매립장 침출수의 난분해성물질 종류및 처리방향을 알고 싶어요~

가. 난분해성 폐수의 종류

  난분해성 폐수는 미생물에 의해 분해되기 어려운 유기물 오염 폐수를 총칭하는 것으로 오염유기물 자체가 난분해성인 경우와 분해성 유기물 폐수내 미생물활동을 저해하는 독성 물질이 함유되어 있는 경우로 대별될 수 있다. 미생물의 분해 활동은 효소 반응에 기초하므로 난분해성이라 함은 합성물질에서와 같이 분해에 필요한 효소가 자연의 미생물 중에 미처 준비되어 있지 않거나 부족한 경우(xenobiotic), 효소의 활동이 저해 받는 경우 (toxic), 그리고 유기물의 분자량이 커서 미생물 내로 운반되기 어려운 경우(hige molecular)로 구분 될 수 있다. 유해성(toxic)에서 비롯된 난분해성 폐수는 살충제, 제초제, 할로겐화 용매, 기타 유기용매 함유폐수, 중금속 함유폐수, 시안 함유폐수 등을 들 수 있다. 이중 살충제, 제초제, 할로겐화 용매, PCB등은 xenobiotic으로도 분류될 수 있다. 한편, 합성수지 성분을 함유한 폐수나 일부 매립지 침출수 등과 같이 humic substances를 함유한 폐수는 고분자성 난분해성 폐수로 분류될 수 있다.

 

나. 발생원 및 특성

(1) 탄화수소 또는 염화탄화수소류 함유 폐수

  수질오염 물질 중 석유화학 관련 산업에서 발생되는 (염화)탄화수소류에 의해 오염된 폐수가 선진국에서 큰 관심을 끌어 왔다. 이들 탄화수소 중 방향족 화합물과 염화탄화수소는 대부분 독성이 있으며 분해가 어려워 BOD성 물질이나 영양염류와는 다른 새로운 환경오염 물질이 되고 있다. 탄화수소 또는 염화탄화수소류로 오염된 산업폐수에 관한 주요 성분들의 발생원, 특성 등을 간략히 살펴보면 다음과 같다.

① Benzene계

  Benzene, Phenol, Naphthalene 등이 있다. 이중 Benzene은 방향족 화합물의 기본 물질로서 유기 화학 공업 분야에서 널리 사용되고 있으나, 구조적 특성으로 인한 독성 작용 및 난분해성으로 환경오염의 주요 원인물질로서 폐수에 축적되어 있다.
  Phenol은 정유 공장, 석유 화학공업, Phenol계 수지공장 등의 방류수로부터 유출되어 광범위하게 분포된 환경오염 물질로 미생물에 독성을 나타내므로 소독제 등으로도 사용되나 저농도에서는 비교적 신속한 분해가 가능하다.
   Naphthalene은 겹고리 방향족 탄화수소(PAH)에 속하는 물질로 독성이 강하고 돌연변이 유도 가능성이 높아 환경과 보건의 측면에서 중요한 물질이다. 화석연료의 불완전 연소와 석유 관련 제품 생산 공장으로부터 환경에 유출되게 된다.

② Chlorobenzene류

  Chlorobenzene류는 염료와 살충제 제조시 중간 물질과 유기 용매로 널리 사용되어 자연계에 폭넓게 분포한 오염 물질로 물에 대한 용해도는 매우 낮다. 일염화벤젠은 용제, 염료, 살충제, 페놀 등의 합성용 중간물질로 쓰이고 이염화벤젠은 살충제, 제초제, 염료, 방취제, 탈지제 등의 제조원료 또는 공업용 용매로 쓰인다.

③ Chlorophenol류

  염화페놀중 대표적인 PCP(pentachlorophenol)는 살충, 살균제로서 주로 목재의 장기 보존 용도로 사용된다. 에너지 대사작용에 대한 억제 작용으로 인하여 생물체에 치명적인 독성을 나타내며, 잔류성이 강한 주요 환경 오염 물질의 하나이다.

④ 할로겐화 지방족 탄화수소류

  Trichloroethylene(TCE), Tetrachloroethylene(PCE), Trichloroethane(TCA), Dichloromethane, Trichloromethane(클로로폼), Tetrachloromethane(사염화탄소) 등이 있다. 이중 TCE는 대표적 용매로서 금속의 탈지세정제, 건조제 및 드라이크리닝 용제로 쓰인다. 일반용제로도 많이 쓰이고, 그외 살충제, 살균제, 유기합성 중간체, 마취제 따위의 광범위한 용도로 쓰인다. PCE도 TCE와 거의 유사한 용도로 사용된다. TCA는 기계, 전기부품의 액체세정제, 용제, 접착제, 금속절삭유의 첨가제 등으로 이용된다. Dichloromethane은 페인트 박리제로 널리 쓰이고 혼합 용제로도 많이 쓰인다. 그외 냉매, 합성원료 혹은 중간체로 사용된다. Trichloromethane은 냉매, 의약품 등의 원료 또는 마취제로 사용된다. Tetrachloromethane은 Freon의 원료로 가장 많이 사용되고 있고 그외 추출제, 용제, 페인트 박리제, 소화제, 살충제, 구충제등 넓은 용도로 사용되고 있다.

