전기화학적 기술을 적용한 스크러버 세정수 재이용 시스템 연구

Abstract

물은 생명의 근원이자 인간 생활에 가장 필수적인 요소 중에 하나라고 할 수 있다. 생활에서 가장 중요한 자원인 물은 최근 도시화와 산업화로 인하여 물 부족 현상이 나타나고 있다. 따라서 이런 물 부족 현상을 방지하기 위하여 사전 준비와 대책이 시급한 현실이다. 국내⦁ 외에서 현재 이러한 이유로 여러 종류의 폐수를 대상으로 재이용에 관한 연구를 다방면에서 시도하고 있다. 본 연구에서는 이러한 관점에서 스크러버 세정수를 대상으로 재이용에 관한 연구를 진행하였다. 스크러버는 유입 된 오염된 가스에 물 또는 pH 조절을 한 약액을 분사시켜 충진물 표면에서 오염가스와 물이 접촉 반응되어 오염물질을 흡수, 제거한 공기를 대기 중으로 방출시키는 장비이다. 이러한 스크러버는 처리 대책이 문제가 된다. 중소기업에서 오염이 된 세정수를 관리하지 않게 되면 악취가 심해진다거나, 세정수 교체에 따른 운전 비용이 증가가 된다. 본 연구에서는 기존 스크러버의 운전 비용 증가 및 세정수의 재이용이라는 측면에서 스크러버 세정수 무방류 시스템을 개발하려고 하였으며, 세정수의 TSS 저감, COD 저감, 그리고 pH 조절이라는 목표로 전기화학적 처리 기술을 접목시켜서 세정수를 처리⦁ 재이용하고자 하였다. 스크러버 세정수 무방류 시스템을 개발하기 위하여 총 3단계 TSS 제거, COD 제거, pH 조절을 목표로 1단계에서는 TSS제거를 목적으로 전기화학적 응집과 막 분리를 비교 검토 하였고, 2단계에서는 전기화학적 분해로 COD 제거를 목표로 실험을 진행하였으며, 3단계에서는 pH 조절 가능 여부를 확인 하였다. Lab scale 실험 결과 전기응집은 TSS 제거율이 95% 이상으로 매우 우수한 것으로 나타났다. 전기화학적 분해에서는 pH, HRT, 전류밀도 전기전도도에 따른 처리효율을 실험하였으며 "A"업체의 경우 COD가 약 93%제거 되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 “B"업체의 경우 COD가 약 97%까지 제거 되는 것을 알 수 있었다. 전해수 실험에서는 HRT에 따른 양극과 음극에서의 pH를 측정한 결과 1분만에 양극에서는 pH 4이하, 음극에서는 pH 12이상 조절이 되는 것을 확인하였다. Pilot system은 막여과 공정, 전기산화공정, 전해수 생성 공정으로 구성하였다. 테스트는 1개월간 진행하였으며 전기화학적 세정수 무방류 시스템을 운전하면서 스크러버 세정수의 TSS, COD, pH등을 모니터링을 한 결과, TSS는 안정화 기간인 15일 이후의 3~7mg/L 수준으로 낮게 유지되었으며 TCOD는 안정화 기간 이후 최대 300mg/L 이하로 지속적으로 낮게 유지되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 전해수 생성장치를 이용하여 알칼리수를 생성하여 세정수조 내에 투입함으로써 pH를 적정 수준으로 지속적으로 유지함으로써, 투입되는 가성소다 비용 절감 및 유지관리 효율을 높일 수 있었다. Pilot test시 대기 및 악취 분석을 실시하였다. 그 결과 스크러버 세정수 재이용 시스템을 적용하였을 때 먼지의 배출량이 현저하게 감소하며, SOx 및 악취는 낮게 유지되는 것을 확인하였다. 스크러버 세정수의 재이용 시스템을 수립하고자 전기화학적 처리를 이용하여 실폐수로 실험을 진행한 결과 TSS제거, COD 제거, pH 조절의 좋은 성과를 얻어 냈다. 하지만 스크러버 세정수의 재이용 시스템을 타 폐수에 적용을 위해서는 충분한 사전 실험을 통해 유입수 성상을 파악할 필요가 있는 것으로 판단된다. 또한 추후에 더 많은 실증 테스트를 통하여 스크러버 세정수 무방류 시스템을 보완, 발전 시켜야 할 것이다.