절수기술 정책요강(건의서) - 3. 공업절수
 
산업용수에는 주로 냉각수, 열에너지 및 공법용수, 청결용수 등 세가지 부분이 망라된다. 공업용 냉각수 사용량은 산업용수 총량의 80%, 냉각수 취수량은 산업용수 취수량의 30-40%를 차지한다. 열에너지 및 공법용수, 청결용수 사용량은 냉각수 다음이다. 화력발전소, 강철, 석유, 석유화학, 화공, 제지, 방직, 유색금속, 식품 및 발효 등 8개 업종의 취수량(화력발전 직류 냉각수 망라)은 전국 산업용수 총 취수량의 60%를 차지한다. 공업절수의 관건은 화력발전소 등 물을 대량 사용하는 산업에서의 절수에 있다.

3.1 산업용수 재이용기술

 

공업절수의 첫째 경로는 산업용수 재이용기술을 대폭 발전시키고 물의 재이용율을 향상시키는 것이다.

 

3.1.1 순환용수시스템, 직렬연결용수시스템 및 순환용수시스템을 대폭 발전시킨다. 2008년까지 일회성 용수시스템(화력발전소의 직류냉각수는 제외)을 도태시켜야 한다. 기업용수네트웍 통합기술을 개발, 응용하고 기업용수네트웍시스템을 최적화해야 한다. 기업 신설, 확장 및 오랜 기업 개조 시에 기업용수네트웍 통합기술을 적극 채택해야 한다.

 

3.1.2 증기 응결수 회수 및 재이용기술을 발전, 보급한다. 기업의 증기응결수 회수네트웍을 최적화하고 밀폐식 회수시스템을 발전시켜야 한다. 증기응결수의 회수설비 및 장치를 보급해야 한다. 증기 누설율이 적고 배압도(backpressure)가 비교적 큰 절수형 steam trap을 보급해야 한다. 증기응결수의 철제거 및 기름제거기술을 최적화해야 한다.

 

3.1.3 외부에 배출된 폐수의 회수이용 및 ‘0배출’기술을 발전시킨다. 기업에서 외부에 배출된 폐수(오수)를 처리 후 재이용하는 것을 장려하며 처리 후의 폐수(오수)를 순환냉각수시스템에 사용하는 것을 대폭 보급해야 한다. 수자원 결핍지역 및 생태환경보전 요구가 큰 지역에 있는 기업은 ‘0배출’기술을 적극 채용해야 한다.
 

 

3.2 냉각수 절수기술 고효율적인 냉각수 절수기술을 발전시키는 것은 공업절수분야의 중점내용이다.

 

3.2.1 고효율 환열기술 및 설비를 발전시켜야 한다. 환열절수기술을 보급하고 환열 어셈블리 및 환열기유니트를 최적화하며 신형의 고효율 환열기를 발전시켜야 한다.

 

3.2.2 고효율, 환경친화형, 절수형 냉각탑 및 기타 냉각시설을 발전시키는 것을 장려한다. 순환냉각수시스템을 최적화하고 2010년까지 냉각효율이 낮고 대량의 물을 소모하는 냉각지(池), 분수지(池) 등의 냉각시설을 도태시킨다. 신형의 고효율 여과장치를 보급하고 대량의 물을 소모하는 저 효율 여과시설을 도태시켜야 한다.

 

3.2.3 고효율 순환냉각수 처리기술을 발전시킨다. 개방형 순환냉각수시스템에서는 4배 농축가능한 수처리기술을 보급한다. 2006년까지 농축배수가 3배 미만인 수처리기술을 도태시키고 인, 아연함량이 많은 물 처리기술 사용을 제한한다. 환경친화형 수처리 약제 및 배합방법을 개발, 응용한다.

 

3.2.4 공기냉각기술을 발전시킨다. 수자원 결핍지역 및 기후조건이 허락되는 지역에서는 공기냉각기술을 보급한다. 신형의 고효율, 경제적인 공기냉각기술 및 설비를 적극 연구개발해야 한다.

 

3.2.5 가열로 등 고온장비분야에서 기화(汽化)냉각기술을 보급응용한다. 증기 및 물이 분리된 후, 증기를 별도로 분류하여 충분히 이용할 수 있어야 한다.

3.3 열에너지 및 공법시스템 절수기술

 

공업생산용 열에너지 및 공법시스템 용수는 보일러급수, 증기, 열수(熱水), 순수한 물, 연화된 물, 탈염수, 이온제거수 등을 망라하며 총 용수량은 냉각수에 이어 산업용수량의 제2위를 차지한다. 열에너지 및 공법시스템용수를 절약하는 것은 산업용수 절약분야에서의 중요한 구성부분이다.

