현재 국내 MBR 공정에 이용되는 대부분의 분리막이 고가의 수입 산인 관계로 공정의 보급 및 시장 확대에 어려움이 있으며, 이에 따른 국외기술에 의한 시장잠식이 우려되고 있다. 또한 MBR 공정은 SRT가 짧을수록 제거율이 향상되는 생물학적인 제거 방식과 상충되는 관계로 동절기와 같이 SRT를 증가시켜 운전해야 하는 경우에는 인 제거율이 저하되는 문제점이 있다.

이와 같은 상황에서 MBR 공정을 대중화하고, 외화유출을 방지하기 위해서는 MBR 공정의 핵심기술인 분리막과 모듈의 국산화가 우선적으로 요구되어진다. 그리고 계절에 관계없이 인 제거율이 높고 처리수질이 안정적이고, 소규모 하ㆍ폐수 고도처리설비에서 대규모 처리시설까지 쉽게 적용할 수 있는 현장 적용성과 운영의 편의성이 높은 고도처리기술의 개발이 요구되고 있다.

본 연구개발은 0.2㎛의 공경 크기를 갖는 하ㆍ폐수 고도처리용 저가형 침지형 평막 모듈을 개발하고 이를 MBR System에 적용하여 수입대체 품목으로서의 그 우수성을 입증하고, 20ton/day 규모 이상의 실증화 Plant 구축하여 효율적인 질소, 인 고도처리와 슬러지 발생량의 저감을 통한 슬러지 처리비용의 절감이 가능한 새로운 MBR system 개발하는데 최종목적이 있다.

본 연구개발사업을 통하여 당사에서는 olyethersulfone을 이용하여 침지형 평막 모듈을 개발하였다. 개발한 침지형 평막의 공경은 0.2㎛이며, 순수투과테스트, Suspended Particle 제거 효율 비교와 Pilot Test에서 외산 분리막에 대해 약 10%에서 20%정도 우수한 성능을 보였다.

또한 Pilot Test를 통해 당사 침지형 평막 모듈의 실제 하ㆍ폐수 처리공정에의 적용을 위한 MLSS 농도, 폭기량, 폭기모양 등 여러 운전조건을 확립하였다.

마지막으로 기존의 MBR System에 본 연구개발사업을 통해 개발된 침지형 평막과 전해탈인을 조합하여 종래 MBR System의 공통된 문제점인 SRT의 장기화에 의한 인제거율 감소 문제를 획기적으로 해결한 K-MBR System 기술을 개발하여 환경신기술 지정서를 획득하였다.

 

K-MBR System은 침지형 평막을 통해 처리에 필요한 처리장 부지감소와 안정적이고 우수한 처리수질을 확보할 수 있으며, 50일 정도의 긴 SRT를 이용한 질산화율의 증가로 75%정도의 질소제거율을 보였다. 그리고 MBR System에 전해탈인 공정을 결합하여 79%이상의 인제거율을 보여 긴 SRT로 야기되는 문제점을 해결하였다.

본 연구개발결과는 환경적으로는 처리수질을 방류수 수질기준 이하로 안정적으로 유지하고, 수계의 부영양화 방지할 수 있으며, 슬러지 감량화로 슬러지의 처리, 매립 등의 과정에서 발생 할 수 있는 2차 오염을 근원적으로 방지할 수 있다.

 

또한 기술적으로는 분리막 단가하락으로 기술수요 증대의 선순환을 유도하고, 전해탈인 반응기 관련 장치 기술의 발전과 산업 활성화를 꾀할 수 있으며, 경제적으로는 시설투자비 감소, 분리막의 수출 효과 기대 기존 슬러지 처리비용절감 효과 등을 기대할 수 있다.

그러나 현재 당사는 중소기업, 신생기업이라는 약점을 안고 있기 때문에 오ㆍ폐수 시장 및 하수처리 시장 진입에 많은 애로점을 갖고 있다. 따라서 후속적인 실증화 사업을 통해 공공하수처리장 및 지방차지단체 하수처리장 등 진입에 필요한 장벽을 해소하고자 한다.

 

하수처리 시장의 경우 그 규모가 매우 큰 것이 일반적이므로 현재 보유하고 있는 생산체계 및 생산량으로는 소비자들을 만족시키기에 부족한 면이 있다고 판단된다. 그래서 생산량 증대를 위한 연계 투자유치 등이 필요한 상황이다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]