경기도보건 환경연구원의 빅데이터로 업종별 위험도를 판단

에이알케이 홍보실 황민희가 이번화엔 목재폐수에 대해 정보를 드립니다.^^ 경기도보건환경연구원의 2016년부터 2018년도간 경기도내의 폐수 배출사업장의 인허가와 지도점검 과정에서 8016건의 폐수를 기반으로 한 빅데이터 자료분석이 진행 된 바 있습니다. 빅데이터는 배출사업장의 업종, 소재지, 폐수 배출의 규모와 기초자료/보건환경연구원이 실시한 53종의 수질오염도 검사결과로 만들어낸 DB자료로 구성되었습니다.

경기도보관환경연구원이 이렇게 만들어 낸 DB는 업종별, 수질오염 물질별 ‘배출허용기준 초과 위험도’의 정보가 포함되어 수처리 과정과 배출사업장에 대한 허가와 지도 점검, 오염도 측정 및 분석에 유용하게 사용됩니다.

목재,종이,인쇄 폐수의 위험도점수는 2위

분단국인 대한민국은 자원이 적고 토지, 기후의 자연조건의 한계가 있어 목재 원자재의 수입 비중이 매우 높습니다. 그러나 목재,제지,최종재의 2018년 기준 산출액은 35조9천억, 부가가치액은 10조6천억에 다다르게 조사되었습니다(산업연구원 산업통계분석시스템2018)

목재산업의 자급율은 상승과 감소를 반복하는 추이를 보이며 여전히 20%미만으로 매우 낮습니다.(산림청2020) 원자재 수입비중이 높은 대한민국은 COVID-19와 러시아 전쟁 등의 세계경제가 움츠려든 탓에 목재시장의 수급 불안정과 산출액 감소로 이어졌습니다.

바꿔말하면 국제 목재시장의 변동성에 영향을 받고 있으며 자급률이 낮다고 해석됩니다.

IT산업의 발달로 인쇄용지 수요가 지속적으로 하락하고 있고 [페이퍼리스]를 전세계 각국이 펼치고 있습니다. 그럼에도 세계 종이 생산은 위생용지 등으로 발전하고 있고 플라스틱을 대체할 수 있는 종이 포장소재 개발」,「공정 부산물의 재활용」등의 R&D도 화두로 떠오르며 현재 국립산림과학원에서 연구 개발 중인 「종이 배터리」,「바이오복합재료」,「나노셀룰로오스 활용 기술」등에 관한 이슈들도 많은 관심을 받았다.

수출효자산업이 된 대한민국의 제지산업

2021년 한 해만 제지업종의 수출은 3조원의 실적을 기록했습니다. 원자재가 부족한 대한민국의 열악한 환경에도 부족하고 사양산업이라고 불리던 제지업종은 의약품 업종과 함께 15위의 수출품목 순위를 기록했습니다.

2021년 제지업종의 기록 -> 25개 주요제조업중 15위

수출물량은 260만2000톤
수출액은 24억 4700만 달러
매출 3조1830억
2020년 수출액 : 22억 6700만 달러 대비 7.94%

세계5위의 제지강국 대한민국

제지강국 5위를 기록한 대한민국 제지산업군의 특성은 기술력-생산량-제품의 다양성으로 조사됐습니다. 1위 중국 | 2위 미국 | 3위 일본 | 4위 독일에 이어 1990년에 비해 21년 도엔 1159만톤으로 20년새 2.5배의 시장성장률을 기록해 특수용도 종이(감열지,백판지 등)와 친환경 제품개발을 진행중입니다.

목재폐수-종이폐수-인쇄폐수 제지폐수 — **※ 출처 : 통계청, 하나금융경영연구소(2015)**

목재가공 폐수

목재 가공 폐수 처리는 목재 가공 중에 발생하는 오염, 특히 폐수를 제어하는 방법입니다. 기업은 높은 처리 효율성을 달성하기 위해 목재 가공 공장의 폐수를 처리하는 올바른 기술을 선택해야 합니다.

목재폐수-종이폐수-인쇄폐수 오염의 원인

끓는 나무, 나무를 함침시키는 폐수의 양은 적지만 함침 화학물질과 리진을 함유하고 있어 유독하다.
열간 굽힘 공정에서 발생하는 폐수
용제 처리 시스템의 폐수, 누출 증기 전달 시스템을 사용한 페인트 분진, 보일러 청소

생산 폐수의 구성: 생산 폐수에는 붕산, 붕산염, 노트릭, 부유 잔류물, 리그닌, 목재 오일 및 페인트와 같은 물질이 포함되어 있습니다.

