한국건설기술연구원은 자체 개발한 마이크로버블 펌프를 탑재해 하수처리 운전에너지를 60% 이상 저감 할 수 있는 ‘저에너지 가압부상 분리 시스템‘을 개발했다고 3월 23일 밝혔다.

부상시스템은 하수처리 최종단계에서 총인을 제거하기 위해 사용되는 하수처리 방법 중 하나다.  총인은 하천 등에서 부영양화를 나타내는 지표로 적조의 원인이 된다.

부상시스템은 약품혼합을 통해 오염된 물을 다양한 성상과 크기의 오염물질 덩어리로 응집하는 방식이다. 응집된 플록은 마이크로버블을 이용해 물 위로 부상시키며, 물 위로 띄워진 플록은 스크러버로 제거된다.

그러나 기존 부상시스템에서는 가압부상을 위한 마이크로버블을 만들기 위해 포화기, 가압펌프, 공기압축기, 산기관 노즐 등 4종의 부품이 필요하다. 

이에 건설연 환경연구본부 연구팀(팀장 장춘만 박사)은 마이크로버블 발생장치를 기존 포화기 방식에서 ‘S자 임펠러‘를 활용한 마이크로버블 펌프 방식으로 대체한 시스템을 개발했다. 

S자형 임펠러란 기존의 일자형 날개를 S자가 계속 이어지는 형태로 개선한 것으로, 기존 대비 공기방울 입자를 효율적으로 만들 수 있다.

또한 저에너지 부상시스템에서는 공기방울을 더 작게 만들어 오염 물질이 물에 더 잘 뜰 수 있도록 했다. 

여러 개의 마이크로버블 생성 설비 및 부품을 마이크로버블 펌프 단일 설비로 대체할 수 있게 돼 초기 설치 비용을 50% 이상 절감할수 있다.

이와함께 부상시스템의 주요 부품인 약품혼화조를 저에너지 부상시스템에서는 라인 믹서로 대체해 설치 공간도 약 20% 절감했다. 

연구팀은 하루 300톤 처리용량으로 설계된 저에너지 부상시스템을 일산수질복원센터(고양시 일산서구 법곳동)에 설치해 지난해 2개월 동안 실증평가를 수행했다. 

실증 결과 처리된 총인의 수질은 환경부 배출수 허용기준 이하를 만족하는 것으로 나타났다. 

게다가 저에너지 부상공정은 운전 에너지의 60% 이상을 절감할 수 있다. 일산수질복원센터에 설치된 300톤 규모를 기준으로 비용으로 환산하면 연간 약 5백만원 이상의 전기료를 절약할 수 있다.

김병석 원장은 ”새로 개발된 저에너지 부상시스템은 하수처리장 외에 상수, 산업폐수처리 등 수질정화가 요구되는 다양한 시설에도 활용될 수 있어 정부의 탄소저감 정책에 일조할 수 있을 것”이라고 강조했다.