율 74

③ PF 지지체로 제조한 음이온교환막의 이온교환용량 74

④ PF 지지체로 제조한 음이온교환막의 전기 저항 75

(다) Fabric 계열을 지지체로 제조한 음이온 교환막의 물성 분석 77

① Fabric 계열을 지지체로 제조한 음이온 교환막의 SEM 분석 77

② Fabric 계열을 지지체로 제조한 음이온 교환막의 함수율 78

③ Fabric 계열을 지지체로 제조한 음이온 교환막의 이온교환용량 79

④ Fabric 계열을 지지체로 제조한 음이온 교환막의 전기 저항 80

4. 질산성 질소 제거를 위한 전기 투석 장치 82

(1) 전기 투석 장치 82

(가) 전기 투석 장치의 개요 82

(나) 탈이온의 원리 83

(다) 전기 투석 장치의 운전 84

(라) 전기 투석 장치의 운전 결과 86

(마) 실증규모 플랜트 설계 89

(바) 실증규모 플랜트 운전 91

(사) 실증규모 플랜트 운전 결과 92

5. 결론 95

나. 연구개발 결과 요약 96

다. 연도별 연구개발목표의 달성도 97

라. 연도별 연구성과(논문·특허 등) 98

마. 관련분야의 기술발전 기여도 98

바. 연구개발 결과의 활용계획 99

제4장 참고문헌 102

부록(내용없음) 103

Table 2.1. The composition of the reaction mixtures for thermal polymerization 32

Table 2.2. The composition of the reaction mixtures for thermal polymerization 33

Table 2.3. The composition of the reaction mixtures for thermal polymerization 35

Table 2.4. The composition of the reaction mixtures for thermal polymerization 36

Table 2.5. Physical and electrochemical properties of the sulfonated poly(ST-DVB)/E or F composite membranes and CMX 51

Table 3.1. The composition of reaction mixtures for the preparation of the poly (VBC-DVB)/PE composite membranes 58

Table 3.2. The composition of the reaction mixtures for the preparation of poly(VBC-ST-DVB) 59

Table 3.3. The composition of the reaction mixtures for thermal polymerization 61

Table 3.4. The composition of reaction mixtures for the preparation of the poly(VBC-ST-DVB)/C, S, V composite membranes. 63

Table 3.5. Physical and electrochemical resistance properties of composite membranes 76

Table 4.1. Conductivity vs. concentration of nitrate ion in aqueous solution 86

Table 4.2. Removal of the ion after and before electrodialysis 89

Table 4.3. 공법별 적정 원수 농도 93

Table 4.4. 염분 농도에 따른 물의 분류(TDS) 94

Fig 2.1. Schematic representation of the preparation of sulfonated poly(ST-DVB)/PTFE composite membranes. 32

Fig 2.2. Schematic representation of the preparation of sulfonated poly(ST-DVB)/PE composite membranes. 33

Fig 2.3. Schematic representation of the preparation of sulfonated poly(ST-DVB)/E or F composite membranes. 35

Fig 2.4. Schematic representation of the preparation of sulfonated poly(ST-DVB)/C, S or V composite membranes. 36

Fig 2.5. The experimental apparatus used to measure the electrical resistance. 38

Fig 2.6. SEM images of the PTFE substrate membrane: (a) surface(×10,000), (b) cross-section(×3,000). 39

Fig 2.7. SEM images of the Monolayer composite membrane 85/15 ST/DVB:(a)surface (×10,000), (b) cross-section (×3,000). 40

Fig 2.8. Effect of the ST/DVB ratio on the water content of poly(ST-DVB)/PTFE composite membranes. 41

Fig 2.9. Effect of the ST/DVB ratio on the ion exchange capacity of poly(ST-DVB)/PTFE composite membranes. 42

Fig 2.10. Effect of the ST/DVB ratio on the electrical resistance of composite membranes. 43

Fig 2.11. SEM images of a PE substrate membrane: (a) surface (×10,000), (b) cross-section (×3,000). 44

Fig 2.12. Effect of the number of membrane on the water content of sulfonated poly(ST-DVB)/PE composite membranes. 45

Fig 2.13. Effect of the number of membrane on the ion exchange capacity of composite membranes. 46

Fig 2.14. Effect of the number of membrane on the electrical resistance of composite membranes. 47

Fig 2.15. SEM images of the Supporter E, F substrate membrane: (a) Supporter E cross-section (×10,000), (b) Supporter F cross-section (×10,000). 48

Fig 2.16. SEM images of the sulfonated poly(ST-DVB)/E or F composite membranes: (a) supporter E surface (×10,000), (b) supporter F surface (×5000). 48

