‘청정·지속 가능성(Clean & Sustainable)’을 선도하는 환경전문기업인 ㈜일신종합환경(대표 김정철·www.okilshin.co.kr)은 지난 8월 25일 서울 송파구 소피텔 앰배서더 서울 그랜드 볼룸에서 독자적 개발 기술인 금속산화수 공정의 성공적 안착을 기념하기 위해 업계 전문가 등 150여 명이 참석한 가운데 ‘2023 ILSHIN 국제기술세미나’를 개최했다.
㈜일신종합환경의 계열사인 ㈜더오포(대표 손재현)와 공동으로 개최한 이번 기술세미나에서는 △초고도 산화기술 금속산화수(IEO) △TOC 제거기술(IECO) △밀폐형 암모니아 스트리퍼 INS 등 ㈜일신종합환경 및 계열사의 대표기술과 해외 파트너사인 △넥섬(Nexom)의 SS(부유물질) 제거 Advanced 디스크 필터(Disk Filter) 및 △팍슨(Parkson)의 고효율 경사판 플래이트 세틀러(Plate Settler) 등의 기술을 선보였다.
종합 환경엔지니어링 전문회사로 입지 견고히 다져
㈜더오포 손재현 대표의 환영사 모습.
김정철 대표는 이날 열린 국제기술세미나 인사말에서 “2021년에 창사 30주년을 맞아 기념식을 가지려고 했지만 ‘코로나19’로 인해 개최하지 못하고 오늘 국제기술세미나를 야심차게 준비했다”면서 “이번 기술세미나에서는 일신종합환경 및 계열사가 개발해 현장에서 적용중인 기술들을 발표하지만 아직 개선해야 될 점이 있기 때문에 참석하신 전문가 여러분께서 질책과 격려를 아낌없이 주시면 더욱 노력하여 대한민국의 대표기술로 발전시키겠다”라고 말했다.
㈜일신종합환경은 1991년 창립 이후 32년 동안 수질·대기·엔지니어링 분야에서 다양한 경험과 끊임없는 기술 혁신을 통해 종합 환경엔지니어링 전문회사로 입지를 견고히 다졌다.
특히, ㈜일신종합환경과 계열사인 ㈜더오포는 독자 개발한 금속산화 기술이 도입된 탈황폐수 고도처리시설을 지난 2021년 1월 한국동서발전㈜ 당진화력본부에 성공적으로 준공, 가동 중에 있으며, 올해는 ㈜지에스동해전력에 설치하여 기술 상용화에 성공했다.
이러한 우수한 기술력을 인정받아 2021년 녹색기술 인증서를 비롯해 지난 6월 5월 ‘환경의 날’에는 국민훈장 동백장을 수상했고, 9월에 시상 예정인 ‘장영실상’ 수상 기업으로도 선정되는 쾌거를 이뤘다.
㈜일신종합환경은 지난 8월 25일 서울 송파구 소피텔 앰배서더 서울 그랜드 볼룸에서 독자적 개발 기술인 금속산화수 공정의 성공적 안착을 기념하기 위해 업계 전문가 등 150여 명이 참석한 가운데 ‘2023 ILSHIN 국제기술세미나’를 개최했다.
IEO, 강한 산화력으로 난분해성 물질 처리
금속산화수(Innovative Eco-Oxidant, IEO)는 ㈜일신종합환경과 ㈜더오포가 자체 개발한 난분해성 물질 처리에 특화된 초고도 산화기술이다. IEO는 4개의 산소(O) 원자로 구성된 철 과산화물을 이용해 오존(O3)보다 높은 산화력으로 난분해성 유기물질을 효과적으로 분해한다.
특히, 기존 고도산화기술로 처리가 어려웠던 탈황폐수 내 총질소(T-N)를 탁월하게 처리하며, 처리가 까다로운 암모니아(NH3)도 질소 가스로 제거해 폐수 내 T-N을 기준 이하로 낮춘다. 또한 페놀 등 유독성 물질을 비롯한 기타 유기오염물질을 신속하게 제거한다. 이와 함께 난분해성 물질을 산화하고 환원된 철은 중금속과 부유물질(SS) 등을 응집침전시켜 제거하는 부수적인 효과까지 있다.
