본 연구는 원유로부터 정제된 파라자일렌(Para Xylene)을 원료로 테레프탈산(TPA: Terephthalic acid)을 생산하는 공정에서 배출되는 저순도 테레프탈산 잔사인 CTA(Crude Terephthalic acid)의 악취저감을 위한 저감제 개발과 유기성슬러지의 고형연료 활용 방안에 관하여 연구하였다. TPA 석유화학 공정에서 발생되는 TPA 슬러지의 발생량은 0.3~0.4%/kg이며, 슬러지는 보관 또는 운송, 소각 과정에서 끊임없이 악취를 발생시키며 대기환경에도 많은 영향을 끼친다. 이러한 악취로 인해 고효율의 열량을 가졌음에도 화력발전소의 연료로 이용하지 못하고 있는 실정이다. 악취저감제는 탄소수가 많은 고지방산과 비이온계면활성제 등을 일정 조성비로 혼합하여 실험하였고, fatty acid 15~30, mono fatty acid 20~35, linolenic acid 20~35, oleic acid 20~25, palmitic acid 5~10, non0ionic surface active agent 5~7% 구성성분 조성비를 갖는다. TPA 유기성 슬러지를 고형연료로 활용하기 위해 고형연료 품질시험에 따른 전 망목에 대해 실험하였다. 고형연료 샘플 500g을 기준으로 TPA 슬러지와 TPA 슬러지에 애쉬 10%를 첨가한 시료 각 두 종류에 대하여 실험한 결과 저위발열량 기준 3,960과 3,540 kcal/kg으로 각각 나타나 고형연료제품 품질기준 3,500 kcal/kg 이상을 만족하여 활용가치가 높은 것으로 나타났다. 또한 염소 0.03%, 황분･수은･카드늄･납･비소･안티몬 불검출, 크롬 45.4mg/kg, 코발트 5,400 mg/kg, 구리 145 mg/kg, 망간 1,300 mg/kg, 니켈 44.4 mg/kg, 탈륨･바나듐 불검출로 나타났다. 악취저감을 위한 pilot-plant는 그림 1과 같이 구성하여 실험하였고, 악취저감제는 0~25% 슬러지 중량비로 주입하여 처리특성을 조사였다.

2011년 기준으로 울산지역의 국가산업단지에서 발생하는 폐기물은 5,832 톤/일이며, 이 중 가연성 폐기물은 1,626 톤/일이 발생하였다. 가연성 폐기물의 처리방법은 발생량의 63%를 차지하는 오니류의 영향으로 해역배출이 47%로 가장 높으며, 재활용 24%, 소각 21%, 매립 8% 순으로 나타났다. 울산지역은 사업장에서 발생하는 가연성 폐기물의 배출을 줄이고 발생된 폐기물의 효율적인 재이용, 재활용을 통해 자원 및 에너지 효율을 극대화하는 생태산업단지 구축 사업이 2005년부터 추진되었으며, 폐기물과 에너지 분야에서 다양한 사업화 성과를 달성하였다. 본 연구는 생태산업단지구축 사업의 일환으로 테레프탈산 제조 공정 폐기물에서 방향족산의 회수를 통해 폐기물의 부가가치를 높이는 방안에 대한 실험을 진행하였다. 테레프탈산 폐기물에는 생산품인 테레프탈산을 포함해 아이소프탈산, 벤조산, 파라톨루익산이 각각 10%, 16%, 23%, 9% 함유되어 있다. 테레프탈산 폐기물에서 방향족산을 회수하는 방안은 승화장치와 활성탄 칼럼을 이용하는 방법과 탈수와 증류 공정을 이용하는 방법 등 다양하게 연구되었으나, 과도한 운영비용으로 인해 상용화에 실패하였다. 따라서 본 연구에서는 메탄올을 용매로 하여 아이소프탈산의 회수에 대한 실험을 진행하였다. 메탄올에 대한 용해도는 테레프탈산이 0.792 g/L, 아이소프탈산이 14.62 g/L로 벤조산과 파라톨루익산에 비해 상대적으로 낮아 폐기물을 메탄올에 용해 후 여과하면 대부분 고형물로 회수가 가능하다. 본 실험은 폐기물 200g에 메탄올 400g을 혼합하고 30분간 교반한 후 여과하여 고형물로 50g을 회수하였다. 회수된 고형물은 50% 이상이 아이소프탈산이며, 아이소프탈산의 순도를 높이기 위해 메탄올로 1회 세척을 하면, 용해도가 큰 아이소프탈산이 메탄올에 녹는다. 이를 여과한 후 용매를 증발시킴으로서 아이소프탈산 25g (순도 90% 이상)을 회수하였다. 폐기물 내 아이소프탈산의 함량을 기준으로 회수율은 80%로 나타났다. 아이소프탈산은 폴리에스터수지 및 폴리아마이드수지 등의 원료로 사용됨으로, 폐기물에서 아이소프탈산을 회수하여 원료 물질로 사용이 가능하다. 이를 통해 폐기물의 처리 비용 절감은 물론 버려지던 페기물에서 고부가가치 물질의 회수 및 판매를 통한 경제적 이득도 함께 취할 수 있을 것으로 판단된다.