Fig 2.17. SEM image of the CMX : surface (×10,000) 48

Fig 2.18. Effect of the Supporter on the water content of sulfonated poly(ST-DVB)/E or F composite membranes and CMX. 49

Fig 2.19. Effect of the Supporter on the ion exchange capacity of sulfonated poly(ST-DVB)/E or F composite membranes and CMX. 50

Fig 2.20. Effect of the Supporter on the electrical resistance of sulfonated poly(ST-DVB)/E or F composite membranes and CMX. 51

Fig 2.21. Photographs of sulfonated poly(ST-DVB)/E or F composite membranes; (a) F, (b) E. 52

Fig 2.22. SEM images of a Supporter 'V' : (a) surface (×100), (b) surface (×50) 53

Fig 2.23. Effect of the sulfonation time of sulfonated poly(ST-DVB)/V composite membranes on the water content. 54

Fig 2.24. Effect of the sulfonation time of composite membranes on the ion exchange capacity. 55

Fig 2.25. Effect of the sulfonation time of membrane on the electrical resistance of composite membranes. 56

Fig 2.26. A photograph of sulfonated poly(ST-DVB)/V composite membranes 56

Fig 3.1. Preparation of poly(VBC-DVB)/PE anion exchange membranes. 58

Fig 3.2. Polymerization process of the Poly(VBC-ST-DVB)/E or F composite membranes. 59

Fig 3.3. Polymerization process of the Aminated poly(VBC-DVB)/PTFE composite membranes. 60

Fig 3.4. Schematic representation of the preparation of the aminated poly(VBC-ST-DVB)/PTFE composite membranes. 61

Fig 3.5. Polymerization process of the poly(VBC-ST-DVB)/C, S, V composite membranes. 62

Fig 3.6. Schematic representation of the preparation of the aminated poly(VBC-ST-DVB)C, S, V composite membranes. 63

Fig 3.7. Schematic illustration of the experimental apparatus used to measure the electrical resistance. 65

Fig 3.8. SEM images of PE substrates : (a) surface (×10,000), (b) cross-section (×10,000). 66

Fig 3.9. SEM images of poly(VBC-DVB)/PE anion exchange membranes (85/15, VBC/DVB): (a)surface (×10,000), (b) cross-section (×10,000). 66

Fig 3.10. Water content of poly(VBC-DVB)/PE anion exchange membranes and AMX. 67

Fig 3.11. Effect of the ST/VBC ratio and number of layer on the water content of composite membranes. 68

Fig 3.12. IEC of poly(VBC-DVB)/PE anion exchange membranes and AMX. 69

Fig 3.13. Effect of the ST/VBC ratio and number of layer on the ion exchange capacity of composite membranes. 70

Fig 3.14. Electric resistance of poly(VBC-DVB)/PE anion exchange membranes and AMX. 71

Fig 3.15. Effect of the ST/VBC ratio and number of layer on the electrochemical resistance of composite membranes. 72

Fig 3.16. SEM images of a PTFE substrate membrane: (a) surface (×10,000), (b) cross-section (×3,000). 73

Fig 3.17. SEM images of composite membrane 90/10 VBC/DVB: (a) surface (×1,000), (b) surface (×5,000), (c) cross-section (×1,000), and (d) cross-section (×5,000). 73

Fig 3.18. Effect of the ST/VBC ratio and number of layer on the water content of composite membranes. 74

Fig 3.19. Effect of the ST/VBC ratio on the ion exchange capacity of composite membranes. 75

Fig 3.20. Effect of the ST/VBC ratio and number of layer on the electrochemical resistance of composite membranes. 76

Fig 3.21. Photographs of aminated poly(VBC-ST-DVB)/E or F composite membranes swelled in water: (a) F, (b) E. 77

Fig 3.22. SEM images : (a) supporter surface 'V' surface (×100), (b) aminated poly(VBC-ST-DVB)/V composite membranes surface (×500) 78

Fig 3.23. SEM images : (a) supporter surface 'S' (×500), (b) aminated poly(VBC-ST-DVB)/S composite membranes surface (×500) 78

Fig 3.24. Effect of the supporter on the water content of the Aminated poly(VBC-ST-DVB/ C, S, V and AMX composite membranes. 79

Fig 3.25. Effect of the supporter on the ion exchange capacity of aminated poly(VBC-ST-DVB)/C or S or V and AMX composite membranes. 80

Fig 3.26. Effect of the supporter on the electrochemical resistance of aminated poly(VBC-ST-DVB)/C or S or V and AMX composite membranes. 81

