요약문

지속 가능한 사회를 위한 물 재이용이 증가하면서 하수처리수를 한외여과, 역삼투, 고도산화 등으 로 처리하여 재이용하는 사례가 증가하고 있다. 역삼투 공정은 이온성 물질까지 처리할 수 있는 하수 재이용의 핵심 기술이지만, 처리 후 고농도의 염과 중금속, 영양물질, 미량오염물질을 함유 하는 농축수가 발생한다. 농축수는 하수 재이용에 걸림돌이 되어왔으므로 적절한 관리가 필요하 다. 본 리포트에서는 농축수 관리 방법에 대해 알아보고 이러한 관리를 통해 얻을 수 있는 편익 에 대해 살펴보았다. 이후 농축수 관리로 발생할 수 있는 비용-편익 분석에 대해 알아보고 이러 한 분석 방법이 갖는 문제와 농축수 관리를 위한 개선 방안에 대해 서술했다.
 

1. 서론

물 수요가 점차 증가하면서 물 부족 지역에서는 지표수나 지하수만으로는 수돗물을 공급할 수 없는 상황이 되었다. 이에 따라 새로운 수원을 찾기 위한 노력이 수십 년간 이어져왔고, 최근 수 처리 기술의 발달로 도시하수를 처리해 음용수로 활용하는 방안이 검토되고 있다. 도시하수 재이 용은 물이 풍부한 지역에서도 수자원 보호와 안보를 위해 많은 관심을 보이고 있다[1, 2].

하수처리수를 재이용하기 위해서는 고도처리가 필요하다. 이때 이용되는 기술이 정밀여과(micro- filtration; MF) 또는 한외여과(ultrafiltration; UF) – 역삼투(reverse osmosis; RO) – 고도산화(advanced oxidation process; AOP)다. MF 와 UF 는 RO 의 전처리 공정으로 부유물질 콜로이드성 물질, 병원 균을 제거하고, RO 는 용존성 오염물질과 중금속, 화학물질을 처리한다. AOP 는 RO 후에도 존재 하는 미량 유해오염물질을 처리하는 데 적용된다. 고도처리 과정에서 사용되는 RO 는 하수처리수 의 용존고형물질(total dissolved solid; TDS)이 높지 않으므로 10~20 bar 정도의 압력을 사용하여 염과 용존성 물질을 제거하고, 투입된 물의 양 중 80~85%가 분리막을 통해 여과되고 나머지 15~20%는 RO 막에서 걸러진 모든 오염물질을 포함하는 도시하수 재이용 농축수(municipal wastewater reuse concentrate; MWRC)가 된다.
 

RO 회수율 80~85% 정도면 농축수에 존재하는 오염물질 농도는 RO 로 투입된 농도의 5~6 배 정도가 된다. 일반적으로 RO 농축수의 TDS 농도는 3,000~8,000 mg/L 이고, RO 운영 시 사용되는 약품인 스케일 방지제와 살충제, 그리고 중금속, 영양염류, 미량오염물질 등이 RO 농축수에 고농 도로 존재한다. 하수처리수 재이용에 따라 MWRC 발생량이 증가하여 이들의 관리 또한 필요하게 되었다. 따라서 본 리포트에서는 MWRC 관리 방법과 편익에 대해 살펴보고, 비용-편익 분석을 통 해 MWRC 가치의 전망과 숨겨진 위험에 대해 논의하고자 한다.