하수처리장과 폐수처리시설은 강화되는 수질기준과 악취 민원 증가, 슬러지 처리비 상승, 시설 노후화로 운영 부담이 커지고 있다. 이 가운데 응집제 사용 비용과 슬러지 처리 비용은 운영비의 큰 부분을 차지한다. 그동안 총인 제거를 위해 염화제이철(FeCl3)을 사용해 왔지만, 최근에는 퓨어오투 고농도 이산화염소수(ClO2)를 병행 적용하는 하이브리드 운영 방식이 새로운 대안으로 주목된다. 이에 따라 두 약품의 경제성, 실용성, 환경적 효과를 자세히 살펴본다.
염화제이철은 총인 제거를 중심으로 부유물질 응집, 탁도 감소, 침전 효율 향상을 담당한다. 반면 퓨어오투 고농도 이산화염소수는 악취 제거와 유기물 산화, 살균 및 소독, 바이오필름 제거, 배관 위생관리 등에서 강점을 보인다. 이처럼 두 약품은 역할이 다르기 때문에 완전 대체보다는 병행 사용이 가장 효과적이다. 기존의 과다 사용은 슬러지 증가와 탈수비용 상승, 악취 해결의 한계, 바이오필름 관리의 어려움을 초래한다.
하이브리드 공정의 필요성은 바로 이와 같은 문제를 해결하기 위함이다. FeCl3의 과다 사용으로 인한 슬러지와 설비 마모, 운용비 증가를 줄이고, ClO2가 악취와 바이오필름 관리, 위생상의 문제를 보완하도록 한다. 하수처리장의 경제성 분석에서 FeCl3 사용량을 기존 대비 30~50% 수준으로 절감하더라도 총인 제거에는 여전히 FeCl3가 필요하고, ClO2가 유기물 산화와 악취 제거, 살균 기능을 담당하기 때문이다.
절감 가능한 비용은 약품 구매비, 슬러지 처리비, 설비 유지관리비, 악취 대응비 등으로 구분된다. FeCl3 사용량 감소는 약품 구입비를, 슬러지 부패 방지로 인한 탈수비용 감소를, 바이오필름 억제와 배관 관리의 개선으로 설비 유지관리비 절감 효과를 가져온다. 악취 민원 대응비 역시 ClO2의 적용으로 감소할 수 있다. 따라서 FeCl3의 사용량을 줄이고 ClO2를 병행하는 것이 총비용 측면에서 유리하다.
퓨어오투 이산화염소수의 적용 효과는 유입조의 악취를 신속 산화 분해하고 황화수소, 암모니아, 메틸메르캅탄 등의 악취 성분을 효과적으로 제거한다. 슬러지 부패를 억제해 악취를 줄이고 작업환경을 개선하며, 배관 및 설비 위생 관리에서도 바이오필름 제거와 설비 수명 연장에 기여한다. 구체적으로 STEP 1의 유입조에서 악취 제거와 유기물 산화를 시작하고 STEP 2에서 FeCl3의 최소 사용으로 총인 제거와 부유물질 제거를 구현하며 STEP 3에서 바이오필름 억제를 통해 수질 안정화를 달성한다. STEP 4에서는 슬러지 처리시설에서 ClO2를 적용해 부패를 방지하고 악취를 감소시킨다.
결론적으로 하수처리장의 미래는 약품의 양이 아니라 필요한 곳에 가장 효율적인 기술을 적용하는 데 있다. FeCl3는 총인 제거에 집중하고, ClO2는 악취 제거와 살균, 유기물 산화, 바이오필름 관리에 활용하는 하이브리드 운영 방식이 가장 현실적이고 경제적인 대안이다. 슬러지 처리비 절감과 악취 민원 감소, 설비 수명 연장과 ESG 경영 및 탄소중립 대응 측면에서도 큰 혜택이 기대된다. 앞으로도 차세대 환경위생관리 솔루션으로 ClO2의 활용 범위가 확장될 전망이다.
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