국내 하수종말처리장에서 발생하는 하수슬러지의 소각시 발생하는 아산화질소를 90%이상 저감하는 기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원(이기우 원장)은 국내 최초로 온실가스 저감 기술을 적용시킨 하수슬러지 소각시스템을 개발, 9일 충남 논산에 있는 공공하수처리시설에서 소각로 준공 및 연구성과 보고회를 개최했다.

이번 연구는 하수슬러지 소각시 발생하는 온실가스 중 이산화탄소보다 지구 온난화 지수가 310배 높은 아산화질소(N2O)를 특수한 촉매를 이용해 제거하는 방법으로 유동매체를 유동층 소각로에서 사용함으로써 아산화질소 처리 효율을 향상시키고 소각로에서 발생한 열을 회수해 후처리시 반응기 재가열에 사용할 에너지를 절감한 것이다.

국내 하수종말처리장에서 발생하는 슬러지의 양은 매년 증가하는 추세이나 지난 2012년 런던협약 이후 해양투기가 금지돼 매립지 확보, 주민의 민원 등이 문제가 되고 있어 대부분의 슬러지는 소각을 통해 처리되고 있는 실정이다. 이러한 하수슬러지는 화석연료에 비해 높은 질소성분을 함유하고 있어 소각시 아산화질소 발생이 불가피한 실정이다.

연간 218만톤의 하수슬러지를 유동층 소각의 방법으로 처리하였을 경우 예상되는 아산화질소의 발생량은 약 2000톤이며 이를 이산화탄소로 환산하면 약 62만톤의 온실가스 저감 효과를 갖는다.

아산화질소는 대기 중에서 매우 안정하기 때문에 150년 동안 대기 중에 잔존하며 배출농도도 2000년 314.7ppm에서 2012년 325.9ppm으로 꾸준히 증가하는 추세이다.

연구팀은 이 기술을 통해 석탄과 같은 화석 연료의 연소에 의해 발생하는 연소배가스나 자동차의 배기가스 등 다양한 발생원에서 배출되는 아산화질소 저감에 적용할 수 있을 것으로 내다봤다.

연구책임자 이승재 박사는 “논산시 환경사업소에 1일 10톤의 처리 규모를 갖추고 하수슬러지의 유동층 소각시 발생되는 아산화질소를 90% 이상 저감시키는 기술의 확보로 유동층 소각로 내에서 아산화질소 저감을 구현했다”면서 “저감 효율이 매우 우수한 촉매를 사용함으로써 산소, 수분 및 황산화물과 같이 촉매의 활성 저하에 영향을 미치는 물질이 존재하는 악조건에서도 높은 효율을 이끌어낼 수 있다”고 밝혔다.

온실가스 저감 기술을 적용시킨 하수슬러지 소각시스템 개발은 환경부(Non-CO2온실가스저감기술개발사업단)가 추진하는 글로벌탑 환경기술개발사업 연구과제인 ‘하수슬러지 유동층 소각로 내 아산화질소 발생 억제기술’에 대한 연구개발 사업의 결과로써 지난 2011년부터 3년 동안 에너지기술연구원, 동원이엔텍(주)을 통해 진행해 왔으며 2012년 12월부터는 논산시와의 상호협력으로 논산시 환경사업소에 ‘Test bed’를 구축하고 실용화를 이끌어 냈다.