[iR52 장영실상] 처리 어려운 발전소 폐수 '신물질'로 해결하죠

더오포·한국동서발전 '탈황폐수 고도처리 장치'

화력발전소에 대한 환경규제가 강화되고 있는 가운데 발전 설비에서 배출되는 탈황폐수 처리가 중요한 화두가 되고 있다. 탈황폐수 내에는 황과 질소가 결합된 난분해성 질소(N)-황(S) 화합물이 존재한다. 난분해성 N-S 화합물은 결합력이 강해 산화력이 높은 것으로 알려진 고도처리 기술인 오존, 자외선, 펜톤산화 등으로도 처리가 안 된다.

결국 탈황폐수는 증발농축 기술로만 처리가 가능해 국내 몇 개 발전사는 증발농축 설비를 설치해 운영 중이다. 하지만 이 기술은 해외 의존도가 높고, 설치비가 비싼 것으로 알려졌다. 또 운전 시 슬러지가 다량 발생해 배관이 막히는 등 많은 문제점이 있다.

제36주 차 장영실상은 '금속산화수를 이용한 탈황폐수 고도처리 장치'를 개발한 더오포와 한국동서발전이 수상했다. 이 제품은 난분해성 폐수의 총유기탄소(TOC), 중금속 제거, 폐수 중 시안 제거 등에 활용된다.

연구진은 산화력이 높은 오존보다 더 높은 산화력을 갖는 산화제를 찾는 데 많은 노력을 기울였다. 금속산화수라는 물질을 찾아냈지만 이를 합성하기 위한 조건을 찾는 데 오랜 시간이 걸렸다. 이와 함께 금속산화수의 높은 산화력으로 인한 불안정성을 통제하기 위해 많은 시행착오를 거쳤다. 금속산화수는 제조 후 약 30분 안에 자가분해반응이 일어나 오래 보관할 수 없었고, 대량으로 만들 수도 없었다. 연구진은 금속산화수의 자가분해반응을 늦추는 데 집중했다. 오랜 연구 끝에 금속산화수의 자가분해반응을 3시간가량 지연시키는 데 성공할 수 있었다. 금속산화수는 오존보다도 높은 산화력으로 기존 산화공정으로는 잘 처리되지 않았던 난분해성 폐수들을 처리할 수 있다. 이와 함께 최근 환경부 규제 변화로 이슈화되고 있는 TOC도 제거할 수 있다. 그뿐만 아니라 중금속 등도 동시에 제거가 가능하고, 반응 후 무해한 수산화철로 환원되기 때문에 환경친화적이다.

2019년 당진화력발전소 탈황폐수 고도처리 시설에 설치돼 처음 상용화된 후 도금폐수, 화학폐수, 음폐수 등으로 사용 범위가 확대되며 연간 약 30억~40억원 매출이 발생하고 있다. 국내외 수요가 증가할 것으로 예상되는 가운데 2030년까지 매출 1000억원을 목표로 하고 있다. 앞으로 연구진은 자가분해반응을 최소 1개월 이상 지연시키는 제조 방법을 개발할 계획이다.

주최 : 과학기술정보통신부

주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회

[강민호 기자]