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안녕하세요! 지속 가능한 미래를 만들어나가기 위한 삼성디스플레이의 노력을 보여드리는 YESG구(예스지구) 시리즈의 MC를 맡은 폴디와 큐디입니다^^ 우리 지구의 환경과 자원에 대한 보살핌이 더욱 중요해져가는 요즘. 삼성디스플레이는 첨단 디스플레이 패널도 환경 친화적인 공정을 통해 만들고 있습니다. 이번 YESG구(예스지구) 1편에서는 디스플레이 생산에 필수적인 물. ‘초순수’를 만드는 과정을 통해 삼성디스플레이가 공정에 사용되는 물을 어떻게 처리하고, 또 이 물을 어떻게 친환경적으로 재이용하는지 소개해 드릴게요.


디스플레이를 만드는 하루 10만 톤의 물, 그 시작점 ‘대청댐’

디스플레이 생산공정에는 물이 꼭 필요합니다. 디스플레이 패널이 만들어지기까지는 많은 공정이 필요한데요. 각 단계에서 패널을 세정을 하거나 화학 농도 희석을 위해서는 많은 물이 필요합니다.

삼성디스플레이에서 공정에 사용하는 모든 물은 대청댐에서 들어옵니다. 수원지인 대청댐으로부터 하루에 들어오는 물의 양은 약 10만 톤! 이 물이 도착하면 먼저 15만톤의 물을 저장할 수 있는 삼성디스플레이 아산2캠퍼스의 정배수지(원수 집수 Pond)에 모이게 됩니다.

대청댐에서 온 물도 육안으로 보기에는 상당히 깨끗해 보이지만 공정에 그대로 사용할 수는 없어요. 어떠한 이물질도 들어있지 않은 물 이어야만 디스플레이 공정에 가장 적합 하거든요. 그래서 추가적인 정수 처리 과정을 반드시 거쳐야 합니다.


울트라 순수한 물을 만드는 삼성디스플레이 ‘초순수’ 시스템

산업에 사용되는 공업용수는 용도별로 일반수, 순수, 초순수로 구분할 수 있어요. ‘초순수’는 그 단어에서 유추할 수 있듯이 물속에 있는 이물질을 최대한 제거해 전기 저항이 거의 없는 아주 순수해진 물을 말합니다. 그래서 디스플레이나 반도체처럼 티끌만 한 이물질에도 민감한 산업에 활용되죠.

대청호에서 들어온 물은 정배수지를 지나 초순수 시스템 3단계 과정을 거친 뒤에 디스플레이 공정에 투입됩니다. 1단계(전 처리), 2단계(순수 처리), 마지막으로 초순수 처리를 거쳐야 울트라 퓨어 워터 초순수(Ultra Pure Water)가 되는 것이죠.

먼저 1차 정수 처리 과정을 통해 물 속의 큰 입자들을 제거합니다. 물이 들어있는 수조 안에는 멤브레인이라는 국수 면발처럼 생긴 필터가 들어 있는데, 일반 가정용 정수기에도 많이 활용되는 이 필터를 통해, 입자가 큰 미세 유기물과 SS(부유물질) 등이 걸러집니다.

▲ ACF(활성탄소섬유) 

이어서 ACF(활성탄소섬유, Activated Carbon Fiber) 필터를 사용해 물속에 남아 있는 염소를 제거합니다. ACF 하우징 안에는 활성탄이 들어 있는데 활성탄이 유기 성분, 냄새, 맛 등 다양한 물질을 흡착해 제거합니다. 다음은 역삼투 기술을 활용하는 RO(Reverse Osmosis) 과정입니다. 반투막을 이용한 막 분리 기술을 통해 유기물과 이온이 제거되죠.

이렇게 정수된 물도 상당히 깨끗해진 상태인데, 아직 디스플레이 생산에 사용하기에는 충분하지 않습니다. 그래서 2단계인 순수 처리를 거치는데 이 과정에서는 잔류 이온을 추가적으로 제거하고 용존 가스까지 제거합니다.

초순수 시스템의 마지막 단계는 UVO 시설을 통한 유기물 분해와 살균, 이온 제거 과정입니다. 이렇게 초미세 파티클까지 여과되는 MF(정밀여과필터, Micro Filtration) 설비를 거치면 드디어 초순수가 완성됩니다. 이렇게 완성된 초순수는 파이프를 통해 각 공정에 공급되죠.


‘초순수’ 얼마나 깨끗할까?

극도로 순수해진 물 ‘초순수’. 그럼 초순수에는 어느정도로 이물질 없이 깨끗할까요? 초순수에 들어간 이물질이 비유하자면 대한민국 전체 면적에 피자 한 판 정도밖에 되지 않는다고 합니다. 그 순수함이 어느 정도일지 짐작이 가시나요?

▲ 대청댐물(좌)와 초순수(우)를 각각 측정한 모습

순수한 물일수록 전기 전도가 낮게 측정이 되는 특성이 있습니다. 즉석 실험을 해 보았는데요. 대청댐 원수가 112마이크로지멘스(us)/cm 정도의 수치가 측정되는데 비해, 초순수는 3.5uS/cm로 아주 낮은 수치가 나오네요. 이것도 원래는 0.05uS/cm의 수치가 나와야 하지만 공기와 접촉하는 잠깐 사이에 오염이 발생해 순도가 떨어졌기 때문에 원래 수치와 차이가 나는 것입니다.

사용이 끝난 초순수. 이게 끝이 아니었다니~!

이렇게 공정에 사용된 60~70%의 물은 다시 초순수 시스템의 정수과정을 거쳐 친환경적으로 재이용하고 있습니다. 재이용 기준에 미치지 못하는 물은 삼성디스플레이 그린 센터에서 정수과정을 거쳐 일부가 다시 초순수 시설로 입수된다고 하니, 실제로 재이용되는 물은 훨씬 많다고 볼 수 있죠.

오늘은 디스플레이를 만들 때 꼭 필요한 물 ‘초순수’가 어떻게 만들어지는지 알아보았습니다. 다음 편에서는 이렇게 사용된 물의 재이용과 수처리에 대한 이야기를 통해 지속가능한 미래를 위한 삼성디스플레이의 노력을 또 한번 살펴보겠습니다. 예스지구(YESG구) 초순수 편 풀 영상이 궁금한 분은 여기를 클릭해주세요~!

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  1. 고딩 says:

    흥미로운 글 잘읽었습니다 쉬지 마시고 더 올려주셍ㅅ