이 연구 주제는 하·폐수 재이용과 해수담수화에 적용 가능한 막 기반 수처리 기술, 특히 전방삼투(Forward Osmosis, FO) 공정의 성능 향상에 초점을 둔다. 연구실의 주요 논문들은 cellulose triacetate(CTA) 기반 막과 나선형 전방삼투막의 유기물 오염, 용질 수송, 재이용수 처리 성능을 다루고 있으며, 이를 통해 수질처리 공정의 안정성과 에너지 효율을 동시에 높이려는 방향을 보여준다. 이러한 연구는 물 부족, 산업폐수 증가, 재이용수 품질 기준 강화와 같은 환경 문제에 대응하기 위한 핵심 기반 기술로 의미가 크다. 구체적으로는 막 표면에서 발생하는 유기물 파울링의 특성 분석, 운전 조건에 따른 오염물 축적 메커니즘 규명, 그리고 막 특성에 따른 미량유기오염물질 및 분해 부산물의 제거 거동 해석이 중요한 연구 내용이다. 전방삼투 공정은 기존 역삼투 대비 낮은 수리학적 압력에서 운전이 가능하다는 장점이 있지만, 막 오염과 내부 농도분극, 선택적 물질 이동 등의 복합 문제가 존재한다. 연구실은 이러한 한계를 실제 폐수 재이용과 해수담수화 조건에서 분석함으로써, 실공정 적용성을 높이는 방향의 설계 원리를 축적하고 있다. 향후 이 연구는 고성능 막소재 개발, 공정 최적화, 전처리-후처리 융합 시스템 설계로 확장될 가능성이 크다. 특히 물 재이용 기술이 탄소중립과 순환경제의 핵심 인프라로 주목받는 상황에서, 막 기반 수질처리 기술은 산업용수 확보, 도시 물순환 개선, 고염도 폐수 관리 등 다양한 분야에 파급효과를 가진다. 따라서 본 연구는 단순한 수처리를 넘어 지속가능한 수자원 관리 체계를 구현하는 데 중요한 역할을 한다.

이 연구 주제는 수처리 공정 내에서 다양한 유기물과 미량오염물질이 어떻게 이동하고 제거되는지를 이해하고, 이를 바탕으로 안전한 수자원 관리 전략을 수립하는 데 초점을 둔다. 연구실의 성과에서는 trace organic compounds와 degradation byproducts의 제거 및 수송 거동, 막 특성과 운전 조건이 물질 분리에 미치는 영향을 정량적으로 분석한 점이 두드러진다. 이는 단순히 오염물질을 제거하는 수준을 넘어, 처리수의 안전성과 재이용 가능성을 과학적으로 평가하는 연구라고 볼 수 있다. 특히 미량유기오염물질은 농도가 낮더라도 생태계와 인체 건강에 장기적인 영향을 줄 수 있어, 기존의 일반 수질 지표만으로는 충분히 설명되지 않는 경우가 많다. 연구실은 막 공정에서의 흡착, 확산, 선택적 투과, 분해 부산물 생성 가능성을 함께 고려함으로써 실제 수처리 시스템에서 발생하는 복합 현상을 해석한다. 이러한 접근은 정수처리, 하수재이용, 산업폐수 처리와 같은 다양한 현장 조건에서 처리 안정성과 규제 대응성을 높이는 데 중요한 기초 자료를 제공한다. 이 연구의 확장성은 매우 크다. 향후에는 신종오염물질, 의약물질, 산업유래 미량유기화합물 등에 대한 제거 메커니즘 연구로 발전할 수 있으며, 공정 모니터링과 예측 모델링 기술과 결합될 가능성도 높다. 결과적으로 본 주제는 수자원 관리의 정밀도를 높이고, 재이용수와 환경방류수의 품질을 체계적으로 보장하는 데 기여하는 핵심 연구 분야라 할 수 있다.

이 연구 주제는 폐수 및 폐자원으로부터 유용 성분을 회수하는 분리막 기반 자원순환 기술에 관한 것이다. 연구실의 논문에서는 소수성 막을 이용한 단쇄·중쇄 지방산의 선택적 회수 연구가 수행되었으며, 프로젝트에서는 폐리튬 이차전지에서 유용 자원을 회수하기 위한 초임계 추출 및 분리막 소재 기술개발이 진행되고 있다. 이는 전통적인 오염 제거 중심의 환경공학을 넘어, 자원회수와 탄소저감을 동시에 달성하는 차세대 환경기술로서의 방향성을 잘 보여준다. 기술적으로는 지지액, 공급액의 pH, 막 기공 특성 등 공정 변수에 따라 목표 성분의 선택도와 회수 효율이 크게 달라질 수 있기 때문에, 분리막 소재와 공정 설계의 정밀한 최적화가 중요하다. 폐수 내 유기산 회수는 바이오화학 원료나 에너지원 확보 측면에서 의미가 있으며, 폐배터리 자원회수는 리튬, 니켈 등 핵심 금속의 국내 순환 공급망 구축과 연결된다. 또한 초임계 CO2 기반 공정은 기존 습식공정보다 약품 사용과 고농도 폐수 발생을 줄일 수 있어 친환경성과 경제성을 동시에 추구할 수 있다. 이 연구의 사회적 가치는 자원안보와 환경보호를 통합적으로 달성할 수 있다는 점에 있다. 향후에는 폐수처리 공정과 자원회수 공정을 통합한 하이브리드 시스템, 고선택성 기능성 막소재 개발, 폐배터리·산업부산물·농축폐액 등 다양한 원료로의 적용 확대가 기대된다. 따라서 본 연구는 물 환경 관리와 자원 재순환을 연결하는 실용적이고 전략적인 환경공학 연구 분야로 평가할 수 있다.