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세계 물시장 미래를 쥐고 있는 폐수처리기술, 기술개발 위한 지원확대가 시급하다
  • 조중혁 기자
  • 승인 2020.02.13 17:54
  • 호수 125
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우리 인류가 목표로 해야 할 지속가능사회에 있어 수자원 순환을 촉진시키는 것은 그 어느 것보다 중요하다. 그리고 그 순환의 과정에서 생겨나는 폐수를 다시 정화시키고 재활용할 수 있는 기술의 가치는 그 어느 것보다 소중할 것이다. 우리는 지금 어떻게 하고 있을까? 

 

2025년 8650억 달러 물시장을 지배하는 폐수처리기술

고도처리기술은 1970년대부터 화학반응 메카니즘에 기초한 연구가 미국이나 유럽 등 선진국에서 진행돼 1980년대 후반부터 처리공정의 정립 및 상수와 지하수 처리에 실용화되기 시작했으며 1990년대 초반부터 폐수처리 정수처리 지하수 처리에 실용화되고 있다.

영국의 물전문 리서치 기관인 GWI(Global Water Intelligence)에 따르면 세계 물시장은 연평균 4.9% 성장해 2025년 8650억 달러로 성장할 전망이다. 특히 물시장의 76.8%를 상하수분야가 차지하고 있으며, 향후 폐수처리와 같은 재이용수 분야의 성장속도가 클 것으로 전망되는데, 전 세계가 시장성장이 가장 기대되는 수처리분야에서 선두다툼이 치열한 만큼 우리도 적극적으로 연구개발에 투자해야 한다. 그리고 현재 우리도 자신있게 제시할 수 있는 ‘미래지향형 하수처리기술’들이 하나둘 선보이고 있다.

 

저탄소·녹색성장기술을 적용한 미래지향형 하수처리 기술들 

하수처리기술에 있어 현재 활발히 기술개발이 진행되고 있는 분야는 산소전달효율을 향상시키는 기술이다. 특히 순산소 발생 및 적용 기술은 산소 분압이 공기에 비해 5배 정도 높은 순산소를 이용해 폐수 내의 용존산소를 높게 유지하는 기술이다. 밀폐형과 개방형으로 분류할 수 있는데, 밀폐형은 폐수처리관을 닫힌 구조로 만들어 기체 산소를 집어넣은 뒤, 산소를 액체 속으로 용해시키는 방식이다. 그에 비해 개방형은 효율이 좋은 산기 장치를 활용해 산소의 전달효율을 높이는 방법으로써 산소와 액체와의 접촉시간을 증가시킬 수 있다. 그리고 미세기포발생 기술은 효율적인 기체와 액체와의 접촉을 유도하는 기술로서, 낮은 압력으로 공기 또는 산소 기체를 미세기포로 전환해 기체의 체류시간을 늘리고 접촉 면적을 획기적으로 증가시켜 산소 전달 속도를 향상시킨다. 이를 위해 산기관의 기계적인 구조를 개발하는 것이 중요하다.

에너지 효율화를 위한 고성능/고집적 기술의 일환으로 ‘박막바이오리액터’(MBR) 기술은 중력을 이용해 폐수와 슬러지를 위에서 아래로 밀어내는 고액분리기능을 다공성 분리막을 대신 사용하며 보다 우수한 수질의 처리수를 효율적으로 생산하는 기술이다. 수많은 슬러지와 폐수를 처리하기 위해서는 걸러주는 박막의 오염을 방지하고 공정에 활용되는 에너지에 대한 소모룰 줄이는 것, 대용량 분리막 운전에 필요한 모듈 제작 및 유지관리 기술의 부재가 문제로 남아있는데, 이를 해결하기 위해 플럭스 향상 및 막 오염 저감 기술이 개발되고 있다. PTFE, PVDF 등 신소재를 적용한 분리막 개발과 기존 PE, PES, CA소재 계열의 분리막 표면 개선을 통한 막오염 감소를 달성하는 것이 목적이다. 또한 저에너지 소비형 고집적화 기술은 대용량 정화장치를 안정적으로 사용하고, 효율적인 관리를 함과 동시에 전체 공정에 소요되는 에너지 비용을 줄일 수 있는 운영관리를 가능하게 할 수 있는 기술이다. 특히 스마트 인공지능형 운전/제어 시스템과 수요자 맞춤형 처리수 생산 기술, 다수의 분리막에서 발생하는 이상 징후
를 감지하고 전체 시스템을 상시 감시할 수 있는 기술 등이 발전하는 IT기술과의 통합을 통해 실용화되고 있다. 이 같은 기술 발전 속에서 폐수처리 분야 가운데 가장 뒤떨어진 분야인 폐수 내의 유용 자원 재생 및 재활용 기술 개발에 대한 중앙 정부의 적극적 지원은 현재도 필요한 시점이다. 이들 폐수 속 자원 회수 기술의 대부분을 수입에 의존하는 우리나라의 실정을 감안했을 때 성장 가능성이 매우 높은 기술 분야이기 때문이다. 환경부에서는 현재 이 같은 폐수처리기술개발에 박차를 가하고 있지만, 보다 많은 지원을 통해 구체적인 성과를 이뤄나가야 할 것이다.

조중혁 기자  megnumfire@gmail.com

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