수세기 동안 철강 산업에서 물은 저렴하고 풍부한 생산 유틸리티로 당연하게 여겨졌습니다. 그러나 오늘날 담수 가용성과 소비 간의 불균형이 심화되면서 수자원이 점점 부족해지고 있으며, 깨끗하고 안전한 물에 대한 접근은 현대 사회의 주요 과제가 되었습니다. 물 수요는 (i) 인구 증가와 가뭄 취약 지역으로의 이주, (ii) 급속한 산업 발전과 1인당 물 사용량 증가, (iii) 기후 변화로 인한 인구 밀집 지역의 기상 패턴 변화 등으로 지속적으로 증가하고 있습니다. 이로 인해 철강 산업은 새로운 물 부족 시대에 진입했습니다. 또한 지난 30년간 전 세계적으로 환경 오염에 대한 우려가 커지면서 더 엄격한 환경 규정이 제정되었습니다.
철강 산업은 냉각, 분진 억제, 세척, 온도 조절(열처리), 폐기물 이송(재, 슬러지, 스케일 등) 등 다양한 용도로 막대한 양의 담수를 사용합니다. 물은 코킹 석탄 배합의 수분 조절, 소결 믹스 펠릿화, 철광석 펠릿 생산 시 그린 펠릿 제조, 증기 및 전력 생산, 고로 슬래그 과립화 등 일부 철강 공정에서 필수적인 요소입니다. 대량의 물 사용은 상당한 양의 폐수를 발생시키며, 이는 배출 전에 처리해야 합니다. 철강 산업의 폐수 배출은 수질 오염의 주요 원인으로 인식되어 왔습니다. 철강 공정에서 발생하는 폐수에는 다양한 용해성 및 불용성 물질, 화학 물질이 포함되어 있습니다.
제철소 공정에서 공정용수의 주요 용도는 공정 배가스 냉각 및 세척, 코크스 및 슬래그 직접 냉각, 강재 직접 냉각 및 세척, 제품 린싱, 공정 용액 보충, 공정 장비 직접 냉각 등입니다. 제철소에서 사용하는 물의 대부분은 가공 장비의 비접촉 냉각용입니다. 또한 증기 및 발전용으로도 사용됩니다.
공정 폐수는 철강 생산을 위한 공정, 제품, 부산물, 원료와 직접 접촉하는 모든 폐수를 말합니다. 슬래그 담금질 폐수, 장비 세척수, 대기오염 방지 장치 폐수, 린스수, 오염된 냉각수도 포함됩니다. 위생 폐수와 빗물은 공정 폐수로 간주하지 않습니다. 비접촉 냉각 폐수는 공정, 제품, 부산물, 원료와 직접 접촉하지 않는 냉각수로, 공정 폐수가 아닙니다. 비공정 폐수는 유틸리티 폐수(수처리 잔여물, 보일러 블로우다운, 열회수 장비의 대기오염 방지 폐수, 열병합 발전 시설 발생수), 지하수 정화 시스템 폐수, 건물 기초 배수, 생산 공정과 무관한 기타 폐수 스트림을 포함합니다.
폐수 배출은 처리 여부와 관계없이 수계로 방류되는 것을 의미합니다. 미처리 폐수 배출은 (i) 하천 내 산소 고갈 및 악취 발생, (ii) 병원성 미생물로 인한 인체 건강 악영향, (iii) 슬러지 및 부유물질 축적, (iv) 영양염류로 인한 조류 번식 및 부영양화, (v) 유기물 분해로 인한 대량 악취 가스 발생 등 바람직하지 않은 조건을 초래합니다. 적절한 처리 없이 방류될 경우 해당 지역 수체를 오염시키므로, 공장 부지 밖으로 배출되기 전 반드시 무해화 처리가 필요합니다.
