Ⅰ. 제 목
고순도 이산화염소발생 자동화를 통한 하수 고도처리 및 소독기술 개발

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
우리나라 하수처리장에서 방류되는 하수의 대부분은 소독처리를 하지 않고 방류되고 있다. 이로 인해 방류수에는 여러 병원성 세균이 포함되어 하천으로 유입되고 있어 하절기에는 수인성 전염병이 우려되는 실정이다. 따라서 환경부에서는 2003년 1월 1일부터 하수처리장 방류수 수질기준을 제정하였다.

 

대장균군수 기준은 일반지역은 3,000개/㎖이하로 적용하며, 청정지역, 상수원보호구역 및 그 경계구역으로부터 상류 유하거리 10km이내 지역, 취수시설로부터 상류로 유하거리 10km이내 지역은 1,000개/㎖의 대장균군수 규제를 적용하고 있다(하수법 별표1 방류수 수질기준).

 

하지만, 하수처리장 방류수에 기존소독처리방법인 UV, 오존(O3), 염소 등의 소독방법으로는 비용 및 운영 효과 등의 측면에서 검토해 볼 때 여러 가지 개선점을 가지고 있다. 따라서 현시점에서의 소독기법에 대한 좀 더 다양한 연구가 절실히 요구되는 시점이다.

현재 주로 사용 중인 소독기법 중 염소처리는 클로로아민의 화합물과 THM 등의 유기염소계 화합물의 생성되고, 오존 또한 명확히 규정되지는 않았지만 여러 가지 유기화합물이 발생되는 것으로 알려져 있다. 특히, 하수처리장 방류수에는 여러 가지 유기물성분인 SS성분이 높이 유출됨으로 더욱 많은 양의 유기화합물이 발생되어 생태계와 사람에게 많은 피해를 줄 수 있는 가능성을 가지고 있다. UV는 이러한 영향은 없으나, 사용시 전력비와 사용간 Lamp의 오염으로 인한 소독능의 감소와 방류수의 수질변화에 대응하기 힘든 단점이 있다.

이에 비해, 이산화염소에 의한 소독기법은 자연계에서의 피해를 최소화 하면서 기존소독기법인 UV, 염소, 오존 등의 장․단점을 보완해줄 있는 대안으로 떠오르고 있으며, 선진국에서는 많이 사용되고 있다.

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
본 연구는 2년간의 연구기간동안 진행한다. 1년차에는 고순도 이산화염소 발생기실용화 기술 개발 연구와 방류수에 소독능 및 고도처리가능성에 대한 연구로 방류수 적용시 고도처리 가능성, 소독효율, 기존 소독설비와 경제성부분에서의 경쟁력 등의 평가에 역점을 두고 추진한다. 2년차는 1차년도 연구자료를 토대로 하여 고도처리공정개발과 자동화 System 개발에 중점을 두고 연구함으로서 하․폐수처리장 적용 할 수 있는 완벽한 고순도의 이산화염소 소독 System을 연구/개발하고자 한다.

□ 1차년도
1. 고순도의 이산화염소 발생기 실용화 기술 개발

고순도의 이산화염소 생성 평가로 시작품에서 생성된 이산화염소액 중 5,000ppm이 상 이산화염소 함유 여부, 시간당 10kg이상의 이산화염소 생성 가능 여부, 기존 제품 과 비교하여 ClO2-, ClO3-등 반응 부산물이 80%이상 제거 여부를 평가하였다. 또한 시스템의 안전성 평가를 위해 기존공정의 문제점이었던 반응소음으로 인한 기계 결 함 제거와 이산화염소 생성시 발생하는 약품냄새를 제거하기 위한 시스템 개발을 하 였다. 마지막으로 경제성 평가를 위해 기존공정에 대비해 60～80%의 용수 절감 및 15%원료 약품비 절감을 할 수 있는 시스템 개발을 목표로 하였다.

2. 이산화염소 살균능 연구 및 고도처리기술 개발
처리수의 수질기준 확보 평가를 위해 수질기준이내의 조건유지를 위한 투입량 결정 을 위해 하수처리장 방류수의 소독시 대장균수 1,000마리/ml 이하의 처리수질 유지 여부를 Pilot Scale로 적용 소독능의 우수성을 평가하였으며, 염소소독과 비교해서 소독부산물인 THMs, HAAs 90%이상 제거, 방류수의 COD 제거 가능성 적용실험을 실시
하여 고도처리 가능성 여부를 평가하였다.