Fig 3.27. Photographs of sulfonated poly(VBC-ST-DVB)/C, S, V composite membranes; (a) S, (b) C. (c) V 82

Fig 4.1. Experimental apparatus for removal of Nitrate ion. 83

Fig 4.2. Schematic diagram of the membrane electrolyte cell using a ion exchange membrane. 84

Fig 4.3. Schematic diagram of apparatus for removal of Nitrate ion. 85

Fig 4.4. Photos of ion-exchange membrane cell. 85

Fig 4.5. Performance appraisal of removal nitrate nitrogen by Commercial membrane and manufactured membrane. 87

Fig 4.6. Ion Removal test various by using Commercial membrane 88

Fig 4.7. Removal test for various ions by using membranes developed 88

Fig 4.8. The schematic illustration of UF system of 1 ton/day scale for Preprocessing 90

Fig 4.9. The schematic illustration of ED system of 1 ton/day scale for removal of nitrate ions. 90

Fig 4.10. Photos of ion-exchange membrane stack. 91

Fig 4.11. Photos of ED Plant of 1 ton/day scale for removal of ions 92

Fig 4.12. 지하수내의 질산성 질소의 시간에 따른 제거 실험결과 93

Fig 4.13. 3000ppm의 기수를 대상으로 시간에 따른 이온들의 농도변화 94

I. 제목

지하수의 질산성 질소처리를 위한 내화학성이온교환막 및 전기투석공정개발

II. 연구개발의 중요성 및 필요성

국내의 많은 지하수에서 질산성 질소(NO₃-N)가 음용수 수질기준 농도인 10mg/L을 훨씬 초 과하여 검출되고 있어 지하수를 음용수로 사용하는 곳에 문제가 되고 있다. 이러한 지하수의 질산성질소는 대부분이 동물이나 사람의 배설물 등의 유기물질이 세균에 의하여 산화 분해되어 NH₃- N, NO₂- N를 경유하여 생성된 최종 분해산물로, 질산성질소가 식수에 포함되어 인체 내에 들어가면 환원 균에 의해 아질산염으로 환원되어 혈액중의 헤모글로빈과 반응하여 산소 운반기능이 없는 혈색소인 메트로헤모글로빈을 생성하여 혈액중 산소를 각 조직으로 운반하는 능력을 감소시킨다. 특히, 영유아가 질산염을 다량 함유한 물을 계속 마시게 되면 메트로헤모글로빈증(blue baby)을 일으켜 사망에 이를 수 있으므로 엄격한 규제 대상으로 지하수를 음 용수로 사용하는 경우 시급히 제거되어야한다.

이러한 지하수내의 질산성 질소를 제거하는 방법은 크게 재래적인 활성탄흡착법, 이온교환수지법, 역삼투법, 이온교환막법이 크게 적용되고 있으며 식수분야에서는 과거에 이온교환수지법과 활성탄법이 제품의 구매 및 가격의 장점으로 많이 연구되었지만, 이러한 기술을 식수에 적용할 경우 공정의 자동화가 어려워 최근에는 역삼투막법과 이온교환막법이 많이 상업화되고 있다. 역삼투법의 경우 간단한 가압조작으로 질산이온을 제거하면서 동시에 세균, 중금속이온, 유해음이온 등을 동시에 제거할 수 있으며 전자계측에 의한 플랜트 관리가 용이한 장점을 가지므로 많이 연구가 되었다. 그러나 전통적인 역삼투막법은 제거율은 높지만 단위부피당 막을 투과하는 투수량이 적고, 저렴한 가격으로 음용수기준에 적합한 수준으로 정제가 어렵다. 또한 대단위가 아닌 소규모의 마을에 적용할 때 전처리조건에 따른 운전비용 인건비 등에서 적합하지 못한 단점을 가진다.

이온교환막법에 의한 정수처리는 이온교환막에 전기를 걸어주면 질산이온이 이온교환막을 통과하여 잔류된 물을 음용수로 이용하는 방법으로 제거효율, 제거 비용면, 단위시간당 처리용량, 공정의 자동화 용이성, 구리, 카드뮴 등 중금속 양이온과 불소이온, 염소이온 등의 유해 음이온들 전부를 수 ppb까지 제거할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히, 원수의 회수율이 80% 이상으로 높아 1톤의 정수된 물을 생산하는데 드는 비용이 100원 정도로 회수율이 50%이하인 역삼투막에 비해 1/2이하로 낮은 장점을 가지고 있다. 이에 따라 일본, 오스트리아, 미국 등의 섬이나 산간지방의 지하수 처리에 역삼투막과 함께 상용화 되어 있으며, 미국에서 지하수로부터 음용수의 생산 시에 역삼투막과 전기탈이온공정이 비교되었을 때 전기탈이온공정이 역삼투막공정보다 높은 원수 회수율과 낮은 작업비용, 고 신뢰성, 낮은 인건비 등으로 상용화되었다.