폐수 처리 기술은 폐수 방출로 인한 악영향과 공중 보건 우려에 대응하여 처음 개발되었습니다. 철강 산업의 폐수 처리는 제철소 내 다양한 공정 단위에서 발생하는 폐수의 특성이 각각 다르기 때문에 상당히 복잡합니다.
순수한 물은 수소 2부, 산소 1부로 구성됩니다. 자연 상태의 물에는 많은 용해성 불순물이 포함되어 있으며, 물은 많은 물질을 용해시키는 능력 때문에 '만능 용매'로 불립니다. 증류수와 빗물조차도 암모니아 등 극미량의 용해 물질을 포함하므로 완전히 순수하지 않습니다. 빗물이 내릴 때 질소 등 기체가 흡수되고, 지하를 흐르면서 나트륨, 칼슘, 철, 인, 마그네슘, 황산염 등 지구의 물질을 용해시킵니다.
미처리 원수는 퀴퀴한 냄새, pH 6.5~8, 회갈색을 띱니다. 미처리 수중 오염물질은 크게 (i) 유기 오염물질, (ii) 무機 오염물질, (iii) 병원체, (iv) 기타 오염물질 4가지로 분류됩니다. 폐수에 존재하는 대표적 오염물질은 다음과 같습니다.
수처리 공정은 주로 세 가지 목적을 가집니다: (i) 취수원의 물리·화학·생물학적 고유 특성을 부여·보존하여 음용수 및 생산 공정용수로 적합하게 함, (ii) 공중 보건 위험을 방지하면서 환경 피해 없이 폐수 처리, (iii) 수생 동식물 보존·발달, 가축·야생동물 음용수 공급, 레크리에이션·심미적 목적에 필요한 자연 상태 수질 특성 부여·보존.
수처리 기술은 (i) 물리적 방법, (ii) 화학적 방법, (iii) 생물학적 방법, (iv) 에너지 집약적 방법 4대 영역으로 분류됩니다.
스크린이나 여과재를 통과시키거나 중력 침전, 공기 부상법으로 고형물을 제거합니다. 고액 분리 기술로 여과가 핵심 역할을 합니다. 여과 기술은 통상적 여과와 비통상적 여과로 나뉘며, 정수 및 폐수 처리 응용의 필수 요소입니다.
오염물질에 화학적 변화를 일으켜 제거 용이성을 높입니다. 응집제 투입으로 플록을 형성해 물리적 공정으로 제거하거나, 유해 물질을 파괴·중화합니다. 물리적 공정과 병용되는 경우가 많습니다.
미생물을 이용해 폐수 내 유기 오염물질을 분해합니다. 자연 생분해 공정을 밀폐 시스템에서 가속화하여 유기물과 영양염류를 제거합니다. 에너지 소비와 약품 사용 측면에서 비용 효율적이어서 선호되는 처리 방식입니다.
열처리 기술은 살균을 통한 고품질 음용수 생산과 수처리 발생 고형 폐기물(슬러지) 처리의 이중 역할을 합니다. 슬러지 멸균 및 감량화에 활용됩니다. 전기화학적 기술은 주로 음용수 분야에 적용되며 살균과 수질 조절(맛 개선) 기능을 합니다.
이 4개 기술군은 단독 또는 조합하여 사용하며, 최적 조합은 (i) 최종 방류수 수질 요건, (ii) 처리 대상 수량·수질, (iii) 오염물질 물성, (iv) 발생 슬러지 특성, (v) 처리 비용(슬러지 처리·처분 비용 포함) 등에 따라 결정됩니다.
철강 폐수 처리는 (i) 고형물 제거, (ii) 유분 제거, (iii) 생분해성 유기물 제거, (iv) 활성슬러지 공정, (v) 살수여상 공정, (vi) 유독물질 처리, (vii) 산·알칼리 처리, (viii) 기타 유기물 처리 등 다양한 전략이 필요합니다. 제철소 폐수 처리 설비를 '방류수 처리장(ETP)'이라 부릅니다.
