수직형 단일반응조와 침지식 중공사막을 이용한 하수고도처리기술

편집국 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2010-03-02 17:28:33
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회사소개

대우건설은 1973년 11월 창립 이후 40여년이라는 비교적 짧은 역사에도 불구하고 2008년까지 시공능력평가 3년 연속 1위를 차지하는 등 국내 정상의 건설업체로 성장, 국가경제발전에 중추적 역할을 수행해 왔다. 1976년 해외건설업면허를 취득한 대우건설은 남미의 에콰도르를 시작으로, 리비아, 나이지리아, 파키스탄 등 해외 건설시장을 개척하여 전 세계 42개국을 무대로 한국건설의 위상을 높여왔으며, 특히 해외시장에서 LNG플랜트와 발전플랜트 등 고부가가치 플랜트건설 분야에서 세계적인 강자로 평가 받고 있다. 국내에서는 세계 최단기간 건설기록을 보유한 월성원전 3,4호기, 국내최초 세계최대 규모의 조력발전소인 시화호 조력발전소, 국내최초의 해상 침매 터널로 건설중인 부산~거제 간 연결도로 등의 건설을 통해 우리나라 건설산업과 기술 발전에도 크게 기여해 왔다. 최근 10여 년간 주택공급실적 1위를 기록 중인 대우건설은 현재까지 약 25만여 세대의 주택을 공급하여 국민 주거생활 향상과 안정에도 기여해 왔으며, 2003년 친환경 프리미엄 아파
트인 푸르지오를 선보이면서 보다나은 주거환경 보급에도 힘쓰고 있다. 대우건설은 업계 최고의 수주실적과 경영실적으로 2006~2008 시공능력평가 3년 연속 1위,총자산 9조원, 매출 7조원 규모의 우리나라 건설업계를 대표하는 기업으로 성장했으며, “아름다운 미래를 창조
하는 글로벌 E&C리더”라는 비전 아래 업계 최고의 가치를 창출하는 초우량 건설회사로 성장하기 위해 최선의 노력을 기울이고 있다. 특히 대우건설은 2010년을 맞아 변화와 혁신을 통해 글로벌 건설기업으로 거듭나는 한 해로 삼을 방침으로, 이를 위해 해외사업 확대, 미래 신성장동력사업인 수처리 기술의 선점을 통해 글로벌 건설기업과 물 산업 관련
기업으로 성장하는 발판을 마련할 계획이다.

개발배경

급격한 경제발전에 따른 공업화와 도시화로 인해 생활하수 및 산업폐수의 급격한 증가가 시작된 1990년대부터 미처리된 오폐수가 하천과 호수로 유입되므로 인해 전국 주요 7개 호수 및 2,3급 상수원이 심각하게 오염되어 사회적 문제로까지 크게 대두되기 시작하였다.
오폐수의 하천 유입은 어류의 폐사 등 수중생태계를 파괴하고, 그 물을 식수로 사용하는 인간 및 동물들에게 까지 문제를 야기시키고 있었다. 이에 정부에서는 방류수에 대한 규제강화를 시작하였고, 하수정수처리시설 운영 기업이나 단체에서는 그에 대한 근본 해결 대책을 마련하기에 부심했다. 기존의 하수처리공법인 활성스러지 제거 공법은 여러 곳에서 이미 그 한계성을 드러내고 있었고, 기존 정수 방법의 한계였던 부지사용의 과다한 문제와 소규모 하수처리장의 운영관리 미숙에 대한 어려움까지 중복되면서 그에 대한 대안으로 고도처리공법에 대한 연구와 관심이 시작되었다. 2000년부터 시작된 고도처리공법에 대한 연구는 앞으로 다가올 물 부족 사태를 대비하는 전략적 대안이기도 했다. 우리가 사용해야 할 물은 부족한데 생태계 파괴를 우려해 댐 건설에 대한 반대 의견은 점점 높아지는 상태였고, 이를 대체할 한 가지 방법으로 기존에 사용했던 물을 재처리해서 재사용해야 하는 필요성에 의해 새로운 수처리기술이 개발 된 것이다. 고도처리공법에 의한 수처리기술
은 결과적으로 재 이용수에 대한 가치 향상과 재이용 범위를 증대 시킨다는 장점을 가지고 있으며, 물을 사용하는 국민들이 물과 친해지는 환경을 조성하고 삶의 질을 향상시키는 목적을 가지고 개발이 되었다.

