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물 처리

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1. 개요

물 처리는 인간과 환경을 위해 물의 오염 물질을 제거하는 과정으로, 역사적으로 모래 여과와 염소 처리가 사용되어 왔다. 한국은 고대부터 숯과 자갈을 이용한 정화법을 사용해왔으며, 1960년대 이후 산업화로 인한 수질 오염으로 하수 처리 시설 확충이 시작되었다. 물 처리의 종류는 물리화학적 처리와 생물학적 처리로 나뉘며, 음용수, 하·폐수, 산업 용수, 해수 담수화 등 다양한 분야에서 활용된다. 수질 분석 및 기준은 처리된 물의 안전성을 확보하기 위해 중요하며, 세계 보건 기구와 각국의 수질 기준을 따른다. 또한, 아사히카세이, 삼성 그룹 등 다양한 기업들이 물 처리 관련 사업을 전개하고 있으며, 4대강 사업, 낙동강 페놀 유출 사건, 붉은 수돗물 사태 등 물과 관련된 주요 사건들이 발생했다.

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물 처리
개요
물
다양한 상태의 물
화학식H₂O
분자량18.01528(33) g/mol
밀도액체: 997 kg/m³ (300 K)
고체: 917 kg/m³
녹는점0 °C (273.15 K)
끓는점100 °C (373.15 K)
임계 온도373.946 °C (647.096 K)
어는점0 °C
겉모습무색, 무취의 액체 (두꺼운 층은 옅은 파란색)
정의
정의상수, 공업용수, 농업용수 등을 사람이 이용하기에 적합하도록 정화하는 조작
목적
목적생활 용수 확보
공업 용수 확보
농업 용수 확보
환경 보전
처리 방법
물리적 처리침전
여과
흡착
화학적 처리약품 주입 (응집, 살균 등)
중화
산화 및 환원
생물학적 처리활성 슬러지 법
생물막 법
처리 단계
상수 처리취수
침사
약품 혼화
응집 및 침전
여과
소독
송수
하수 처리스크리닝
침사
침전
생물학적 처리 (활성 슬러지 등)
소독
방류
고도 정수 처리
개요일반적인 정수 처리로 제거하기 어려운 물질을 제거하는 처리 방법
종류오존 처리
활성탄 흡착
생물 여과
막 여과 (정밀 여과, 한외 여과, 역삼투)
관련 기술
관련 기술수질 측정
수질 관리
환경 공학
기타
주의사항처리되지 않은 물은 건강에 해로울 수 있음

2. 물 처리의 역사

물 처리 기술은 인류의 역사와 함께 발전해 왔으며, 초기에는 주로 침전, 여과와 같은 단순한 방법이 사용되었다. 1804년 존 기브가 설치한 모래 필터는 급수를 정화하는 최초의 사용 기록으로 알려져 있다.[36] [37]

2. 1. 한국의 역사

주어진 원문 소스는 일본의 물 처리 역사에 대한 내용이므로, '한국의 역사' 섹션에 포함될 수 없다. 따라서 이전의 출력은 요약문의 내용을 기반으로 작성되었지만, 원문 소스를 반영하지 못했으므로 빈 출력으로 대체한다.

2. 2. 세계의 역사

초기의 물 처리 방법에는 현재에도 이용되는 모래 여과 및 염소 처리가 있으며, 존 기브라는 스코틀랜드 페이즐리에 있는 표백제 제조자가 실험용 필터를 설치하고, 불필요한 잉여분을 공중에 판매한 것이 급수를 정화하는 모래 필터의 최초 사용 기록으로, 1804년까지 거슬러 올라간다.[36][37] 이 방법은 그 후 20년 동안 세련되어, 1829년에 런던의 첼시 워터웍스 컴퍼니에 의해 설치된, 세계 최초로 처리된 공공 용수 공급으로 정점에 달했다.[38][39]

3. 물 처리의 종류

물 처리는 사용 목적과 오염원에 따라 다양한 방법이 적용된다. 크게 물리화학적 처리와 생물학적 처리로 나눌 수 있다.[34]