목적: (i) 양호한 수질의 방류수 자연 환경 배출, (ii) 오염물질 최적·최저 비용 제거, (iii) 악취·가스·소음·고형물 처리 등 2차 환경 영향 최소화, (iv) 재이용·재활용용 처리수 생산, (v) 경제성 있는 염류 회수.
계획 고려사항: (i) 목표 방류수 수질 또는 법적 허용 기준, (ii) 처리 대상 유량, (iii) 생산 공장 용량, (iv) 기술 복잡성, 운전 용이성, 적응성, 신뢰성, 내구성, 에너지 소요, (v) 투자비·운영비, (vi) 가용 부지, (vii) 슬러지 발생량 및 처분 요건.
제철소 각 공정에서 발생하는 폐수는 특성에 따라 물리·화학·생물·에너지 집약 기술의 다양한 조합으로 처리됩니다. 처리 공정은 예비, 1차, 2차, 3차 4단계로 구분됩니다.
하류 설비의 막힘, 마모를 유발할 물질 제거가 목적입니다. ETP 유입 전 수행되며, 조대 고형물과 대형 이물질 제거, 악취 제어, 예비 폭기, 조대 고형물 분쇄, 스크린·그레이팅을 통한 대형 물질 제거, 유분 제거 및 pH 교정 등이 포함됩니다.
예비 처리 후 물리·화학적 공정으로 pH를 중성 부근으로 조정하고, 1차 침전지에서 부유고형물을 물리적으로 침전시켜 하류 공정의 BOD·SS 부하를 줄입니다. 1차 침전조 채택 시 하류 생물학적 공정 운영 문제가 감소합니다(유분·바이오매스 축적 감소, 활성슬러지 비사상성 벌킹 경향 저감 등). 1차 처리에서는 응집·응집 공정으로 고형물 분리를 개선합니다.
1차 처리 시 유입 BOD 35~55%, 총 SS 55~75%, 유분 70% 정도가 제거됩니다. 고형물과 관련된 유기 인, 유기 질소, 중금속 일부도 제거되나 콜로이드 및 용해성 성분은 영향받지 않습니다.
점성 콜로이드와 미세 부유물질의 응집을 물리적 혼합과 화학적 응집제로 촉진하는 물리화학적 공정입니다. 급속 혼합조와 응집조로 구성되며, 폐수에 응집제를 급속 혼합한 후 응집조에서 서서히 혼합해 입자를 더 무겁고 침전하기 쉬운 플록으로 모읍니다. 천연 유기 고분자, 무기 전해질, 합성 폴리전해질 등이 응집제로 사용되며, 오염물질 특성에 따라 선정합니다.
폐수의 고액 분리를 중력으로 수행합니다. 침전성 고형물(주로 유기물, 지방·유분·기름 등 부유물질)을 제거하며, 침전 고형물을 '1차 슬러지'라 합니다. 1차 슬러지 부피는 유입 폐수의 약 2%지만, 유입 유기물 부하(COD 기준)의 30~40%, SS 부하의 40~60%를 차지합니다. 침전조에는 차단판, 유분 스키머, 기계식 슬러지 스크레이퍼가 설치됩니다.
침전조 효율은 탱크/청징기 특성에 따라 달라집니다. 이상적인 침전조는 입구 차단판(에너지 소산), 정숙대(입자 침전), 침전 고형물 기계적 제거 장치, 낮은 유출 유속을 갖춥니다. 직사각형, 원형, 경사판(라멜라)형이 있으며, 부지 조건, 가용 면적, 설계팀 경험에 따라 선정합니다. 직사각형과 라멜라형은 원형보다 적은 면적을 차지합니다.
