간행물
상하수도학회지 KCI 등재 Journal of the Korean Society of Water and Wastewater
- 발행기관 대한상하수도학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1225-7672 (Print)2287-822X (Online)
- 수록기간 1993 ~ 2025
- 주제분류 공학 > 건축공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
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제39권 제3호 (2025년 6월) 4건
1.
2025.06
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과불화화합물은 소수성, 소유성, 내열성의 우수한 물성을 기반으로 다양한 산업군에 활용되어 왔으나, 환경 내 잔류성과 생체 독성으로 인해 음용수를 통한 인체 노출이 중요한 공중보건 문제로 대두되고 있다. 본 연구는 음용수 내 과불화화합물 규제의 국제적 규제 동향을 분석하고, 규제 설정 원리와 과학적 배경을 고찰하는 데 목적을 둔다. 먼저 미국, 유럽연합 등 주요 국가의 음용수 내 과불화화합물 규제 현황을 비교하고, 각국이 채택한 규제 대상 물질, 설정 농도, 그리고 기저 규제 철학을 분석하였다. 특히 본 연구에서는 미국의 독성 및 위해성 기반 과학적 규제 체계를 근거로, 과불화화합물의 독성참고치(RfD) 및 발암계수(CSF)가 어떻게 도출되고 규제 기준으로 변환되는지 단계적으로 설명하였다. 또한, 개별 과불화화합물의 위해성을 넘어서, 혼합된 과불화화합물의 누적 위해성(HI) 산정 방식의 과학적 배경을 함께 살펴보았다. 이러한 국제적 규제 진전에도 불구하고, 현재 우리나라의 경우 3종 과불화화합물만 수질감시항목으로 지정되어 있을 뿐, 인체 위해성에 기반한 법적 수질기준은 마련되지 않은 실정이다. 또한, 현재의 국내 감시체계에서는 다종 과불화화합물의 혼합 노출로 인한 누적 위해성을 평가하지 못하는 구조적 한계가 있다. 이에 본 논문은 국제적인 규제 동향과 과학적 기준 설정 원리를 종합적으로 분석하고, 주요 국가의 모범사례를 바탕으로 국내 과불화화합물 음용수 규제 체계의 발전을 위한 시사점을 제시하였다.
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2.
2025.06
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과불화화합물(PFAS)은 높은 화학적⋅열적 안정성으로 인해 환경에서 쉽게 분해되지 않고 축적되며, 생식 독성, 내분비계 장애 등 다양한 유해성을 나타내 글로벌 규제의 중심에 있다. 특히 반도체 제조 산업은 PFAS 계열 화학물질을 공정 중 직접 사용하거나 부산물 형태로 배출하고 있어, 이들 물질의 배출 현황과 특성에 대한 면밀한 관찰과 관리가 필수적이다. 본 연구는 반도체 제조 공정에서 발생 가능한 PFAS의 배출 경로를 공정 단계별로 체계적으로 분석하고자 하였다. 이를 위해 반도체 공정 중 PFAS의 사용 및 유출 가능성이 높은 포토 공정, 습식 화학 공정, 건식 화학 공정을 구분하여 각 단계에서 PFAS가 어떤 방식으로 사용되고 어떤 경로로 배출되는지를 체계적으로 검토하였다. 분석 결과, 포토 공정에서는 포토레지스트에 포함된 광산발생제를 통해 PFAS가 직접적으로 사용되는 것으로 나타났으며, 습식 공정에서는 식각 및 세정 단계에서 PFAS 계면활성제가 폐수로 유입되는 경로를 확인하였다. 건식 공정에서는 불소계 가스 및 리간드(Ligand) 물질이 간접적인 PFAS 발생원으로 작용할 수 있으며, 공정 내 화학적 분해 반응을 통해 형성되는 PFAS 유사물질의 배출 또한 고려할 필요가 있음을 밝혔다. 본 연구는 반도체 제조 공정에서의 PFAS 배출 특성을 공정 구조와 연계하여 통합적으로 분석함으로써, 향후 PFAS 저감 기술 개발 및 규제 대응을 위한 기술적⋅제도적 관리 방안 수립을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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3.