  • 물리화학적 처리: 오염 물질의 크기, 비중, 화학적 특성을 이용하여 분리한다.
  • 침전 분리
  • 부상 분리
  • 여과
  • 사여과
  • 급속 여과
  • 완속 여과
  • 탈수 여과
  • 분리: 을 이용하여 미세한 물질을 제거한다.
  • 역삼투막
  • 한외 여과막
  • 정밀 여과막
  • 이온 교환
  • 음이온 교환 수지
  • 양이온 교환 수지
  • 킬레이트 수지
  • 물리 흡착
  • 활성탄
  • 스트리핑: 휘발성 유해 물질을 기체를 불어 넣어 기체 쪽으로 분리한다.
  • 산화・소독
  • 염소
  • 오존: 오존을 불어 넣어 유기물을 분해한다.
  • 광선
  • 자외선 조사
  • 태양수 살균
  • 전기 투석・전기 분해
  • 생물학적 처리: 미생물의 흡수, 분해 작용을 이용한다.[34]
  • 활성 오니법
  • 생물막 여과
  • 혐기성 처리법


이러한 기술들은 수처리 시설에서 조합되어 사용된다.[34]

철 침전을 위한 빈 폭기 탱크


다음은 물 처리 기술이 사용되는 주요 용도이다.

  • 해수 담수화: 해수에서 염분을 제거하여 담수(수돗물)를 얻는다.
  • 식품 제조: 미생물이나 유독 물질에 오염되지 않은 물을 얻는다.
  • 반도체 소자 제조: 세척용으로 불순물이 거의 없는 초순수가 필요하다.
  • 보일러 급수: 스케일에 의한 열교환 효율 저하나 부식을 막기 위해 이온 교환·약품 첨가가 이루어진다.
  • 냉각탑: 슬라임에 의한 열교환 효율 저하나 레지오넬라균에 의한 감염증을 막기 위해 약제 첨가가 이루어진다.


지구상의 물 중 담수는 2.5%에 불과하며, 지속적으로 이용 가능한 담수는 약 10만 km3로 지역적으로 편재되어 있다.[34] 물 부족 문제 해결을 위해 절수와 더불어 하수 재이용, 해수 담수화 등 물 처리 기술이 활용된다.[34]

다음은 수처리 분야의 주요 기업들이다.

  • 아사히카세이: 상하수도 및 하수 처리에 사용되는 수처리 막 분야에서 세계 점유율 약 20%, 미국에서의 점유율 약 50%를 차지한다(2012년 시점).[35]
  • 미쓰비시 레이온: 상하수도 및 하수 처리 등에 사용되는 수처리 막 분야에서 중국 등 해외 진출 및 확대(2012년 시점).[35]
  • 구보타: 상하수도 및 하수 처리 등에 사용되는 수처리 막 분야에서 중국 등 해외 진출 및 확대(2012년 시점).[35]
  • 도레이: 해수 담수화에 사용되는 수처리 막 분야에서 세계적으로 높은 점유율을 자랑한다(2012년 시점).[35]
  • 닛토 덴코: 해수 담수화에 사용되는 수처리 막 분야에서 세계적으로 높은 점유율을 자랑한다(2012년 시점).[35]
  • 아쿠아스, 히타치 조선, 에바라 제작소, 오르가노, 고토부키 가공기, 쿠리타 공업, 사사쿠라, 산키 공업, 다쿠마, 주고이로 공업, 쓰키시마 기계, TFC, 토케미, 니시하라 환경 테크놀로지, 닛테츠 스미토모 환경, 일본 원료, 마에자와 공업, 메타워터, 린카이, 노무라 마이크로 사이언스, 세이스이 공업
  • 삼성 그룹: 2012년 9월 13일, 수처리 막 분야 진출을 발표.[35]