미세 기포를 이용해 부유 입자를 수면으로 부상시켜 제거합니다. 기포가 입자에 부착해 부상시키는 원리입니다. 유분이 중력 침전되지 않으므로(비중 < 물) 유분 제거에 특히 적합합니다. 가압수를 통해 10~50μm 미세기포를 생성해 유입 유분 농도 500mg/L 이하에서 10~25mg/L까지 저감 가능합니다. 중력 침전보다 높은 수리적 부하율로 운전되어 체류 시간(15~30분)이 짧고 설치 면적이 작습니다. 전유량, 부분유량, 순환유량 3가지 방식으로 운전되며, 순환유량 방식이 가장 일반적입니다(가압 설비 축소, 펌프 마모 방지, 콜로이드·유화 생성 방지).
생물학적 처리 전 독성 화학물질 제거를 위해 주로 사용되며, 필요시 공정 중 어느 단계에서도 적용 가능합니다.
(i) 화학적 침전으로 고형물/기체화 후 물리적 분리, (ii) 활성탄 등 고체 물질에 흡착, (iii) 역삼투·나노여과 등 치밀막 공정으로 분리, (iv) 무해한 최종 생성물로 전환하는 방법이 있습니다.
유입 폐수 pH 범위가 넓어 처리 효율 최적화를 위해 pH 조정이 필요합니다. 황산·염산으로 pH 낮추고, 소석회·수산화나트륨으로 높입니다. 급속 혼합조나 균등조에서 수행하며, 방류 기준 준수를 위해 공정 말단에서도 시행할 수 있습니다.
금속 화합물 제거를 위한 2단계 공정: (1) 침전제 혼합으로 불용성 금속 침전물 생성, (2) 청징·여과로 침전 금속 제거 후 슬러지 적정 처리·재활용·처분. pH 통제가 핵심 파라미터입니다. 금속 수산화물 용해도는 양쪽성으로 pH에 따라 달라지며, 금속별 최적 pH가 다릅니다. 다종 금속 공존 시 최적 약품 선정과 pH 통제가 어렵습니다. 석회, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 황화나트륨, 황산제일철 등이 사용됩니다. 안티몬, 비소, 크롬, 구리, 납, 니켈, 아연 등은 수산화물 침전, 수은, 납, 구리, 은, 카드뮴 등은 황화물 침전으로 제거합니다.
미생물을 이용해 폐수 내 부유·용해성 유기물을 분해·분해합니다. 활성슬러지 공정(ASP)과 생물여과법이 주된 공정입니다. 호기성(산소 필요), 혐기성(산소 불필요, 황산염·인산염 등 이용), 통성(산소 유무 모두 가능)으로 분류됩니다.
호기성 공정은 제어된 바이오매스와 청징기로 구성되며, 혐기성보다 에너지 소모와 슬러지 발생이 많습니다. 동일 100kg COD 부하 기준 호기성 처리 시 폭기 에너지 100kWh, 슬러지 30~60kg 발생, 유출 COD 2~10kg인 반면, 혐기성 처리 시 슬러지 5kg(6~12배 적음), 바이오가스 40~45m³(전력 382kWh 전환 가능) 발생하지만 유출 COD가 2배로 수질이 낮습니다.
1900년대 초 영국에서 생활하수 처리로 개발되어 산업 폐수 생분해성 유기물 제거용으로 확장되었습니다. 중강도(10~1,000mg/L BOD)~고강도(>1,000mg/L BOD) 생분해성 폐수 처리에 적합. 중금속, TDS 제거 불가. 시안화물, 크롬, 수은 등은 ASP 및 타 생물학적 공정 저해 물질로 작용합니다.
ASP는 1차 침전/균등화 유입수에 미생물 배양액을 혼합해 '혼합액'을 만들고, 폭기조에서 산소 공급 하에 미생물이 유기물을 섭취·안정화합니다. 혼합으로 산소와 먹이 공급, 미생물 응집 유도, 폭기조 내 플록 침전 방지. '잉여 활성슬러지(WAS)' 발생. 2차 청징기나 막분리 생물반응조(MBR)에서 고액 분리 후 WAS 대부분을 반송 활성슬러지(RAS)로 폭기조 환원해 미생물 개체수 유지 및 슬러지 연령 확보. 나머지는 농축 공정으로.