2025.06
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상수도 분야에서 자산관리의 주요 목표는 운영 목표를 유지하고 비용을 최소화함으로써 효율성을 제고하고, 궁극적으로 원하는 LoS(Level of Service, 서비스 수준)을 지속적으로 유지하는 데 있다. 2000년대 초반부터 자산관리 기법은 전세계 상하수도 분야에 적용되어 왔으며, 한국에서도 2014년 이후 관련 연구개발(R&D)과 시범사업이 추진되었다. 그러나 LoS에 대한 이해와 적용의 부족, 불완전하거나 부정확한 데이터, 과중한 업무 부담 등의 문제로 인해 효과적인 도입에 한계가 있었다. 미국 EPA의 지침에 따르면, 자산관리의 핵심은 예측정비(predictive maintenance)와 운영ㆍ유지관리 데이터를 활용한 체계적 의사결정을 통해 자산의 기능을 최소 생애주기비용으로 유지하는 것이다. 성공적인 자산관리체계 구축을 위해서는 LoS를 중심에 두어야 하며, 이는 투자계획 수립과 성과평가에 직접적인 영향을 미친다. 또한 디지털화, 데이터 기반 분석, 지속적인 시스템 개선이 장기적인 지속가능성을 확보하는 데 필수적이다. 성공적인 자산관리 체계 구축을 위해서는 자산관리의 개념과 목표를 명확히 정의하고, 표준화된 데이터베이스 및 시스템을 구축하며, 리더십과 조기 투자계획, 핵심 원리 및 기법에 대한 교육을 병행하는 것이 중요하다. 자산관리는 과학적 데이터와 논리에 기반한 합리적 의사결정체계로 발전해야 하며, 이는 4차 산업혁명의 요구에 부합하는 방향이기도 하다. 결론적으로, LoS에 대한 명확한 이해가 없다면, 자산관리 시스템은 실효성을 상실할 위험성이 크다. 따라서, LoS 개념을 강화하는 것이야말로 고객 서비스를 극대화하고 비용 효율적인 구조를 구현하는 궁극적 목표를 달성하는 핵심 열쇠이다.
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4.
2025.06
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Membrane-Aerated Biofilm Reactor(MABR)는 하수처리 공정의 에너지 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 차세대 기술로 주목받고 있다. 기존 활성슬러지 공정의 기포형 산기 시스템은 산소전달효율(OTE)이 낮고 전체 에너지 소비의 80%까지 차지하는 등 에너지 비효율성을 내포하고 있다. 반면 MABR은 기체 투과성 막(membrane)을 통해 생물막으로 산소를 직접 공급함으로써, 이론적으로 100%까지 OTE 달성이 가능하다. 본 논문은 MABR의 산소전달 메커니즘과 구조적 특징을 정리하고, OTE, 산소전달속도(OTR), 폭기 효율(AE) 등의 에너지 효율 지표를 중심으로 파일럿 및 실규모 적용 사례 11건을 분석하였다. 분석 결과, AE는 기존 활성슬러지 공정 대비 약 4-5배 향상된 수치이다. 그러나 OTE와 OTR 간의 상충관계, 공정 규모, 기질 농도 등 다양한 운영 변수에 따라 성능이 상이하게 나타났으며, 현장 적용에서는 이론적 효율을 하회하는 사례도 확인되었다. 이러한 한계를 극복하기 위한 기술적 접근으로는 간헐 공기 공급, 주기적 환기, 막 소재 개선, 막 이완 제어 등이 시도되고 있다. 동시에, 실증 연구들 간 실험 조건 및 효율 지표 산정 기준의 상이함은 결과 해석의 일관성을 저해하는 요인으로 지적된다. 따라서 본 연구는 향후 MABR 기술의 실용화를 위해 에너지 효율 평가 기준의 표준화와 대규모 현장 검증의 필요성을 강조한다.
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