3. 1. 음용수 처리

정수 과정은 처리되지 않은 물에서 오염물을 제거하여, 사람이 마시기에 안전한 음용수를 만드는 과정이다. 이 과정을 통해 부유고형물, 박테리아, 조류, 바이러스, , 광물(, 망가니즈, 따위), 기타 화학 오염물(비료 따위) 등을 제거한다.[1]

식수를 만들기 위한 처리는 원수에서 오염 물질을 제거하고 유해한 미생물을 없애, 단기적 또는 장기적으로 건강에 해로운 영향 없이 사람이 섭취하기에 충분히 순수한 물을 만드는 것을 포함한다. 가장 큰 미생물학적 위험은 사람이나 동물(조류 포함)의 배설물로 오염된 물을 마시는 것과 관련이 있다. 배설물은 병원성 박테리아, 바이러스, 원생동물, 기생충의 원인이 될 수 있다. 따라서 미생물 병원체를 제거하거나 파괴하는 것은 필수적이며, 부유 물질과 같은 반응성 화학 물질을 사용하여 박테리아, 조류, 바이러스, 곰팡이, , 망간 등의 미네랄을 제거한다.[2]

수질을 보장하기 위한 조치는 물 처리뿐만 아니라 처리 후 운반 및 분배와도 관련이 있다. 따라서 분배 과정에서 세균 오염을 막고 파이프를 깨끗하게 유지하기 위해 처리된 물에 잔류 소독제를 유지하는 것이 일반적이다.[3]

음용수 처리 과정에는 침전, 여과와 같은 물리적 공정, 소독 및 응고와 같은 화학적 공정, 저속 모래 여과와 같은 생물학적 공정이 있다.

전 세계 도시의 식수 처리에는 다음과 같은 공정들이 조합되어 사용된다.

  • 조류 방제를 위한 사전 염소 소독 및 생물학적 성장 억제
  • 소량의 용존 망간이 있는 경우, 용존 철 제거를 위한 사전 염소 처리와 함께 폭기
  • 응집 또는 완속 여과를 위한 응고
  • 고분자 전해질이라고도 하는 응집 보조제 사용 (응집을 개선하고 더 튼튼한 플록 형성)
  • 플록에 포획된 부유 고형물 제거를 위한 침전
  • 세척하여 재사용할 수 있는 모래층을 통과시키거나, 세척 가능하도록 특별히 설계된 필터를 통과시켜 물에서 입자를 제거하는 여과
  • 박테리아, 바이러스 및 기타 병원체 제거를 위한 소독


식수 및 기타 용도에 대한 기술은 충분히 개발되어 있으며, 특정 수원에 대한 예비 시험을 통해 처리 공정을 선택할 수 있다. 또한 많은 민간 기업이 특정 오염 물질 처리를 위해 특허받은 기술 솔루션을 제공한다. 물 자동화 및 폐수 처리는 선진국에서 일반적이며, 계절, 규모, 환경 영향에 따른 수원 수질은 자본 비용과 운영 비용에 영향을 미친다. 처리된 물의 최종 사용 목적에 따라 필요한 품질 관리 기술이 결정되며, 현지에서 사용 가능한 기술에 따라 자동화 수준이 결정된다.

구성 요소단위 공정
탁도 및 입자응고/응집, 침전, 입상 여과
주요 용존 무기물연화, 폭기, 멤브레인
소량의 용존 무기물멤브레인
병원체침전, 여과, 소독
주요 용존 유기물멤브레인, 흡착


3. 2. 하·폐수 처리

하·폐수 처리는 생활하수 또는 산업폐수에 있는 오염물질을 제거하는 과정이다. 주로 물순환계에서 환경 문제를 최소화하거나 처리된 물을 재이용하기 위해 사용된다. 하·폐수 처리에 사용되는 가장 대표적인 방법은 미생물의 대사과정을 이용한 생물학적 처리이며, 이 중 가장 대표적인 공법이 활성슬러지 공법이다.[1]

하수 처리는 하수를 제거하고 오염 물질을 변환하여 환경으로 다시 방출하기에 적합하게 하는 과정이다. 하수에는 가정, 산업, 농업 활동에서 생성된 생활성 폐기물이 포함되어 있다. 하수 처리는 물리적, 화학적, 생물학적 과정을 포함하며, 슬러지를 생산하고 처리한다. 처리의 목표는 환경에 유해한 오염 물질을 제거하여 깨끗한 폐수를 생산하는 것이다.

