초록 ▼

1. 서론



그동안 도시하수처리는 인간에게 영향을 미치는 오염물질의 제거가 주된 목적이었으며, 이에 따라 주요 오염물질 중 하나인 암모니아성질소(이하 암모늄이라고 함)는 생물학적 산화와 환원을 통해 질소가스로 전환되어 대기로 배출됨으로써 수중에서 제거되는 처리 방법이 적용되었다. 암모늄은 Haber-Bosch 공정으로 생산되며, 1kg의 암모늄을 생산하는 데 12.1kWh의 에너지가 사용된다. 문제는 하수에는 많은 양의 암모늄이 존재하고, 이를 단순히 제거에 초점을 맞추고 있다는 것이다. 2019

1. 서론



그동안 도시하수처리는 인간에게 영향을 미치는 오염물질의 제거가 주된 목적이었으며, 이에 따라 주요 오염물질 중 하나인 암모니아성질소(이하 암모늄이라고 함)는 생물학적 산화와 환원을 통해 질소가스로 전환되어 대기로 배출됨으로써 수중에서 제거되는 처리 방법이 적용되었다. 암모늄은 Haber-Bosch 공정으로 생산되며, 1kg의 암모늄을 생산하는 데 12.1kWh의 에너지가 사용된다. 문제는 하수에는 많은 양의 암모늄이 존재하고, 이를 단순히 제거에 초점을 맞추고 있다는 것이다. 2019년을 기준으로 전 세계에서 연간 2,000만 톤의 암모늄이 하수로 배출(Haber-Bosch 공정으로 생산된 암모늄의 약 19%에 해당)되며, 2050년에는 연간 약 3,500만 톤으로 증가할 것으로 예상된다. 암모늄 제조 시 사용되는 에너지를 고려하면 단순 제거하기보다는 회수하여 재이용하는 편이 지속 가능한 순환경제와 함께 하수에서 유용한 자원의 회수라는 장점도 가질 수 있다.



본 리포트에서는 도시하수처리시설에서 암모늄 제거 방법에 대한 환경적, 기술적 의미를 평가하고, 현재의 암모늄 회수 방법을 검토하여 이들이 가지고 있는 제한요소에 대해 살펴보고자 한다. 마지막으로 하수처리 주공정(mainstream)에서 하수를 처리하면서 암모늄을 흡착하여 회수하는 방법에 대해 살펴보고, 흡착 기반의 암모늄 회수 방법이 경제성을 갖기 위한 조건과 새로운 흡착제 개발의 조건에 대해 논의하고자 한다.



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