[미국] 물 모니터링, 생산 및 지속가능성 목표 달성에 큰 도움

물산업에 대한 관심이 나날이 커지고 있다. 인프라뿐만 아니라 품질, 보존 및 규제도 주요 뉴스가 되고 있다. 기업인들은 기업인으로서 물 효율성에 대한 높은 기준과 지표를 설정하고 있으며, 소비자는 가격보다 품질과 지속가능성에 더 큰 가치를 두고 있다. 이는 결과적으로 생산자의 품질 비용을 증가시킨다. 기업과 소비자 모두의 관심이 높아짐에 따라 물 전문가와 물 사용자의 과제는 지금의 관심을 행동으로 이어가는 것이다.

수질 모니터링은 생산 및 지속가능성 목표를 달성하고 공정을 개선하는 데 도움이 되는 중요 도구이다. 처리 효과, 제품 품질 또는 장비 자산에 영향을 미치는 오염 물질 또는 오염 등급을 추적하는 것이 중요하다. 쉽게 측정할 수 있고 결과적으로 유기 오염을 최소화할 수 있으므로 제품 손실을 방지하고 공정을 더 잘 이해할 수 있다.

기술·데이터, 최대한 활용(Get more out of technology and data)

기존 및 신규 오염물질을 추적하고 처리되는 새로운 기술이 등장했다. 또한 데이터 시각화는 추세를 평가하고 성능을 예측하는 데 많이 사용되고 있다. 이러한 분석 기술과 데이터 시각화는 기업성과 지표를 설정하는 데 도움이 된다. 그러나 추적이나 추세 평가에는 목적이 있어야 한다. 단순히 데이터 수집을 위한 데이터는 비효율적이며, 해석 없는 데이터는 쓸모 없다. 따라서 데이터를 해석할 수 있는 간단한 도구가 필요하다.

물이 목적에 부합한 지 확인(Ensure water is fit for purpose)

또한 이제는 모든 물이 하나의 물이라는 공감대가 형성됐다. 이는 유틸리티와 회사가 모두 이 단일 리소스를 공유하기 때문에 목표를 일치시켜야 함을 의미한다. 그러나 물은 다양한 용도와 목적을 가지고 있으며 각각 허용되는 품질이나 오염이 있다. 특정 목적에 맞게 물을 처리하고 추적하는 것은 처리에 들어가는 자원과 시간, 에너지 및 노동력을 최적화하는 데 매우 중요하다.

오염된 물을 효율적·효과적으로 추적(Track contaminants efficiently and effectively)

물은 제한됐지만 수요가 증가함에 따라 오염물질을 포착하고 추적하는 도구는 운영자와 시설 소유자에게 매우 중요하며, 이를 통해 데이터 중심 의사결정을 유도하는 조치를 취할 수 있다. 이러한 도구 중 하나는 모든 유기 화합물을 포착하고 탄소를 함유한 모든 오염 물질을 추적한다. 탄소는 화학, 음식과 음료, 그리고 의약품을 포함한 다양한 산업에서 사용되는 제품과 공정에 쉽게 존재하지만, 탄소는 또한 이러한 화학 물질과 제약이 환경에 유입될 때 우려되는 오염물에서도 발견된다. 유기 물질은 도시 처리 시설로 유입되는 오염의 대부분을 차지하며 일반적으로 산업용 유출물뿐만 아니라 식물과 동물의 부패를 포함한다. 이러한 모든 다양한 유기 화합물과 오염 물질과 함께, 그것들을 합한 매개변수로 추적하는 것은 여러 면에서 생산성과 준수의 성공에 매우 중요할 수 있다.

다음은 품질 및 컴플라이언스 요구사항을 충족하기 위해 유기체를 모니터링하는 것이 유익한 몇 가지 시나리오다.

- 강에서 나오는 식수는 인간의 건강에 대한 구체적인 기준을 충족시켜야 한다.
- 화학 공장에서 나오는 폐수 배출은 환경을 해치지 않아야 한다.
- 음료 시설의 보일러 급수는 장비를 손상시키거나 제품에 포함하지 않아야 한다.
- 반도체 초순수는 칩 제조에 영향을 미칠 수 있는 유기산이나 염기가 없어야 한다.
- 실제 문제에 대응해야 한다.

강을 원수로 사용하는 식수(Water from a river)

강을 원수로 사용하는 식수는 계절의 변화와 원천 구성에 대한 변화에 적응할 필요가 있다. 산업 시설이 강의 하류에 있거나 천연 유기 물질(NOM)이 분해되어 미생물의 성장을 위한 먹이가 되지 않는 한 제거될 대부분의 오염물질은 NOM이다. 날씨와 산업적 영향을 추적하면 단기(즉, 화학적 양 변경)에서 장기(즉, 신기술의 확장 또는 개조)에 걸친 처리 작용으로 직접 이어진다. 특정 미생물 또는 새로운 오염물질 시험은 발전소 설치 및 수시 시험에 매우 중요하지만 정확하고 신뢰할 수 있으며 강력한 정보를 제공하기 위해 매일 사용할 수 있는 빠르고 쉬운 분석 도구가 있어야 한다. 미생물 성장을 위한 유기 화학 물질, 천연 유기 물질 및 잠재적 유기 식품을 추적하고 추적하면 실행 가능한 데이터를 생성할 수 있다.