하수 처리는 대규모 하수 처리장과 소규모 개별 하수 처리 시스템을 포함한 다양한 유형의 시설에서 발생한다. 대부분의 도시는 하수를 처리하는 하수 처리장을 가지고 있다. 이러한 시설에서는 하수를 수집하고 처리하여 호수, 강, 바다로 방류하기 전에 오염 물질을 제거한다. 개별 하수 처리 시스템은 가정이나 소규모 지역 사회에서 하수를 처리하는 데 사용되며, 정화조와 소규모 폐수 처리 시스템이 포함된다.

하수 처리 공정에는 예비 처리, 1차 처리, 2차 처리, 3차 처리가 포함된다. 예비 처리는 큰 고형물과 쓰레기를 제거하고, 1차 처리는 침전을 사용하여 고형물을 제거한다. 2차 처리는 박테리아를 사용하여 유기물을 분해하며, 3차 처리는 고급 여과소독과 같은 추가적인 처리를 포함한다.

폐수 처리는 폐수 또는 하수에서 대부분의 오염 물질을 제거하여 자연 환경에 처리하기에 적합한 폐수와 슬러지를 모두 생성하는 공정이다. 생물학적 공정을 폐수 처리에 사용할 수 있으며, 폭기 라군, 활성 슬러지 또는 완속 여과 등이 포함된다. 효과적인 처리를 위해서는 하수가 적절한 파이프와 인프라를 통해 처리장으로 운반되어야 하며, 공정 자체는 규제와 관리의 대상이 되어야 한다. 일부 폐수에서는 다른 특수한 처리 방법이 필요할 수 있다. 가장 단순한 수준에서 하수 및 대부분의 폐수 처리는 일반적으로 침강을 통해 액체에서 고체를 분리하여 수행된다. 용해된 물질을 점차 고형물, 일반적으로 생물학적 플록으로 변환한 다음 이를 침강시킴으로써 순도가 증가하는 유출수가 생성된다.[41][42]

배수 처리와 음용수 처리를 모두 결합한 주목할 만한 예는 싱가포르의 NEWater이다.[43] NEWater는 폐수를 음용수로 변환하는 기술로, 기존의 수처리 공정에 더해 이중 막(정밀 여과 및 역삼투압) 및 자외선 기술을 사용하여 정제된 처리된 폐수(하수)를 생산한다. 이 물은 음용 가능하며, 고순도 물을 필요로 하는 산업에서 주로 사용된다. 플랜트의 총 용량은 약 75700m3/일이며, 이 중 약 6%는 중수도에 사용되고, 싱가포르 음용수 소요량의 14m3/s의 약 1%에 해당한다. 나머지는 웨이퍼 제조 공장 및 기타 비음용수 산업에 활용되며 우드랜즈, 템피니스, 파시르 리스 및 앙모키오에서 활용된다.

미국 환경보호청(EPA)과 주 환경 기관은 [수질 정화법]에 따라 폐수 배출 기준을 설정한다.[62] 점오염원은 [국가 오염 물질 배출 제거 시스템](NPDES)을 통해 표면 배출 허가를 받아야 하며, 산업 시설, 자치 단체([하수 처리장|하수 처리]장 및 [우수관] 시스템), 군사 기지 등 기타 정부 시설 및 동물 [사육장|사육]장과 같은 [농업] 시설이 포함된다.[63]

EPA는 다음과 같은 기본적인 국내 배출 기준을 설정한다.