2차 청징기는 유출수 청징과 슬러지 농축의 이중 목적. pH 변동에 민감해 고·저 pH 시 시스템 교란 및 청징기 과부하 유발. 질소 화합물은 수생 생물 독성, 수계 산소 고갈, 공중 보건 위해, 재이용 잠재력 저하 유발로 과다 시 질산화-탈질 공정으로 제거. 유기 질소→암모니아→아질산→질산염→질소 기체 순서. 탈질 시 알칼리도 소비(암모니아성 질소 1mg/L 제거당 중탄산 알칼리도 7.14mg/L 필요), 산소 농도 4mg/L 근접 유지 필요.
1950년대 네덜란드 개발 ASP 변형으로 연장 폭기 특수 형태. 링 형상 구에서 폐수·미생물·활성슬러지 연속 순환으로 질산화·탈질 반응 완료. 수리 체류 시간 20~36시간, 저유기 부하, 장슬러지 연령으로 균등조, 1차 침전조, 슬러지 소화조 생략 가능.
장점: 저에너지, 저유지보수, 쉬운 운전, 저투자비, 장고형물 체류시간으로 슬러지 적음, 장수리 체류시간으로 충격 부하·수리적 서지 내성. 단점: 유출수 부유고형물 수질이 ASP보다 열등, 넓은 부지 필요.
ASP와 달리 배치 공정. 1개 탱크에서 1차 침전, 생물학적 산화, 2차 침전 전 공정 수행. 충전→반응→침전→인출→대기 순환. 콤팩트, 저투자비, 토지 부족 시 유리(폭기·청징 1개 탱크로 수행). 질소·인 제거 가능. 표준 사이클 4~6시간, 일 4~6회 반응. 기존 ASP 대비 충격 부하 내성, 운전 유연성(운전 시간 조정), 저슬러지 발생 우수.
1890년대 개발 고정막 생물공정(ASP는 부유공정). 둥근 자갈(25~100mm), 쇄석, 목재/플라스틱 슬랫, 플라스틱 링 등 거친 충진재층에 이동 분무기나 고정 노즐로 폐수 살포. 충진재가 미생물 부착·성장 위한 넓은 표면적 제공(바이오필름 두께 ~10mm). 바이오필름 외층(0.1~0.2mm)에서 호기성 세균이 유기물 분해. 바이오필름 과도 성장 시 탈락 후 신규 층 형성. 현대식은 암석 대신 경량 플라스틱 충진재 사용(깊이 6m까지 가능 vs 암석 3m).
여과 유출수 일부 재순환해 충진재 건조 방지, 효율 향상, 악취 저감. 강도 높은 폐수 처리 위해 2단 직렬 구성도 가능. 분무기 회전 2~5rpm, 전형적 살수율 0.6~2.4m³/m²·hr. 저살수율 시 채널링, 파리 번식, 악취 발생. 저속 여상은 자연 환기, 고속 여상은 강제 송풍 필요. 2차 청징기 후단 설치. 유기·수리 부하에 따라 저속, 중속, 고속, 조속, 초고속 여상으로 분류.
장점: ASP 대비 저에너지, MLSS 재고 관리·슬러지 배출 이슈 없음, 충격 독성 부하 회복 우수, 2차 청징기 벌킹 슬러지 문제 없음, 콤팩트(토지 부족 지역 적합), 유지보수 적음, 충진재 유형 따라 고농도 유기물 처리 효과적, 슬러지 농축 특성 양호. 단점: 유기 부하 한계, 유출수 수질(BOD, TSS)이 ASP보다 낮아 후처리 필요, 악취, 파리, 충진재 막힘 우려, 저온 시 자연 환기 시스템 성능 저하.
