포항 수처리 기업 투엔, ‘영구 오염물질’ 99.998% 제거…글로벌 물시장 정조준

포항에 본사를 둔 수처리 전문기업 투엔이 자사의 막증류(MD) 기술을 통해 ‘영구 오염물질’로 불리는 PFAS(과불화화합물)를 99.998% 제거하는 데 성공했다. 이를 통해 미국 환경보호청(EPA)의 규제 대상 물질인 PFOA(과불화옥탄산)를 EPA 음용수 기준의 약 6분의 1 수준으로 낮추는 성과를 거두면서 향후 글로벌 PFAS 정화 시장에서 새로운 대안 기술로 주목받고 있다.

16일 투엔에 따르면 이번 기술은 지난 2월 국내 공인 분석기관 캠데이터를 통해 PFAS 농축·분리 시험을 검증됐다. PFAS는 탄소-불소 결합으로 이뤄진 수천 종의 합성 화학물질로 프라이팬 코팅재·방수 의류·소화용 폼·반도체 공정 등 산업 전반에 광범위하게 사용되고 있다.

특히 자연 환경에서 스스로 분해되지 않는다는 공통점 때문에 ‘영구 오염물질’이라 불린다. 한 번 지하수나 식수원에 유입되면 수십 년 이상 잔류한다.

국제암연구소(IARC)는 2023년 PFOA를 인체 발암 물질(1군)으로 분류했으며, 장기 노출 시 면역계 이상·갑상선 질환·신장암·간 손상 등의 건강 위협이 보고되어 있다. 이에 전 세계적으로 PFAS 정화 기술 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 하지만 이런 우려에도 불구하고 현재 활성탄 흡착 방식이나 이온교환수지, 역삼투압 및 나노여과막 기술 등 기존 방식으로 PFAS를 완전히 제거하는 것은 기술적 한계가 있다는 지적을 받아왔다.

이를 극복하기 위해 투엔은 막증류(MD) 방식을 통해 기존 PFAS 제거 기술과 근본적으로 다른 접근법을 취했다. 이 기술은 대기압 조건에서 50~80°C의 낮은 열에너지만으로 작동하며, 활성탄·이온교환수지와 같은 소모성 흡착제가 전혀 필요하지 않다.

수처리 공정에서 소모되는 것은 MD 멤브레인과 열 에너지(폐열 활용 가능)뿐으로 추가적인 약품 투입이나 복잡한 후처리 공정 없이 단순하고 안정적인 운전이 가능하다. 실제 시험에서 처리수(방출수) 내 PFAS 농도는 20~30 ppt 이하까지 낮아졌으며 분리 효율은 99.998% 이상으로 확인됐다.

또한 투엔 MD는 처리수 회수율을 90% 이상으로 안정적으로 유지할 수 있어, 발생하는 농축수의 양 자체를 대폭 줄였다. 이는 기존 기술의 구조적 한계를 우회하는 방식이라는 점에서 이번 실험 결과는 PFAS 수처리 분야에서 막증류가 현실적인 대안으로 부상할 수 있음을 보여준 첫 번째 국내 실증 사례로 평가된다.

투엔은 이 기술을 ‘워터 트랜지스터(Water Transistor)’ 개념으로 보고 있다. 이는 해수, 산업 폐수, PFAS 오염수 등 어떤 원수가 투입되더라도 고순도 처리수를 만들어낼 수 있으며 농축된 폐액에서 유가 자원을 회수하거나 유수 분리에도 응용 가능하다. 이로 인해 향후 수처리를 넘어 자원 순환 전반으로 사업 영역이 확대될 것으로 기대하고 있다.

투엔은 해수 담수화와 산업 폐수 처리를 주력 시장으로 삼아 국내 다수의 파일럿 프로젝트도 성공적으로 완료했다. 이번 PFAS 실험 결과는 그 적용 범위를 한층 확장하는 계기가 될 것으로 예상된다.

김재훈 투엔 대표는 “우리의 미션은 단순하다. 어디서든 깨끗한 물을 공급하는 것”이라며 “이번 PFAS 시험 결과를 발판으로 미국·캐나다·유럽 등 규제 선진 시장에 막증류 기반 PFAS 정화 모듈을 공급하고, 국내외 공인 기관과의 추가 실증 시험을 통해 글로벌 시장 진입을 가속화하겠다”고 밝혔다.

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