  • "2차 처리 규칙"은 시의 [하수 처리장|하수 처리]장에 적용된다.[64]
  • 배출 가이드라인은 산업 시설의 범주에 대한 규정이다.[65]


이러한 기준은 허가에 통합되어 있으며, 허가에는 개별적으로 개발된 추가적인 처리 요구 사항이 포함될 수 있다. NPDES 허가는 5년마다 갱신해야 한다.[66] EPA는 46개의 주 기관에 NPDES 허가 발급 및 집행을 허용하며, EPA 지역 사무소는 해당 주의 다른 지역에 대한 허가를 발급한다.[67]

[지하수]로의 배출은 [안전한 식수법]에 따라 지하 주입 관리 프로그램을 통해 규제된다.[68]

하수 처리 시설 개선을 위한 재정적 지원은 저금리 대출 프로그램인 [청정 수질 주 순환 기금]을 통해 주 및 지방 자치 단체에서도 이용할 수 있다.[69]

3. 3. 산업 용수 처리

산업 용수 처리는 특정 산업 공정에 필요한 수질을 확보하기 위한 과정이다. 주요 공정으로는 보일러 용수 처리와 냉각수 처리가 있다. 적절한 수처리가 이루어지지 않으면 관 내에 모래나 박테리아가 존재할 수 있다. 특히 증기 보일러 용수 처리가 제대로 되지 않으면 스케일이나 부식이 발생하여 기계 효율을 저하시키고 추가 연료 소비를 유발한다.[70] 또한, 수질이 나쁘면 레지오넬라균(Legionella)과 같은 박테리아가 번식하여 공중 위생을 위협할 수 있다.[70]

적절한 산업 용수 처리를 통해 다음과 같은 경제적 효과를 얻을 수 있다.

  • 물 소비량 감소로 인한 수도 요금 절감
  • 폐수 처리 비용 감소
  • 재이용수를 이용한 폐열 회수로 에너지 비용 절감


보일러 용수의 부식은 용존 산소, 산성도, 높은 알칼리도 때문에 발생한다. 따라서 수처리를 통해 용존 산소를 줄이고 적절한 pH와 알칼리도를 유지해야 한다. 효과적인 수처리가 이루어지지 않으면 냉각 시스템의 효율성이 감소하고 플랜트 수명이 단축되며, 작동의 신뢰성이 저하될 수 있다.[44]

반도체 제조에 사용되는 실리콘 웨이퍼 제조, 우주 기술, 고품질 야금 공정과 같은 산업에서는 초순수가 필요하다. 초순수는 일반적으로 역삼투, 이온 교환, 고체 주석 장치를 이용한 증류 등 여러 단계를 거쳐 제조된다.

3. 4. 해수 담수화

역삼투 또는 증류를 통해 염수를 처리하여 담수를 얻을 수 있다.[50] 두 방법 모두 지표수를 처리하는 것보다 더 많은 에너지가 필요하며, 일반적으로 연안 지역이나 지하수 등 물의 염분 농도가 높은 곳에서 활용된다.[51]

4. 물 처리 기술

물 처리는 오염 물질의 종류와 농도, 처리 목표 등에 따라 다양한 기술이 적용된다. 크게 물리화학적 처리와 생물학적 처리로 나눌 수 있다.[34]


  • 물리화학적 처리: 오염 물질의 크기, 비중, 화학적 특성을 이용하여 분리한다.[34]
  • * 침전: 부유고형물과 같이 물보다 무거운 입자를 가라앉혀 제거한다.
  • * 여과: 모래 여과와 같이 물리적인 막을 이용해 입자를 걸러낸다.
  • * 활성탄 흡착: 활성탄을 이용하여 물속의 유기물질 등을 흡착하여 제거한다.
  • * 산화: 오존 등을 주입하여 유기물을 분해한다.[34]
  • * 소독: 염소 등을 이용하여 박테리아, 바이러스병원체를 제거한다.
  • 생물학적 처리: 미생물의 흡수, 분해 작용을 이용한다.[34]
  • * 활성 슬러지법: 미생물을 이용하여 유기물을 분해하고, 질소, 인 등을 제거한다.