1980년대 스칸디나비아 Kaldnes 개발. 미생물이 플라스틱 충진재(고밀도 폴리에틸렌/폴리프로필렌, 직경 13~25mm, 큰 표면적, 내부 바이오매스 성장)에 부착 성장하며, 탱크 하부에서 불어넣는 압축공기로 충진재가 상시 운동하는 고정막 공정. 호기성/혐기성 모드, 탈질 유무 등 다양한 산업 폐수 처리 적용.
장점: 고유기 부하 적용 유리, 침강 특성 개선, 2차 청징기 슬러지 순환 불필요('원패스' 공정), ASP 대비 콤팩트·저면적, 모듈러 구조, 기존 ASP 리트로핏 가능, ASP 대비 적은 운전 제어, MBR 대비 적은 기계·계장 장치. 수리 체류 시간 2~3시간(ASP 12~24시간). 단점: ASP 대비 고농도 산소 필요, 유입수 스크리닝 강화 필요, 충진재 스크리닝 장치 통과로 추가 수두 손실.
외부식 MBR은 1960년대 개발되었으나, 1980년대 후반 침지식(잠수식) MBR 개발 후 보급 확대. 침지식 MBR의 낮은 운영비와 막 가격 하락으로 생활·산업 폐수 처리 대중화. 산업 폐수 BOD 5,000~40,000mg/L, 처리 후 BOD 200~600mg/L 적용.
MBR은 생물학적 처리와 막 처리(미세여과 MF 0.6μm 또는 한외여과 UF 0.04μm)의 하이브리드. 기존 ASP와 유사하게 폭기조 내 혼합액 고형물 부유 상태이나, 고액 분리 방식이 다름. MBR은 막이 중력 침강 특성에 의존하지 않는 고체 장벽 형성. 폭기, 청징, 여과를 1단계로 통합, MLSS 20,000mg/L 이상 도달로 기존 ASP 대비 소형화.
슬러지 상태 독립적 최종 유출수 수질, 유기물·난분해성 오염물·영양염류 고도 제거(COD 제거율 98%, SS 제거율 100%). 고품질 유출수로 재이용 용도 적합. 장슬러지 연령 특징이나 막 오염 원인도 됨. 경도·스케일링 물질 과다하지 않으면 이온교환 등 전처리 없이 역삼투(RO) 플랜트 직결 가능.
구성: 침지식(대형 산업 플랜트 주류)과 측류식(소형 한정). 중공사, 평막, 관형 막 사용. 침지식은 중공사/평막, 측류식은 관형 막 사용. MBR = ASP + MF/UF 동등 처리 수준.
장점: 25% 면적 절감, 기존 시스템 청징기·중력여과기 대체, 토지 제약 현장·저수리 체류시간(4~8시간) 유리, 고체 불투과 장벽으로 최고 수질(BOD <5mg/L, 탁도 <0.1NTU). 과제: 막 오염으로 성능 저하·빈번한 세정/교체→유지보수비·운영비 증가. 최소 3mm 미세 스크린 필수. 슬러지 탈수 어려움. 수리 체류시간과 독립적 슬러지 연령(15~140일). 모듈러 확장성, 저악취, 유연한 운전, 업셋 내성, 자동화 가능.
생물학적 처리 후 슬러지 농축·침전과 맑은 유출수 생산의 이중 목적. 활성슬러지 청징기는 수리적 표면 부하율뿐만 아니라 고형물 표면 부하율로도 설계(청징+농축 동시 필요). 핵심 변수: 슬러지 연령(MCRT), 고형물 표면 부하율(압축대 적정 슬러지 농축 필요 표면적). 직사각형 또는 원형 설계.
기존 2차 처리만으로는 방류 수질 기준 충족 어려울 때 적용. 고형물·유기물 추가 제거, 탈색, 난분해성 화합물 분해, 영양염류 저감, 소독 목적. 2차 처리로 제거 안 되는 잔류 오염물질 제거. 2차 처리 후 설치되나 산화 공정 등 일부는 생물학적 처리 전 난분해성 화합물 생분해성 향상을 위해 전치하기도 함.
