나노여과 (Nanofiltration)
쉽게 풀면
역삼투보다는 구멍이 조금 크지만 한외여과보다는 작은 막으로, 특정 물질만 골라서 걸러내는 방법이다.
왜 중요한가
나노여과는 경도 성분과 유기물, 일부 미량오염물질을 제거하면서 역삼투보다 낮은 압력으로 운전할 수 있어 정수장 고도처리와 소독부산물 전구물질 제거, 산업용수 연수화 연구에서 주목받는 막여과 기술입니다. 의약품이나 농약 같은 미량 유기물질의 제거 특성을 막의 전하와 분자 크기로 설명하는 연구가 활발합니다. 나노여과막의 표면 전하는 오염물질의 전하 특성에 따라 선택적 배제 성능을 좌우하는 요인으로 작용한다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
나노여과가 특정 이온 제거와 에너지 절감을 동시에 달성한 사례를 설명한 문장이다.
이 문장은 나노여과가 역삼투에 비해 에너지 효율은 높이면서도 특정 오염물질에 대해서는 충분한 제거 성능을 유지한다는 실용적 장점을 설명합니다.
조금 더 깊게 보면
1가 이온은 대부분 통과시키고 2가 이온을 선택적으로 제거하기 때문에 염분 제거를 목적으로 하는 경우에는 부적합하며, 역삼투와 혼동하면 처리 목표 설정이 어긋납니다. 미량 유기물질의 제거율은 분자 크기뿐 아니라 전하, 소수성, 막 오염 상태에 따라 달라져 물질별 편차가 크므로 몇 가지 물질의 결과를 일반화할 수 없습니다. 농축수의 처분과 막 오염 관리는 다른 막 공정과 마찬가지로 실용화의 관건입니다. 나노여과막은 역삼투막보다 공극이 다소 커서 낮은 압력으로 운전할 수 있으면서도 2가 이온과 유기물, 색도물질을 효과적으로 제거해, 경도가 높은 지하수의 연수화나 소독부산물 전구물질 제거에 특화되어 활용됩니다. 1가 이온인 나트륨이나 염소이온은 상대적으로 잘 투과시키므로 완전한 탈염이 필요한 경우에는 역삼투가 선택됩니다.
주의할 점
나노여과는 막의 공극 특성상 1가 이온(나트륨 등) 제거효율이 낮아 목표 수질에 따라 역삼투와의 선택이 필요하다.
나노여과는 1가 이온 제거율이 낮아 해수담수화처럼 완전한 탈염이 필요한 용도에는 적합하지 않다.