 

3.3.1 생산공법(설비 내, 설비 사이, 공법 내, 공법 사이)에서 열병합기술을 보급해야 한다.

 

3.3.2 중압(中壓)증기생산설비에서 제염수를 사용하거나 또는 저압증기생산설비에서 연화수를 사용하는 것을 보급한다. 밀폐식 순환수 증기샘플링장치를 사용하는 것을 보급해야 한다. ‘0배출’을 실현할 수 있는 열수보일러 및 증기보일러 수처리기술, 보일러 자체 힘으로 분진을 배출하는 기술 및 ‘0배출’가습 탈황기술을 연구개발해야 한다.

 

3.3.3 증기를 소량 소모하거나 또는 증기를 사용하지 않는 건조식 증류, 건조식 정류, 무증기 산소제거 등의 기술을 발전시킨다. 증기자동조절시스템을 최적화해야 한다.

 

3.3.4 보일러 급수, 공법용수의 제조공법을 최적화해야 한다. 역류재생, double decker bed, 청결수 회수 등 기술을 이용해 자체 용수량을 감소시켜야 한다. 보일러 급수, 공법용수를 제조하는 새로운 기술, 새로운 설비를 연구개발하고 전기로 이온을 제거, 물을 정화시키는 기술을 점차 보급해야 한다.

3.4 청결용수 절수기술 산업생산과정에서 필요한 청결용수는 제품 청결용수, 설비 청결용수 및 환경 청결용수 등 세가지 종류로 구분된다.

 

3.4.1 역류세탁, 분사식 세탁, 증기세탁, 수증기세탁, 고압수 청결, 진동청결, 고효율 회전청결 등의 절수기술 및 설비를 보급해야 한다.

 

3.4.2  장비 청결기술을 발전시킨다. 순환이용 및 재이용이 가능한 청결제 또는 여러개 절차가 하나로 통합된 청결제 및 청결기술을 보급해야 한다. 드라이 아이스청결, 미생물청결, 분사식청결, 물 및 증기 펄스청결, 주행중 온라인청결 등 기술을 발전시킨다.

 

3.4.3  환경청결기술을 발전시킨다. 재생수 및 광촉매 또는 공기촉매작용이 있는 자체청결 코팅기술을 발전시킨다.

 

3.4.4 물 소모량을 감소할 수 있는 각종 청결 보조제 및 관련 화학제품을 보급한다. 각종 고효율, 환경친화형 청결제, 미생물 청결제 및 고효율 물청결기를 개발한다. 환경친화형 용제, 드라이 청결기, 이온청결 등 무수청결기술 및 설비를 연구개발해야 한다.

3.5 공업급수 및 폐수 처리분야에서의 절수기술

 

3.5.1 고정밀도, 신소재 여과기술, aerated water 청결 등의 수자원 절감이 가능한 기술을 보급, 사용한다. 일반 배수 및 침전지(池)의 배수 회수이용기술을 보급한다. 폐수처리 집중화를 격려하며 규모수익을 창출해야 한다.

 

3.5.2  폐수 처리과정에서 오존, 자외선 등 2차오염이 없는 소독기술을 적용하는 것을 격려한다. 초임계 수처리, 광화학처리, 신형생물법, 활성탄 흡착법, 막법 등 기술을 개발, 보급해 산업폐수 처리 및 재이용분야에 이용한다.

3.6 비상규수 수자원 이용기술

 

3.6.1 해수 직접이용기술을 발전시킨다. 연해지역의 산업기업에서는 해수 직류냉각 및 해수 순환냉각기술을 대폭 보급한다.

 

3.6.2  해수 및 함수 담수화 처리기술을 본격 발전시킨다. 해수 담수화를 비롯하여 간수로 소금을 제조하고 해수중에서 기타 유효성분을 추출하는 등 산업사슬기술을 실시하여 해수담수화의 종합수익을 향상시킨다. 장치규모 확대, 에너지 회수 등 기술을 통해 해수 담수화원가를 절감한다. 담수화설비의 세트화, 시리즈화, 표준화 제조기술을 발전시킨다.

 

3.6.3 도시오수의 자원화기술을 발전시킨다. 산업기업에서 도시오수 재생수를 사용하는 것을 본격 보급한다.

