폐수 재이용을 넘어 無방류 시대로
- FMX 폐수 무방류 공정, 시설비 및 운영비 저감기술로 부상
- 환경부, 구미와 성서 산업단지에 폐수 무방류시스템 도입
최근 각 지역마다 대규모 산업단지가 조성되면서 부족한 공업용수를 그 지역의 하수처리수로 재이용하는 방식이 활용되고 있다. 그러나 공업용수로 활용되고 배출되는 산업 폐수 중 일부가 하천으로 방류되어 상수원으로 연결된다는 점에서 문제가 제기된다. 비록 방류수 수질기준에 맞춰 처리되었다고는 하지만 산업계에서 유발되는 미량의 오염물은 그대로 상수원에 누적될 수 있기 때문이다.
환경부는 낙동강을 수자원으로 활용하는 대구시와 구미시에서 이 같은 문제가 민감한 현안으로 떠오르자 구미와 성서 산업단지 폐수 무방류시스템 도입과 낙동강 통합 물관리방안을 올해 업무계획에 포함시켰다. 폐수 무방류시스템 도입은 공단에서 발생하는 폐수가 상수원으로 들어가는 것을 원천적으로 봉쇄하기 위한 방안이다.
폐수 무방류시스템은 오염된 폐수를 처리한 뒤 하천으로 방류하지 않고 정화하여 재사용하고 부유물과 오염물은 고체로 만들어 폐기하는 공정이다. 따라서 폐수 무방류시스템은 오염물의 배출을 원천적으로 차단하여 방류 수역의 수질 개선과 수자원의 효율적 이용이라는 측면에서 긍정적인 효과가 있다. 그러나 오염물을 고체로 만드는 과정에서 높은 처리비용이 발생하기 때문에 신중한 접근이 필요하다.
FMX 무방류 공정도
무방류시스템에서 높은 운영비는 주로 RO 농축수를 최종 처리하는 증발건조 단계에서 발생한다. FMX는 증발건조 단계의 운영비를 절감하는 기술적 대안이다. 즉, 폐수 재이용 공정에 적용되는 RO 공정에서 처리수의 80%가 공업용수로 재이용되고 약 20%의 농축수가 발생하는데, 이때 FMX 공정을 추가 농축과정에 적용하면 최종적으로 증발건조되는 양이 전체 폐수의 약 5% 정도로 감소하고 증발건조 공정의 시설비와 운영비 또한 같은 비율(1/4)로 감소하게 된다. 부강테크(BKT)는 화력발전소의 탈황 폐수(FGD) 무방류 공정 기술을 바탕으로 산업 폐수 재이용 공정에 적용가능한 무방류 공정 기술을 개발했다.
올해 환경부 3대 핵심 과제 중 하나로 ‘물관리 혁신으로 깨끗한 수돗물 공급’이 포함되었다. 산업단지 확대로 하수재이용 수요가 증가하면서 간과해서는 안될 것이 있다. 바로 산업단지에서 발생하는 폐수 재이용과 더불어 배출되는 방류수가 상수 수자원에 미치는 영향이다. 상수원에 인접한 산업단지에 재이용시설이 도입될 경우 공업용수 고도화 시설과 함께 상수원을 적극적으로 보호하기 위한 무방류 시설의 검토가 필요하다.
포항하수처리장 농축수 처리시설 전경
파주하수처리장 농축수 처리시설 전경
공공하수처리장의 최종 처리수를 원수로 사용할 경우, 재이용시설에서 발생하는 농축수에는 고농도 질소와 미생물 성장에 방해 물질인 무기성 이온물질이 농축되어 생물학적 처리가 쉽지 않은 경우도 있다. 공공하수처리장의 처리수는 수온이 낮은 동절기에 질소 제거효율 저하로 암모니아성 질소 농도가 증가할 경우 별도의 질산화 공정이 추가되어 공사비 및 처리비용이 증가하게 된다. 특히, 축산폐수나 음식물 등을 연계 처리하는 공공하수처리장은 최종 방류수에 난분해성 물질, 염분, 경도유발물질 등이 증가하여 재이용 원수로 사용할 경우 고농도의 농축수가 발생하기 때문에 생물학적 처리에 문제가 없는지 면밀한 검토가 필요하다.
물부족 국가인 우리나라에서 하수재이용 사업은 고용창출, 사회기반시설 확충, 새로운 환경재화 창출, 수요처의 용수비용 절감 등을 위해 민간투자를 촉진함으로써 사회 전반적인 발전을 기대할 수 있다. 고도 산업화 단지 확대로 양질의 저렴한 공업용수 공급을 위한 재이용시설의 수요는 당분간 지속될 전망이다. BKT는 포항, 파주 적용사례 및 다양한 운전경험을 바탕으로 재이용사업을 계획하는 민간사업자에게 기술적 신뢰와 다양한 경험을 통한 기술 노하우를 전달하여 재이용사업의 성공 파트너가 되고자 한다.