담수 환경에서 미세플라스틱과 관련된 존재 및 위험으로 인해 폐수에서 미세플라스틱을 제거하는 데 대한 관심이 높아졌다. 일부 미세플라스틱은 처리 과정에서 효과적으로 제거되지 않고 수역으로 배출되는 폐수에 남아 있을 가능성이 있다. 결과적으로 이는 환경에 플라스틱 오염을 초래하고 수생 생태계에 부정적인 영향을 미치기 때문에 이에 대한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 RO 농축수, MF 공정 역세수, 지표수를 활용한 산업용수 공급 시설에서 발생하는 MF 및 RO 분리막의 세척수로부터 미세플라스틱 제거 특성의 향상을 위한 응집(화학 응집 및 전기 응집)을 평가하였다. 또한 제거효율 및 경제성을 고려하여 두 응집 방법을 비교분석하였다.
화학 응집제로 폴리염화알루미늄(PAC)을 사용한 실험 결과는 응집 공정에 의해 미세플라스틱이 85% 제거되어 높은 제거효율을 나타내었다. 최적의 PAC 주입량 및 pH 범위에서 응집 공정은 1 차적으로 90% 이상의 미세플라스틱 제거율을 보였으며 PS, PMMA, PA, EVA, PVC, PU 타입의 미세플라스틱에 대해서는 100%의 제거율을 보였다. 이러한 결과는 화학 응집이 미세플라스틱 제거에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되며, 적절한 응집제와 pH 조건을 설정함으로써 응집 공정을 최적화할 수 있다.
미세 플라스틱 처리에 미치는 전기응집의 성능은 전극 재질, 전압, 전류 밀도 및 반응 시간을 고려하여 미세 플라스틱 제거의 최적 조건을 찾기 위한 평가를 진행하였다. Lab-test 를 통해 pH, 응집제 용량, 및 처리시간을 포함한 다양한 운전 조건에서 화학 응집 및 전기 응집의 성능을 평가하였다.
결과는 이러한 매개변수가 제거 효율에 미치는 영향을 명확하게 보여줍니다. 기계론적 연구에서는 두 가지 방법 모두에서 미세 플라스틱 제거의 기본 프로세스를 조사하고 전하 중화와 전기 응집을 주요 메커니즘으로 강조합니다. 이러한 통찰력은 향상된 미세 플라스틱 제거를 위한 화학적 응고 및 전기 응고 공정의 최적화를 촉진합니다. 결과는 화학적 응고와 전기 응고 모두 RO 폐수에서 미세 플라스틱을 제거하는 효과적인 수단(MP 제거율 각각 91% 및 95%)이 될 수 있음을 보여줍니다. 최적의 조건은 미세플라스틱 농도를 크게 감소시킵니다.
전기 응집이 RO 폐수로부터 미세 플라스틱을 제거하기 위한 우수한 성능을 가진 응집 방법으로 나타났다. 응집이 대상 원수로부터 미세 플라스틱을 제거하지만, 응집된 미세 플라스틱의 대부분은 플럭을 통해 슬러지에 잔류하게 된다. 따라서, 응집으로부터 발생한 슬러지의 관리 및 처리를 위해 추가적인 연구가 진행되어야 하며, 이를 기반으로 미세 플라스틱의 잠재적 확산의 가능성을 경감하는 것이 목표이다.