 

3.6.4 석탄, 석유, 광물 채굴시의 갱수의 자원화이용기술을 발전시킨다. 수공법을 통해 유전을 개발할 경우, 선진적이고 실용적인 석유 채굴시의 오수 처리 및 재이용 수공법을 채용해야 한다. 증기를 이용해 heavy oil유전을 개발할 경우, heavy oil오수를 심층 처리한 후의 열에너지를 재이용해 급수하는 기술을 보급해야 한다.

3.7 공업용 물 수송파이프망 및 설비의 누설 방지 및 쾌속 복구기술

파손된 급수파이프망, 용수파이프망, 용수설비(기구)를 신속히 복구하는 것은 공업절수의 중요한 경로이다.

 

3.7.1 신형의 급수파이프소재를 발전시킨다. 재래식 철파이프 및 아연 도금파이프 사용을 제한하고 점차 도태시킨다. 기계강도가 높고, 강성이 양호하며, 편리하게 장착할 수 있는 파이프를 발전시켜야 한다. 물이 새지 않고 조작 및 모니터링이 편리하며 사용수명이 긴 밸브 및 파이프를 발전시켜야 한다.

 

3.7.2 공업급수 압력, 액면, 수량 제어기술을 최적화한다. 편리하고 실용적인 공업용수 급수파이프망 및 설비(기구) 누수 검측장비, 기기 및 기술을 발전시킨다. 

 

3.7.3 파이프망 및 설비(기구)가 파손될 경우, 신속하게 복구할 수 있는 기술을 연구개발한다.

3.8 산업용수 계량관리기술

산업용수의 계량, 제어는 물 사용량 통계, 관리 및 절수기술을 발전시킬 수 있는 기초작업이다.

 

3.8.1 중점 용수시스템 및 설비에는 반드시 수량계 및 용수제어미터를 장착해야 한다. 공업용수 계량 관련 각종 설계규범을 보완, 수정하고 수량계 및 모니터링미터를 명확하게 설계, 장착해야 한다. 중점 용수시스템 및 설비에 대한 컴퓨터화 자동화 모니터링시스템을 점차 보완해야 한다.

 

3.8.2 기업이 용수 및 절수분야에서 자동화관리시스템 및 데이터베이스를 구축하는 것을 장려, 보급한다.

 

3.8.3 신형의 산업용수 수량계, 용수 제한 수량계를 개발, 생산하고 시간제한, 수압 제어, 수위 제어, 수위 센서제어 등 제어미터를 개발, 생산해야 한다.

3.9 중점 절수공법

 

절수공법이란 생산원료, 생산공법 및 설비 또는 용수방식을 변경함으로써 물을 적게 사용하거나 또는 물을 사용하지 않는 것을 가리킨다. 절수공법은 더욱 높은 차원(절수, 에너지 절감, 제품질 향상 등)의 절수기술이다.

 

3.9.1 화력발전소, 강철, 전석(電石) 등 산업에서의 건조식 제진기술 및 건조식 분진 수송기술, 고농도 분진 수송, 분진 처리후의 물 회수이용 등 절수기술과 설비 그리고 야금정제공장에서의 건조식 분진 수거 및 정화기술을 대폭 발전시킨다.

 

3.9.2 연료가스-증기 연합순환방식을 이용한 발전기술, 청결석탄 연소 발전기술 등을 보급한다. 천연가스 등 석화연료를 이용한 발전기술 등의 절수 발전공법 및 기술을 연구개발한다.

 

3.9.3 강철산업에서 용광로를 이용하지 않는 제철방식인 용융환원 등의 제철공법을 보급하고 strip-casting공법을 개발한다. 코크 생산과정에서 CDQ 또는 저수분 코크 제조공법을 보급한다.

 

3.9.4 수소를 첨가한 정밀공법 보급을 격려하며 석유정제과정에서의 산알칼리 세척공법을 도태시킨다.

 

3.9.5 합성암모니아 생산과정에서 절수공법을 발전시킨다. 에너지소모가 적은 탄소 제거공법으로 물을 이용한 이산화탄소 제거공법, 반(半) barren liquor 4급(級)분사 flashing 공법 및 MDEA 탄소제거공법을 대체해야 한다. 저변(低變)공법, NHD탈황, 탄소제거 기체 정화공법을 보급한다. 천연가스를 원료로 하는 암모니아 제조비율을 증가, 발전시켜야 한다. 알코올 탄화수소화 정제 및 저압, 에너지 절감형 암모니아 합성시스템을 보급해야 한다. 디젤유를 원료로 하여 합성암모니아를 생산하고 건조식 카본블랙 회수기술을 채용해야 한다.

