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하수처리비용 저감 기술 특허...하수처리 응집제 최대 50% 줄인다서울물연구원‧중랑물재생센터 협업, 하수처리비 최대 57억 아끼고 회수한 인은 비료로
강형진 기자 | 승인 2021.09.23 19:58
▲하수처리시설에서 응집제 분산투입 및 고농도 인을 회수하는 시스템 조감도

서울물연구원은 중랑물재생센터와 함께 하수처리장에서 인(P)을 제거하기 위해 사용하는 응집제 투입량을 최대 50%까지 줄이고, 자원으로 회수하는 인의 농도를 5배까지 높일 수 있는 기술을 개발해 특허 등록을 완료했다고 밝혔다.

특허 기술명은 '하수처리장치의 응집제 분산 투입 방법(등록번호: 제10-2289906-0000)'으로, 철/알루미늄 계열 응집제를 분산 투입해 하수처리 운영비용을 절감하고 동시에 고농도 인(P)을 회수하는 기술이다.

2020년 기준 서울시 하수처리장에서 사용하는 응집제 투입량은 연간 5.6만 톤으로, 비용으로 환산하면 연간 114억에 이르고 있다.

연구원은 하수처리 과정에서 응집제의 투입 위치와 비율 등을 자동으로 제어하여 응집제 사용량을 줄이면서 동시에 자원으로 회수하는 인의 농도를 높일 수 있는 연구를 수행했다.

기존 물재생센터의 하수처리 과정에서는 생물반응조에서 호기조 후단만 응집제를 투입했으나, 혼화강도와 시간이 부족해 응집제를 과다 투입할 수 있다는 문제점이 있었다.

이에 연구원이 고안한 ‘응집제 분산투입 자동제어 기술’은 호기조 후단뿐만 아니라 호기조 중간 및 무산소조에도 적정량의 응집제를 자동으로 분산투입 함으로써 투입량을 최대 50%까지 줄이고 인 처리효율을 향상시키는 기술이다.

생물반응조 내 하수와 응집제의 혼화강도와 시간, 생물학적 처리효율 등을 종합적으로 고려해 투입 위치와 양을 자동으로 계산한다. 기술의 효과를 증명하기 위해 파일럿 실험과 현장실험 2단계로 연구 과제를 진행했으며, 두 실험에서 모두 20~50%까지 응집제 투입량이 감소한 것을 확인했다.

이 기술을 현장에 적용할 경우, 하수처리비용 중 높은 비중을 차지하는 응집제 비용을 연간 최소 22억에서 최대 57억 원가량 절감할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

동시에 철(Fe)/알루미늄(Al) 계열 응집제의 투입 비율을 자동으로 제어하여 안정적으로 총인을 처리하고, 하수찌꺼기에서 발생하는 반류수에서 기존보다 5배 높은 농도의 인 회수가 가능하도록 했다.

하수 속의 인(P)을 높은 수준으로 제거하여 하천의 부영양화를 방지하고, 회수한 인은 비료로 활용하여 보다 친환경적 물순환이 가능해질 것으로 기대된다.

기술 개발을 주도한 서울물연구원의 장신요 박사는 “이번 특허는 하수처리 과정에서 응집제 사용량과 슬러지 발생량을 크게 줄이고, 동시에 인(P) 처리 및 회수까지 가능하게 한 혁신적인 기술”이라고 밝혔다.

김혜정 서울물연구원장은 “우리 연구원은 이번 기술을 포함해 하수, 찌꺼기, 악취 등 하수처리분야와 관련한 5건의 특허등록을 완료했다”며 “앞으로도 현장과의 협업을 통해 신기술을 개발, 적용할 수 있는 연구개발의 중심지가 될 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

강형진 기자  khj@cenews.co.kr

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