우리나라 다양한 산업 분야의 기업들은 경쟁력을 확보하기 위해 공장 내 물재이용에 사활을 걸고 추진하고 있다. 

포스코는 포항제철소에서 물을 재이용하고 있으며, 화학공장이나 다른 산업에서도 2000년부터 선진국을 따라 잡기 위해 노력하고 있다. 정부 또한 물재이용을 적극적으로 지원하고 있어 지자체에서도 큰 관심을 갖고 공공시설에 물재이용을 도입하기 위해 노력하고 있다. 특히, 일부 대학에서는 물재이용 분야 연구와 실용화에 앞장서고 있다.

이 중 가장 고도의 기술을 구사하여 물을 재이용하고 있는 산업의 대표적인 예가 반도체 산업이다. 반도체 공장에서는 수 중의 이온류 등이 1조분의 1(PPT)에서 1천조분의 1(PPQ)의 수준 밖에 포함되지 않는 초순수를 반도체 웨이퍼의 세정에 이용하고 있다. 

초순수는 반도체 산업에서 최고의 기술로 우리나라가 선진국 수준으로 발전하려면 초순수 연구에 지속적으로 투자해야 한다.

반도체 공장에서는 불산, 인산, 황산 등의 무기 이온류나 이소프로필 알코올(IPA) 수산화 테트라메틸 암모늄(THAM) 등의 유기물이 사용되며 폐수로 배출된다. 반도체 공장에서는 이러한 폐수를 다양한 수처리 기술에 조합해 처리하고 초순수를 제조하거나 원수 및 중간 공정으로 사용함으로써 물순환을 이루고 있다. 이는 반도체 산업이 비교적 새로운 산업으로 공장 건설 시 물재이용을 염두해두고 설계했기 때문에 가능하다.

반도체 공장에서 발생하는 폐수를 무기물, 유기물 등의 종류나 농도의 고저 등으로 분리해서 각각의 폐수를 효율적으로 처리한다는 점이 중요한 포인트다.

예를 들어 웨이퍼의 에칭에 사용된 불산의 폐수는 수천 ㎎/L의 저농도의 폐수와 수천 ㎎/L의 고농도의 폐수로 나뉜다. 저농도의 폐수는 이온교환수지나 역삼투(RO)로 처리해 순수로 이용하고, 고농도의 폐수는 응집침전처리에서 불소의 제거를 하는 등 하수기술과 폐수처리 기술을 잘 분류해 사용하고 있다.

다른 산업도 물재이용의 요구는 나날이 높아지고 있어 보다 저렴하고 안전하며 효율적인 물회수 기술의 발전이 기대되고 있다. 우리나라 반도체 공장의 물회수 및 재이용 기술이 선진국 수준으로 발전할 수 있도록 기술자 양성 및 투자가 지속되기를 바란다.

[『워터저널』 2022년 8월호에 게재]