하수 오염물, 방사선으로 5시간 내 대량 제거

한국원자력연구원

미처리 상태의 하수슬러지(왼쪽)와 감마선으로 처리한 후의 하수슬러지(오른쪽). 원자력연 제공

방사선을 이용해 환경오염을 유발하는 '하수슬러지'를 5시간 안에 최대 61.5% 줄이고 남은 성분을 재활용하는 기술이 개발됐다. 

한국원자력연구원(원자력연)은 임승주 해체기술개발부 책임연구원 연구팀이 '하폐수 처리장 슬러지 저감처리 재활용 기술'을 개발해 '에이치엔엠바이오'에 기술이전했다고 1일 밝혔다.

하수슬러지는 미생물이 농축된 찌꺼기다. 생활 하수는 대부분 미생물을 이용해 정화하는데 이 과정에서 부수적으로 하수슬러지가 생기고 또 다른 환경오염을 유발한다. 원자력연에 따르면 2022년 기준 국내 하수슬러지 발생량은 약 447만 톤(t)으로 처리를 위해 연간 약 6300억원이 소요됐다.

현재 국내 하수처리장에서는 또 다른 미생물을 이용해 하수슬러지를 분해한 후 압착해 처리한다. 30일 이상 소요되지만 전체의 약 30%만 줄일 수 있는 실정이다. 

연구팀은 방사선의 일종인 감마선을 이용해 5시간 내에 하수슬러지를 최대 61.5% 저감할 수 있는 기술을 개발했다. 분해된 하수슬러지 분해액은 복합비료와 탄소원으로 재활용할 수도 있다. 

감마선은 강력한 산화 분해 특성을 갖고 있다. 파장이 짧고 에너지가 높아 물질을 산화시켜 분해하는 능력이 뛰어나다. 연구팀은 산화제와 알칼리를 주입해 수소이온농도(pH)를 조절하고 감마선을 쬐면 하수슬러지를 효과적으로 분해할 수 있음을 확인했다. 

감마선을 쬐면 하수슬러지 내 미생물 세포가 파괴되면서 미생물이 갖고 있는 수분과 영양분이 분리돼 용출액이 생긴다. 이 과정에서 하수슬러지의 부피와 무게가 줄고 용출액에는 비료와 탄소 성분이 증가한다. 용출액은 복합비료로 재활용하거나 메탄올을 대체할 탄소원으로 사용할 수 있다. 

주한규 원자력연 원장은 "국민 건강과 깨끗한 환경을 보전하기 위한 방사선 강점 기술을 적극적으로 개발할 것"이라고 밝혔다.

[박건희 기자 wissen@donga.com]