| 초록 |
1.분석자 서문 광물에서 채취하는 무기인 비료의 양이 제한적이기 때문에 폐기물이나 폐수에서 인을 회수하는 기술 수요가 증가하고 있다. 농업에 이용하기에 안전하면서도 효율적인 방법은 Fe나 Al 염을 이용하여 화학적으로 침전시켜 인을 제거하는 공정이지만, 생물 이용이 어려운 잔여물이나 오염물질이 생성되는 어려움이 있다. 인 회수는 주로 생물학적 고도 인 처리(Enhanced biological phosphorous removal, EBPR) 공정 슬러지에서 Struvite와 Ca-P 결정화가 가능한 하수처리장에 가장 많이 적용되었고, 경제성, 운전 가능성 등에서 긍정적 결과를 나타내었다. 하지만 이러한 인 회수 방법은 화학적 추출이 적용되지 않으면 효율이 25 #37; 미만에 그치기 때문에 다양한 슬러지 개량, 화학적 추출 방법 등이 연구되었다. 본 리뷰에서는 하수처리장에서 슬러지 내 인을 농축, 개량, 회수하는 다양한 기술을 분석하고, 생물이용도를 높이는 방법, 생산된 제품 내 잠재적 오염물질 등을 살펴보았다. 2. 목차 1. 서론 2. 하수처리장 내 인(P) 관리 2.1. 인의 포획 및 농축 2.2. 화학적 침전 2.3. 생물학적 고도 인 제거(EBPR) 3. 슬러지 개량과 인(P) 회수 3.1. 혐기성소화와 탈수 3.2. 습식화학적 추출 3.3. 소각 및 하수슬러지 재 4. 처리된 슬러지로부터 회수된 인(P) 제품 4.1. Struvite 4.2. Ca-P 침전 4.3. 열화학적 처리된 하수슬러지 재 5. 흡착 공정을 통한 실험적 인(P) 회수 6. 회수된 인(P) 제품의 생물이용도 7. 결론 인 회수를 위하여 다양한 곳(슬러지, 슬러지액, 기본 흐름, SSA)에서 다양한 기술 침전, EPBR, AD, 습식화학적 추출, 열화학적 처리 등이 적용되고 있음을 확인하였다. 소화된 EBPR 슬러지에서 struvite나 Ca-P를 형성하는 화학적 침전은 이미 많은 하수처리장에서 운전되고 있는 기술이다. EBPR은 효율적인 인 회수가 가능한 적정 농도의 흐름 공정에서 현재 화학적 결정화 기술의 기본을 형성하고 있다. 특히, 혐기성 소화액에서 인을 회수해야 할 경우 Fe와 Al의 농도를 최소하는 것이 인 방출을 최대화하는 데 매우 중요하다. 열화학적 처리에서 습식화학적 추출과 전기투석은 인 회수 가능성을 90 #37;까지 높이기 위해서 사용될 수 있으며, 일부에서는 경제성도 확인된 바 있다. 유입되는 인 부하의 약 90 #37;는 하수슬러지와 관련되며, 하수처리장의 인 방출 기준( 국내에서도 하수처리장 내 인 회수 공정에 대한 다수의 연구가 진행된 바 있으며, 실제 하수처리장에서의 실증연구에서 인을 회수하기 위한 적절한 처리 계통으로서 수처리 및 슬러지 처리 계통보다는 반류수 계통이 적절한 것으로 보고한 바 있다[2]. 지난 10여 년간 하수처리장은 단순한 오염물질 처리장이 아닌 오염물질 처리 및 자원 생산시설로 복합적 개념으로 인식하는 경향이 커지고 있다. 바이오에너지와 함께 인도 하수처리장에서 회수할 수 있는 중요한 자원으로 많은 연구가 진행되고 있으며, 국내에서도 대규모 하수처리장에는 일부 시설이 운전 중이다. 향후 중소 규모 하수처리장으로도 확대할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요할 것이다. References 1. P. Melia, A. Cundy, S. Sohi, P. Hooda, R. Busquets, Trends in the recovery of phosphorus in bioavailable from wastewater, Chemosphere, 381-395, 2017. 2. 박나리, 장향연, 임현만, 안광호, 김원재, 하수처리시설에서 인 회수공정의 도입 가능성에 대한 실증적 검토, 대한환경공학회지, 39(1), 40-49, 2017. ※ 이 자료의 분석은 한국생산기술연구원의 정엠마님께서 수고해주셨습니다. |
