- 하수슬러지-기름-석탄을 정제 응집한 고발열량 연료 제조 성공

- 연간 1,400억원에 이르는 하수슬러지 처리비용 절감

- 하수종말처리장, 열병합 복합발전 단지로 탈바꿈 가능해져

- 기존 석탄가스화 설비에 비해 소형화 및 10% 에너지 절감 가능    

■ 하수종말처리장에서 오․폐수를 처리한 뒤 남은 최종 폐기물인 하수슬러지의 처리를 두고 전국 각 지자체가 골머리를 앓고 있는 가운데 한국에너지기술연구원(한문희 원장)은 ㈜대승(대표이사 허성)과 함께 하루 7,500ton 가량 발생해 먼 바다에 버려져왔던 하수슬러지를 발열량이 높은 고급연료로 제조하는 기술과 그 공정을 세계 최초로 개발해 연간 1,400억원에 이르는 처리비용을 절감할 수 있게 됐다.

※ 그 동안 하수슬러지는 탈수가 곤란하고 건조할 때 나오는 악취와 소각공해로 인해 처리가 곤란했으며 국제적으로 폐기물의 해양 투기를 금지하는‘런던협약 96의정서’와 2012년부터 하수슬러지의 해양 투기를 전면 금지하는 해양오염방지법이 발효됨에 따라 처리기술 및 공정이 절실히 요구되어 왔다. 

□ 이번에 개발한 하수슬러지 처리기술의 핵심은 폐기물이었던 하수슬러지에 기름과 석탄을 정제․응집하는 특수한 방법을 이용해 소카(SOCA : Sludge Oil Coal Agglomeration)라는 높은 발열량의 연료를 제조하는 기술과 함수율 70% 이하인 SOCA를 건조과정 없이 바로 습윤 촉매 가스화하는 공정 기술이다.   

□ 하수슬러지와 기름-석탄을 응집해 만들어진 SOCA는 처리가 곤란한 폐유와 MDF 톱밥을 사용해 기름과 석탄을 대체할 수 있으며 발열량이 7,000kcal/kg로 6,500kcal/kg 이하인 석탄보다 높으며 1,800 ~ 3,500 kcal/kg인 하수슬러지의 발열량을 획기적으로 높인 연료이다.  

※ MDF 톱밥(Medium Density Fiberboard 중밀도 섬유판 - 목재에서 섬유질을 추출하고 접착제를 넣어 층을 쌓아 눌러 만든 판)

□ 또한 석탄과 기름의 응집물이 물과 잘 석이지 않아 수분이 많은 하수슬러지와 결합시키는 것이 어려운 문제였으나  36℃ 이상에서 하수슬러지를 소수성 고체로 변화시켜 석탄-기름 응집물과 2차 응집을 시키는 새로운 열감응 고분자응집제(FloSOCA-01)의 제조 핵심기술을 개발해 해결하였다. 이 기술은 기술수출 등 부가적 경제적 효과도 창출할 것으로 기대하고 있다.

□ SOCA 연료를 건조과정 없이 바로 습윤 촉매가스화 하는 공정은 폐기물인 하수슬러지를 에너지로 변환시키는데 큰 의미가 있으며 세계 최초로 개발됐다. 운전 중 온도가 850℃ 정도로 석탄 가스화에 비해 약 100∼300℃ 정도 낮아 약 10%정도의 에너지절약이 기대되고 있으며, 거대한 고온 석탄가스화에서는  용융회재 및 타르(Tar)처리가 곤란한데 비해 규모가 작고 타르를 응집제로 재사용이 가능하게 돼 시설운전비가 저렴한 특징을 갖고 있다.

□ 연구책임자 강성규 박사는“하수슬러지의 직접 연소 또는 단순 가스화 연소 시에 발생되는 Fuel-NOx를 크게 저감하는 핵심 연소 기술과 관련 부품 설계기술을 개발해 공해발생을 최소화했으며 이런 저공해 연소기술 확보를 통해 혐오시설로 여겨졌던 대도시 하수종말처리장을 친환경 열병합 발전으로 바꿀 수 있게 되었다”고 평가했다.

□ 2005년부터 실용화를 위한 연구를 참여기업 ㈜대승(경남 김해시 진영읍 죽곡리 9-3 진영농공단지)과 함께 개발한 이 기술은 하수슬러지 이외에 처리가 곤란한 축산 및 피혁폐수까지도 연료화가 가능해 사회․환경적으로 파급효과가 기대되고 있다. 앞으로 가스화 정제 시스템을 보완하면 고농도 수소 함유가스 제조가 가능해져 연료전지 연료로 활용할 수 도 있다.