활성탄 기획세미나 2-재생활성탄 규격 완화/재생시설 과열증기방식 가동/폐활성탄 처리연구

[환경경영신문]

활성탄 기획세미나 2-재생활성탄 규격 완화/재생시설 과열증기방식 가동/폐활성탄 처리연구

수처리제(활성탄)관리 규정 및 검사방법

                                                국립환경과학원 최인철박사

재생활성탄 규격 완화, 재생주기는 단축

활성탄 시험방법 과학적 접근 논의할 시기

수처리제는 140여년 전인 1885년 황산알루미늄 응집제와 연수화제가 처음으로 사용되기 시작했으며 1893년 네덜란드에서 오존 소독을 1908년 영국에서 최초로 염소소독을 실시하면서 오늘에 이른다.

수처리제의 종류(환경부 고시 제 2017-190호)는 응집제 폴리염화알루미늄등 9개 품목, 고도표백분등 살균 소독제 7품목,부식억제제 인산염등 2품목과 기타제제로 활성탄등 11개 품목이 관리되고 있다.

제조업자는 기준에 맞는 시설을 갖추고 시,도지사에게 제조시설 명세서,설비명세서,품목별 제조공정 설명서등을 제출하여 영업허가를 받아야 하고 제조하는 품목에 대해 월 1회 이상 기준과 규격에 적합한지 자가검사(먹는물관리법 제41조)를 해야 한다.

수처리제 위생안전인증제품은 한국물기술인증원이 공장심사 및 품질 위해성 검사를 통해 위생안전을 인증하며 국가 검사기관은 시도 보건환경연구원 및 상수도연구소,수질연구소와 민간 검사기관으로 한국환경수도연구원,건설생활환경시험연구원,먹는물안전연구원등 3개 기관이 있다.

수처리제는 29개 품목이 환경부고시로 지정되어 있고 국립환경과학원은 100개 제품을 인정하고 있다.

활성탄의 시험방법 개선으로 입자크기 기준을 74 ㎛에서 45 ㎛으로 개정했다.

재생활성탄 규격은 과거에도 1차 개정하려 했으나 지자체에서 관리상의 어려움으로 재생활성탄 규격기준에 대한 반대 의사를 표명한 바 있다.

시기적으로 재생활성탄 규격기준이 설정될 필요성이 있으며 요오드흡착력에서도 기준을 완화하는 대신에 재생시기를 단축하여 활성탄의 활용성을 높일 필요가 있다.(일본 900,미국 500)

흡착성능 시험방법도 체계적으로 정립하여 분쇄도구와 흡착시간,흡착온도등 다양한 과학적 실험분석을 통한 공통분모를 찾아야 한다.

활성탄 활용 수처리공정 고도화 및 안정적 수급전략

                                                                 한승철 수자원공사 수도관리처 품질부장

낙동강지역 활성탄 재생주기 6년에서 1년으로

재생설비 다단로방식에서 과열증기법으로 개선

활성탄은 수처리 대상물질에서 가장 다양한 분야를 처리하는 소재로 2차 오염물질을 발생시키지 않는 수처리제이다.

맛,냄새,암모니아성 질소,음이온계면활성제,합성유기물질,소독부산물 생성능등 가장 다양한 대상물질을 처리 할 수 있는 기능이 있다.

반면 오존처리는 맛,냄새,음이온계면활성제,합성유기물질,소독부산물 생성능,원생생물등에 강하다.

그래서 경제적 부담은 크지만 최상의 효과를 보려면 오존처리,활성탄,NF막,RO,생물처리,AOP,UV등을 원수 특성과 중점처리 대상에 따라 선택하여 처리하는 과학적 설계가 필요하다.

선진국의 정수처리공정의 발전 추이를 개략적으로 살펴보면 미국은 지하수 오염 해결, 염소 내성 원생동물 제거목적으로, 유럽은 WHO등에서 음용수 수질기준이 강화되므로서, 일본은 부영양화,암모니아성질소의 농도 증가에 따라 다양한 방식의 고도처리가 적용되어 왔다.

70년대는 유럽을 중심으로 활성탄과 오존처리가 시작되었으며 일본과 미국은 70년대 말 도입되었다.

