미국, 새로운 친환경 폐수처리 직물 개발
미국, 새로운 친환경 폐수처리 직물 개발
공기 투과 가능한 직물 이용 지하수·우물 오염 방지…인도서 적용
매년, 인도에서는 수인성전염병(waterborne diseases) 환자가 3천770만 명 가량 발생한다. WaterAid에 의해 보고된 자료에 따르면 매년 150만 명의 어린이들이 인도에서 설사(diarrhea)로 사망한다고 한다.
많은 개발도상국에서 피트 화장실(pit latrine)은 일반적이지만, 이들은 공중 보건과 환경에 큰 위험을 초래할 수 있다. 개방된 형태의 피트 화장실은 개방된 형태의 주거 공간만큼이나 복잡하며 땅속에 존재하는 작은 도랑(trench)만큼이나 단순하기도 하다.
댈라웨어대(University of Delaware)의 한 연구팀이 주변에 있는 지하수나 우물들이 오염되는 것을 방지하고자 공기 투과가 가능한 직물(fabric)을 더하여 일상적인 피트 화장실의 환경을 개선하는 방법을 개발했다.
이러한 방법을 이용함으로써 적어도 환경미화원(sanitation worker)들이 병원균들에 쉽게 노출되는 것을 방지할 수 있을 것이다. 이번 연구는 빌게이츠 & 멜린다게이츠 재단(Bill & Melinda Gates Foundation)의 Grand Challenges Explorations Fund로부터 자금 지원을 받아 수행되었다.
현재, 환경공학자인 Steve Dentel 교수가 이끄는 미국의 연구팀이 25만 달러의 자금으로 인도의 가장 산업화된 도시인 Kanpur에서 멤브레인 기술을 연구 중에 있다. 또한, 그는 비영리조직인 WaterAid사의 연구원들과 공공 연구를 수행하고 있다. WaterAid의 수석 연구원인 Puneet Srivastava는 스포츠나 캠핑 등에 이용되는 것과 유사한 형태의 직물에서 공기 투과가 가능한 멤브레인을 개발하는 연구를 수행하는 것과 관련해 Steve Dentel 교수와 연락을 주고받았다.
Steve Dentel 교수는 이에 대해 “우선, 우리는 이러한 종류의 직물들이 젖지 않도록 하는 연구를 수행했다. 개발도상국에서 이러한 것들은 공중 보건이나 환경 등에 핵심이 된다”고 말했다. 이 멤브레인들은 쓰레기들을 잡아주고 시간이 흐름에 따라 물은 증발할 수 있도록 해준다. 그러면 쓰레기들은 점점 마르게 되고 깨끗한 물이 방출되게 된다.
Dentel과 Srivastava는 Kanpur의 슬럼가에서, 생활쓰레기들이 연구진이 개발한 직물로 연결되어 있는 55갤런의 드럼통에 쌓일 수 있도록 만든 후 이를 관찰했다. 환기(Ventilation) 구멍들은 쓰레기들이 마르고 건조될 수 있도록 해 주었으며, 이를 통해 병원균의 양을 줄일 수 있었다. 이 과정의 원리는 매우 복잡한 반면, 이를 응용하는 것은 매우 간단하기 때문에 개발도상국에서 이를 쉽게 이용할 수 있을 것으로 보인다. 멤브레인들은 또한 오랜 시간에 걸쳐 재사용이 가능하다는 장점이 있다.
연구진의 Dentel 교수는 “인도에서 우기가 시작되기 전인 이번 6월까지 적용할 예정”이라고 말했다. Dentel 교수는 이를 미국 및 한국에서 지하수처리 시설에 이용하기 위해 공학자인 Daniel Cha 및 Paul Imhoff와 공동 연구를 지속하고 있다.
Researcher develops novel wastewater treatment fabric
Each year in India, waterborne diseases sicken approximately 37.7 million people. One and a half million children die of diarrhea alone, according to a report by WaterAid.
In the developing world, open pit latrines are common, but they pose a significant risk to public health and the environment. Open pit latrines can be as sophisticated as an outhouse or as simple as a trench in the ground.
A team at the University of Delaware has reinvented the common latrine by adding a breathable fabric as a simple way to protect the nearby groundwater and wells from contamination, while also protecting sanitation workers from exposure to pathogens.
The work was originally funded through the Bill & Melinda Gates Foundation's Grand Challenges Explorations Fund.
WaterAid's research director, Puneet Srivastava, contacted Dentel after learning about his research team's innovative approach, which uses a breathable membrane in a fabric similar to that used in sports and camping gear.
“In first world countries, we use this type of fabric to keep from getting wet. But in the developing world it could be a key to basic health and sanitation,” said Dentel, a recognized expert on waste processing. The membrane captures the waste and allows water to evaporate over time, leaving everything else behind. The waste gradually dries, and clean water is released.
In Kanpur slums, Dentel and Srivastava identified family dwellings where the human waste can be deposited into a 55-gallon drum lined with the breathable fabric. Ventilation holes will allow the waste to dry out, while retaining and decreasing pathogens.
While the process relies on a sophisticated technology, the application must be simple and affordable if it's to be sustainable in developing countries. The membrane also must be reusable many times, which the research team's tests indicate it is.
“The goal is to get installations in place before India's rainy season begins this June,” said Dentel. At the same time, Dentel is working with UD engineering colleagues Daniel Cha and Paul Imhoff to apply the technology in wastewater treatment facilities in the U.S. and in advanced economies overseas, particularly South Korea.
“This could be a game-changer in wastewater and sludge management, involving billions of dollars per year,” said Cha.
[출처 = KISTI 미리안 『녹색기술정보포털』2014년 4월 22일 / 원문출처= phys.org/news/2014-04-wastewater-treatment-fabric.html]
[『워터저널』 2014년 5월호에 게재]