최근 국내에서도 수자원공사에서 일본에서 이온교환막을 이용한 전기투석장치를 도입하여 대전근교의 소규모 정수처리장에 설치하여 질산성 이온의 제거 및 음용수에 적용가능성을 검토한 결과 역삼투막에 비해 저렴한 전기비용(톤당 100원이하)으로 규제치 이하로 질산성이온이 제거된 물을 생산할 수 있는 것으로 확인되었다. 이온교환막을 이용한 전기투석은 다양한 분야에서 확대적용이 가능하다. 즉 전기투석자체로는 도서지방의 해(기)수 담수화로 음용수 및 농업용수 생산, 해양 선박용 음용수 생산, 해양심층수 제조, 지하수처리(질산성질소, 불소)등에 적용이 가능하다. 개발된 동일한 기술을 확대 적용할 경우 저염식품(간장), 경수의 연수화, 폐수의 재이용, 아미노산 정제 해수의 농축(소금 제조), 유가금속회수(니켈), 유기산 농축 및 회수, 방사성폐기물 농축에도 적용이 가능하다. 또한 이온교환수지를 장착하는 방법으로 연속탈이온 장치에 적용하면 반도체, LCD 세정수, 제약용수, 발전용 초순수, 공업용수 생산 등이 가능하다. 또한 확산투석 장치에 적용하는 경우 산폐수 중의 산회수, 알칼리폐수중의 알칼리 회수에 적용할 수 있으며 물 전기분해 장치에 적용하는 경우 산과 염기 생산, 유기산 정제, 와인 음료 정제 등에 확대 적용이 가능하다. 언급한 바와 같이 그 응용분야가 넓기 때문에 개발이 된다면 국내수입대체 및 국외수출 등 그 파급효과가 아주 크다.

본 연구에서는 이러한 국외의 상용화 이온교환막 제품보다 이온교환막의 성능이 우수한 균질계 이온교환막을 자체개발하고 개발된 이온교환막을 이용한 기존 역삼투막/이온교환수지 공정의 약 50% 정도의 저비용으로 소규모 마을 상수도용 지하수에 존재하는 질산성 이온을 음용수 수질 기준 이하로 효율적으로 제거하는 전기투석 정수처리 실증공정을 개발하고자 한다.

III. 연구개발의 내용 및 결과

(1) 1차년도

① 연구목표

이온교환막의 제조 및 이온교환막분리 공정 기초연구

② 연구내용

이온교환막소재의 합성 및 복합막 개발 및 외산 이온교환막 및 소형 시스템의 구매 및 운전조건에 따른 질산성 질소의 회수 조건 연구

- 양이온교환막 및 음이온교환막의 전기화학적인 평가에 필요한 전기 전도도 측정 장비 및 평가기법과 질산성 질소 등의 농도 측정 평가에 필요한 흡광광도 측정 장비 확보하였고, 양이온 교환막 및 음이온교환막의 하전밀도, 전도도, 팽윤도 등의 측정기법 등을 확보하였다.

- 복합막의 제조에 필요한 복합막 코팅 및 경화에 필요한 실험실규모의 제막장비 및 고분자필름 경화시스템을 구축하였다.

- 개발된 이온교환막을 이용하여 전기투석 성능을 연구할 수 있는 외산 소형 전기투석 장비 구비 및 1ton/day 규모의 전기투석 실증 플랜트 설계를 구축하였다.

(2) 2차년도

① 연구목표

이온교환막의 제조조건의 최적화 및 이온교환 분리 공정에 설치하여 특성의 평가 및 실증공정 설계

② 연구내용

이온교환막의 제조조건의 최적화 및 이온교환 분리 공정에 설치하여 막 특성의 평가 및 운전 기술 기초 자료 확보 및 실증공정 설계

- 양이온교환막 : styrene(ST), divinylbenzene(DVB), t-butyl styrene 등의 반응물을 PTFE, PE, 천연섬유 등 다양한 지지체에 함침 및 열중합시키고 후설폰화반응을 통해 제조된 양이온교환막들은 상용화된 A사의 CMX(이온교환용량 1.6 meq/g, 전기저항 6.03 Ω㎠)보다 더 높은 이온교환용량(0.14~3.9 meq/g) 및 낮은 전기저항(0.62~8.9 Ω·㎠)을 나타내었다. 이렇게 얻어진 막제조 방법을 바탕으로 내화학성이 높고 이온교환용량 및 상용양이온교환막보다 낮은 전기저항을 갖는 양이온교환 복합막을 개발하였다.

