[환경화학]

수처리제는 상하수를 비롯해 각종 제조 프로세스용 등으로 광범위한 영역에서 사용되고 있다.
수처리제는 크게 연소제, 응집제로 분류되며 원수의 특성에 따라 다양한 수처리약품이 투입되고 있다.
일본은 응집제에 이용되는 무기약품 생산량이 2018년 297만톤으로 전년대비 1.1% 감소했으나 2019년에는 주력인 PAC(Polyaluminium Chloride)를 중심으로 가격 변화에 따라 증감이 결정될 것으로 예상된다.

 

PAC, 상하수처리용 수요 꾸준
일본은 2018년 PAC 생산량이 60만톤으로 0.3% 증가에 머물렀으나 2015년 이후 4년 연속 플러스 성장을 계속하고 있다.
그러나 출하량은 59만톤으로 0.4% 감소했다.
대표적 응집제인 PAC는 황산알루미늄에 비해 응집능력이 우수하며 저온에서도 원수의 현탁물질 및 인 제거능력이 뛰어나 폐수처리 공정 전반에 활용되고 있다.
상하수처리용 수요가 주류를 이루고 있으며 지방자치단체의 상수도 사업용 약 18만톤, 수도물 공급사업용 약 11만톤을 포함한 전국 수도 사업용이 약 29만톤으로 액체 황산알루미늄의 뒤를 잇고 있다.
일본 PAC 생산기업들은 2018년 말 이후 수산화알루미늄 공급이 감소해 원료가격이 상승함에 따라 가격인상 방침을 발표해 코스트 부담이 커지고 있다.

 

폴리황산제이철, 오니 탈수장치로 인증
철계 응집제는 대표적인 무기계 응집제로 소취성을 보유하고 있다.
염화제이철은 원래 하수오니용 탈수처리에 사용됐으나 설비에 대한 부식성이 높고 중화제로 투입하는 소석회 사용량이 많은 단점이 있어 폴리황산제이철(폴리철)로 대체됐다.
폴리철은 부식성이 낮을 뿐만 아니라 황화수소, 메틸메르캅탄(Methyl Mercaptan) 등 황화합물계 냄새에 대한 탈취 효과가 우수한 편이다.
고분자 응집제와 병용하는 등 다양한 방법으로 활용되고 있으며 뛰어난 인 제거능력을 바탕으로 방류수의 인 유출을 방지하는 역할도 수행되고 있다.
2018년 11월에는 일본 하수도사업단(JS)이 신규 탈수장치로 기술 인증을 실시했다.
도모에(Tomoe)와 공동으로 개발한 회전가압탈수기로 전기침투, 폴리철 첨가를 2단계로 실시해 효과적으로 탈수시키는 것으로, 전기 사용량을 억제할 수 있어 코스트 뿐만 아니라 이산화탄소(CO2) 배출량을 감축할 수 있어 높이 평가되고 있다.
특히, 좁은 공간에도 설치할 수 있어 신규건설, 교체 등 앞으로 응용이 확대될 것으로 예상되고 있다.


차아염소산소다, 고부가화 전략 강화
일본은 2018년 무더위, 호우 등의 영향으로 차아염소산소다 출하량이 6년만에 92만톤대를 회복했다.
그러나 장기적으로는 수요 감소가 불가피해 차아염소산소다 생산기업들은 수도용 특급으로 대표되는 고부가가치제품 공급을 확대하는데 주력하고 있다.
일본 소다공업협회에 따르면, 2018년 차아염소산소다 출하량은 총 92만1804톤으로 2.4% 늘어 2년 연속 증가한 가운데 상하수도용이 15만6721톤으로 0.7%, 수처리·폐수처리용이 5만3325톤으로 3.2% 늘어났다.
2018년에는 장마가 끝난 이후 무더위가 계속되고 간사이(Kansai) 지역에 집중호우 및 태풍 피해가 발생해 가을까지 특수가 이어졌다.
이에 따라 차아염소산소다 생산·공급기업들은 안정공급에 노력을 기울인 것으로 알려졌다.
수요는 10월 이후 감소하기 시작했으며 2019년 들어서는 1-3월 생산량이 전년동기대비 0.9% 증가하면서 안정적인 움직임을 나타내고 있다.
정수장에 사용되는 특급은 서부지방에서 생산기업이 등장함으로써 채용이 점차 확대되고 있으며 규격을 완전히 충족시키는 고품질제품이 주류를 이루고 있다.

