미세기포와 용존공기부상 반응조를 이용한 산업폐수 내 미세플라스틱 제거

Abstract

최근 환경적 문제가 대두되면서 활발하게 진행 되고 있는 대부분의 미세플라스틱에 대한 연구는 해양에서의 미세플라스틱과 관련된 연구가 대부분이며 하·폐수 처리장에서 처리되지 않고 방류된 미세플라스틱에 대한 연구는 미비한 실정이다. 최근 연구에 따르면 하·폐수 처리장에서 미세플라스틱을 제대로 처리하지 못하고 있으며 처리수가 방류된 하천에서 더 다량의 미세플라스틱이 검출되었다는 연구 결과가 있다. 하천에 방류된 미세플라스틱은 해양으로 유입될 수 있으며 이는 근본적인 미세플라스틱 문제 해결을 위해서는 하·폐수 처리장에서의 미세플라스틱 제거가 이루어져야 한다는 것을 의미한다. 본 연구에서는 산업폐수 내 미세플라스틱 제거에 대하여 연구하였으며 미세플라스틱 제거를 위해 미세기포와 용존공기부상(DAF) 기술을 적용하였다. 실험에 사용된 폐수로는 세탁공장에서 발생한 세탁폐수를 사용하였다. DAF 1ton/h 반응조에 주입할 응집제의 종류와 주입량을 산정하기 위하여 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 염화제1철, 고분자응집제를 사용하여 세탁폐수에 대해 Jar-test 실험을 진행하여 탁도와 TSS를 측정하였으며 폴리염화알루미늄과 고분자 응집제를 병합 주입하는 것이 최적으로 도출되었다. DAF 반응조에 응집제를 주입하여 생성된 Floc은 미세기포를 이용하여 부상 처리하였다. 원폐수와 처리수 내 미세플라스틱의 분석은 탁도 및 TSS측정, FT-IR과 Raman분광기를 통하여 정성·정량 분석을 진행하였다. 탁도와 TSS값을 분석한 결과 원폐수 대비 처리수의 제거율은 각각 80.9%, 80.4%를 나타내었으며 FT-IR을 통해 미세플라스틱 제거율을 판단한 결과 67.9%를 나타내었다. TSS값으로 측정한 미세플라스틱 제거율과 FT-IR을 이용하여 측정한 미세플라스틱의 제거율이 상이한 이유는 TSS 측정에 사용되는 GF/C 필터로 측정할 수 있는 0.45㎛의 공극 이하의 미세플라스틱들이 폐수 내 존재하여 TSS값에 측정되지 않았다고 판단할 수 있다.