재이용·재활용·환경 방류 전 최종 연마 공정으로 수질 개선. 영양염류(질소·인), 독성 물질(농약, VOC, 중금속) 제거, 유출수 연마(BOD, TSS). 기존 2차 생물학적 처리 연장으로 산소 요구 물질 추가 안정화, 질소·인 제거.
고액 혼합물을 다공성 여과재 통과시켜 고형물 포집, 여액 통과시키는 분리 공정. 입상 여과재 연마 필터로 5~50mg/L 범위 SS 제거. 다중 매체 필터가 가장 일반적. 여과수 수질은 입자·여과재 크기, 표면 전하, 형상, 수질 분석, 운전 파라미터에 의존. 매체 기준: (i) 단일 매체(모래 또는 무연탄), (ii) 이중 매체(모래+무연탄), (iii) 다중 매체(석류석+모래+무연탄).
수처리 대표 매체: 모래, 무연탄. 미세 모래 유효 입도 0.35~0.5mm, 무연탄 0.7~0.8mm. 단일 모래 대비 무연탄 상부 이중 매체는 부유물질 여과층 깊은 침투 허용→여과 효율 향상, 세척 주기 연장. 여과층 설계 깊이 최소 0.8m. 이중 매체 시 하부 0.5m 모래 + 상부 0.3m 무연탄 충진.
산업용은 내부 에폭시 코팅 강철 가압 용기, 내부 매니폴드(물 분배), 언더드레인(여과수 회수·역세척). 가압 여과로 높은 압력 강하 적용 가능→높은 여과층/미세 입자/고여과 속도. 설계 여과 유속 10~20m/hr, 역세척 유속 40~50m/hr. 가용 압력 2~4bar 이상. 고오염 부하 유입수 시 10m/hr 미만 유속 또는 2차 매체 여과 선호. 필터 1기 정지 시 유량 증가는 점진적으로(기존 퇴적물 탈락 방지).
운전 중 유입수 상부 유입→여과층 통과→하부 집수 시스템 유출. 입출구 차압 0.3~0.6bar 상승 시 역세척·린싱(약 10분). 역세척 후 여과수 규격 만족까지 드레인 린싱 후 재투입. 과도한 역세척 유속은 매체 손실 유발.
변형: 고속 여과(더 빠른 유입 유속). 매체 필터 외 디스크 필터, 카트리지 필터도 막여과 시스템 보호용으로 사용. 주름 천 매체 디스크 필터는 초고유속, 소면적, 고품질 재이용수 생산, 광범위 역세척 불필요.
기존 처리 폐수에 적용해 재이용·음용 재이용 적합 수질로 향상. 막처리(미세여과, 한외여과, 나노여과, 역삼투), 고도산화공정(AOP), 추가 소독(오존, 자외선) 등이 포함.
1960년대 등장 후 수재이용 분야 주력 기술. 막 시스템 비용 급감, 막 설계·옵션·운영 한계 기술 발전으로 응용 범위 급속 확대. 가압 막여과에서 막 기공 크기로 용질 선택적 통과. 셀룰로오스 아세테이트, 폴리아미드, 폴리설폰, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, PTFE, 세라믹, 금속 복합체 등 다양한 소재 사용. 기공 크기별 4종류 압력 구동 막: 미세여과·한외여과(큰 기공→저압), 나노여과(중압), 역삼투(작은 기공→고압 필요).
강력하고 비선택적인 하이드록실 라디칼(OH·)을 충분량 생성·이용해 유출수 내 복잡한 화학물질 대부분 산화하는 공정. 생물학적 분해 안 되는 유기 성분 제거, 잔류 슬러지 처분 불필요라는 기존 대안 대비 특장점. 불소(V=-3.06) 다음으로 높은 산화 전위(V=-2.86). OH· 라디칼이 유기 분자와 반응해 CO₂와 물 생성. 비광화학적 AOP와 광화학적 AOP로 분류. 광화학적 = 광원 필요(주로 UV 254nm). 오존 최대 흡수 파장 253.7nm. 비광화학적 중 대표적: 오존 처리, 오존/과산화수소, 펜톤 반응.