 

황산밴드, 공장 폐수처리용 수요 감소
일본은 2018년 알루미늄 화합물 생산·출하량이 각각 96만톤대로 2% 감소했다.
주력인 황산알루미늄(황산밴드) 생산이 감소했기 때문으로, 공장 폐수처리용 수요가 감소하고 있는 것으로 파악된다.
황산밴드 수요는 2016년 100만톤대를 기록한 후 감소세로 전환돼 3년 연속 마이너스 신장했다.
황산밴드는 원수에 포함된 현탁물질 제거효과가 뛰어나 폐수처리공정 전반에 투입되고 있으며 민간용 수요가 많은 것이 특징이다.
생산공장의 프로세스 처리용이 약 70%를 차지하고 있으며, 특히 제지공장 등에서 대량으로 공업용수를 사용하는 초지 프로세스용 수요비중이 높은 것으로 파악되고 있다.
수도·용수용 응집제로는 액체 황산알루미늄이 활용되고 있다.
일본 수요는 상수도 사업용 약 2만톤, 수도물 공급사업용 약 1만2000톤을 포함해 32만톤 수준을 형성하고 있으며 상수도 사업용은 감소하고 있다.


고분자응집제, 공업용 중심으로 안정
PAA(Polyacrylamide)계 고분자 응집제는 대표적인 유기계 응집제로 음이온계, 비이온계로 분류된다.
상하수 처리공정의 활성오니 처리과정에서 발생하는 슬러지는 양이온계를 활용해 처리하고 있다.
일본은 PAA계 고분자 응집제 수요가 3만6000톤 수준으로 하수처리용이 약 50%를 차지하고 있다.
고분자 응집제는 원수를 탁하게 만드는 콜로이도 용액 속에 함유된 미세입자를 무기계 응집제로 1차 처리해 콜로이드 전화를 중화한 후 생성된 미세 플록을 가교·흡착하는 역할을 담당하며 분자량이 클수록 처리능력이 향상되는 특징이 있다.
일반적으로 무기계 응집제에 비해 플록 형성성 및 강도가 뛰어나며 사용량이 무기계 응집제의 0.5-3.3%에 불과해 처리하는 원수의 성상에 따라 효과적으로 활용할 수 있는 것으로 파악되고 있다.
고분자 응집제는 제지·펄프, 철강, 공업용수, 요업, 식품 등 공업 프로세스 전반에 걸쳐 광범위하게 채용되고 있다.

 

활성탄, 2년 연속 수입 증가세
활성탄은 크게 입상탄, 분말탄으로 분류되며 수처리용 수요가 50% 가량을 차지하고 있다.
특히, 정수장 관련 용도가 주류를 이루고 있다.
일본은 활성탄 수요가 성숙단계에 진입해 생산이 감소하고 있으나 수입은 꾸준히 증가하고 있다.
일본 경제산업성에 따르면, 2018년 활성탄 생산량은 입상탄이 3만567톤으로 2.3%, 분말탄이 1만5532톤으로 5.6% 줄어들어 총 4만6099톤으로 3.4% 감소했으며 2019년 1-3월에도 입상탄이 0.5%, 분말탄이 5.2% 줄었다.
입상탄은 2005년을 정점으로 계속 감소하고 있으며 분말탄은 기본적으로 큰 변화가 없으나 동북지방 대지진 이후 방사성 물질 제거용으로 증가한 이후 감소세로 전환됐다.
수입량은 8만-10만톤을 유지하고 있으며 2018년에는 8만9673톤으로 4.1% 늘어 2년 연속 증가세를 나타냈다.
입상탄은 도쿄(Tokyo), 오사카(Osaka)를 중심으로 고도정수처리시설이 도입됨에 따라 프로세스에 유닛으로 조합함으로써 수요가 대폭 증가했다.
그러나 정비계획이 2013년 거의 마무리되면서 어려운 상황이 이어지고 있다.

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