IEO는 당진화력발전소 탈황폐수 고도처리시설(500㎥/일)에 최초로 도입돼 화학적산소요구량망간(CODMn)과 T-N을 당초 설계기준보다 더 낮은 농도로 처리하는 성과를 나타냈다. ㈜지에스동해전력 탈황폐수 고도처리시설(600m³/일)에서도 암모니아(NH3-N)는 95% 이상의 제거율, CODMn은 65% 이상의 제거율, 망간(Mn)은 99% 이상의 높은 제거율을 나타냈다.
㈜일신종합환경은 독자 개발한 금속산화 기술이 도입된 탈황폐수 고도처리시설을 지난 2021년 1월 한국동서발전㈜ 당진화력본부에 성공적으로 준공했으며, 올해에는 ㈜지에스동해전력에 준공해 기술 상용화에 성공했다. 사진은 ㈜지에스동해전력 탈황폐수 고도처리시설 내 IEO 설비 모습.
또한 도금폐수처리장에 IEO를 도입해 선택적으로 CN(탄소와 질소가 결합한 1가의 다원자 음이온)을 98% 이상 제거함으로써 운영비 절감 효과를 나타냈다. 아울러, 펜톤 처리로 T-N 제거가 충분치 않았던 화학폐수 고도처리시설에 IEO를 도입해 T-N을 기존 제거율보다 약 60% 더 올리며, 기술의 성능을 다양한 산업폐수 현장에서 입증했다.
최근 규제 기준이 CODMn에서 총유기탄소(TOC)로 변경되면서 IEO의 TOC 제거효율에 대한 케이스 스터디를 진행했다. 제지폐수 및 화학 RO 폐수로 테스트한 결과 60%의 TOC 제거효율을 나타냈다. 앞으로 타 발전소의 탈황폐수 관리뿐만 아니라 음폐수, 도금·화학·전자·염료폐수 등 다양한 산업폐수 현장에서 IEO가 확대 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
IECO, 전기화학적 수처리로 TOC·미량오염물질 제거
IECO(Innovative Electro-Chemical Oxidation)는 ㈜일신종합환경과 ㈜더오포가 개발한 전기화학적 수처리 신기술로, 최근 이슈가 되고 있는 난분해성 TOC 물질과 미량오염물질 제거에 특화된 기술이다. ㈜일신종합환경과 ㈜더오포는 기존 고도처리기술의 단점을 보완하기 위해 전기 화학적 산화기술과 활성탄 여과·흡착 기술을 조합해 IECO 기술을 개발했다.
IECO는 전극 사이에 전도성 메디아(Media)를 두어 특정 전압을 인가해 전기 흡착 및 전기 산화 반응으로 오염물질을 제거하는 기술이다. IECO의 특장점은 전도성 메디아가 전기화학적으로 연속 재생되기 때문에 활성탄 교체 주기를 늘려 운영비를 획기적으로 줄일 수 있으며, 일반적인 전기 산화 기술과 달리 메디아 표면에서 전기 산화 반응이 일어나 전기 산화 반응의 비표면적이 증가한다는 것이다. 게다가 약품 투입 없이 저농도 폐수를 처리할 수 있고, 전기전도도가 낮은 폐수의 처리도 가능하다.
IECO의 실효성을 입증하기 위해 다른 유기물질로 구성된 TOC 50㎎/L 농도의 인공 폐수로 테스트를 수행한 결과, 벤젠(Benzene), 프탈레이트(Phthalates), 염료, 유기산 등의 오염물질을 입상 활성탄에 비해 높은 제거율로 처리하는 성능을 보였다.
또한 산업폐수 내 TOC 제거에 대한 테스트 결과, 화학·자동차 부품·제지 폐수 등에서 높은 TOC 제거율을 나타냈다. 화학 폐수의 경우 입상 활성탄 공정과 비교해 제거율을 약 20% 높였으며, 자동자 부품 및 제지 폐수에서도 약 50% 이상의 제거율을 나타냈다.