 

3.9.6 요소(尿素)생산분야에서의 절수공법을 발전시킨다. 신설 시설에서는 CO2 및 NH3 정류공법을 채용하는 것을 보급한다. 수용액 완전순환형 요소의 에너지 절감 및 절수 증산공법을 보급해야 한다. 중, 소형 요소 제조시설에서는 요소 폐액 심층 분해공법을 보급해야 한다.

 

3.9.7 메틸알코올 생산시, 저압 합성공법을 보급한다.

 

3.9.8 가성소다 제조과정에서의 절수공법을 발전시킨다. 이온막법으로 가성소다를 생산하고 삼효(三效)역류증발기술로 재래식 순류(順流)증발기술을 개조한다. 만톤급 삼효역류증발장치 및 고효율 자연강제순환 증발기를 보급한다.

 

3.9.9 소다 제조업에서의 절수공법을 발전시킨다. 암모니아소다 제조공장에서는 진공증류, 건조식 분진제거기술을 보급한다.

 

3.9.10 인쇄, 염색업에서의 절수공법을 발전시킨다. 면방직기계 염색제품 전(前)처리-냉각-조면 등 여러개 절차의 통합공법, 저수위 역류세척공법 및 고온고압 흐름식 염색공법 및 장비를 보급한다. 고온고압 기류염색, 부유입자 염색공법 및 장비를 연구개발한다.

 

3.9.11 방직, 염색공업체에서 천연 colored-cotton 등 절수형 생산원료를 사용하는 것을 격려하고 천연 colored-cotton 방직공법을 보급한다.

 

3.9.12 제지생산과정에서의 절수공법을 발전시킨다. low kraft pulp, 표백전에 산소로 리그닌을 제거하는 등의 심층 리그닌 제거공법을 보급한다. 펄프 세척 및 선정과정에서의 역류세척 및 압력선정 상호 결합형 밀폐식 시스템을 보급한다. 세척 및 선정이 분리된 재래식 공법을 도태시키거나 개조한다. 펄프 제조과정에서 농축기술을 보급하고 전반 과정에 대한 지능화모니터링기술을 발전시킨다.

 

3.9.13 제지생산과정에서 절수표백공법을 발전시킨다. 대형 나무(참대)펄프공장에서는 이산화염소를 표백제로 하는 표백기술, 이산화염소를 적게 사용하거나 또는 사용하지 않는 표백기술을 보급한다. 염소기체 및 염산염을 이용한 3단(三段) 또는 4단(四段) 표백을 제한하며 향 후 점차 도태시켜야 한다. 풀(草)펄프 특징에 부합되는 저염소 표백 또는 염소원소가 포함되지 않은 표백기술을 연구개발한다.

 

3.9.14 식품 및 발효업종에서의 절수공법을 발전시킨다. 가습법으로 전분을 제조하는 취수폐환흐름공법을 발전시킨다. 배아를 제거한 옥수수가루로 알코올, 전분을 생산하고 미원(味精), 레몬산 등 발효식품을 생산하는 취수폐환 어셈블리공법을 보급한다. 고농도 다당화발효(알코올, 맥주, 효소, 레몬산 등) 및 고농도 모액(미원 등)추출공법을 보급한다. 쌍효(雙效)이상 증발기를 이용한 농축공법을 보급한다. 전분질원료를 고온에서 죽모양으로 만드는 공법, 저농도 탕액(糖液) 발효, 저농도 모액추출 등 공법을 도태시킨다. 맥주누룩의 1단계 냉각장치, 알코올 차압(差壓)증류장치 등을 연구개발한다.

 

3.9.15 석탄생산 절수공법을 발전시켜야 한다. 즉 석탄채굴과정에서 모암에 대한 파괴가 적고 수(水)유실이 적은 선진 석탄채굴공법 및 설비를 연구 개발해내야 한다. 동시에 동적 선광기(jigger), 나선형 미세 과립 석탄 선별기기, 복합 건식 맥석 선별기기 등 절수 공법과 설비를 연구해야 하며 대형 침전 여과식 원심분리기 및 대형 bolting mill 등 선진 석탄분리설비를 제조, 응용해야 한다.

 

3.9.16 시멘트가마 외부 분해형 최신 건식 생산공법을 연구하고 습법(濕法) 생산공법을 도태시켜야 한다.