- 음이온교환막 : vinylbenzylchloride(VBC), ST, DVB 등 반응물을 PTFE, PE, 천연섬유 등의 지지체에 함침시켜 열중합 및 후 아민화반응을 통해 제조된 음이온교환막들은 상용화 AMX(이온교환용량2.4 meq/g 전기저항4.3Ω㎠)와 비교할 만한 높은 이온교환 용량(2.54~3.95 meq/g) 및 낮은 저항값(0.72~5.34 Ω·㎠)을 나타냈으며, 강도가 우수한 음이온교환 복합막을 개발하였다.

- 개발된 이온교환막을 장착한 전기투석특성 및 질산성 질소 제거 특성 연구하였다. 개발된 막과 A사의 전기투석장비를 이용하여 100 mg/l의 질산성질소를 포함하는 표준 용액 및 지하수를 대상으로 전기투석 실험을 한 결과, 상용막에 필적하는 우수한 제거효율을 보였다. (음용수 기준치 이하로 제거 15분 내외 정도가 소요)

(3) 3차년도

① 연구목표

이온교환막의 양산기술 개발 및 화학연 설계 이온교환막 실증 정수공정의 제작 및 현장적용 및 최적의 운전조건 기술 확보

② 연구내용

이온교환막의 양산기술 개발 및 화학연 제조 이온교환막을 설치한 실증 정수플랜트의 제작 및 현장적용 및 최적의 운전조건 기술 확보

- 생산성, 생산단가, 내구성, 전기화학적 특성 등을 고려할 때, 개발된 양이온, 음이온교환막들이 상용화에 적합한 것을 파악하였음. 막의 대면적 및 대량면적화를 위해 동시에 막면적 200×430mm 크기 10장 이상의 이온교환막을 동시에 제조할 수 있는 막 양산 방법을 개발하였다.

- 지하수 질산성 질소 제거 실험: 개발된 전기투석 플랜트를 가동하고 개발된 이온교환막을 설치 운전한 결과 약 20~30분 만에 지하수 이온전도도 보다 전기투석 후의 이온전도도 값이 목표치보다 낮아진 것을 확인하였다.

- 기수 (DBS 농도 약 3000 mg/ℓ) 탈이온 제거 실험: 시간이 지날수록 원수(기수용액)와 생산수(이온교환막을 통과한 용액)의 농도가 감소하였고 막을 통해 반대로 제거된 이온이 시간이 지날수록 농축되는 것을 확인할 수 있었으며 Fresh water 정도로 물속의 이온이 단시간에 목표치 이하로 잘 제거되었음을 확인하였다.

- 순환펌프의 전력을 제외하는 것으로 가정하여 실험 자료를 대상으로 오염된 물 1톤을 처리할 경우 소요되는 전기 값은 약 120wh가 들며 공업용 전력을 1kwh당 100원 정도를 가정하면 톤당 12원의 비용이 들며 미국의 문헌에 밝혀진 대로 이온교환막을 통한 전기투석공정의 비용(톤당 100원)이 역삼투막(톤당 처리비용 500원-800원)보다 아주 경제적임을 확인하였다.

IV. 연구개발결과의 활용계획

○ 전기투석 장치 (Electrodialysis, ED)에의 적용

- 도서지방의 해(기)수 담수화로 음용수 및 농업용수 생산, 해양 선박용 음용수 생산, 해양심층수 제조, 지하수처리(질산성질소, 불소)에 적용할 예정임

- 저염식품(간장), 경수의 연수화 폐수의 재이용, 아미노산 정제 해수의 농축(소금 제조), 유가금속화수(니켈), 유기산 농축 및 회수, 방사성폐기물 농축에 적용할 예정임.

○ 연속탈이온 장치 (Electrodeionization, EDI)에의 적용

- 반도체, LCD 세정수, 제약용수, 발전용 초순수, 공업용수 생산에 적용 예정임.

○ 확산투석 (Diffusion dialysis, DD) 장치에의 적용

- 산폐수 중의 산회수, 알칼리폐수중의 알칼리 회수에 적용할 예정임.

○ 물 전기분해 장치 (Water splitting electrodialysis, WSED)에의 적용

- 산과 염기 생산, 유기산 정제, 와인 음료 정제 등에 확대 적용예정임.