IECO는 2021년 준공된 이형제 폐수처리시설(17㎥/일)에 도입돼 시운전 기간 동안 TOC를 50㎎/L 이하로 낮추며 목표수 질을 만족하였고, 현재도 정상 가동 중이다. 이와 함께 2022년 준공된 전자 폐수처리시설에서 IECO는 6개월의 시운전 기간 동안 전자폐수(170㎥/일) 내 미량오염물질을 목표 제거율인 80%를 상회하는 99%로 제거해 성능을 입증했다.
IECO는 ㈜일신종합환경과 ㈜더오포가 개발한 전기화학적 수처리 신기술로, 최근 이슈가 되고 있는 난분해성 총유기탄소(TOC) 물질과 미량오염물질 제거에 특화된 기술이다. 사진은 IECO 설비 모습.
MITA 원판 여과기, 부지·운영비 획기적 절감 가능
MITAⓇ 직물 원판 여과기(Cloth Disk Filter)는 ㈜일신종합환경이 미국의 넥섬 필트레이션(Nexom Filtration)과 제휴를 맺고 국내에 도입한 기술로, 부지 및 운영비를 획기적으로 절감하는 양방향 역세(Backwash) 기술이 특장점이다. 원판 여과기는 △물재이용 △질소(N) 및 인(P) 회수 △우수·월류수·침입수·유입수 관리 △미세 플라스틱 회수 △과불화 화합물(PFAS) 회수 △막 및 이온교환 전처리 등 하·폐수처리시설의 다양한 공정에서 사용될 수 있다.
MITAⓇ 원판 여과기는 중력을 사용해 여과하기 때문에 수두 손실(Head Loss)이 적고 역세 공정 외에 에너지 소비가 없다. 특히, 역세 시 양방향 세척이 가능한 슈(Shoe) 디자인으로 타제품에 비해 처리 효율이 높고 에너지 소비가 적다는 것이 큰 장점이다. 또한 원판 여과기의 개수를 1〜32개까지 조절할 수 있어 공장에 최적화된 설비가 가능하다.
MITAⓇ 직물 원판 여과기(왼쪽 사진)는 역세 시 양방향 세척이 가능한 슈(Shoe) 디자인으로 타제품에 비해 처리 효율이 높고 에너지 소비가 적다는 것이 큰 장점이다. 오른쪽 사진은 세척을 완료한 원판 여과기의 모습.
간결한 디자인으로 부지면적을 최소화하고 간단한 설치로 건설비를 줄일 수 있다는 것도 주목할 만한 특징이다. 역세 펌프 및 파이프가 디스크 필터 내부에 설치돼 있어 부지 면적을 최소화하며, 타사 대비 30%의 부지 면적을 줄일 수 있다. 아울러, 원판 여과기는 완전히 조립된 상태로 출고돼 설치만 하면 되기 때문에 공사비 또한 절감할 수 있다.
MITAⓇ 원판 여과기는 유지 관리가 용이하다는 것도 장점 중 하나다. 펌프, 파이프 등 대부분의 설비는 교체할 필요가 없으며, 유일한 교체 장비인 필터도 8〜12년까지 사용이 가능하고, 교체 방법도 간단하다. 또한 원판 여과기에 플랫폼 및 사다리가 설치돼 있어 타제품에 비해 안전성도 높다.
원판 여과기의 또 다른 장점은 직물 메디아로, 뛰어난 품질을 인정받아 미국 하수재이용 인증인 CA Title 22를 획득했다. 직물 메디아는 ISO 9000 생산시설 기준에 맞춰 제작해 리스크를 최소화했으며, 중력에 적합한 필터 재질로 고형물을 쉽게 제거하고 역세가 용이하다. 직물 메디아의 가장 큰 장점은 하·폐수나 산이 포함된 오염수에 적용할 수 있다는 점이다.
이번 국제기술세미나에는 해외 파트너사인 넥섬(Nexom)과 팍슨(Parkson)의 기술 책임자들이 참석해 자사 기술을 발표했다. 사진은 넥섬의 CJ Strain(왼쪽)과 팍슨의 Kevin Herring(오른쪽)의 기술발표 모습.
MRI-PS, 균등한 속도 분배로 처리 수질 높여
고효율 경사판인 MRI-PS(Meurer Research Inc. Plate Settler)는 ㈜일신종합환경이 미국의 팍슨(Parkson)사와 협력을 통해 국내에 도입한 기술로, 정수 및 하·폐수의 입자상 물질을 분리하는 유지관리가 편하고 SS 분리효율이 우수한 기술이다.