1785년 발견. 오존(O₃)은 음용수·폐수 살균, 탈색, 탈취, 유기물 분해, 시안 파괴 등 널리 쓰이는 강산화제(-2.07V). 상온에서 청색 자극성 기체, 물에 난용성, 강한 부식성, 독성, 공기 중 농도 20% 초과 시 폭발성. 살균력으로 염소 대비 3,125배 빠름. 고pH·고온에서 효율 증대. 물/폐수 용해 시 O₃ 분자 잔존(pH>7, 느린 반응) 또는 분해(pH>8)→OH· 생성(O₃보다 35% 강한 산화제). 두 반응 동시 발생→반응 속도론은 처리 대상 폐수 특성(pH, 유기물 농도, 기포제/계면활성제 유무, 오존 농도, 온도 등)에 강의존. 유기물 산화 최적 pH 8~10. 오존 물 용해도는 온도 상승 시 급감(20℃에서 100% 용해도 570mg/L). 선호 온도 25~50℃.
고pH 단순화 반응: 3O₃ + H₂O = 2OH· + 4O₂. 분자 오존은 선택적 산화제로 특정 화합물만 반응→산업 폐수 저농도 도포 가능. 잔류 계면활성제 기포 특성 저해·파괴, COD 상당 부분 산화. 난분해성 화합물을 쉽게 분해되는 화합물로 전환해 유출수 전체 생분해성 향상→생물학적 처리 전후단 적용 가능. 벤트 가스 잔류 산소 2차 생물학적 처리장 재순환→폭기량 절감. 슬러지량 증가 없음.
오존은 기체 상태로 도포, 불안정성으로 현장 생성(자외선, 전기화학, 코로나 방전 발생기). 오존 누출 감지기 설치(청각/시각 경보, 발생기 차단). 고염 농도에서 비활성화. 변형: O₃/H₂O₂ 공정. 오존 농도 저감 목적으로 H₂O₂가 촉매 역할→OH· 생성 촉진. 저pH에서 느린 반응, 고pH(알칼리)에서 빠른 반응.
제조공정
항공우주 및 항공 기업은 장비와 부품에 있어 독특한 도전에 직면합니다. 첫째, 기능을 안정적이고 효율적으로 수행하는 고도로 복잡하고 정밀한 부품이 필요합니다. 또한 이 부품들은 성능에 영향을 줄 수 있는 극한 환경 스트레스를 경험할 수 있습니다. 극한 온도 차이부터 부식성 요소까지, 부품은 이러한 스트레스를 견디고 중요한 기능 수행 시 부품 고장을 일으킬 수 있는 부식과 마모에 저항하도록 설계되어야 합니다. 정밀 주조와 표면처리 솔루션은 항공우주 주조에서 중요한 역할을 합니다. 이 기술들은 반복 가능한 고품질 제품이 제때 필요한 수
SKD11 금형강은 일본 공구강입니다. 소재 열처리 경도: HRC 58~60. SKD11은 고탄소 고크롬 합금 공구강으로 열처리 후 높은 경도, 연마성, 강한 경화성, 좋은 치수 안정성 보유. 가공성 좋고 탄화물 입자 미세 균일. 몰리브덴과 바나듐 특수 첨가로 담금질 균열 걱정 없음. SKD11 상세 성능 A) 고온 강도와 인성, 내마모성 우수, 절삭 용이 B) 강도, 인성, 내열성 균형 좋은 냉간 가공 금형강 C) 진공 탈가스 정련으로 내부 품질 극도로 청정 D) 가공성 양호 E) 경화성 좋음, 공냉 경화 가능, 담금질 균열
