생명체의 유지 존속을 위해서는 반드시 필요한 물, 이러한 물을 안전하게 또한 친환경적으로 처리 할 수 있는 공정으로서 최근 분리막 공정이 크게 주목받고 있다.

1950년대 후반, 해수의 담수화에 적용되기 시작한 분리막은 반도체와 같은 첨단산업제품을 생산하는 데에 소요되는 초순수의 제조, 의약 및 화학약품의 제조 등 일부 분야에서만 국한돼 사용됐다. 그러나 최근에는 먹는 물의 제조에서부터 오폐수처리 분야까지 다양한 분야에 적용되고 있다. 특히, 지난 '93년 미국, '96년 일본에서 연이어 발생한 크립토 기생충에 의한 먹는 물 감염 사고는 상수처리 분야에 있어서 분리막 공정 도입의 큰 계기가 됐다.

분리막은 표면에 인간의 머리카락 굵기 보다도 훨씬 작은(수μm이하) 육안으로 확인 할 수 없는 미세한 기공을 가지고 있으며 이들 기공의 크기 순으로 정밀여과막→한외여과막→나노여과막→역삼투여과막 등으로 구분할 수 있다.

분리막에 의한 오염물질제거 메카니즘은 체분리(Sieve)효과, 즉 분리막 표면의 기공보다 작은 물질은 통과시키고 이보다 큰 물질은 통과시키지 않는 것. 수중에 포함된 유해한 유·무기 오염물질, 크립토 기생충, 박테리아 등을 거의 완벽하게 제거할 수 있어 안전한 물의 생산이 가능하다. 또, 종래 수처리 공정에 비해 화학약품 사용량이 적은 친환경적인 처리공정이다.

일반적으로 정밀여과막 및 한외여과막은 상수처리에 의한 먹는 물의 제조나 생활하수 및 공장폐수의 처리에 사용된다. 나노여과막 및 역삼투여과막은 오염물질이 거의 포함되어 있지 않은 순수한 물을 필요로 하는 분야에 적용되고 있다.

분리막 공정은 미국, 일본 및 프랑스 등과 같은 선진국에서는 이미 먹는 물의 제조를 포함한 다양한 수처리 분야에 적용, 상용화됐다. 국내의 경우, 반도체 산업분야, 소형 정수기 및 해수의 담수화에 일부 제한적으로 사용되는 경우를 제외하면 먹는 물 제조를 위한 상수처리에의 적용은 전무한 실정이다.

하지만 환경부 주도로 작년부터 시행중인 수처리선진화 사업에서 분리막 소재개발, 중대형 막분리 고도정수처리 시스템 개발 및 상용화에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 안전하고 친환경적인 분리막을 상수처리에 이용하는 것이 세계적인 추세임을 고려해 보면 가까운 장래에 우리나라에서도 상수처리에 분리막 공정이 도입될 것으로 예상된다.

지난해까지 최근 5년간의 수처리 분야 분리막 관련 특허출원 동향을 보면, 총 출원 건수는 243건으로 2002년까지 크게 증가하다가 다시 감소하는 추세를 보이고 있다. 하지만 분리막 공정의 가장 핵심적 분야라 할 수 있는 분리막 소재 및 제조와 관련된 출원 건수는 지속적인 증가를 보이고 있다.

외국인 출원비율이 점차 증가하는 추세로 작년의 경우에는 총 출원건수 39건 중 외국인에 의한 출원건수가 28건(72%)에 달했다. 이는 주요 선진국이 일찍부터 여러 산업분야에 걸쳐 분리막 공정을 도입, 활용해 관련 연구개발이 수요자 요구에 맞춰 지속적으로 추진된 결과로 보인다.

특허청 곤계자는 "생활수준의 향상과 환경 문제에 대한 인식 변화로 우리나라 소비자들도 친환경적으로 처리되고 질적으로도 우수한 안전성이 보장된 물을 원하고 있다"고 밝히고 "분리막 공정은 이러한 소비자들의 요구에 부응할 수 있는 차세대 수처리 기술의 선두 주자로 앞으로도 관련 연구 개발 및 특허출원이 더욱 활성화될 것"으로 전망했다.

수처리분야 분리막 관련 외국인 특허출원비율 추이