섬유폐수는 합성유기물인 염료와 발호공정에서의 호제가 다량으로 함유되어 있어 기존의 생물학적 처리법에 의한 처리가 용이하지 않다. 게다가 섬유산업은 여타산업에 비해 다량의 물을 소비하는 산업이다. 그동안의 산업의 고도 발전에 따라 앞으로는 물부족현상이 심해질 전망이며, 환경보전 및 보호에 대한 의식이 고취됨에 따라 이러한 섬유폐수의 처리도 이제까지와는 다른 새로운 방법으로 그 효율을 극대화할 필요성을 느끼게 되었다. 이에 따라 본 연구에서는 막분리 공정으로서 한외여과, 역삼투 공정을 이용하여 염색$\cdot$제직폐수를 고도처리하여 재활용이 가능토록 하였으며, 이를 바탕으로 염색$\cdot$제직폐수의 고도처리를 통한 재활용 시스템을 설계하였다.
우리나라의 산업폐수 발생업체 중 0.4%를 차지하고 있는 석유정제 산업체에서 배출되는 1일 폐수 발생량은 '89년 기준으로 약 $32,400m^3$으로서 전 산업체의 1일 폐수 발생량의 0.5%를 차지하고 있으며, 또한 발생폐수 전량이 종래의 폐수처리시설을 거쳐 하천, 호소 및 연안해역 등의 공공수역으로 방류되고 있다. 대량의 공업용수가 필요한 지역에 위치하고 있는 정유공장의 원활한 공업용수의 공급 및 수자원 확보를 위한 일환으로서, 경제적인 폐수 재활용 공정을 개발하여 대량의 폐수로부터 양질의 공업용수를 확보하고 아울러 최종방류량을 최소화하는 것이 바람직할 것이다.
최근 산업폐수의 수질오염에 대한 국민적 관심이 높아지면서 정부의 배출수 수질기준강화 및 배출부과금의 인상 등으로 기업의 폐수처리에 관한 인식이 상당히 달라졌다. 기존의 폐수처리는 각공정에서 발생되는 폐수는 종합적으로 수집하여 처리하는 소위 END OF PIPE 처리방법이 대부분이며 산화/환원, 응집/침전, 미생물분해, 여과 등이 주로 사용되고 있다. 그러나 END OF PIPE 처리방식에서는 소량이지만 처리가 어렵거나 독성이 강한 물질이 일부분의 공정에서 발생되어도 분리처리되지 않고 전체적으로 합쳐지므로 처리시설이 복잡하고 규모도 커진다. 따라서 최근의 폐수처리는 각 생산공정에서 발생되는 폐수를 소규모의 처리시설로 처리하기 어려운 소량의 오염물질을 제거하거나 유효성분일 경우 회수하여 재활용하는 방향으로 연구가 진행되고 있다.
부들, 갈대, 줄, 물고랭이 등의 정수식물을 이용하여 5개월 동안 용기재배로 산업폐수 정화용 정수식물을 선발하였다. 전기전도도가 3.0 dS/m이고, NH₄/sup +/-N 농도가 130 ppm인 산업폐수를 관수하였을때 증발산량(ETc)이 감소하지 않는 정수식물은 부들과 줄로서 내염성이 강하였고, 갈대는 폐수처리에 의하여 배양액재배시 보다 증발산량이 30% 감소하였으나 증발산량의 절대치가 가장 높아 수분요구량이 매우 높은 식물로 판명되었다. 부들과 줄의 건물생산량은 증발산량의 경우에서와 같이 배양액 관수구보다 오히려 산업폐수 관수구에서 높았고, 갈대는 폐수처리에 의하여 건물생산량이 14% 감소하였음에도 불구하고 4종식물중에 건물생산량이 가장 높았다. 물고랭이는 산업폐수를 관수하였을 때 건물생산량이 71.3% 감소하여 내염성과 고농도 암모니아성 질소에 대한 내성이 극히 불량한 것으로 나타났다. 줄과 갈대는 산업폐수 관수시에 총건물중과 조직내 질소 축적물이 부들이나 물고랭이 보다 훨씬 높아 단위면적당 질소 흡수제거량이 큰 정수식물로 판명되었다.
국내 산업폐수 발생량 중 소량이지만 오염도가 높고 난분해성이 다량 함유되어 있는 염료폐수는 일반적인 응집침전 + 생물학적처리로는 폐수 방류기준치인 COD_{MN} 100ppm이하로 처리하기가 불가능하다. 따라서 S화학에서는 방류수 수질 기준을 만족시키기 위하여 생물학적 처리 후단에 3차 처리로서 분말 활성탄 설비와 같은 고도처리설비를 도입하여 운전하고 있으나 운전비가 과다하고, 분말활성탄의 주입시 미분의 비산으로 인하여 주위시설에 영향을 미치는 것으로 나타났다. S화학에서는 활성탄처리설비의 문제점을 해결하고 폐수를 공업용수로 재활용하기 위해 일일 $1500m^3$의 폐수 중 $750m^3$에 고도처리설비인 역삼투설비를 적용하였다.
