신기술

경기도보건환경연구원, 미생물 활용한
생활하수 N·P 동시 제거기술 개발
 (질소)(인)                          

기능성 미생물 성장률 높여 하수처리·수질개선에 활용 가능한 신기술

경기도보건환경연구원이 녹조의 주요 원인 물질인 질소(N)와 인(P)을 동시에 제거하는 미생물인 DPAOs(Denitrifying Phosphorus Accumulating Organisms) 효율을 2배 이상 높이는 신기술을 개발, 특허 출원했다고 지난 12월 29일 밝혔다. 경기도보건환경연구원에 따르면 연구원은 2020년 1월부터 연구를 진행해 ‘초고도 하수처리 공법’을 개발하고 12월 28일 특허를 출원했다.

 

▲ 경기도보건환경연구원이 녹조의 주요 원인 물질인 질소와 인을 동시에 제거하는 미생물인 DPAOs 효율을 2배 이상 높이는 신기술을 개발, 특허 출원했다. [사진제공 = 경기도보건환경연구원]

별도 약품 주입없이 N 90%·P 99% 고도처리 가능

‘DPAOs’는 질소(N)를 분해하는 동안 인(P)도 다량으로 섭취함으로써 두 가지를 동시에 제거하는 능력이 뛰어난 미생물의 명칭이다. 경기도보건환경연구원의 ‘초고도 하수처리 공법’은 별도 약품을 주입하지 않고도 생활하수 속 질소는 90%, 인은 99%까지 동시에 제거가 가능한 기술이어서 상용화될 경우 하수처리 비용이 20%까지 절감 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.

구체적으로 기술을 살펴보면 생활하수에는 녹조의 주요 원인 물질인 질소와 인이 다량 함유돼 있다. 이들 영양소는 하수처리장에서 미생물에 의해 대부분 제거된 후 하천이나 호수로 방류된다. 미생물이 질소와 인을 제거하려면 메탄올, 아세트산 등의 탄소화합물을 미생물이 적절하게 이용할 수 있어야 한다. 하수관거가 불량하거나 빗물이 하수와 함께 수집되는 합류식 하수처리장의 경우 탄소화합물이 부족해 미생물의 질소, 인 제거율이 낮아지는 경우가 많다.

하수처리장에 메탄올을 따로 주입해 질소, 인 제거율을 높이는 방법이 있지만 비용이 증가한다는 단점이 있다. 이런 문제 해결을 위해 하수처리 전문가들은 질소와 인을 함께 제거하는 DPAOs 미생물 이용을 권고하고 있지만 제거 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.

신기술 검증 작업 거쳐 2022년 상용화 목표

경기보건환경연구원이 이번에 개발한 기술은 산소가 없는 수조와 산소가 주기적으로 주입되는 별도의 수조를 설치하고 미생물이 두 개의 수조를 번갈아 이동하도록 해 DPAOs 성장률을 기존 공법보다 2배 이상 높였다. 탄소화합물 농도가 낮아 질소, 인을 효과적으로 제거하지 못했던 기존 공법의 문제점도 상당 부분 해결해 질소, 인 모두 90% 이상 제거가 가능하다. 하수처리 에너지 절감을 통한 비용 효율성도 우수하다. 경기보건환경연구원은 도내 하수처리장에서 신기술 검증작업을 마친 후 2022년부터 본격적인 상용화에 돌입해 공공수역 수질개선과 하수처리 비용 절감에 힘을 보탤 방침이다.

한편, 경기도보건환경연구원은 지난 2013년부터 민간 기업에게 필요한 물산업 기술을 개발·보급하면서 산업 발전과 수질 개선에 기여하고 있다. 현재까지 13건의 특허 출원과 기술이전 계약 5건을 체결했다. 2017년에는 특허청이 주는 특허기술상, 2019년에는 환경기술상 국무총리 표창을 수상한 바 있다. 

[『워터저널』 2021년 1월호에 게재]