- 원자력硏, 하폐수 처리장 슬러지 저감처리 재활용 기술 ㈜H&M BIO에 이전 -

- 기존 대비 처리시간 30일서 5시간으로 대폭 단축, 처리량도 2배 이상 증가 -

□ 환경오염을 유발하는 하수슬러지를 짧은 시간에 대용량 처리하고, 비료로 재활용까지 하는 기술이 개발됐다. 방사선의 일종인 감마선을 이용해서다.

< 사진 1. 감마선을 이용한 하수슬러지 처리

(왼쪽) 미처리된 하수슬러지, (오른쪽) 감마선으로 처리된 하수슬러지 >

□ 한국원자력연구원 해체기술개발부 임승주 박사 연구팀은 ‘하폐수 처리장 슬러지 저감처리 재활용 기술’을 개발해 (주)에이치엔엠바이오(대표이사 이명오)에 이전했다고 1일 밝혔다. 정액기술료 3억 5천만 원과 매출액 1.5%를 경상기술료로 받는 조건이다.

 ㅇ (주)에이치엔엠바이오는 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지와 고농도 산업폐수를 처리하는 오폐수처리 전문 기업이다. 이번 기술을 활용해 국내는 물론 중국 및 동남아 시장에도 진출할 예정이다.

□ 우리가 배출하는 하수는 대부분 미생물을 이용해 정화한다. 이 과정에서 부수적으로 미생물의 농축된 찌꺼기인 하수슬러지가 다량 발생해 또 다른 환경오염을 유발한다.

 ㅇ 2006년 해양오염 방지에 관한 국제협약으로 하수슬러지의 해양 투기가 전면 금지되면서 국내서도 하수슬러지를 육상에서 처리한다. 2022년 기준 국내 하수슬러지 발생량은 약 447만 톤으로 처리를 위해 연간 약 6,300억 원이 소요됐다.

 ㅇ 현재 국내 하수처리장에서 사용하는 기존 슬러지 처리 기술은 하수슬러지를 또 다른 미생물을 이용해 분해한 후 압착해 처리하는 것이다. 그러나 30일 이상의 긴 처리 시간에도 불구하고 약 30% 정도만 줄일 수 있다.

< 사진 2. 감마선 조사 후 발생한 하수슬러지 용출액을 비료로 사용 시, 상추 생장 속도 차이

(왼쪽) 용출액을 주지 않은 상추 모종, (오른쪽) 용출액을 비료로 준 상추 모종 >

□ 반면, 연구팀이 감마선을 이용해 개발한 기술은 단 5시간 만에 최대 61.5%의 슬러지 저감 성능을 보였다. 분해된 하수슬러지 분해액은 복합비료와 탄소원으로 재활용할 수도 있다.

 ㅇ 연구팀은 감마선의 강력한 산화 분해 특성에 주목했다. 전자기파의 일종인 감마선은 파장이 짧고 에너지가 높아 물질을 산화시켜 분해하는 능력이 뛰어나다. 산화제와 알칼리를 주입해 수소이온농도(pH)를 조절하고, 감마선을 조사하면 하수슬러지를 효과적으로 분해할 수 있음을 실험으로 확인했다.

 ㅇ 감마선을 조사하면 하수슬러지 내 미생물 세포가 파괴돼 미생물이 갖고 있는 수분과 영양분을 외부로 용출시킨다. 이로 인해 하수슬러지의 부피와 무게는 줄어들고, 용출액에는 비료와 탄소 성분이 증가한다.

 ㅇ 용출액을 농가의 복합비료로 재활용하거나, 하수처리장의 메탄올을 대체할 수 있는 탄소원으로 사용할 수 있어 사업화 가능성을 더욱 높였다.

< 사진 3. 하수슬러지를 감마선으로 분해하면 슬러지 내 미생물 세포가 파괴돼 미생물이 갖고 있는 수분과 영양분을 외부로 용출시킨다. 하수슬러지의 부피와 무게가 줄어들고 용출액에는 탄소성분과 비료성분이 증가하게 된다. >

□ 이번 성과는 과학기술정보통신부 원자력기술개발사업의 지원을 받아 진행됐다. 기초 기술개발부터 시작해 슬러지 감축 성능에 대한 공인시험까지 마쳤다.

 ㅇ 현재 3건의 국내 특허 출원을 마쳤고, 미국, 일본, 중국 등 국외 특허 출원을 앞두고 있다.

□ 주한규 한국원자력연구원장은 “앞으로도 국민 건강과 깨끗한 환경을 보전하기 위한 방사선 강점 기술을 적극적으로 개발할 것”이라고 밝혔다.