공장에서 폐수를 정화하는 과정은 어떤 순서로 이루어지나요?

Question

공장에서 폐수를 정화하는 과정은 그냥 한 번 걸러내는 정도가 아니라 화학 처리와 생물학적 처리 단계를 여러 번 거친다고 들었습니다. 오염물 종류에 따라서 공정이 어떤식으로 달라지나요? 대표적인 사례가 있다면 알려주세요.

Answer 1

안녕하세요, 벚꽃의계절님. 이중철 과학기술전문가입니다.

먼저, 공장 폐수 정화는 크게 '물리적 → 화학적 → 생물학적 → 고도처리' 순서로 단계를 거치며, 오염물 종류에 따라 각 단계의 비중과 방법이 달라집니다.

1. 폐수 정화, 왜 여러 단계가 필요한가?

오염물질은 크기와 성질이 제각각입니다. 눈에 보이는 큰 쓰레기부터, 미세하게 녹아있는 중금속, 눈에 보이지 않는 세균까지 한 방법으로는 전부 제거할 수 없습니다. 그래서 서로 다른 방법을 순서대로 조합하고 있습니다.

2. 폐수 정화 4단계 흐름

1) [물리적 처리] 1단계: 전처리 "큰 것부터 걸러낸다"

스크린(철망)으로 나뭇잎·플라스틱·천 조각 같은 큰 고형물을 먼저 걸러냅니다.

이후 모래나 자갈이 가라앉는 침전조를 통해 무거운 물질을 제거하고, 기름이 뜨면 걷어냅니다.

이 단계를 건너뛰면 이후 장비가 망가질 수 있습니다.

2) [화학적 처리] 2단계: 1차 처리 "약품으로 엉기게 한다"

눈에 안 보이는 작은 입자들은 침전이 안 되므로, 응집제(황산알루미늄 등) 를 넣어 미세 입자들을 뭉치게 만듭니다(응집·응결). 뭉친 덩어리는 무거워져서 바닥에 가라앉고, pH도 이 단계에서 중성으로 조절합니다.

강산·강알칼리 폐수는 이 단계가 특히 중요합니다.

3) [생물학적 처리] 3단계: 2차 처리 "미생물이 유기물을 먹어치운다"

세균(미생물)을 활용해 폐수 속에 녹아있는 유기물(먹다 버린 음식 성분, 각종 화합물 등)을 분해시킵니다.

산소가 있는 호기성 처리와 산소가 없는 혐기성 처리 두 종류가 있는데요.

오염 농도가 높으면 혐기성 먼저 → 호기성 순서로 진행합니다.

이 단계에서 BOD(생물학적 산소요구량)를 90% 이상 줄일 수 있습니다.

4) [고도 처리] 4단계: 3차 처리 "마지막 찌꺼기까지 제거"

생물학적으로 분해되지 않는 난분해성 물질, 질소·인, 중금속 등을 제거합니다.

방법은 활성탄 흡착, 역삼투(RO), 이온교환, UV 소독 등이 있는데요.

처리 후 염소 또는 UV로 세균을 최종 살균하고 방류한답니다.

3. 오염물 종류에 따라 공정이 어떻게 달라지나요?

4. 대표적인 사례 2가지는요?

1) 맥주 공장 폐수

맥주 제조 시 나오는 폐수는 당분·효모 등 유기물이 많습니다. 전처리 → 무산소조 → 혐기조 → 호기조 → SBR조(순환식 활성슬러지) 순서를 거치는데, 미생물이 단계별로 서로 다른 역할을 하며 유기물을 분해합니다.

2) 반도체·도금 공장 폐수

산·알칼리와 중금속(크롬, 니켈 등)이 핵심 오염원입니다. pH 조절 → 화학 침전으로 중금속을 슬러지로 굳혀 제거하고, 이후 이온교환 수지나 역삼투(RO) 필터로 마지막 미량까지 걸러냅니다. 반도체 공장에서는 이렇게 정화한 물을 다시 초순수(超純水)로 만들어 재사용하기도 한답니다.

※ 질문자님을 포함하여 소중한 분들의 건강, 재산과 안전을 지키고, 혹시나 발생할 수 있을 다양한 문제 상황에 놓이지 않기 위해서라도 저를 포함하여 다양한 토픽에서 활동하는 모든 전문가분들의 아하 지식커뮤니티에서의 답변은 예외 없이 참고 용도로만 유용하게 활용하시기 바랍니다.😉