[칼럼] 하수처리장의 변신과 바이오가스 생산
[칼럼] 하수처리장의 변신과 바이오가스 생산
  • 황상규
  • 승인 2019.08.19 08:00
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황상규 SR코리아 대표
▲황상규 SR코리아 대표
황상규
SR코리아 대표

[이투뉴스 칼럼 / 황상규] 사람이 살려면 먹고, 자고, 잘 배설해야 한다. 이를 전문용어로 하면 ‘생명활동’이라고 한다. 인체의 생명활동 과정에서 우리는 여러 가지 음식물을  섭취하고 그 결과로 여러 가지 배출물 내지 배설물을 발생한다. 겉으로는 번지르르한 국내 최고 높이의 최첨단 건물, 서울 잠실의 롯데월드타워도 지하에 5만명분의 어마어마한 분뇨통(정화조)을 깔고 있다. 우리가 아무리 첨단으로 가더라도 기본적인 생리적 욕구 처리는 피해갈 수 없다.

각 가정에서 세탁, 설거지, 화장실 변기를 통해 나가는 배출물은 하수처리장으로 간다. 하수처리장이라는 말이 부정적으로 들려 요즘은 물재생센터로 많이 불리는데, 이곳에서는 우리가 잘 알지 못하는 엄청난 일들이 벌어지고 있다. 요즘은 하수에 음식물 폐수와 분뇨 정화조 오니를 섞어 처리하는 경우가 많다. 음식물 쓰레기 처리 문제가 발등의 불이 되고 음식물 쓰레기 대란 우려가 커지면서 하수처리장은 병합처리 기능을 더욱 요청받고 있다.

하수처리장은 인체에 비유하면, 신장(콩팥)과 같은 기능을 하는 곳으로 그 중요성은 이루 말할 수 없다. 하수처리 과정에서 발생하는 최종물질은 ‘슬러지’라고 하는데, 우리말로 하면 ‘찌꺼기’라고 할 수 있다. 이 슬러지는 고약한 하수구(시궁창) 냄새를 풍긴다. 냄새가 고약하다는 것은 황화수소류나 암모니아류가 많고, 부패균, 병원균 등 유해성분도 많다는 말이다.

슬러지의 안전처리는 모든 지자체의 제1의 과제다. 그래서 많은 지자체에서는 아무리  많은 돈과 에너지를 들여서라도 주민들의 민원이 없도록 가급적 빠르게 처리하고 싶어 한다. 많은 시군구에서는 타지역으로 위탁처리를 하기도 하고, 가스로 건조하기도 하고, 1차 건조한 후 소각처리하기도 한다. 이 모든 경우에 냄새나 악취와의 전쟁을 해야 하고, 이산화탄소와 메탄이라는 온실가스를 대량 발생시키고, 미세먼지와 초미세먼지를 발생시키기도 한다.

전국의 하수처리장에서 슬러지를 ‘0’으로 할 수는 없지만, 30~40% 수준까지는 줄일 수 있다. 특히 슬러지 처리과정에서 메탄 성분을 최대한 추출해내는 것은 오염원 자체를 줄이는 효과와 함께 에너지원을 확보한다는 의미에서 일거양득(一擧兩得), 도랑 치고 가재 잡은 전략이다. 메탄을 충분히 뽑아내기 위해서는 유기성 폐기물을 전처리하여 메탄 발효균이 가장 먹기 좋게 만들어 주어야 한다. 그 방법은 열가수분해(THP)도 있고, 탄화공정도 가능하고, 화학적 처리 방법을 쓸 수도 있다.

서울은 하수슬러지를 제대로 처리하는 모델로서 전국 지자체의 실험실과 같은 곳이다. 현재 서울에는 중랑, 난지, 탄천, 서남 등 4군데 하수처리장이 있다. 모든 곳에 소화조가 설치되어 있어서 정도의 차이는 있지만 소화가스로 메탄을 추출하여 에너지회수를 하고 있다. 10여년 전 기술의 수준에서 볼 때, 현재 최대한 메탄 추출이 되고 있다고 볼 수 있겠지만 열가수분해나 탄화기술 등 열가용화 기술을 적용해 보면 여전히 현재의 슬러지에는 많은 유기물 성분이 그대로 남아 있다. 이 처리를 위하여 많은 예산이 투입되고 있다. 마른 수건을 더 짜기 어렵다고 판단했는데, 알고 보니 여전히 수건은 축축히 젖어 있었던 셈이다. 서울 중랑의 경우, 현재 매일 650톤의 슬러지가 발생하고 있는데, 열가수분해(THP) 공정으로 전처리를 하면 330톤 수준으로 슬러지 발생량을 줄일 수 있다. 감량된 부분이 320톤이고, 톤당 12만원으로 계산하면 연간 140억원의 예산 절감이 가능하다는 계산이다.

슬러지는 반드시 열가수분해 등 열가용화 공정을 거쳐 유기물 세포를 분해해야 탈수능력도 좋아지고, 메탄발효 효율도 높아진다. 이렇게 처리하면 메탄가스도 최대한 나와 자체 소비 열량을 제외하고도 2.3MW(서울중랑의 경우)의 바이오가스발전이 가능하다. 숨어있던 신재생에너지가 탄생하는 순간이다. 열가수분해라는 고온 고압을 통과했기 때문에 각종 병원균, 바이러스, 환경호르몬, 농약, 항생제 성분 등 오염물질도 99.9999 제거되고, 메탄을 최대한 추출해내기 때문에 최종 부산물 또한 냄새도 없고 온실가스, 미세먼지 걱정도 없다.  최종 배출 물질은 탈수케이크라고도 불리는데, 바이오솔리드(Bio Solid)로 최고의 퇴비가 되고, 토지개량제가 된다. 현대사회의 골치덩어리 하수슬러지가 블랙골드(검은황금)로 자원순환하면서 환생하는 순간이다.


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