화학시설의 폐수(Chemical plant wastewater)

화학시설의 주요 목표 중 하나는 과도한 폐기물로 인해 벌금이 발생하고 잠재적인 제품 손실이 발생하기 때문에 폐수를 최소화하는 것이다. 배치, 생산 주기 또는 공장 조건에 따라 폐수 부하가 어떻게 변하는지 추적하면 환경 영향을 최소화하고 공정 이해를 향상시키는 데 유용한 정보를 얻을 수 있다. 이러한 공장은 양 당사자의 원활한 운영을 보장하기 위해 지자체와 협력해야 한다. 폐수 처리를 위한 적재 또는 식품은 특히 화학 및 석유화학 산업에서 탄소에 의해 지배된다. 탄소 부하의 변화는 영양소 비율뿐만 아니라 식품 대 미생물 비율의 불균형으로 인해 생물학적 폐수 처리에 영향을 미친다. 적절한 부지별 비율을 유지하면 배출 목표를 달성할 수 있습니다. 이는 화학물질 제조업체뿐만 아니라 다운스트림 지방자치단체 및 환경에도 이익이 된다.

음료 시설의 보일러 급수(Boiler feedwater at a beverage facility)

음료 제조업체는 생산의 일부로 증기를 생성하기 위해 정제수가 필요하다. 제조업체는 응축수의 일부를 보일러 급수로 다시 재활용하고 이를 보충수로 원수와 결합할 수 있다. 급수는 스케일링, 침전 또는 플랜트 장비의 부식을 방지하기 위해 고도로 정제되어야 한다. 이는 냉각 유체, 원수 오염 물질 및 성분이 해당 사료에 포함되지 않아야 함을 의미한다. 재이용 및 재활용을 목표로 하천과 만나는 지점에서 신뢰할 수 있는 모니터링을 설정하는 것이 중요하다. 음료 성분은 일반적으로 향료, 염료 및 설탕을 포함하는 유기 화합물에서 유래하며 글리콜 또는 환경 냉각수와 같은 냉각 유체도 유기 오염 물질을 운반할 수 있다. 이러한 유기물의 문제는 고온 및 고압에서 부식성 유기산으로 분해될 수 있고 성분 측면에서 제품 손실로 이어질 수 있다는 것이다. 유기물 이동을 추적하면 식물이 잠재적인 재사용, 보충수 및 궁극적으로 장비 보호와 관련하여 신속한 결정을 내릴 수 있다.

반도체의 초순수(Ultrapure water at a semiconductor fab Semiconductor fabrication requires extremely pure water)

반도체 제조에는 극도로 순수한 물과 많은 양이 필요하다. 필요한 순도를 얻는 데 필요한 기술은 복잡하고 비용이 많이 든다. 또한 칩을 만나는 물은 오염되지 않아야 때문에 모든 단계를 정밀하게 제어해야 한다. 처리 중 화학물질과 처리 부산물은 분해되고 면밀히 모니터링되어 공정에 영향을 미치지 않는다. 모든 유기물, 특히 중요한 유기산과 염기를 모니터링하면 수율을 최적화하기 위해 중요한 의사 결정에 사용되는 데이터가 제공된다. 또한 칩 제조 외에도 반도체 시설 전반에 걸쳐 물이 여러 용도로 사용된다. 물은 또한 냉각, 도구 취급, 세척 및 청소에 중요하다. 생산 수요 증가는 물 수요 증가를 의미하며, 이는 수도 시설 및 인구와의 지역 관계에 부담을 줄 수 있다. 재생 및 재사용에 대한 최근의 노력은 이러한 요구를 충족시키기 위해 계속해서 증가할 것이다.

물의 목적을 알고 이해하면 품질 성과뿐만 아니라 얻을 수 있는 효율성을 나타내기 위해 포괄적인 유기물 모니터링을 사용하여 달성할 수 있다. 공정 전반에 걸쳐 다양한 유기 화합물과 오염 물질을 추적함으로써 '탄소 추적'을 통해 기업은 물이 무엇을 말하고 있는지에 대한 질문에 답할 수 있다. 이것은 음용수, 음료 제조, 발전, 증기 생산 및 반도체 제조의 초순수를 포함한 많은 산업 및 응용 분야에 적용된다.

우리는 무수히 많은 목적에 필요한 한정된 양의 물을 가지고 있으므로 사용에 적합하고 가장 잘 사용되도록 수질을 이해하고 최적화하는 것이 필수적이다. 의미 있는 모니터링 데이터와 지속 가능성 및 환경 규정 준수에 대한 동인과 열정을 더 많이 연결할 수 있을수록 약속을 더 잘 이행하고 이 보편적인 리소스의 사용을 개선할 수 있다.

저자소개: 아만다 스콧(Amanda Scott)은 수에즈(SUEZ – Water Technologies & Solutions) TOC 분석기 Sievers 제품군을 위한 산업 및 환경 제품 팀을 이끌며, 업계와 지자체가 품질 준수 및 관리 목표를 달성할 수 있도록 혁신적인 모니터링 솔루션을 개발하고 지원하고 있다.

[출처 = Watertechonline(https://www.watertechonline.com/wastewater/article/14210696/water-monitoring-trends-taking-action-to-achieve-production-and-sustainability-goals) / 2021년 10월 12일]