산업용수는 공정용, 냉각용, 증기 발생용, 분진 억제용 등 다용도로 쓰입니다. 산업 폐수는 위 용도 사용 후 발생하는 수용성 폐기물로, 물 이외 물질이 용해·부유된 상태입니다. 산업 폐수 처리는 위 활동으로 오염된 물을 처리하는 기구·공정을 다루며, 목적은 용해·부유 물질 제거로 처리수를 환경 방류 가능하게 하거나 공정 재순환/타 공정 전용 가능하게 하는 것입니다.
폐수 구성 성분
산업 폐수에는 다음 성분이 포함되며 적정 처리가 필요합니다.
부유 고형물(Suspended Solids): 육안 확인 가능, 일반 여과지로 여과 가능. 통상 1~2 마이크론 초과. 방치 시 용기 바닥에 침전.
용해 고형물(Dissolved Solids): 육안 불확인, 여과 제거 불가. 0.45 마이크론 미만. 정상 용해성 물질(온도 상승 시 용해도 증가)과 역용해성 물질(온도 상승 시 용해도 감소)로 구분. 역용해성 물질=경도 이온, 수처리상 칼슘, 마그네슘, 스트론튬, 바륨 염류 한정. 보일러/열교환기 열전달면 스케일 생성 주범.
콜로이드 고형물(Colloidal Solids): 용해 고형물만큼 작지 않고 부유 고형물만큼 크지 않음. 물속에서 헤이즈(haze) 형태로 보임, 육안으로 개별 입자 식별 불가. 크기 ~0.45~2.0 마이크론. 이온 표면 전하 영향 커 침전 안 됨. 물속 콜로이드 현탁액은 안정한 현탁액.
색도(Colour): 콜로이드 현탁액 일종. 원수 색도 기여 유기 거대분자=작은 콜로이드 크기. 물속 이온 표면 띠어 안정화, 침전 불가.
BOD(생물화학적 산소 요구량) & COD(화학적 산소 요구량): BOD=유기물 박테리아 분해 시 소비 산소량. 안전한 BOD 수준 유지가 양질 폐수 필수. BOD 과고 시 추가 오염 위험, 처리 공정 방해, 최종 수질 영향. 질산염/인산염, 수온 등 다수 요인 BOD 영향. 각 요인 수중 식물(조류 등) 영향→분해 미생물 영향. 최적 처리는 분해 박테리아 생존 지원하되 과도 증식 억제 환경. COD=유기물 분해+무기물 산화에 소비 산소량. 산업 폐수에 주로 적용.
폐수 처리 기술 분류
산업 폐수 처리 기술은 크게 4범주로 나뉩니다. ①화학적 기술 ②물리적 기술 ③생물학적 기술 ④막 기술.
화학적 기술(Chemical Technologies)
중화(Neutralization): 폐수 산도/알칼리도 pH 7 중성으로 조정
침전(Precipitation): 화학제 첨가해 오염물 화학 조성 변경→신생 화합물 침전·분리. 중금속 제거용(주로 수산화물 침전). 단, 중금속 침전 방해 물질 사전 제거 필요
응집(Coagulation): 화학제로 오염물 응집→침전 분리. 콜로이드/부유 고형물 함유 폐수 정화용. 실리카/폴리전해질로 급속 침전물 형성 보조. 유화유 함유 폐수도 응집 정화 가능. 색도 저감에 매우 효율적이나 COD 저감엔 덜 효과적
흡착(Adsorption): 특정 오염물 표면 부착시키는 화학제 사용→후속 제거. 활성탄/합성 활성 표면 사용
이온 교환(Ion Exchange): 바람직하지 않은 음이온/양이온 제거. 양이온→수소/나트륨, 음이온→수산기 교환. 이온 교환 수지=유무기 네트워크+작용기. 폐수 처리용 대부분 유기 화합물 중합 합성 수지
물리적 기술(Physical Technologies)
스크리닝(Screening): 스트레이닝 장치로 조대 고형물 제거
정화·침전(Clarification and Sedimentation): 산업 폐수 처리장 필수 공정. 정화조=탱크/지수로 폐수 체류→부유 물질 바닥 침전