기술 개요

본 기술은 부유성 미생물을 이용한 유기물 및 영양물질의 효율적 제거를 위해 기존의 무산소조와 호기조의 수평배열 방식을 공간집약형의 수직형태로 배치하고 상부의 호기조와 하부의 무산소조를 단일반응조로 구성하여 생물학적으로 유기물과 질소•인을 제거하고, 기존의 침전지 대신 흡인여과방식의 중공사막을 호기조 내에 침지시켜 고•액분리 및 대장균을 제거하는 하•폐수 고도처리기술로써, 아래와 같은 특징을 갖는다.
신기술 범위

흡인여과방식의 중공사막을 침지시킨 호기조와 무산 소조를 단일반응조에 수직으로 배치하고 포기시 발생하는 수류에 의한 내부반응을 이용한 유기물 및 질소,인을 처리한다. 생물학적으로 질소, 인을 동시 제거할시 고려해야 할 사항은 질소 및 인을 생물학적으로 동시에 처리하기 위한 적절한 반응조 배치가 필요하며, 제한된 유기물의 효율적 이용을 위한 각 반응조건별 유기물 이용 특성을 고려해야 한다. 특히 혐기상태에서 질
산성 질소에 의한 인 방출 억제 방지 대책이 필요한 부
분이므로 호기상태에서 과잉흡수를 통해 하수내 인을
제거하는 기술을 포함시켰다.

기술의 원리 및 공정도

유기물을 탈질반응시 탄소원으로 우선적으로 사용될수 있도록 유입수가 무산소 영역으로 유입되어 하부의 슬러지층에서 탈질이 진행된 후 상부의 호기조로 이동하여 유기물 제거 및 질산화 과정을 거치게 되며, 다시 호기조에서 발생하는 수류의 흐름만을 이용한 무동력
내부반송에 의해 무산소조로 재순환된다. 내부 반송되는 유량을 수문의 개•폐에 따른 간단한 조작으로 자유롭게 조절 가능하도록 하여 탈질반응을 위한 무산소 영역의 조건을 최적화 하였다. MBR 공정에서의 긴 SRT 운전으로 인한 생물학적 인 제거의 한계를 극복하고자 반응조에 철염(FeCl3)을 투입하여 화학적으로 인을 제거함으로써 미생물에 의한
보다 효율적인 질소제거가 가능하도록 하였다. 주기적인 역세를 통해 막 오염을 최소화하고 안정적인 투과유속을 유지하도록 하였으며, PTFE 재질의 분리막 모듈을 설치한 프레임과 산기관을 일체형으로 설치함으로써 반응조내 미생물에 산소공급과 막 표면에 부착된 슬러지의 탈리를 위한 공기세정을 동시에 구현하였다.

기술의 장점

대우건설연구소의 DNR 하수처리공법은 검증된 국내 신기술로 효율적이고 안정적인 질소, 인 제거 기술이다. 이 공법은 환경부에서 G-7과제로 개발하였으며, 건설교통부 신기술지정 제
95호, 과학기술부 KT-MARK 제0177호로 지정되었고, 국내 특허 6건과 미국 특허 1건을 포함하고 있다. 이 공법은 국내 36개소의 하수처리시설에 적용되어 그 기술력을 검증 받고 있으며, 기술자립화와 기술이전이 용이하다는 장점을 가지고 있다.
경제성 부분에서도 정상 가동시 약품 주입 없이 연속운전이 가능하게 개발되어 있어 외부 기자재 및 담채가 필요 없어 경제성이 뛰어나다. 운전 운영 면에서는 표준 활성슬러지법의 운전기법과 유사하여 기존의 운전기술로도 충분히 운영가능 하도록 되어 있다.

정상가동 현황

환경신기술 검증평가 결과(동절기 포함 6개월), 본 공정에 의한 하수 내 오염물질의 제거효율은 BOD가 96.4~99.9(평균 99.0) %, CODMn은 78.2~95.0(평균 89.0) %, CODCr은 80.3~96.3(평균 90.3) %, SS는 98.0~99.7(평균 99.4) %, T-N은 60.8~91.6(평균 81.0) %, TKN은 93.1~98.7(평균 96.7) %, T-P는 63.1 ~97.7(평균 88.3) %로 나타났다.

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