현재 국내에서는 고농도 난분해성폐수로 분류할 수 있는 염색, 도금, 사진, 제약, 염료, 실험실폐수 등이 다량으로 배출이 되고 있다. 특히 난분해성 폐수처리를 업으로 하고 있는 폐수공동처리업체(염색, 도금, 피혁단지 등) 및 다종의 불특정폐수를 위탁받아 처리하고 있는 폐수처리업체가 약 100 여개 있으며 국내 대다수 불특정 혼합폐수 처리업체에서는 화학,생물학적처리 등의 일반 산업폐수 처리방식으로는 정화가 곤란한 이들 폐수를 대기중으로 증발시키는 무방류방식이나 소각방식으로 가까스로 처리하고 있어 과다한 에너지 비용부담을 가지게 된다.

 

또한, 폐수를 대기중으로 증발시킬 경우 이에 함유된 악취성분, VOCs 등의 오염물질이 방출되므로 심각한 2차 오염을 일으켜 이의 적정처리에 애로가 있다. 따라서 고농도의 난분해성 혼합폐수를 처리하기 위해 복합적인 처리시스템을 구축할 필요가 있으며 본 연구는 고농도 난분해성 폐수의 처리효율을 극대화 시킬 수 있는 복합폐수처리시스템을 개발하는 것이 최종 목표이다.

 

이러한 과제를 해결하고자 먼저 구성하고자 하는 시스템을 검토하여 실정에 맞는 처리시스템을 구축하였으며 이를 토대로 pilot plant 및 실규모 plant를 시공 및 운전하였는데 연구결과는 다음과 같다.

먼저 불특정 고농도의 혼합폐수를 처리하기 위해서는 단일시스템으로는 불가능하므로 여러 공정을 연계하여 처리를 하여야만 환경적으로 무해하게 처리할 수 있다. 본 연구에서 개발한 복합처리시스템은 기본적으로 중화를 위한 화학적 처리를 하여 다음 공정인 증발농축시설에 영향을 최소화하였고 증발농축공정에서 대부분의 유기물과 중금속, 질소, 인등을 제거하고 저비점 물질을 분리하기 위하여 증류시설을 거친뒤 독성물질을 흡착하여 미생물 저해요인을 제거한 뒤 최종적으로 생물학적 처리공정을 연계하여 처리하는 시스템으로 구축하였다.

 

본 공정에서 핵심 처리공정은 증발농축 process로서, 앞에서 검토한 바와 같이 먼저 pilot plant를 제작하고 시운전을 통해 구한 최적의 조건을 바탕으로 하여 실규모 plant를 제작 및 운전하였는데 운전결과는 다음과 같다.

① 공정별 COD 농도가 7,800~30,800mg/L으로 높게 측정되었고 평균처리효율은 증발농축처리가 93.27%, 유기산화처리가 30.68% 그리고 생물학적 처리가 93.44%로써 처리후의 농도는 20~58mg/L 였으며 전체 평균 처리효율은 99.7%로 매우 높은 효율을 나타내였다.

② 운전 기간중 복합폐수내의 TS는 약 4.55～6.65%로 나타났으며 응축수의 TS는 검출되지 않았고 농축액의 TS는 평균 35.39%로 설계 기준과 적합한 것으로 나타났다.

③ 혼합폐수내의 다량의 중금속들은 운전결과에 나타난 바와 같이 증발농축시 전량 농축액으로 농축되며, 건조기로 이송후 건조되어 슬러지로 배출, 최종처분 된다.

④ 혼합폐수의 T-N은 평균 401mg/L 로 측정되었고 최종 생물학적 처리후 평균 11.11mg/L로 처리효율은 평균 96.96%로 매우 높게 나타났다.

⑤ 건조슬러지 발생량은 폐수 1m3당 약 63kg이 슬러지로 배출되었고 이때의 수분함량은 약 14.4%로 매우 낮아 배출되는 슬러지의 양을 대폭 감량되었으며 배출 후 일정시간이 경과되면 단단한 염으로 굳어 고형화 되었다.

⑥ 실규모 PLANT 각 공정별 적정운전조건으로 1차 화학적 처리는 pH 6.0～7.5, 증발농축공정은 1단 온도 75～85℃, 2단 온도 65～75℃ 및 진공도는 -520～550mmHg, 건조공정은 증발온도 60～80℃, 진공도 -500～600mmHg, 그리고 생물학적 처리는 BOD : N : P 의 비가 100 : 3 : 0.5, DO 1.5～2.5 mg/L, MLSS 7,000 mg/L, SVI 80～120, 반송율 150%, F/M 비 0.03 으로 시스템 설계기준과 거의 동일한 것으로 검토되었다.

상기에 나타난 결과와 같이 본 연구에서 개발한 복합처리시스템은 고농도이며 난분해성 혼합폐수의 처리에 있어 탁월한 처리효율을 나타냈다.