목재폐수 / 종이폐수 / 인쇄폐수 오염물질

목공 폐수에는 주로 다음과 같은 높은 농도의 오염 물질이 포함되어 있습니다.

비소.
생화학적 산소 요구량(BOD)
화학적 산소 요구량(COD)
구리(Cu)
크롬(Cr)
pH(비정상적으로 높거나 낮음)
페놀
유지
부유 고체(TSS)

따라서 목재 가공 과정에서 발생하는 폐수에는 높은 농도의 오염 물질이 포함되어 있습니다. 처리하지 않으면 환경에 심각한 오염을 일으킬 것입니다.

목재 가공 폐수를 처리하는 방법?

현재 목재 가공 공장에서 가장 많이 사용되는 폐수 처리 방법은 AAO 기술입니다. AAO 기술 은 혐기성, 혐기성 및 호기성 등 많은 미생물을 적용하여 폐기물을 처리하는 연속적인 프로세스입니다. 미생물에 의한 유기화합물 분해의 영향으로 오염물질은 환경으로 배출되기 전에 처리됩니다.

처리 과정에서 혐기성 과정 목재 가공 작업장 폐수

1 – 가수분해 : 이 단계에서 박테리아가 분비하는 효소의 작용으로 복합체, 불용성 물질이 단순 물질로 전환되며 이 과정이 천천히 진행됩니다. 분해 속도는 pH, 입자 크기 및 기질의 분해성에 따라 다릅니다.

2 – 산성화: 이 단계에서 발효 박테리아는 가용성 물질을 휘발성 지방산, 메탄올, CO₂, H₂ 등과 같은 단순 물질로 전환합니다. 새로운 바이오매스 형성은 pH를 4로 낮출 수 있습니다.

3 – 아세트산: 아세트산 박테리아는 산성화 단계의 생성물을 아세트산염, H₂ , CO₂ 로 전환 하고 새로운 성장을 생성합니다.

가수분해, 산성화, 초산의 3단계에서 COD는 거의 감소하지 않고 메탄상에서만 COD가 감소.

무산소 과정

폐수에는 화합물 N, P가 포함되어 있습니다. 무산소 탱크에서 무산소 조건에서 무산소 미생물총이 발달하여 질화 및 인산화 과정을 통해 N과 P를 처리합니다.

에어로탱크 공정

호기성 분해 과정은 호기성 미생물, 특히 호기성 박테리아의 생활 활동에 의존합니다. 호기성 박테리아는 물의 용존 산소를 사용하여 폐수, 미생물의 유기물을 분해합니다. Pseudomonas denitrification, Bacillus 등은 질산염을 N₂로 환원시킵니다. 질산화 박테리아의 일반적인 조건 pH = 5.5 -9이지만 가장 좋은 것은 pH = 7.5이며, pH < 7일 때 박테리아는 천천히 성장하고 용존 산소는 0.5mg/l, 온도는 5 – 40°C이어야 합니다.

이 과정은 폭기가 존재하는 경우 빠르게 발생하며 활성 슬러지를 증가시키고 영양소 함량을 조절하며 슬러지 및 미생물의 활성에 영향을 미치는 독소를 억제하여 미생물 활성의 양을 증가시킵니다. 또한, 가공에 적합한 온도는 20°C~40°C이며 최적 온도는 25~30°C입니다.

Aerotank 탱크에는 미생물이 폐수와 접촉할 수 있는 기회를 늘리기 위한 추가 접촉 물질과 미생물이 성장하고 부착할 수 있는 환경이 있습니다. 용존 산소는 분배 파이프 시스템을 통해 송풍기에서 공급됩니다. Aerotank의 BOD 제거 효율은 투입량 대비 약 80~85% 감소합니다. 따라서 지금까지 폐수는 거의 청소되었습니다. Aerotank 폭기조를 떠난 후 폐수는 침전조 2를 통해 넘칠 것입니다.

급속침전장치

폐수는 생물학적 슬러지를 분리하기 위해 침전조로 계속 보내집니다. 여기서 폐수에 존재하는 대부분의 생물학적 슬러지(활성 슬러지)는 장치 바닥에 침전됩니다. 침전 후 슬러지의 일부는 호기성 생물학적 탱크로 순환됩니다. 미생물이 작용할 수 있도록 슬러지의 양이 항상 안정되어 있는지 확인하십시오. 초과 슬러지는 슬러지 탈수기 를 통해 처리됩니다 .

침전조를 통과한 깨끗한 물은 살균조를 통해 흐르고, 동시에 소독제(10% NaOCl 용액)를 탱크로 펌핑하여 E.Coli, Coliform 등의 병원성 세균을 철저히 처리합니다.