▲ 웰크론한텍이 제작한 H사 IC Reactor 설치 전경.
[투데이에너지 홍시현 기자] 산업활동 과정에서 필연적으로 폐수가 발생한다. 이를 방류수질 기준에 충족하도록 처리하기 위해서는 시설설치와 운영에 많은 비용이 소요된다. 따라서 많은 기업에서 비용 절감이 가능한 기술에 대한 관심을 가지고 도입을 검토하고 있다. 또한 육상기원 폐기물의 해양투기가 금지되고 정부의 신재생에너지 확대 정책과 맞물려 유기성 폐수 및 폐기물을 적합하게 처리하고 운영의 경제성을 확보할 수 있는 고효율의 환경설비에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다.

웰크론한텍 에너지환경사업부는 세계적인 폐수처리 기술을 보유한 네덜란드의 Paques와 기술 제휴를 맺고 Paques의 기술을 국내에 공급하고 있다. 주요 기술은 혐기성 폐수처리 설비(IC Reactor, ICX, UASBplus, AFR)와 고농도 질소를 미생물을 이용해 제거하는 ANAMMOX 공법, 바이오가스 중의 황화수소를 제거하는 THIOPAQ 등이 있다.

이와 더불어 자체 증발 농축 기술을 폐수에 적용한 무방류(ZLD, Zero Liquid Discharge) 처리 기술로 친환경적이며 경제적인 솔루션을 제공하고 있다.

초고효율 혐기성 폐수처리 공법

혐기성 폐수처리 공법은 산소공급이 차단된 소화조에서 용존산소 대신 화학적으로 결합된 분자상태의 산소를 이용하는 미생물의 번식활동을 이용한 폐수처리 기술이다. 이러한 생물학적 처리과정에서 바이오가스(메탄함량 70~85%)가 발생해 에너지원으로 이용할 수 있어 에너지비용 절감은 물론 온실가스 배출 저감을 실현할 수 있다.

현재 초고효율 혐기성 폐수처리 공법인 IC Reactor, ICX, UASB plus는 산업폐수 처리 기술로 각광을 받고 있다. 생성된 바이오가스를 이용해 전력생산이나 스팀생산을 위한 보일러 연료로 사용이 가능하다.

이러한 혐기성 폐수처리 설비는 유기성 폐수를 처리하는데 최적의 경제성을 확보했다.

웰크론한텍의 혐기성 소화조를 적용한 A사의 경우 혐기성 폐수처리 설비 설치 후 전력, 에너지, 폐수처리 비용 절감을 통해 연간 10억원의 이익을 얻어 초기 설비 투자비를 2년여만에 회수하고 있다.

웰크론한텍은 지난 2003년부터 20여건의 고효율 혐기성 폐수처리 설비를 공급한 실적을 보유하고 있어 축적된 경험과 기술력으로 기술, 설계, 품질 및 원가에 대한 경쟁력을 확보하고 있다.

전처리 과정 없는 고농도 폐수처리 ‘AFR’

웰크론한텍의 AFR(Anaerobic Floatation Reactor) 공법은 IC Reactor, ICX, UASB plus로 처리가 어려운 지방과 단백질을 함유한 폐수를 처리하기 위해 개발한 기술이다.

일반적으로 지방과 단백질을 함유한 폐수는 혐기성 미생물의 활동을 방해해 기존 혐기성 공법으로는 처리에 한계가 있어 전처리 과정을 반드시 거쳐야 했다. 또한 기존 폐수처리시설은 지방과 단백질을 전처리 과정에서 제거해야 하므로 약품 사용량이 많고 슬러지 발생량이 많아 운영비 상승의 요인이었다.

하지만 AFR 공법은 아이스크림, 식용유, 가공식품, 축산폐수, 음폐수와 같이 고형물, 지방, 단백질 농도가 높은 폐수도 전처리 과정이 없이 처리가 가능하다. 또한 지방과 단백질 성분도 바이오가스로 전환하므로 기존 방식보다 25~75% 이상 바이오가스 발생량을 늘릴 수 있으며 전처리 과정이 없어 부지절감은 물론 운영비를 획기적으로 줄일 수 있다.

탈황처리장치- THIOPAQ

이와 함께 혐기성 폐수처리과정에서 발생하는 황화수소를 처리하는 탈황처리 장치인 티오팍(THIOPAQ)시스템이 적용된다.

