현재 세계 초순수 시장은 지속적으로 성장하는 추세에 있으며, GWI 보고서에 따르면, 2011년 기준으로 1,672만불 수준에서 2025년 기준 4,273만불로 성장할 것으로 내다보고 있다(GWI, 2014). 세계 초순수 시장에는 다양한 수처리 공정이 있으며, 여러 공정 중에서도 탈염 공정은 절대적으로 필요한 공정이다. 초순수 공정 내 탈염이 목적인 공정은 MB(Mixed bed), NF(nano filtration), RO(reverse osmosis), EDI(electro deionization), MDI(membrane deionization) , CDI(capacitive deionization) 등 다양하게 있으며, 이들 대부분은 이온교환수지나 이온교환막, 전극 등으로 유입수 내 이온성 물질을 제거하여 생산수의 비저항을 높이는 공정이라 할 수 있다. 이러한 많은 공정 중에서도 최근 부각되고 있는 공정들은 대부분 전력소모량을 저감할 수 있는 공정들로 FO(Foward Osmosis), CDI, EDI 공정 등이 있으며, 해당 기술들에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다(R.Zhao et al., 2013).
이 중 CDI 공정은 축전식 탈이온 공정으로도 불리고 있으며, 공정은 기존의 흡착, 이온교환공정에 전기적인 구동력이 부가된 기술이다. 높은 비표면적을 가질뿐더러 낮은 전압(약 1∼2V)에서 운전이 가능하기에 에너지 소비도 적다. 또한 전극을 재생할 때 산, 염기 등의 약품을 사용하지 않아 2차 오염물질 등이 발생하지 않는 등 환경진화적인 기술로 잘 알려져 있다.
본 연구에서는 CDI 공정이 초순수 공정 내에서 어떠한 역할을 할 수 있는지 알아보기 위해 CDI 장치를 구성하여 K-water 연구원 내 초순수 pilot plant에 설치하였으며, 운전에 영향을 주는 인자(전압, 수온, pH, 유입수 전기전도도, 회수율 등)들을 변경해가며 최적운전조건을 찾고자 실험을 진행하였으며, 추가로 MB, RO 공정들과 수질 및 전력소모량 등을 비교, 평가하였다.