산업폐수의 총유기탄소(TOC) 특성

- 전남 동부권 사업장을 중심으로 -

박보영, 문  희, 허동화, 전수인, 신혜정, 김양기

산업폐수과

A Study on Total Organic Carbon(TOC) Characteristics of Wastewater in Industrial Facilities

- With a focus on Establishments in the Eastern parts of Jeollanam-do -

B. Y. Park, H. Moon, D. H. Heo, S. I. Jeon, H. J. Sin, Y. G. Kim

Industrial Wastewater Division

Abstract

This study assessed each selected industrial facility in the eastern parts of Jeollanam-do Province in terms of water quality characteristics by replacing Chemical Oxygen Demand(COD) with Total Organic Carbon(TOC) in the measurement index of organic matters. In the study, 96 data groups across ten industrial categories based on the Korean Standard Industrial Classification were measured in CODMn and TOC to obtain data about wastewater discharge facilities in the eastern parts of the province. The measurements show that the mean CODMn and TOC concentration were in the ranges of 4.20 mg/L ～ 82.00 mg/L and 3.71 mg/L ～ 195.38 mg/L, respectively. The relative ratio(CODMn/TOC) between the organic matter indexes of different business categories was in the range of 0.42 ～ 1.50. The oxidation rate of CODMn was in the range of 12.69 % ～ 45.45 %. The TOC emission rate against the acceptable emission criteria was in the range of 7.73 % ～ 100.72 %. The study also measured TOC across different business categories and observed a high level of organic matter concentration in other food manufacturing facilities, which recorded 82.00 mg/L of CODMn and 195.38 mg/L of TOC, basic petrochemical compound manufacturing facilities, which recorded 8.48 mg/L of CODMn and 14.16 mg/L of TOC, and transportation equipment repair and car washing or cleaning facilities, which recorded 24.78 mg/L of CODMn and 25.71 mg/L of TOC. Correlations among different organic matters were analyzed according to business categories, and the results show a range of 0.9813 ～ 0.3742, which points to huge differences among business categories. In addition, the study examined Establishments A, B, C and D, whose wastewater discharge was less than 200 m3 in organic matter characteristics (pH, conductivity, alkalinity, hardness, BOD, CODMn, SS, TOC, DOC, and SUVA254) and found that their organic matter discharges had been underestimated as they were in the food industry. These results raise a concern with the possibilities of their exceeding the criteria in case of TOC application and a need for them to improve their processes and consequently change their management methods.

Keywords: Chemical Oxygen Demand(COD), Total Organic Carbon(TOC), industrial facility

본 연구는 유기물질 측정지표가 화학적산소요구량(CODMn)에서 총유기탄소(TOC)로 전환된 이후 전남 동부권 지역의 폐수배출시설의 유기물질을 측정하여 업종별 특성과 도내 소규모 식료품 제조업 관련 폐수배출시설의 공정수 및 방류수의 수질특성 평가를 바탕으로 총유기탄소(TOC) 특성을 살펴보았다. 동부권 폐수배출시설의 자료를 업종별로 분류하여 10개 업종, 96개 자료에 대하여 CODMn, TOC 항목 측정을 수행하였다. 폐수배출량이 200 m3 미만인 수산물 가공 및 저장처리시설 A, B와 과실채소 가공 및 저장 처리시설 C, 수산동물가공 및 과실채소가공 저장처리시설 D에 대해 폐수처리시설의 공정수와 방류수의 수질 일반항목 4항목(pH, 전기전도도, 알칼리도, 경도)과 유기물질 6항목(BOD, CODMn, 부유물질, TOC, DOC, SUVA254)을 분석하였다.

1.  도내 폐수배출시설 10개 업종, 96개 자료에 대한 CODMn 평균농도는 4.20 mg/L ~ 82.00 mg/L, TOC 평균농도는 3.71 mg/L ~ 195.38 mg/L의 분포를 보였다. 업종별 유기물질 지표간 상대비(CODMn/TOC) 0.42 ~ 1.50(평균 1.11), CODMn 산화율은 12.69 % ~ 45.45 %(평균 33.51 %), TOC 배출허용기준 배출비율은 7.73 % ~ 100.72 %(평균 35.15 %)였다. 자료의 TOC와 CODMn 항목의 상관계수 0.8047로 높은 양의 상관결과를 보였다. 업종별 상관결과는 0.3742 ~ 0.9813으로 큰 차이를 보였다.

2.  업종별 방류수의 유기물질 농도가 높은 업종은 “기타 식품 제조시설”로 CODMn 평균농도 82.00 mg/L, TOC 평균농도 195.38 mg/L 였고, 유기물질 지표간 상대비(CODMn/TOC) 0.42, CODMn 산화율은 12.69 %, TOC 배출허용기준 배출비율 100.72 % 나타났다. TOC 평균농도가 CODMn 평균농도보다 높게 측정되었다.

3.  “석유화학계 기초화합물 제조시설”은 CODMn 평균농도 8.48 mg/L, TOC 평균농도 14.16 mg/L 였고, 유기물질 지표간 상대비(CODMn/TOC)는 0.60, CODMn 산화율은 18.11 %, TOC 배출허용기준 배출비율은 56.62 % 나타났다. TOC 평균농도가 CODMn 평균농도보다 높고, 유기물질 지표간 상대비, 산화율이 낮게 나타났지만, TOC 배출허용기준 배출비율은 낮아 방류수 TOC 배출허용기준 이내로 나타났다.

4.  수산물 가공 및 저장처리 A시설 수질은 유입수 BOD 1,161.0 mg/L ~ 504.0 mg/L의 고농도 폐수로 생물학적인 처리 과정을 통해 BOD, CODMn, TOC 1, 2차 처리효율은 (95.96, 95.04) %, (94.92, 84.75) %, (96.90, 91.14) % 결과를 보였다.

5.  수산물 가공 및 저장처리 B시설 수질은 유입수 BOD 495.0 mg/L ~ 307.5 mg/L로 물리･생물학적인 처리 과정을 통해 BOD, CODMn, TOC 1, 2차 처리효율은 (99.46, 93.68) %, (96.11, 82.28) %, (97.00, 87.99) % 결과를 보였다.

6.  과실채소가공 및 저장처리 C시설 수질은 유입수 BOD 402.5 mg/L ~ 331.7 mg/L로 생물학적인 처리 과정을 통해 BOD, CODMn, TOC 1, 2차 처리효율은 (92.70, 96.47) %, (84.88, 84.47) %, (94.39, 93.92) % 결과를 보였다.

7.  수산동물가공 및 과실채소가공 저장처리 D시설 유입수 수질은 BOD 504.0 mg/L ~ 211.1 mg/L로 batch type 폐수처리시설에서 BOD, CODMn, TOC 1, 2차 처리효율은 (89.86, 76.79) %, (82.54, 45.18) %, (83.82, 52.19) % 결과를 보였다.