80년대에는 오존,활성탄 공정기술이 축적되기 시작했고 90년대에는 오존,활성탄과 AOP와 막여과공정이 도입되기 시작했으며 한국은 1995년 처음으로 활성탄 고도정수처리 시범(부평정수장)운영을 시작으로 낙동강수계부터 고도정수시설을 도입하기 시작했으며 서울시는 2010년에 도입하였다.

2000년대에는 오존,활성탄,막을 혼재한 하이브리드 공정이 설계되기 시작했으며 오존과 UV소독공정이 추가되었다,

2010년대에는 신종미량오염물질과 기후변화 적응기술 개발이 대두되기 시작했다.

우리나라 활성탄 고도처리공정 도입정수장을 보면 ▲활성탄은 동두천,원주제2,북면,대산정수장, ▲전오존+GAC+F/A는 수공은 반월,반송정수장, 지자체는 고촌▲전오존/AOP+활성탄 F/A 방식은 수공의 수지,덕소, ▲후오존+PostGAC,는 수공은 고양,성남,파주,구미, 지자체는 서울 암사,강북,뚝도,구의,광암,영등포,용인, 대구의 문산,매곡,울산은 웅상,범어,회야, 대전의 송촌,월평,청주,광주의 용연정수장▲ 후오존/AOP+Post GAC는 수공의 고령,인천의 부평과 경기도 안산 ▲전오존+후오존+GAC(활성탄)는 옥룡,칠서,석동,삼계,명동,덕산,화명,명장,천상등 주로 경남지역에▲UV/H2O2(AOP) + GAC F/A는 수공의 시흥,일산,해평▲막조합공정은 수공의 공주, 금산 (PAC+MF),/연초(오존+MF + GAC)/지자체인 공산은(오존+MF + GAC)로 설계되어 운영되고 있다.

활성탄의 수급안정을 위해 재생시설을 강화하고 있는데 부산 덕산정수장은 1일 24㎥의 6단 다단로를 운영하고 있으며 재생시 손실율은 2.5년 주기로 20%정도이다,

대구 매곡정수장도 1일 10㎥의 6단 다다로를 3년주기로 재생하며 20%의 손실율을 보여주고 있다.

활성탄 품질관리를 강화하기 위해 미국,일본보다 6개 항목에서 강화된 품질관리를 하고 있으나 이는 앞으로 수급조절등의 국가적 전략에 따라 변화될 수 있다.

입상활성탄 재생설비를 적극 도입할 예정인데 신탄 6년-재생탄 3년에서 낙동강 지역은 재생탄 1년으로 단축하고 경제성을 고려하여 탄력적인 재생설비를 도입할 예정이다. 활성탄 비축사업도 추진하는데 환경부와 조달청이 협업을 통해 수자원공사 한강유역에 비축을 추진한 후 유역별로 비축물량을 반영하여 확대할 예정이다. 아울러 활성탄 대체 물질 개발을 위한 연구개발과 폐활성탄 재활용 시설도입등 포화탄 적정처리방안을 마련할 예정이다.

재생설비 도입은 한강지역에는 덕소정수장에 1일 48㎥의 과열증기법을 올 7월 착공하여 23년 12월 가동할 예정이다.

낙동강지역은 1일 30㎥의 과열증기법을 도입하여 밀양정수장에 설치 할 예정이다.

다단로 재생시설은 비산먼지등을 방지하는 대기오염방지시설이 구비되어야 하나 과열증기법은 상대적으로 환경오염유발이 적은 장점이 있다.

과열증기법으로 재생한 활성탄의 경우 수자원공사 시화환경처에서 모형플랜트를 통해 시험한 결과 대기방지용 활성탄의 경우 요오드흡착력이 500-600mg/g인 활성탄을 재생한 결과 800-850mg/g까지 회복되었다.

과열스팀설비의 재생온도는 750-800도에서 처리하였으나 요오드흡착력등 재생탄의 품질에 대한 변화는 다각적으로 연구분석이 필요하다.

고도시설 도입이 확대됨에 따라 폐활성탄 처분량도 증가될 것으로 예상되어 관련된 연구도 병행할 예정이다.

(환경경영신문 www.ionest 조철재부장,서정원기자)