수처리제는 상하수도 처리 분야를 비롯해 제지공정, 해수 산화마그네슘 추출 등 광범위한 영역에 투입하고 있다.
원수의 특성마다 각기 다른 약품을 활용하고 있으며 기본적으로는 응집, 침전, 여과 3가지 기능에 맞추어 적용하고 있다.
또 최근 수자원 보전을 위한 재생수 이용이 활발하고 여름철마다 물에 관한 사회적인 관심이 높아지면서 사용량이 늘어나고 있다.
폴리황산제이철, 유기물 제거용으로 활용
폴리황산제이철은 대표적인 철계 응집제로 다양한 특성을 활용해 응용범위를 확대하고 있다.
철강공장의 산 세척 폐액에서 저코스트로 얻을 수 있는 것이 장점이나 응집효과를 얻을 수 있는 pH 범위가 좁은 점은 단점으로 지적된다.
하지만. 염소와 병용하는 등 응집효과를 개선함으로써 폭넓게 활용하고 있다.
폴리철은 문제점을 개선한 철계 응집제로 넓은 pH 농도 범위와 원수를 처리했을 때 형성되는 큰 플록(빠른 침강속도) 및 유기물 제거효과 등이 알루미늄계 응집제에 비해 우수한 것으로 평가되고 있다.
하수 처리설비는 냄새 발생 및 관로설비 부식이 과제로 부상하고 있다.
폴리철은 이온과 결합하기 쉬운 특징이 있기 때문에 냄새 및 부식 방지 효과를 낼 수 있으며 화학산업의 폐수 처리, 종이펄프 제조공정 분야 등에서 좋은 평가를 얻고 있다.
활성탄, 생산·수입 일제히 감소
활성탄은 입상탄, 분말탄 등 수처리용 수요가 50% 가량을 차지하고 있으며, 특히 정수장 관련 용도가 주류를 이루고 있다.
분말탄은 원수에서 취수한 최초단계에서 수질에 따라 실시간 투입하기 때문에 수요가 기후 상황에 좌우된다.
반면, 입상탄은 고도정수처리 장치와 조합해 사용하기 때문에 기후에 따른 수요 증감은 없으나 고도정수처리 도입·정비 계획이 일단락된 최근에는 주기적인 교체용을 중심으로 수요가 신장하고 있다.
일본은 2016년 활성탄 생산이 저조했던 것으로 파악된다.
입상탄은 3만2224톤으로 전년대비 1.2% 증가한 반면 분말탄이 1만8162톤으로 8.0% 줄어들어 총 5만386톤으로 2.3% 감소했다.
최근 몇년 동안 이어진 여름철 저온에 집중호우 현상이 분말탄 수요에 영향을 미친 것으로 판단되고 있다.
2017년 1-3월 생산량은 입상탄이 8327톤으로 전년동기대비 8.5%, 분말탄이 4150톤으로 4.9% 감소하며 총 7.4% 줄어든 것으로 나타났다. 2017년 1-4월 활성탄 수입량 역시 2만1599톤으로 13.0% 감소했다.
차아염소산소다, 고도화 처리로 사용량 감소
일본은 차아염소산소다 시황 침체가 장기화하는 가운데 수처리용 수요도 감소하고 있다.
수요는 1990년대 중반 110만톤을 넘었으나 2016년 90만톤을 하회했으며 2017년에도 부진을 지속할 것으로 예상되고 있다.
최근 20년 동안 주요용도 가운데 화학공업용이 4만-5만톤 증가했으나 종이·펄프용은 11만톤 이상, 소독·살균을 중심으로 하는 상하수도용은 10만톤 가량 감소한 것으로 나타나고 있다.
Osaka, Tokyo 주변지역을 중심으로 고도정수처리장이 정비됨에 따라 전 공정에서 염소 사용량이 감소한 영향이 큰 것으로 판단되고 있다.
아울러 일본 동북지방 대지진 이후 공급차질에 대비해 정수장에서 차아염소산소다를 절약하는 분위기가 정착된 것도 영향을 미치고 있다.
일본은 2017년 1-3월 차아염소산소다 생산량이 19만6649톤으로 전년동기대비 0.1% 감소했다.
상수도용은 특수 그레이드가 주목받고 있다.
황산밴드, 일본수요 100만톤 상회…
황산알루미늄(황산밴드)은 대표적인 알루미늄염계 응집제로 수처리용 수요가 최대로 파악되고 있다.
무기계 응집제로 활용되고 있으나 최근에는 높은 응집효과를 얻을 수 있는 PAC(Polyalumnium Chloride)로 전환되고 있다.
2016년 일본수요는 100만톤을 상회하며 전년대비 1% 증가했으나 주로 기후요인에 따라 신장한 것으로 추산되고 있다.
황산밴드 출하형태는 비정형 고형, 입상, 액체 3개 종류로 구분되고 있으나 사용 편의성이 높은 액체 사용량이 많은 편이다.
상하수도처리용 관수와 제지공업을 중심으로 하는 공업 프로세스 처리용이 중심으로, 관수는 수요 증감이 별로 없고 각각 내수의 50% 가량을 차지하고 있으나 중국·한국산 등 저가 수입제품 유입이 늘어나고 있으며 대량 소비하는 수요처들이 자체생산에 나서고 있다.
PAC, 상하수처리용 수요 안정
PAC는 대표적인 무기계, 알루미늄염계 응집제로 황산밴드와 함께 다양하게 활용되고 있다.
알루미늄염이 원수와 접촉함으로써 가수분해되면 플러스로 하전한 알루미늄 하이드로 복합체가 생성되고, 원수에 포함된 탁질 성분 콜로이드는 마이너스로 하전하기 때문에 알루미염 플러스 하전을 통해 중화해 탁질간 반발력을 줄이고 침전을 촉진함으로써 응집시킨다.
PAC는 상하수처리용 외에 하수·공업폐수 처리용으로도 활용되고 있으며 일본수요가 약 58만톤으로 안정돼 있다.
수요 가운데 상하수처리용이 약 28만톤이며 기후요인에 따라 원수 탁도, 성상이 변화하면서 사용량이 증감을 반복하고 있다.
하수처리·공업폐수처리 용도가 나머지 30만톤 정도를 차지하고 있다.
일본은 2016년 PAC 생산량이 58만3300톤으로 4% 증가했으며 출하량도 58만3000톤대로 비슷한 추세를 나타냈다.
고분자응집제, 공업용 중심으로 조제 역할
고분자응집제는 주로 무기계 응집제와 병용해 현탁물질 플록 조제로 활용되고 있다.
DMA(Dimethylamino Ethyl Methacrylate)계, DAA(Dimethylamino Ethyl Acrylate)계, Polyvinyl Acrylic Amidine을 주요 원료로 하는 음이온·비이온계로 구분된다.
일본은 수요가 음이온계 2만4000톤, 비이온계 1만2000톤 가량으로 파악된다.
비이온계 응집제는 원수의 pH가 산성으로 활용되고 광산 폐수 및 채취사리 처리 용도로도 활용된다.
또 음이온계 응집제는 대응하는 pH가 중성에서 알칼리성이라는 조건에서 중금속 수화물 등의 플록 침강에 효과를 발휘해 종이·펄프공장 폐수, 금속·기계공장 폐수, 도금공장 폐수 처리에 투입되고 있다.
원수의 현탁물질 농도 및 pH 상태에 따라 선택적으로 투입되며 주록 플록 침강·여과 촉진 용도로 사용되고 있다.
<이하나 기자>