(2) 염색 폐수

  염색 폐수는 유기물 농도는 낮지만 색소로 인한 시각적 환경영향이 중요하며, 하천에 방류될 경우 확산성이 매우 높아 일광을 흡수하고 미생물에 의한 자연 정화작용을 방해하여 하천의 오염도를 증가시킬 우려가 있다. 염색공업의 공정에서 필수적으로 사용되는 색소화합물과 Polyvinyl alcohol (PVA) 등의 조염제 합성세제 등을 함유하고 있고 강한 알칼리성을 띄는 경우가 많으며 하절기에는 폐수의 온도가 40℃를 넘어가는 고온이므로 생물학적 처리효율이 극히 저조한 실정이다.

(3) 피혁폐수

피혁산업에서의 폐수 배출원과 폐수성상 조사 결과에 의해 다음과 같이 피혁 폐수의 특성을 요약할 수 있다.

- 고농도의 유기물질이 부유물, 코롤이드상 또는 용해 상태로 존재.

- 가공원피에 따라 폐수성상의 변화가 큼.

- 폐수의 pH 변화가 큼. (오전: 강알칼리, 오후: 강산성)

 - 유기질소 다량 함유. (TKN 400∼1,000mg/L)

 - Sulfide 사용으로 인한 악취가 발생.

 - 함유된 크롬(10∼40mg/L)이 유해 슬러지 발생 원인이 되고 생물학적 처리의 저해요인이 됨.

 - 다량의 계면활성제의 사용으로 인한 거품발생의 원인이 됨.

 - 가죽의 부패방지를 위한 방부제 사용으로 난분해성 물질을 포함.

(4) 전자제품 제조시설 배출폐수

  산업용 또는 가정용의 전기·전자제품을 제조하는 업체로부터 배출되는 폐수는 제조시설의 유형에 따라 달라질 수 있다. 즉, 전기·전자제품 제조시설에 도금공정이 함께 포함되는 경우와 그렇지 않은 경우에 따라 CODMn의 경우 대략적으로 20∼400(평균 150)mg/l, SS의 경우 20∼300(평균 150) mg/l 정도의 범위로 도금공정이 포함되는 시설로부터 배출되는 폐수의 농도가 높다고 알려져있다.

  특히, 도금공정의 경우 표면처리를 위하여 염산 등이 사용되고 피막처리를 위하여 인산 등이 사용되는데 이들을 세척한 세척수가 폐수로 발생하며 페인트 분무에 의한 표면처리시도 폐수가 발생하고 있다. 따라서, 배출폐수의 성상은 산, 알칼리성 이며 항목별 평균농도는 Zn(약 30mg/l), T-Cr(약 60mg/l), Cu(약 35mg/l), CN(약 10mg/l)이다.

 

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매립장 침출수는  COD  20000-50000ppm TN 5000ppm이상 정도의 고농도 폐수로 되어 있는 경우가 보통입니다...물론 비가 많이 오면 희석되고 비가 적으면 농축되어 농도차이가

많이 나게 됩니다...

거기다가 중금속도 많이 함유되어 있고...

 

지금 처리하는 방법은 활성오니법이나 활성오니법 변법을 이용하여 처리를 하고 있는 것으로 알고 있고..여기에 화학적으로 침전시키거나 탈색시키는 방법도 도입된 것으로 알고

있습니다...

환경부산하기관에서 개발한 방법도 색소를 많이 줄인다고 자랑을 하고 있으며

보급하고 있는 것으로 알고 있습니다..

 

처리방법이 분해를 하거나 폭기를 하거나... 침전시키거나 많은 성분이 공기중으로 배출되거나 다시 폐기물로 회수되어....바람직한 방법이 아닌 것으로 생각합니다...

 

난분해성이란 이유는 각종 음식물이나 생활쓰레기가 분해되면 최종적으로 humic acid가 되게 됩니다. 이 물질은 퇴비를 만드는 과정에서 1-2년 분해되어 형성되는 유기물이며

세균이나 곰팡이에 의하여 거의 분해가 안되는 성분입니다.  각 식물마다 수천종의 저분자 유기물이 있고...이들 유기물이 분해과정에서 분해가 용이한 것도 있지만 전혀 분해가 안되는 성분도 있습니다. 이러한 여러 물질이 결합-환화되어 난분해성 물질을 형성합니다.

또 세균이나 곰팡이는 분해만 하는 것이 아니라 새로운 유기물을 합성하여 분비하게 되며 이러한 분비 물질도 대부분 난분해성 물질이 됩니다. 아마 곰팡이가 형성된 곳에 색소성 물질이 있거나 아니면 표고버섯같은 것을 끓이면 검은 색의 물이 되는 것 처럼..이런 색소의 일부가 난분해성이 됩니다.

즉 난분해성의 일종이 됩니다.

 

이러한 물질은 생활하수 종말처리장에서도  유사한 물질이지만 농도가 많이 희석되어 있을 것입니다. 그래서 생활하수도 분해되는 것보다는 남는 것 휘발하는 것이 더 많을 것으로 봅니다(독일? 4군데 하수 종말처리장에서 휘발되는 탄산가스 VOC 질소물질 등 연구 논문이 있음)

원래 기존 처리법인 세균분해로 humic acid가 분해되지 않는 것인데(그래서 난분해성이라 부름)..계속 같은 세균으로 분해하려니 되지 않은 것을 하려니 처리가 안되며 막혀 있음

 

처리방향은 식물로서 유기물이나 질소 인을 흡수하여 재활용하여 할 것으로 봅니다.

유사한 것(humic acid, 축산분뇨)을 실험해서 완벽하게 처리되는 것을 확인하였으나 아직 침출수를 처리하는 실험을 하지 않아

확실하지 않으나....쉽게 처리될 것으로 생각합니다...