반도체 세정폐수 중의 질소제거를 위한 최적공정 결정에 관한 연구

Abstract

국내 반도체산업이 고속성장을 하며 국가경제를 이끄는 첨단 기술이다. 하지만 첨단기술로 만들어지는 반도체제조 공정과 발생되는 물질을 분석하여 보면 많은 환경저해요소를 지니고 있다. 환경보호 차원에서보면 반도체 제조공정에서 나오는 환경유해물질의 사용량 감소를 위한 근본적인 대책마련 및 사후처리와 폐기물에 대한 철저한 관리 및 환경 친화적인 기술개발이 중요하다. 따라서, 이러한 유해물질을 함유하고 배출되는 방류전에 안전하게 처리되어야만 하고, 가능하면 재사용하여 전체 용수의 사용을 저감하여야한다. 또 한, 수자원의 사용을 극대화하는 차원에서 질소계 폐수에 대한 처리 기술이 시급한 실정이다. 본 논문에서는 세가지 오염물질은 반도체 폐수의 COD,TN에 결정적 영향을 미치며 현행 화학적 처리효율저하의 근본적인 원인물질이나 모두 생물학적으로 처리가 가능한 공통점을 가지고 있어 별도 분리하여 생물학적 처리를 하며, SC-1계 폐수와 CA폐수는 화학적 처리효율이 매우 낮아 강화되는 환경 규제에 대응하기 어렵고, 향후 오염물질 총량규제에 최적 대응하기 위하여는 생물학적 처리방법을 강구한다. MLSS의 최적농도를 결정하기 위하여 MLSS 농도를 변화시킨 결과, Qr 20, R 22000에서 가장 유리한 고농도 질소의 제거효과를 나타냄을 알 수 있다. 그러나, 이는 각 각 독립인자 일 때 나타나는 효과이지 각 인자별 수준을 감안한 효과가 아니기 때문에 상호 교호 작용 효과를 분석하여야 할 것으로 판단된다. 유입수의 단계적 부하운전으로 질산화 반응에 대한 적정성을 평가하였으며, TN 농도가 100ppm에서 제거율이 85%로 가장 양호하게 나타났으며, 탈질화 반응은 암모니아성 질소를 질산성 질소로 산화되면 대부분이 탈질이 진행됨을 알 수 있었다. 연구결과를 바탕으로 고농도 질소를 제거하고자 MLSS의 최적공정을 설계한 결과, 운전조건은 Q30, S700시 R 20500±500ppm수준의 침전슬러지를 1일 15~20톤씩 무산소조로 반송시키며, 이때의 조내의 MLSS는 3500±50이 최적의 수준이므로 MLSS기준을 벗어나지 않도록 Qr과 R을 적정 반송시키는 것으로 설계하였다. 이러한 결과를 바탕으로 폐수처리장의 효율적인 운영으로 비용 절감을 통한 경영성과 기여하고 지속적인 환경개선 활동을 전개하여 환경친화기업의 이미지 제고에 노력할 필요성이 있는 것으로 생각된다.