최근 스마트 팜 중 수경재배에 대한 관심도가 높아지고 있다. 하지만 수경재배는 폐양액을 필수적으로 발생시키고 이는 주변 환경으로 방류되어 수질오염을 야기한다. 본 연구에서는 순환식 담액 수경재배 시 사용되는 농업용수를 전기투석공정(Electrodialysis; ED)을 통해 양이온 (N, P, K)의 농축과 폐양액의 희석으로 재사용 가능성을 확인하고자 하였다. 연구는 KNO₃ 용액을 전기투석 시 농도, 전압 및 전류, 유량을 변수로 하여 전기투석을 실시하였고, KNO₃ 용액의 농도 변화 정도를 파악하였다. 전기투석장치 내부 멤브레인 채널의 이온 전달 현상을 설명하기위해 확장된 Nernst-Planck 식을 사용하였다.
전기투석 멤브레인에서의 이온의 이동을 확인하였고, 가해지는 전류와 전압의 수치가 높을수록, 순환하는 유량이 커질수록 KNO₃용액의 농도 변화 또한 증가한다는 것을 확인하였다. 희석조의 농도가 농축조의 농도보다 낮을 때 용액의 농도 변화량 또한 감소하는 것을 확인하였다. 또한 전기투석장치에 고정된 전류를 가하면 전압은 미세하게 상승하지만, 고정된 전압을 가하면 전류는 점차 감소하였다. 이것으로 보아 전기투석을 진행할수록 저항이 증가한다는 것을 확인하였다
이러한 결과를 통해 순환식 담액 수경재배 시 전기투석공정으로 이온을 농축 및 희석하게 된다면 방류되는 폐양액의 농도는 희석되어 환경오염을 감소시킴과 동시에 양액이 농축되어 식물 생장에 도움을 줄 것이라 사료된다.