정수 과정은 처리되지 않은 물에서 오염물을 제거하여 음용수 기준에 맞는 물을 만드는 과정이다. 제거되는 물질에는 부유고형물, 박테리아, 조류, 바이러스, , 광물, 화학 오염물 등이 있다.

하폐수 처리는 생활하수 또는 산업폐수 내의 오염물질을 제거하는 과정이다. 주로 물순환계에서 환경 문제를 최소화하거나 처리된 물을 재이용하기 위해 사용된다. 활성슬러지 공법이 대표적인 미생물을 이용한 생물학적 처리 방법이다.

공업용수 처리는 주로 보일러용수와 냉각용수를 위한 것이다. 적절한 수처리가 이루어지지 않으면 스케일이나 부식형성으로 기계를 파괴할 수 있고 효율성을 저하시킨다. 또한 레지오넬라와 같은 박테리아가 번식하여 공중위생을 저해할 수 있다.

구성 요소단위 공정
탁도 및 입자응고/응집, 침전, 입상 여과
주요 용존 무기물연화, 폭기, 멤브레인
소량의 용존 무기물멤브레인
병원체침전, 여과, 소독
주요 용존 유기물멤브레인, 흡착


4. 1. 물리적 처리

침강은 폐수 처리에서 가장 중요한 절차 중 하나이다. 중력 분리는 유체에서 입자를 분리하는 방법으로, 처리 과정에서 물의 속도를 감소시켜 정지 상태에서 부유 입자가 안정적으로 유지되도록 한다. 이후 중력에 의해 입자가 침강한다.[6][7] 이는 플록에 갇힌 부유 고형물 제거와 같은 고형물 분리에 사용된다.

여과는 입자 크기를 기반으로 오염 물질을 제거하는 기술이다. 폐수에서 오염 물질을 제거하면 다양한 목적으로 물을 재사용할 수 있다. 이 절차에 사용되는 필터 유형은 물에 존재하는 오염 물질에 따라 다르다. 입자 여과와 막 여과는 폐수 여과의 두 가지 주요 형태이다.[8]

부상 분리(탈기)는 용액에서 용존 가스를 제거하는 과정이다. 헨리의 법칙에 따르면 액체에 용해된 가스의 양은 해당 가스의 분압에 비례한다. 탈기는 가스를 제거하여 물의 pH를 높이는, 폐수에서 이산화 탄소 가스를 제거하는 저비용 방법이다.[5] 탈기기는 보일러 급수에서 산소와 질소를 줄이는 데 사용된다.

4. 2. 화학적 처리

응집 과정에서는 응집제를 첨가하여 콜로이드 현탁액을 불안정하게 만들어 전하를 중화시킨다. 이로 인해 작은 입자들이 뭉치게 된다.[9] 고분자 전해질은 응집을 개선하고 더 튼튼한 플록 형성에 사용되는 응집 보조제이다. 고분자 전해질은 양전하 또는 음전하를 띠며, 정수장의 원수 특성에 따라 결정된다. 주로 염화철, 황산철, 명반과 같은 1차 응고제와 함께 사용된다.[9]

소독은 염소, 오존, 자외선을 사용하여 박테리아, 바이러스, 기타 병원균을 죽이거나 불활성화시키는 과정이다.[5]

산화는 오존 등을 주입하여 유기물을 분해하는 방법이다.[34]

화학적 침전은 폐수 내 중금속 농도를 줄이는 데 사용된다. 용존 금속 이온은 석회와 같은 침전제와 화학적으로 반응하여 불용성 물질로 변환된다. 산업 분야에서는 완전한 침전을 위해 더 강력한 알칼리를 사용할 수 있다. 음용수 처리에서는 공통 이온 효과를 이용해 물의 경도를 낮추기도 한다.[10]

이온 교환은 불용성 물질(수지)이 전해 용액에서 이온을 흡수하고, 수지 구조를 변경하지 않으면서 동일한 전하를 가진 다른 이온을 동일한 양만큼 방출하는 가역적인 과정이다.[15][16]

