earticle

영어

Pollutant removal efficiency and installation cost are important factors to consider wastewater treatment process. However, practically during its operation, the input sources such as chemical use, amount of electricity used, waste sludge and so on are different according to characteristic of wastewater treatment process. Furthemore negative environmental influence such as resource depletion, energy consumption, air contaminant when generating electric-power were not considered as assessment factor to select the treatment process. This study analyzed environmental impact of MAR and A2O process using LCA (Life Cycle Assessment) in order to estimate contribution of potential environmental effects between A2O process and MBR process of sewage plant in Korea. Each process was set as system boundary and LCIA (Life Cycle Impact Analysis) by inputs and outputs was carried on. Specialized extruded values were obtained with the results of LCIA. A2O process has slightly higher environment load then MBR process with EP (Eutrophicaiton Potential) value of 7.09E-03 (kg PO4 3-eq/kg) for the fomer and 7.26E-03 (kg PO4 3-eq/kg) for the later. This was understood as treatment efficiency of MBR process has more higher then A2O process. However, MBR process showed its GWP of 9.13E-01 (kg CO2 eq/kg) which is approximately 5 time larger than of A2O process showing 1.60E-01 (kg CO2 eq/kg). For an analysis based on each influence category, contribution rate of water pollutant process about both processes had over 95% on EP, however, it is showed that A2O process had 85%, MBR process had over 96% on electricity related to global warming on GWP. As the results represented, it is concluded to allow for electricity consumption and water pollutant based on treatment process are Key contributor on WWTP. Sewage treatment process has been evaluated by treatment efficiency, cost of maintenance, etc., however, negative environmental effect of global warming can be passing out easily if electricity is only concerned on maintenance cost of WWTP. That is understood as a way that leads sustainable improvement in the waste water treatment which is one of national base facility with evaluating process efficiency as well as environmental anlaysis on LCA.

한국어

하수처리장의 공법 적용시 수질오염물질의 처리효율과 시설 설치비용이 검토되어지고 있다. 하지만, 하수처리시설은 각 공법의 특성에 따라 화학약품 투입량, 전력사용량, 폐슬러지 발생량 등 시설의 유지관리에 투입되고 배출되는 요소들 이 다르며, 이는 곧 비용적인 측면과 자원고갈, 에너지 소모, 전력 생산시 발생할 수 있는 대기오염물질 유발 등과 같이 부정적인 환경영향을 야기 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 LCA기법을 활용하여 하수처리공법의 잠재적 환경영향에 미 치는 기여도를 파악하고자 국내 하수종말처리시설 중 A2O공정과 MBR공정으로 운전되고 있는 하수처리장의 데이터를 활용하여, 운전단계에 대한 전과정평가를 수행하였다. 각 공법의 투입물과 배출물에 따른 목록분석(Life Cycle Inventory Analysis, LCIA)을 통한 환경영향평가(Life Cycle Impact Assessment, LCIA)의 특성화결과 값을 도출하였다. 부영양화 지수(Eutrophicaiton Potential, EP)는 MBR공정이 7.09E-03(kg PO4 3-eq/kg), A2O공정이 7.26E-03(kg PO4 3-eq/kg)으로 A2O공정이 부영양화에 대한 환경부하가 더 많았으며, 이는 MBR공정의 하수처리 효율이 높기 때문으로 파악되었다. 지 구온난화지수(Global Warming Potential, GWP)는 A2O공정이 1.60E-01(kg CO2 eq/kg), MBR공정이 9.13E-01(kg CO2 eq/kg)으로 MBR공정이 약 5배 이상 지구온난화에 미치는 영향이 더 많은 것으로 분석됐다. 각 영향범주에 미치는 단위 공정을 분석한 결과 부영양화 범주는 하수처리장에서 처리 후 배출되는 수계오염물질의 기여도가 두 공정 모두 95% 이 상 이었으며, 지구온난화에 영향을 미치는 단위공정은 전력생산 공정이 A2O공정에서 85%, MBR공정에서 96% 이상 기 여하는 것으로 분석됐다. 결과적으로 하수처리시설의 경우 처리공법에 따라 배출되는 수계오염물질량과 처리공정에 사 용되는 전력사용량이 가장 중요한 기여 요소(Key Contributor)인 것으로 판단된다. 현재 하수처리공법은 공법별 처리효 율성과 유지관리비 등의 비용을 고려하여 평가되고 있다. 하지만 전력소모량이 하수처리시설의 유지비용 측면에만 고려 될 경우, 지구온난화에 미치는 부정적인 환경영향을 간과할 수 있다는 점을 알 수 있었다. 중요한 국가기반시설의 하나인 하수처리시설의 처리기능에 대한 효율성 향상과 함께 지속가능한 기반시설로서의 역할을 위해서는 전과정에 대한 환경 성 분석을 고려하는 것이 필요할 것으로 사료된다.