MRI-PS의 특징은 경사판(Settling surface) 상단부에 오리피스(Orifices)가 있는 탑 튜브(Top tube)가 설치돼 있다는 것이다. 오리피스는 2.5㎝의 수두 손실을 유발해 유입 속도를 균등하게 분배하며, 결과적으로 깨끗한 처리수를 생성할 수 있게 한다.
MRI-PS의 작동 과정을 보면 먼저 유입수가 침전조에 투입되면 디퓨저를 거쳐 속도를 75% 줄인다. 하단에 위치한 포트로 들어간 유입수는 경사판을 따라 위로 올라가는데 이 과정에서 고형물은 경사판 위에 침전되고 처리수는 경사판 상단부로 올라간다.
상단부로 올라간 처리수는 오리피스를 통해 탑 튜브 안으로 들어가 방출되며 일정한 유입 속도를 유지한다. 이러한 과정을 거쳐 MRI-PS는 일반적으로 처리수 수질의 탁도를 1NTU 미만으로 유지한다.
MRI-PS는 경쟁사 제품에 비해 탁도뿐만 아니라 TOC 제거에도 더 뛰어난 처리 효율을 나타낸다. 높은 처리 효율은 후속 공정인 막 공정에 부담을 덜어주는 이점을 제공한다.
MRI-PS의 장점은 펌프나 폭기 등 에너지를 소비하는 장비 및 이동부가 필요 없다는 것이다. 스테인리스 스틸로만 만들어져 유지 관리가 용이하며, 설치 또한 간단하다. 경사판 상단부가 바깥으로 노출돼 세척이 가능하며, 필요 시 커버를 장착해 조류의 생성을 방지할 수도 있다.
INS 시스템, 고농도 암모니아 처리 최적화 기술
㈜더오포는 도금폐수, 음식물 폐기물의 소화조 탈리액, 반도체 및 2차 전지 공정 폐수 등에서 발생되는 고농도의 암모니아를 처리하는데 최적화된 기술인 INS 시스템(Innovative N-Stripping System)을 개발했다. INS 시스템은 암모늄이온(NH₄+)을 용존 암모니아가스(NH₃)로 전환시키는 전처리 공정과 용존 암모니아가스를 대기 중으로 탈기시키는 스트리핑(Stripping) 공정 및 탈기된 암모니아 가스를 황산암모늄 또는 인산암모늄으로 회수하는 흡수(Absorption) 공정으로 구성돼 있다.
스트리핑은 폐수 중 용해된 암모늄 이온을 암모니아 가스 상태로 전환시킨 후 공기(또는 스팀)와 접촉시켜 탈기시키는 공정이다. 흡수는 스트리핑 공정으로 탈기시킨 암모니아를 약품을 이용해 재회수하는 공정이다.
INS 시스템의 특장점은 완전 밀폐형 구조로, 95% 이상의 높은 질소 제거율과 악취 발생 요인을 저감한다는 것이다. 또한 Closed Type을 사용할 경우 황산암모늄 및 인산암모늄 등 부산물을 비료화해 재활용이 가능하고, 촉매산화 Type을 사용할 경우 부산물 발생이 없어 친환경적이다.
이와 함께 일반적인 암모니아 스트리핑 기술과 달리 연속식 공정으로 연속 유입 및 연속 처리가 가능하며, 완전 자동화 시스템을 적용해 안정적인 처리효율을 보장한다. INS 시스템은 주로 반도체 폐수처리시설에 도입돼 왔지만 최근 유기성 폐기물 자원화 시장이 점차 커지면서 음식물 자원화 시설의 전처리 설비로 적용이 확대되고 있다.
㈜더오포는 도금폐수, 음식물 폐기물의 소화조 탈리액, 반도체 및 2차 전지 공정 폐수 등에서 발생되는 고농도의 암모니아를 처리하는데 최적화된 기술인 INS 시스템(Innovative N-Stripping System)을 개발했다. 사진은 INS 시스템이 설치된 시설의 모습.
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