폐수에 포함된 황산염은 황환원 박테리아에 의해 가스상의 황화수소로 전환되는데 이는 설비를 부식시키고 인체에 유해한 대기오염물질이므로 폐수처리과정에서 발생한 바이오가스를 보일러 연료로 사용하거나 발전용 연료로 사용하기 위해서는 황화수소 제거가 필수적이다.

웰크론한텍의 티오팍은 Paques의 특화 기술로 2015년 말 기준 전세계에 약 200여개의 실적을 보유하고 있다. 혐기성 폐수처리시설에서 발생하는 바이오가스의 정제뿐만 아니라 매립장에서 발생하는 LFG (LandFill Gas)의 정제에도 활용이 되고 있다.

▲ ANAMMOX균과 설비.
질소제거 최신 기술- ANAMMOX

통상 폐수에 함유된 암모니아성 질소를 제거하기 위해서는 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화하는 질산화 과정과 질산성 질소를 다시 질소가스로 환원하는 탈질과정을 거친다.

이때 질산화를 위해서는 산소를 주입해야 하는데 이 과정에서 동력이 소모되고 탈질과정에서는 외부 탄소원(메탄올)이 필요하다.

아나목스(ANAMMOX) 공정은 혐기성 암모니아 산화반응을 일으키는 아나목스균을 이용해 기존 폐수의 질소분리 공정에 필요한 산소주입과 외부 탄소원 공급 등의 단계를 줄여 비용을 절감하는 기술이다. 질소 제거 시간이 짧고 처리 부지가 집약적이며 별도 외부 탄소원과 산소가 필요 없고 유지 비용이 저렴하다.

아나목스균을 이용한 질소제거 기술은 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서 미래에 유망할 10가지 기술로 선정할 만큼 유망한 기술로 각광받고 있다. 현재 외국에서는 하수처리장 혐기성 소화조 반류수 처리에 이미 상용화됐으며 국내 도입을 위해 준비 중에 있다.

웰크론한텍과 협업 중인 네덜란드 Paques1999ANAMMOX 기술을 확보하고 201512월 말 기준 전세계에 약 30개의 실적을 확보하고 있다.

▲ ANAMMOX 과정.
증발 농축 기술을 이용한 폐수 무방류

웰크론한텍의 폐수 무방류 공법(ZLD)은 발전소의 탈황폐수, 수지재생폐액, ·알칼리 폐수와 같은 난분해성 폐수처리에 적용하는 공법이다.

폐수 무방류 공법은 폐수를 감압 증발하는 시설과 농축액을 결정화하는 설비로 구성된다. 이때 기존의 결정화 설비가 폐수에서 나오는 부산물을 결정화해 재이용할 수 있도록 만드는 것이 목적이었다. 반면에 ZLD 공법은 재이용할 수 있는 증발수를 얻어 폐수 방류를 차단하는 것이 목적으로 최근 신규 플랜트의 폐수 방류량에 대한 환경규제가 강화되면서 친환경적인 공법으로 각광 받고 있다.

다수 설비 경험 통한 기술 확보

웰크론한텍은 기존 산업시설에 적용하던 자체 농축기술을 바탕으로 지난 2014년 이라크 카바트 발전시설에 탈황폐수처리 설비를 공급한바 있으며 2차 전지 제조과정에서 발생하는 폐수와 가축분뇨 및 음폐수 처리시설에서 발생하는 난분해성 폐액을 처리하는 설비를 성공적으로 공급한 실적을 보유하고 있다. 또한 증발 농축 기술을 토대로 2008년에는 칠레 앙가모스에 바닷물을 담수로 바꾸는 MED 설비도 공급한 실적이 있어 다양한 분야의 수처리시장 공략을 위한 친환경 기술을 확보하고 있다.

웰크론한텍의 관계자는 세계적으로 폐수처리 기준에 대한 환경규제가 강화되면서 물의 재사용과 재활용 등이 모든 산업군의 이슈로 떠오르고 있다라며 폐수처리시장은 유기물질 제거 위주에서 고도처리와 고도 재이용시장으로 발전하고 있으며 특히 고농도 폐수처리분야의 경우 높은 기술력과 신뢰성이 필요한 부분으로 업체간 기술경쟁도 치열해 질 것으로 보인다고 밝혔다.

웰크론한텍은 에너지절감 설비와 환경설비 등 플랜트시장에서 쌓은 기술력과 노하우 그리고 선진 수처리 기술을 바탕으로 적극적으로 공략한다는 계획이다.

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