4. 3. 생물학적 처리

생물학적 처리는 미생물을 이용하여 폐수 속의 유기 오염 물질을 분해하는 방법이다. 미생물은 유기물을 섭취하고, 이산화 탄소, , 무기물과 같은 무해한 물질로 전환시킨다.[21] 이러한 생물학적 산화 및 생합성 과정을 통해 폐수 내 유기물이 제거된다.[22]

주요 생물학적 처리 방법은 다음과 같다:

  • 활성 슬러지법: 미생물을 이용하여 유기물을 분해하고, 질소, 인 등을 제거한다. 하폐수 처리에 사용되는 가장 대표적인 생물학적 처리 방법 중 하나이다.
  • 생물막 여과: 생물막을 이용하여 오염 물질을 제거한다.
  • 혐기성 처리법: 산소가 없는 환경에서 미생물을 이용하여 유기물을 분해하고, 메탄 가스를 생산한다.

4. 4. 막 분리 기술

막 분리는 막을 이용하여 물속의 미세한 물질을 제거하는 기술이다. 막 여과는 부유 고형물, 유기 성분 및 무기 오염 물질(예: 중금속)을 제거할 수 있다.[12][13] 유지할 수 있는 입자 크기에 따라 한외 여과, 나노 여과 및 역삼투와 같은 여러 형태의 막 여과를 사용할 수 있다.[12][13]

막 분리 기술은 다음과 같이 나눌 수 있다.

  • 정밀 여과막
  • 한외 여과막
  • 역삼투막


아미노포스폰산염을 첨가하여 여과를 유지하기 위한 스케일 방지제 특성을 부여할 수 있다.[14]

5. 수질 분석 및 기준

처리된 물이 안전하고 적절하게 사용될 수 있는지 확인하기 위해 다양한 수질 분석이 이루어진다.[70] 수질 분석 항목에 관해서는 하위 섹션인 "=== 수질 분석 항목 ==="에서 확인할 수 있다.

대부분의 선진국에서는 자체적인 수질 기준을 마련하고 있다. 유럽은 유럽 식수 지침[23], 미국은 미국 환경 보호국(EPA)이 안전 식수법에 따라 기준을 설정한다.[56] 이러한 기준이 없는 국가의 경우 세계 보건 기구의 지침을 따르며,[24] 중국은 2002년 생태환경부가 제정한 GB3838-2002(Type II)를 따른다.[25]

이러한 수질 기준은 대부분 강제성이 없는 지침이나 목표로 제시되지만,[26] 유럽 식수 지침과 미국의 안전 식수법은 예외적으로 법적 구속력을 가진다.

5. 1. 수질 분석 항목

수질 분석에는 다음과 같은 항목들이 있다.[70]

5. 2. 수질 기준

대부분의 선진국에서는 자국 내에 적용할 수질 기준을 명시하고 있다. 유럽의 경우 유럽 식수 지침[23]이 있으며, 미국에서는 미국 환경 보호국(EPA)이 안전 식수법에 따라 기준을 설정한다.[56] 이러한 기준에 대한 입법 또는 행정 체계가 없는 국가의 경우, 세계 보건 기구는 달성해야 할 기준에 대한 지침을 발표한다.[24] 중국은 2002년 생태환경부가 제정한 자체 식수 기준 GB3838-2002(Type II)를 채택했다.[25]

식수 수질 기준은 대부분 요구 사항이 아닌 지침 또는 목표로 표현되며, 법적 근거를 갖거나 집행 대상이 되는 경우는 드물다.[26] 예외적으로 유럽 식수 지침과 미국의 안전 식수법은 특정 기준을 법적으로 준수하도록 요구한다.

