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SK에코플랜트, ‘전기화학적’ 수처리 신기술로 고농도 폐수 정화

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김병권 SK에코플랜트 에코랩센터 대표(왼쪽)와 이병호 ㈜미시간기술 대표(오른쪽)가 ‘고농도 폐수처리를 위한 스마트 전기화학적 산화시스템 공동개발’을 위한 업무협약을 체결했다. 사진=SK에코플랜트 제공
SK에코플랜트가 미생물로는 분해가 어려운 고농도 폐수 처리 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 대표를 비롯한 양사 관계자들이 참석했다.

미시간기술은 하폐수 처리기술 전문 환경기업으로 2002년 설립 이래 20여년간 축적한 관련 기술과 노하우를 바탕으로 기술 경쟁력을 인정받고 있다.

이번 협약을 통해 양 사는 붕소 코팅 다이아몬드 전극을 활용한 전기화학적 산화 방식의 고농도 폐수 처리 신기술 개발 및 현장 실증을 위해 머리를 맞댄다.

산업폐수, 매립지 침출수 등 오염도가 높은 폐수는 미생물을 활용하는 생물학적 방식으로는 분해, 정화가 어렵다. 화학약품을 다량 사용하거나 화석연료를 써 폐수를 가열, 증발시켜 깨끗한 물만 모으는 물리화학적 방식이 그동안 고농도 폐수처리에 활용돼 왔다. 하지만 높은 처리 단가와 다량의 슬러지 발생으로 인한 2차 오염 등 부담이 상존했다.

SK에코플랜트와 미시간기술은 전극을 활용해 전기화학적으로 오염물질을 분해하는 기술 개발에 착수한다. 전극에 전류를 흘렸을 때 폐수와 전극사이에서 전자가 교환되는 원리를 활용한다. 이 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. 결과적으로는 깨끗한 물만 남기는 처리 솔루션이다.

양 사가 이번 연구에 사용하는 붕소(Boron) 코팅 다이아몬드 전극은 다른 전극에 비해 정화 효율과 내구성이 매우 높아 3세대 전극으로 불린다.

이러한 전기화학적 수처리 기술은 뛰어난 오염물질 제거효율과 높은 경제성으로 인해 이전부터 각광을 받아왔다. 폐수 처리 시 화학약품의 사용이 전혀 없고 찌꺼기(폐기물) 발생이 매우 적다. 처리시설의 구조도 간단해 정화를 위한 수조의 규모나 개수가 적어 설치, 운영하는데 필요한 부지 효율성이 좋은 것도 특징이다.

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전기화학적 방식을 활용한 고농도 폐수 정화 신기술 개념도.

많은 장점에도 불구하고 전기화학적 기술이 수처리 현장에 적용되지 못한 이유는 아직 국내 실증 사례가 없기 때문이다. 연구실 규모의 실험으로만 효율성과 경제성을 확인한 수준이었다.

이번 협약을 통해 양 사는 국내 최초로 실제 현장에 실증 규모로 BDD 전극을 활용한 전기화학적 산화 설비를 구축하기로 했다. 실제 SK에코플랜트가 보유한 매립지 침출수 처리장과 폐수처리장을 대상으로 단기 테스트를 진행한 결과 약 80%의 운영비 절감 효과가 확인됐다.

양 사는 앞으로 1년여간 장기 연속운전 실증을 통해 전극의 내구성과 효율성 등을 판단하는 테스트를 지속할 예정이다. 미시간기술은 앞으로 전기화학적 수처리 기술이 적용된 장비의 설치와 운영, 효율 테스트를 수행하게 된다.

SK에코플랜트는 공동기술개발을 총괄하며 테스트 결과를 종합해 최적운영조건을 도출하는 역할을 맡는다. 또한, 인공지능 및 디지털 기술을 접목한 무인화 공정 개발에도 나선다. 향후 기존 하·폐수처리시설을 포함해 고농도 폐수가 발생하는 사업장에 신기술 적용을 추진한다는 방침이다.

산업 고도화와 화학 관련 공업의 발전으로 지속 증가추세에 있는 고농도 폐수처리 시장을 선도하고, 향후 환경규제정책 강화에 대비해 선제적 대응 역량을 갖춰 나가겠다는 뜻도 내비쳤다.

김병권 SK에코플랜트 에코랩센터 대표는 “SK에코플랜트의 기술혁신은 환경사업이 당면한 취약점을 해결하는 것은 물론 지속가능한 발전을 위한 지향점까지 찾아가는 데 초점이 맞춰져 있다”며 “혁신 기술들을 지속 발굴해 환경사업을 고도화하는 노력을 이어갈 것”이라고 밝혔다.

김형준 기자 khj0116@kukinews.com
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