[더리포트] 서울시보건환경연구원이 민관협업을 통해 하수처리장에서 발생하는 하수찌꺼기의 최종 부피를 줄이고 비료의 주원료로 사용되는 인(P)을 회수하는 기술을 개발해 특허 등록을 완료했다.

특허 기술명은 '하수슬러지의 인 회수용 필터프레스 장치 및 이를 통해 초음파를 이용한 인 회수 방법'(등록번호: 제10-2191378-0000)이다.

연구원은 지난해부터 (주)바이오에너지개발 및 서남물재생센터와 공동으로 연구과제를 추진해왔다.

2018년 하수도 통계에 따르면 전국 하수처리장에서 발생하는 하수찌꺼기 발생량은 연간 약 409만 톤이며 그 중 대략 70만 톤은 서울시에서 발생하는 것으로 알려져 하수찌꺼기 처리대책 마련이 시급한 실정이다.

이번에 등록된 특허는 하수찌꺼기 탈수 및 폐기물 자원화와 관련된 기술로써 보통 안경점의 초음파세척기에서 많이 활용되는 초음파에너지와 멤브레인-필터프레스를 융합하여 개발하였다.

전체 처리공정은 하수찌꺼기를 초음파 용출조에 넣고 초음파 처리 후, 탈수 보조제(폴리머)를 투입, 응집된 하수찌꺼기를 멤브레인-필터프레스를 통해 탈수하고, 그 과정에서 부산물로 생성된 물인 탈리여액에서 인(P)을 회수하는 방식이다.

핵심기술인 초음파 용출조는 인간이 들을 수 있는 최대 주파수(20kHz) 이상을 갖는 음파인 초음파를 통해 하수찌꺼기에 포함된 미생물 세포를 파괴하고 표면적을 증가시켜 수분 배출을 촉진하는 역할을 한다.

이 기술을 활용해 소규모의 현장 실험을 한 결과 하수찌꺼기의 함수율은 54%로 나타났다. 기존에 보급된 원심탈수기를 활용했을 때 함수율(약 78%)에 비해 약 24%p 낮춰 최종 하수찌꺼기의 부피를 약 40%까지 저감할 수 있는 것으로 확인됐다.

이 기술이 현장에 적용될 경우 전체 하수처리비용 중 많은 비중을 차지하는 슬러지 처리 비용이 대폭 절감될 것으로 보인다.

특히 하수찌꺼기에 초음파 처리를 통해 탈리여액 내 인(P) 농도를 4배 이상 높여 인(P) 회수 기술의 경제성을 한층 향상시켰다는 평가를 받고 있다.

기술 개발을 주도한 서울시보건환경연구원 최예덕 연구사는 "이번 특허 기술은 하수찌꺼기의 함수율을 줄이고 인(P) 회수까지 가능하다"며 "향후에는 하수찌꺼기 및 소각재의 재활용과 자원화를 위한 기반 기술 개발에 연구 역량을 집중하겠다"고 말했다.

신용승 서울시보건환경연구원장은 "부존자원이 부족한 국내 현실에서 앞으로 폐기물의 자원화 기술 개발은 선택이 아닌 필수로 인식하고 대응해야 한다"며 "연구원이 민관협업을 통해 지속적인 연구개발(R&D)의 중심지로서 우뚝 설 수 있도록 물심양면으로 지원을 아끼지 않겠다"고 밝혔다.