미국에서 안전 식수법은 미국 환경 보호국(EPA)이 공공 수도 시스템의 식수 품질 기준을 설정하도록 의무화하고 있다.[56] 규격 시행은 주로 주 보건 기관에서 이루어지고 있으며[57] 주는 연방 기준보다 더 엄격한 기준을 설정할 수 있다.[58] EPA는 미생물, 소독제, 소독 부산물, 무기 화학 물질, 유기 화학 물질, 방사성 핵종의 6가지 그룹으로 분류된 90개 이상의 오염 물질 기준을 설정하고 있다.[59] 또한, 규제가 필요할 수 있는 규제되지 않은 오염 물질을 식별하여 목록화하고 있으며, '오염 후보 목록'은 5년마다 공표되며, EPA는 최소 5개 이상의 목록화된 오염을 규제할지 여부를 결정해야 한다.[60] 지역 식수 사업자는 식수 주 재생 기금을 통해 시설 개선을 위해 저금리 융자를 신청할 수 있다.[61]

EPA와 주 환경 기관은 수질 정화법에 따라 폐수 배출 기준을 설정한다.[62] 점오염원은 국가 오염 물질 배출 제거 시스템(NPDES)을 통해 표면 배출 허가를 받아야 하며, 점오염원에는 산업 시설, 자치 단체(하수 처리]장 및

6. 한국의 주요 물 처리 기업

아사히카세이는 상하수도 및 하수 처리에 사용되는 수처리 막 분야에서 2012년 기준 세계 시장 점유율 약 20%, 미국 시장 점유율 약 50%를 차지한다.[35] 미쓰비시 레이온과 구보타는 상하수도 및 하수 처리에 사용되는 수처리 막 분야에서 2012년 기준 중국 등 해외 시장 진출을 확대하고 있다.[35] 도레이와 닛토 덴코는 해수 담수화에 사용되는 수처리 막 분야에서 2012년 기준 세계적으로 높은 점유율을 차지하고 있다.[35]

아쿠아스, 히타치 조선, 에바라 제작소, 오르가노, 고토부키 가공기, 쿠리타 공업, 사사쿠라, 산키 공업, 다쿠마, 주고이로 공업, 쓰키시마 기계, TFC, 토케미, 니시하라 환경 테크놀로지, 닛테츠 스미토모 환경, 일본 원료, 마에자와 공업, 메타워터, 린카이, 노무라 마이크로 사이언스, 세이스이 공업 등 다양한 일본 기업들이 수처리 사업을 전개하고 있다.

삼성 그룹은 2012년 9월 13일 수처리 막 분야 진출을 발표했다.[35]

7. 미래 전망

물 처리 기술은 지속적으로 발전하여, 더욱 효율적이고 친환경적인 방향으로 나아갈 것으로 예상된다. 적정 기술을 활용한 지역 사회 규모 및 가정 규모의 휴대용 정수기 보급이 확대될 수 있다. 태양열 물 소독과 같은 기술은 유해한 수인성 미생물을 제거하는 데 효과적이다.[28] 군용으로 사용되던 역삼투압 정수 장치 (ROWPU)와 같은 기술도 민간에서 활용될 수 있다.[29]

개발 도상국에서 시작되는 수처리 프로그램이 지속 가능하려면, 해당 국가 시민들이 자체적으로 운영할 수 있어야 한다. 외딴 지역의 경우 지속적인 모니터링이 어렵기 때문에, 현지 주민들의 참여와 기술 이전이 중요하다.

수처리 시설은 많은 에너지를 소비할 수 있다. 캘리포니아의 경우, 주 전체 전력 소비량의 4% 이상이 물을 운송하고 처리하는 데 사용된다.[30] 고품질 수원에서 중력을 이용하여 물을 공급하면 에너지 소비를 줄일 수 있다. 펌핑 필요성을 줄이는 살수 여과, 저속 여과, 중력 수도교와 같은 기술은 에너지 효율적인 물 처리 방법이다.

2021년 연구에 따르면 멕시코 도시 지역에서 대규모 수돗물 염소 처리 프로그램을 통해 어린이 설사병 사망률을 크게 줄일 수 있었다.[31]

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