염색산업은 공정특성상 다량의 증기와 고온수가 필요한 에너지 다소비 산업으로 원가절감에 의한 경쟁력 향상을 위해서는 에너지사용량 절감을 위한 노력이 절실히 요구되는 산업이다. 염색가공공정은 정련, 감량 등 처리공정을 통해 조업, 생산하고 있는데, 이 공정과정에서 다량의 폐수가 발생되고 있으며, 배출된 폐수는 각 공장의 저류조에 집수 되어 공동폐수처리장으로 방류된다.(중략)
우리나라 하수의 특성이 유기물 농도가 질소 농도에 비하여 매우 낮기 때문에 외국의 종속영양 탈질 공법을 그대로 적용하기가 힘들며 적용한다 할지라도 외부탄소원을 넣어야 하므로 경제적인 처리는 불가능하다. 산업폐수의 경우에 있어서도 유기물농도가 질소농도에 비하여 낮은 폐수의 경우는 값비싼 외부탄소원을 넣어주어야 한다. 따라서 폐수 특성에 맞는 효율적이고 경제적인 질소화합물 제거 기술의 개발은 불가피하다. 따라서 종속영양탈질공정의 경제성 문제 및 기존의 황탈
북평산업단지내 공공폐수처리시설(6,500톤/일)의 가동률은 30% 이하로 매우 저조하며, 폐수배출업체는 29개소로 그 수가 적어 배출오염부하량 비율에 따른 처리비용이 일부 업체의 경우 과도하게 부과되고 있는 실정이다. 입주업체 운영비용 부담을 저감하기 위해 해당 지자체에서는 운영비용의 65% 이내에서 일정금액을 지원하고 있으나, 동일업종에 대한 원인자비용부담금 비율의 경우, 동해시 A업체는 30.18%로 타 지역 B업체의 4.83% 보다 높은 것으로 나타났으며, 지자체 지원금을 제외한 순수 처리부과금의 경우 A업체가 2배 이상 큰 것으로 나타났다. 이에 북평산업단지 공공폐수처리시설의 전체 운영비 절감을 위한 효율적인 운영방안 마련이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 북평산업단지내 공공폐수처리시설의 운영 및 관리현황을 검토하여 효율적인 운영방안을 제시하고자 하였다. 현재 운영시설에 대한 현황을 파악하고 관련 법률 및 계획등을 검토한 결과, 북평산단 지역은 하수처리 구역이 아닌 공공폐수처리구역으로 산업폐수의 공공하수도처리시설 연계처리 지침에 따라 인근 공공하수처리시설과의 연계처리가 불가한 것으로 나타났다. 또한, 환경부에서는 가동률이 저조한 처리시설에 대해서는 시설개선을 통한 방안을 제시하고 있어 현 처리시설의 공정개선을 통한 운영비 절감방안이 가장 효율적인 것으로 판단되었다. 이에, 현재 생물 반응조 후단에서 운영 중인 가압 부상조에 새로운 배관을 설치하여, 최초 침전지 유출수를 가압부상조 처리 후, 생물 반응조로 유입하고, 최종 침전 후 총인을 제어 할 수 있는 약품투입 시설을 설치하는 공정 개선 방안을 제시하였다. 이처럼 생물 반응조 이전에 가압부상조를 설치하고, 후단 가압 부상조 미운영시 공정개선 전·후에 따른 총 슬러지 발생량은 24.2%, 탈수케익 처리비용은 27.6% 절감할 수 있는 것으로 산정되었으며, 전체 처리시설에 대한 총 운영비 감소율은 13.4%로 분석되었다.
1. 서론 : 급속한 산업화에 따른 수자원 고갈과 계속되는 가뭄으로 인해 일부지역에서는 물부족 사태가 갈수록 심화되고 있다. 또한 정부에서는 폐수배출 허용 기준의 단계적 강화는 물론 수질총량규제를 실시하여 폐수방류량을 근본적으로 해결할 수 있는 기술이 요구되고 있는데 그 방안이 폐수를 처리하여 공업용수로 재이용함으로서 대체용수를 확보함과 동시에 폐수방류량을 줄여 공공수역의 오염부하량을 저감하는 것이다. (생략)
산업화, 공업화에 따른 공업용수의 수요급증과 이로부터 발생되는 산업폐수의 처리문제는 점점 심각해지고 있다. 이와같은 두가지 문제점을 해결하기 위한 한 방법으로써, RO Membrane System을 이용한 폐수의 정수 및 처리된 정수를 공업용수로 재활용하는 공정이 최근에 상당한 관심의 대상이 되고있다. 본 연구는 폐수 재활용을 위한 RO Membrane System의 가능성과 Performance를 검토하기 위하여 Pilot Plant를 설계.제작, A정유공장의 폐수 방류수에 적용한 실험결과이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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