SK에코플랜트, ‘전기화학적’ 고농도 폐수처리 신기술 국내 실증 추진

동아닷컴 김민범 기자

입력 2022-08-18 15:29 수정 2022-08-18 15:35

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미시간기술과 기술 공동개발 협약
기존 물리적화학적 방식 한계 극복
전극 활용해 2번에 걸쳐 오염 정화
오염 제거효율 우수·설비 구조 간단


SK에코플랜트가 미생물로는 분해가 어려운 고농도 폐수처리 관련 신기술 개발에 나선다.

SK에코플랜트는 서울 종로구 관훈사옥에서 ㈜미시간기술과 고농도 폐수처리를 위한 스마트 전기화학적 산화 시스템 공동개발 협약을 체결했다고 18일 밝혔다. 이날 행사에는 김병권 SK에코플랜트 에코랩센터 대표와 이병호 미시간기술 대표 등 주요 관계자들이 참석했다.

미시간기술은 하·폐수 처리기술 전문 환경기업이다. 지난 2002년 설립 이래 20여 년간 축적한 관련 기술과 노하우를 바탕으로 기술 경쟁력을 인정받고 있다. 협약에 따라 SK에코플랜트와 미시간기술은 붕소코팅다이아몬드(BDD, Boron dopped Diamond) 전극을 활용한 전기화학적 산화(ECO, Electro-Chemical Oxidation) 방식 고농도 폐수처리 신기술 개발과 현장 실증에 협력하기로 했다.

산업폐수와 매립지 침출수 등 오염도가 높은 폐수는 미생물을 활용하는 생물학적 방식으로는 분해나 정화가 어렵다. 화학약품을 다량 사용하거나 화석연료를 사용해 폐수를 가열, 증발시켜 깨끗한 물만 모으는 물리적화학적 방식이 그동안 고농도 폐수처리에 활용돼 왔다. 하지만 높은 처리단가와 다량의 슬러지 발생으로 인한 2차 오염 등이 한계로 지적됐다.

SK에코플랜트와 미시간기술은 전극을 활용해 전기화학적으로 오염물질을 분해하는 기술 개발에 착수한다는 방침이다. 전극에 전류를 흘렸을 때 폐수와 전극사이에서 전자가 교환되는 원리를 활용한다. 해당 방식은 다른 수처리 방식과 달리 정화가 2번에 걸쳐 이뤄진다. 음전극에서 생성되는 ‘수산화라디칼’은 직접 오염물질을 분해한다. 폐수 내 오염물질인 염소가 물과 만나면 생성되는 ‘차아염소산’은 폐수 내 유기물을 한 번 더 정화할 수 있다. 깨끗한 물만 남기는 고도처리 솔루션으로 볼 수 있다. 두 회사가 연구에 사용하는 붕소(Boron)코팅다이아몬드 전극은 다른 전극에 비해 정화 효율과 내구성이 높아 3세대 전극으로 불린다고 한다.

이러한 전기화학적 수처리 기술은 뛰어난 오염물질 제거효율과 높은 경제성으로 인해 이전부터 각광 받아왔다. 폐수 처리 시 화학약품 사용이 전혀 없고 찌꺼기(폐기물) 발생이 매우 적은 것이 특징이라고 SK에코플랜트 측은 설명했다. 여기에 처리시설 구조도 간단해 정화를 위한 수조 규모나 개수가 적고 설치와 운영, 필요 부지에 대한 효율이 우수한 것이 장점이라고 전했다.
전기화학적 고농도 폐수처리 신기술 개념도
많은 장점에도 불구하고 전기화학적 기술이 수처리 현장에 적용되지 못한 이유로는 국내 실증 사례가 없기 때문이라고 한다. 연구실 규모의 실험으로만 효율성과 경제성을 확인한 수준이다. 이번 협약을 통해 두 회사는 국내 최초로 실제 현장에 실증 규모로 BDD 전극을 활용한 전기화학적 산화 설비를 구축하기로 했다. SK에코플랜트가 보유한 매립지 침출수 처리장과 폐수처리장에서 단기 테스트를 진행한 결과 약 80% 수준 운영비 절감 효과를 확인했다고 한다.

SK에코플랜트와 미시간기술은 약 1년 동안 연속운전 실증을 통해 전극 내구성과 효율성 등을 확인하는 테스트를 지속한다는 계획이다. 미시간기술은 전기화학적 수처리 기술이 적용된 장비 설치와 운영, 효율 테스트 등을 담당한다. SK에코플랜트는 공동기술개발을 총괄하면서 테스트 결과를 종합해 최적운영조건을 도출할 예정이다. 또한 인공지능과 디지털 기술을 접목한 무인화 공정 개발에도 나선다. 향후 기존 하·폐수처리시설을 포함해 고농도 폐수가 발생하는 사업장에 신기술 적용을 추진한다는 방침이다. 또한 산업 고도화와 화학 관련 공업 발전으로 지속 증가 추세에 있는 고농도 폐수처리 시장을 선도하고 환경규제정책 강화에 대비해 선제적 대응 역량을 갖춰 나가겠다는 복안이다.

김병권 SK에코플랜트 에코랩센터 대표는 “SK에코플랜트 기술혁신은 환경사업이 당면한 취약점을 해결하고 지속가능한 발전을 위한 지향점까지 찾아가는 데 초점이 맞춰져있다”며 “혁신 기술을 지속 발굴해 환경사업을 고도화하는 노력을 이어나갈 것”이라고 말했다.

동아닷컴 김민범 기자 mbkim@donga.com


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