오염된 생활하수와 폐수의 수질을 1급수 수준으로 깨끗하게 정화할 수 있는 신기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 김유승) 수질환경·복원연구센터 안규홍 박사팀은 오·폐수의 BOD 농도를 1ppm 이하로 낮추고 인체에 유해한 병원성 원생동물 및 일반 대장균까지 제거, 안전한 처리수를 생산할 수 있는 오·폐수 고도처리기술 개발에 성공했다고 11일 발표했다.

안규홍 박사팀은 KIST 자체 연구과제인 '금수강산21 연구사업'으로 지난 '00년부터 5년 동안 연구한 결과, 이같은 성과를 올렸다. 연구팀은 이번에 개발된 기술을 활용, 우수한 수질의 처리수를 하천에 방류하면 하천수질의 안정성에 크게 기여하고 나아가 수영 등 레저활동에 적합한 친수공간으로의 환경조성이 가능해 질 것으로 전망했다.

KIST 연구팀이 개발한 '하·폐수 고도처리기술'은 기존에 알려진 일반 공정과는 달리 침전과정을 거치지 않고 미세한 크기의 기공을 갖는 분리막을 이용, 하·폐수를 정화하는 것이 특징이다. 이 과정에서 나노 크기 수준의 입자성 오염물질을 걸러낼 수 있으며 미생물의 유출이 없어 생물학적 처리능력이 극대화돼 일반 공정에 비해 2.5∼3배정도 처리속도가 빨라지게 된다.

KIST 연구팀이 경기도 '광주하수처리장'에서 오염된 상활하수와 처리수를 비교하고 있다.

연구팀에 따르면 부영양화의 주요 원인물질인 질소와 인을 제거하기 위해서는 일반적으로 별도의 반응조(2∼3개)가 필요했으나 이번에 개발한 신공정에서는 하나의 반응조에서 질소와 인이 동시에 제거된다. 이는 유입 하수중의 질소와 인의 양이 많고 적음에 따라 적절하게 자동제어가 이뤄지는 시스템(간헐반송)이 새롭게 구축됐기 때문이다.

따라서 일반 공정에 비해 설비 설치면적을 절반으로 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기존 공정에서 10∼15ppm 정도인 처리수의 BOD(생물학적 산소요구량) 농도를 1ppm이하로, 20∼30ppm의 COD(화학적 산소요구량)농도를 10ppm 이하로 낮출 수 있다. 질소와 인을 제거하는데도 효율적이다. 20∼30ppm의 질소농도를 10ppm이하로, 3∼5ppm이던 인 농도를 1ppm이하로 떨어뜨려 수질을 획기적으로 개선할 수 있다. 이는 상류 계곡의 맑은 물과 같은 상태로 하천 수질기준으로 1급수에 해당하는 수질이다.

KIST 연구팀은 하·폐수 고도처리기술의 실용화를 위해 팔당호로 유입되는 생활하수를 집중 처리하고 있는 경기도 '광주하수처리장'에 하루 70톤을 처리할 수 있는 실험설비를 설치, 3년간 실증실험을 마쳤다. 연구팀은 시험 결과, 계절변화에 관계없이 우수한 1급수 수질이 유지됨을 확인했다고 밝혔다.

KIST는 실증실험 결과를 바탕으로 지난해 12월 (주)진우환경기술에 관련기술을 이전했으며, 기술을 이전 받은 업체는 고속도로 휴게소 7곳에 하·폐수 고도처리장치를 설치, 가동 중인 것으로 알려졌다.

KIST 연구팀은 이번 기술개발과 관련, 국제학술지 10여편에 연구성과를 게재하고 검증 받았으며 2건의 국내 특허를 등록하고 1건의 해외특허를 출원중이다.

KIST 안규홍 박사는 "이번에 개발한 기술은 생활하수를 아주 짧은 시간 안에 1급수 수준으로 처리할 수 있다"고 밝히고 "팔당호로 유입되는 생활하수를 이번 기술을 적용해 처리할 경우, 상수원 수질개선에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

'금수강산21 연구사업'

정부를 비롯 각계각층의 노력에도 불구하고 해마다 악화되는 팔당호 수질을 개선하기 위해 지난 '00년부터 시작된 '금수강산21 연구사업'은 KIST를 중심으로 국내·외 21개 대학과 국내 환경관련 연구기관이 대거 참여한 대형 프로젝트다.

하천으로 유입되는 오염원뿐 아니라 이미 오염된 하천까지도 자연친화적인 방법으로 정화시켜 먹는 물 수준으로 개선할 수 있는 기술을 일궈내는데 목표를 두고 있다. 아울러 오염물질 처리기술 개발과 수질관리정책과 기법에 도움이 될 수 있는 연구도 다각적으로 추진해왔다.

이에 따라 팔당호 수질변화를 시공간에 따라 시뮬레이션 할 수 있는 컴퓨터 모델을 개발했으며 이를 이용한 수질예측을 통해 팔당호내 상수원의 취수위치와 높이가 유입 지천 중 오염도가 가장 높은(경안천 물이 다량 유입되는) 곳에 있음을 지적했다. 또한 팔당호로 유입되는 오염물질별 기여도를 분석한 결과, 주변토양 및 산림에서 기인하는 난분해성 유기물이 수질악화에 심각한 영향을 미치는 것으로 나타나 새로운 개념에 입각한 팔당호수질관리가 필요함을 제시했다.

'금수강산21 연구사업'은 공공성이 강한 환경기술의 특성상 실용화될 수 있는 기술개발이 어려움에도 불구하고 이에 성공한 대표적인 사례로 손꼽을 수 있다.

국내 하천수질개선은 물론 올림픽을 앞두고 환경시설투자에 적극적으로 나서고 있는 중국을 발판으로 동남아지역 및 동구권으로까지 기술 수출을 바라봄으로써 환경기술 선진국으로서의 국제적 입지를 다지는 기회가 될 수 있을 것으로 기대된다.