파일럿 프로젝트: Med-zeroSolvent
스케일업 가능한 처리 모듈 전문가인 DAS Environmental Experts는 “Med-zeroSolvent” 연구 프로젝트에서 용매 함유 공정 폐수를 처리하는 파일럿 플랜트를 운영하고 있습니다.
폐수 무배출 생산을 위한 통합 처리 시스템
이 연구 프로젝트는 검증된 산업 폐수 처리 기술에 자연 기반 공정을 접목해 새로운 가능성을 탐구합니다.
DAS Environmental Expert GmbH의 전문가들은 풍부한 공정 및 기술 경험을 바탕으로, 폐수 저감은 물론 폐수 무배출 생산까지 실현할 수 있는 지속 가능한 솔루션 개발에 참여하고 있습니다.
3년의 혁신: DAS EE와 파트너들의 용매 폐수 처리 기술 발전
3년간의 집중 연구 끝에 DAS Environmental Experts는 TU 드레스덴을 비롯한 여러 프로젝트 파트너들과 함께 Med-zeroSolvent 프로젝트를 2024년 10월 성공적으로 마무리했습니다.
이번 프로젝트의 목표는 투석막 생산 과정에서 발생하는 용매 함유 공정수를 효과적으로 처리하고, 필요에 따라 재사용할 수 있는 통합 공정 기술을 개발하는 것이었습니다.
2024년 10월 24일, TU 드레스덴에서 열린 종일 최종 컨퍼런스에서 모든 주요 연구 결과가 공유되었으며, DAS EE가 특히 중요하게 보는 핵심 성과는 다음과 같습니다:
MBBR 공정은 높은 부하 조건에서도 최대 99%의 처리 효율로 용매 함유 폐수를 안정적으로 처리할 수 있습니다.
MBBR 공정은 단독 공정으로도 운전이 가능하며, 처리수를 하수도로 직접 배출할 수 있습니다.
파일럿 플랜트를 실제 환경에서 운영하면 공정 기술을 더욱 정교하게 최적화할 수 있는 중요한 데이터를 확보할 수 있습니다.
공정수 처리는 전체적인 관점에서 접근해야 하며, 물 재이용, CO₂ 절감, 에너지 절약, 비용 절감 등 다양한 자원 효율 향상 기회를 제공합니다.
용매 함유 공정수의 신뢰성 높은 처리
신장 대체 치료용 투석기에 사용되는 중공사막은 주로 합성 고분자로 만들어지며, 제조 과정에서 디메틸아세트아미드 (DMAc)와 같은 질소 함유 용매가 사용됩니다. 이 과정에서 용매가 포함된 공정 폐수가 발생하며, 일부는 열처리 방식으로 폐기해야 해 많은 에너지 소비와 CO₂ 배출이 불가피합니다.
이 문제를 해결하기 위해 연방 교육연구부(BMBF)의 지원을 받는 ‘Med-zeroSolvent’ 연구 프로젝트 파트너들이 협력하고 있습니다. 이들은 투석막 생산 과정에서 발생하는 용매 함유 공정수를 에너지 효율적으로 처리하고, 처리수를 다시 생산 공정에 재활용할 수 있는 통합 처리 공정 개발을 목표로 공동 연구를 진행하고 있습니다.
파일럿 플랜트, 성공적으로 운영 중
DAS EE 팀은 약 6개월간의 기획 기간을 거쳐 파일럿 플랜트를 설계하고 구축했습니다. 시운전은 협력 파트너들과 함께 2023년 봄에 진행될 예정입니다. 이 단계에 이르기까지 긴 준비 과정이 이어졌습니다.
DAS EE는 2021년 4월에 시작된 본 연구 프로젝트에 같은 해 7월부터 참여해 왔으며, 다음의 여러 전문 기관과 협력하고 있습니다:
B. Braun Avitum Saxonia GmbH
Me-Sep (플랜트 엔지니어링)
wasserWerkstatt Ingenieurbüro für ökologische Wasserwirtschaft
CUP Laboratorien Dr. Freitag GmbH (분석 전문 기관)
Institut für Luft- und Kältetechnik GmbH
드레스덴 공과대학교 (TU Dresden, 수생물학 연구소 및 도시·산업 수처리 연구소)
프로젝트의 과학 총괄은 TU Dresden 도시·산업 수처리 연구소의 Peter Krebs 교수가 맡고 있습니다. 또한 TU Dresden 연구팀은 MBBR (이동상 생물막 반응기)을 활용해 DMAc 분해 가능성을 확인하기 위한 초기 실험도 실험실 규모로 수행했습니다.
이러한 연구 결과를 바탕으로, 드레스덴의 환경기술 전문가들은 현재 적용된 플랜트 개념을 개발했습니다. 파일럿 플랜트는 실제 운전 조건에서 공정 개념을 검증하고, 필요한 핵심 공정 파라미터를 도출할 수 있도록 설계되었습니다.
폐수는 먼저 무산소 조건에서 탈질이 진행되는 MBBR (이동상 생물막 반응기)을 거칩니다. 다음 단계에서는 고부하·호기성 MBBR에서 용매가 본격적으로 분해됩니다. 마지막으로, 수직 여과 시스템에서 질산화가 이루어지며 공정이 마무리됩니다.
DAS Environmental Expert GmbH의 프로젝트 매니저 Nadine Siebdrath는 이렇게 설명합니다. “2단계 MBBR과 자연 기반 공정인 수직 필터를 결합함으로써, 다양한 공정 조합과 용매 농도에서의 분해 성능을 시험할 수 있습니다.” “프로젝트가 끝나면 ZLD, 즉 폐수 무배출 생산에 가장 적합한 공정이 무엇인지 명확히 확인할 수 있을 것입니다.”
자원 효율성과 지속 가능성
“Innovation 프로젝트 매니저인 Nadine Siebdrath는 다음과 같이 덧붙입니다.
“Med-zeroSolvent 프로젝트는 지난 15년 동안 DAS EE가 지속적으로 강조해 온 방향성과 일치합니다. 즉, 오염원이 발생하는 지점에서의 일관된 폐수 처리와 생산 공정 내 재사용을 위한 효율적인 처리입니다.”
“지능형 공정 덕분에 공정수가 생산 시스템 안에서 순환하게 되고, 환경에 민감한 물질이 하수처리장으로 유입되는 일도 없습니다. 또한 일부 폐수를 열처리로 폐기하거나, 이를 운반하기 위한 트럭 운송도 더 이상 필요하지 않습니다. 이는 자원의 절약으로 이어지고, 무엇보다 지속 가능한 방식입니다.”
"이 기술은 새롭고 독창적이며, 모듈형 설계를 통해 유기물 오염 폐수를 에너지 효율적으로 처리할 수 있는 다양한 활용 가능성을 제공합니다."
