요 약 서

1. 문제제기(연구 목적 및 필요성)

가. 환경기술적 또는 사회 경제적 문제
인류가 이룩한 오늘날의 급속한 산업 발전은 자연환경에 심각한 위협이되는 다양한종류의 악성폐수를 발생시키고 있다. 현재 이와 같은 악성 폐수들은 증발농축법, 분리막법, 전기투석법 등을 통해 농축한 후 액상소각하여 최종 처리하거나 농축된 자원을 재이용하는 방법을 통해 처리하고 있다. 그러나, 기존기술에 의한 악성폐수의 처리에는 고가의 처리비, 2차 오염 물질 발생 등과 같은 많은 문제점이 발생하여 경제적이고 효율적인 신기술의 개발이 시급한 실정이다.

 

현재 국내의 약 100여개 공단 지역에서 발생하는 고농도 악성폐수 및 액상 폐기물은 약 193,950㎥/day 정도인 것으로 조사되었다. 이와 같은 발생량은 전체 공단폐수 발생량 1,293,324㎥/day 의 약 15%에 불과한 것으로 평가되고 있지만 총오염 배출 부하량 측면에서는 대단히 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 나타났다.

 

특히 이런 폐수는 각 산업체에서 생산품 제조 공정 중 필수적인 공정에서 발생되는 특징으로 인해 적극적인 발생원 제어 방안을 시행하지 못하고 있는 실정이며, 기업 이익 극대화를 위한 생산설비 증설시 악성폐수 발생문제에 대한 적절한 대처방안을 마련하지 못하고 있다.

 

국내 악성폐수 처리에 적용되는 처리공정은 대상 폐수의 심각한 독성에 의해 생물 학적 처리는 불가능함에 따라 물리․화학적 처리 공정이 주로 사용되고 있으나, 이들 기술은 초기 투자비용이 매우 고가이며 유지관리비 또한 많이 소모되는 단점을 가지고 있다.

 

특히 이들 방법 중 현재 가장 보편적으로 사용되는 증발 농축법의 경우 물의 높은 증발잠열로 인해 에너지원으로 사용되는 중유 또는 천연가스의 소비량이 많아 현재와 같이 고유가 상황에서 사용하기에는 부적합한 기술이다. 또한 악성폐수 및 액상폐기물 등에 포함된 고농도 오염물질은 농축 여하에 따라 생산 공정에 재이용할 수 있는 가능성이 매우 높은 것으로 알려져 있으나 기존 농축 기술의 낮은 효율로 인해 자원의 재이용율이 낮은 것으로 나타났다.

 

이와 같이 점들은 기존의 기술 들을 이용한 악성폐수처리법이 현재 여러 가지 기술적, 경제적 한계상황에 직면하게 되었음을 시사해준다. 따라서 경제적으로 오염물질을 배출 허용기준치 이하로 처리 할 수 있을 뿐만 아니라 유용한 자원의 재이용 가능성, 환경적 배려 등을 동시에 고려한 새로운 악성폐수 처리기술의 개발이 시급하다.

동결 농축법은 빙점이하의 수온에서 순수한 얼음결정이 생성되는 동안에 폐수에 함 유된 유ㆍ무기 물질이 동결되지 않는 액체로 분리 농축되는 원리를 이용하는 것으로 최근 문헌에 의하면, 동결 농축법의 경우 중소규모로 발생하는 폐수의 정화 및 재이 용 기술에 응용성이 대단히 뛰어난 것으로 알려지고 있다.

 

이 기술은 1950년대부터 연구되어 왔으며 전 세계적으로 해수의 담수화 음료과즙의 농축, 슬러지 탈수 등 여 러 분야에 걸쳐 활용되고 있다. 이러한 동결 농축법의 장점은 기존의 증발법, 소각 등의 고온 기술과 비교할 때 공정 과정 중 이용되는 열량이 적고 장치의 열역학적 효율이 높아 에너지 소비량이 적어 경제적이고, 저온에서 운전 및 조작되기 때문에 부식문제가 없고 첨가해야 할 화학 물질이 필요 없다는 점이다.

 

따라서, 동결농축기술은 기존의 고농도 악성폐수 처리방법들이 직면한 기술적 문제들을 극복할 수 있는 경제적, 기술적 대안으로 평가된다. 그러나 아직까지 동결 농축기술을 이용한 폐수 처리 공정개발에 대한 연구는 미흡한 실정이다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]