두합크린텍의 미래 기술개발 과제2

하폐수의 인 제거 및 회수 방법

하천, 호수 및 연안 등의 수계 부영양화(Eutrophication)는 자연계의 자정 능력을 상회하는 농도로 영양물질이 수계에 축적이 되었을 때 발생한다.
이러한 부영양화는 수중 용존 산소를 결핍시켜 수생 동식물의 생존을 위협하며, 부패와 악취를 유발한다.
따라서, 세계 각국은 영양물질의 방류 기준을 낮춰 엄격하게 관리하고 있으며,영양물질인 질소(N)와 인(P)을 보다 효율적으로 제거하는 기술을 개발하고 있다. 인(P)은 모든 생물체에 필수 영양분이지만, 아직까지 대체원소가 알려지지 않았으며,
현재의 사용량이 지속된다면 60년 이내에 고갈되는 자원이다. 이러한 이유로 인하여, 인 비료의 가격은 지속적으로 상승하며, 궁극적으로는 세계적인 식량 수급 문제를 불러올 수 있다.
한편, 현재까지의 인 재활용 방법은 하폐수 처리장에서 발생되는 바이오솔리드(biosolid)를 비료 목적으로 토양에 적용하는 것이 일반적이다.
그러나, 이러한 인 재활용 방법은 하폐수에 포함되어 있는 다양한 중금속과 난분해성 오염물질들을 수반하고 있으므로 토양 적용 시에 생산된 환경적 피해와 작물의 인체 안전성에 대한 면밀한검토가 필요하다.
따라서 하폐수로부터 선별적으로 인을 회수하기 위한 기술이 필수적이며, 보다 효과적인 인 회수 방법을 개발하기 위하여 세계적으로 부단한 노력을 기울이고 있다.
인을 하폐수로부터 효과적으로 회수하기 위한 방법으로는 흡착법 및 이온교환법 등이 있으며, 일반적으로 칼슘염(아파타이트, apatite) 또는 마그네슘 염(스트루바이트, struvite) 등의 상태로 침전물을 형성시키는 방법을 사용한다.
이 중 스트루바이트 침전법이 하폐수 처리시설에서 가장 널리 적용이 되는 인 회수 방법이다. 스트루바이트는 충분한 마그네슘이 하폐수에 존재할 때 빠르게 생성되는 장점이 있지만,
처리시설의 배관, 펌프 등에 스케일이 쌓여 시설의 효율을 떨어뜨리고, 배관의 막힘 현상을 야기하여, 시설의 유지 비용이 많이 발생하는 단점이 있다.
하폐수의 인 제거 및 회수 방법은 인(P)을 포함하는 피처리수에 희토류계 응집제를 혼합 및 교반하여 혼합물을 제조하는 단계 및 혼합물로부터 처리수와 침전물로 분리하는 단계를 포함한다.