Industry Waste Water Insights vol.3
산업 폐수, 어떻게 처리하시나요?
이차전지 산업의 성장과 고염 폐수 문제의 부상
이차전지 산업이 빠르게 성장하면서, 시장에는 또 하나의 구조적인 부담이 함께 쌓이고 있습니다. 바로 전구체 제조 공정에서 필연적으로 발생하는 고염(망초) 폐수입니다.
해당 폐수는 황산나트륨(Na₂SO₄)을 주성분으로 하며 염 농도가 매우 높아, 기존 하·폐수 처리 공정만으로는 안정적인 처리가 쉽지 않습니다. 방류 시에는 생태독성 문제로 직결될 수 있어, 기업 입장에서는 처리 자체가 곧 환경 리스크로 이어지는 영역이기도 합니다.
문제는 여기서 그치지 않습니다.
MVR이나 결정화 공정을 통해 고형화하더라도, 황산나트륨은 25℃ 기준 약 281 g/L에 달하는 높은 용해도를 가지기 때문에 매립 과정에서 침출수 발생 가능성이 상존합니다. 이로 인해 지하수나 식수원 오염 우려가 지속적으로 제기되어 왔고, 결과적으로 망초 폐수는 처리 비용과 환경 리스크를 동시에 키워온 대표적인 ‘곤란 폐수’로 인식되어 왔습니다.
[ 2025년 상생협력 실증 프로그램 ] BPED 파일럿 플랜트 현장
이차전지 소재사의 전구체 생산시설 내에 설치되어 실제 현장에서 발생하는 황산나트륨 폐수를 활용해 BPED 공정을 통해 수산화나트륨과 황산을 생산
망초 폐수는 정말 ‘처리 대상’일 뿐일까?
우리는 이 질문에 대해 전혀 다른 접근을 제시합니다.
해법의 핵심은 BPED(Bipolar Electrodialysis) 기반 Chemical Recycle입니다.
BPED 공정은 전기투석 기술에 양극성 이온교환막을 결합해, 망초 폐수 속 이온(Na⁺, SO₄²⁻)을 분리·전환하는 방식입니다. 이 과정을 통해 폐수 속 성분으로부터 수산화나트륨(NaOH)과 황산(H₂SO₄)을 직접 생산할 수 있습니다. 다시 말해, 버려지던 폐수가 공정에 다시 투입 가능한 화학 원료로 전환되는 구조입니다.
이는 단순히 처리 효율을 높이는 고도처리 기술과는 성격이 다릅니다.
폐수는 약품으로 전환되고, 외부 약품 구매에 대한 의존도는 낮아지며, 전구체 생산 공정 내부에는 새로운 순환 구조가 형성됩니다. 그 결과, 기존에는 부담이었던 ‘처리 비용’이 공정의 ‘가치 요소’로 전환됩니다.
기존 MVR 기반 처리 방식이 고형 황산나트륨 폐기물을 남기고, 매립·보관·운송 과정에서 장기적인 비용과 리스크를 계속 발생시켰다면, BPED는 폐수 성분의 대부분을 공정 자원으로 재활용함으로써 ZLD 또는 NZLD에 가까운 무방류 구조를 현실적인 대안으로 끌어옵니다. 장기적으로는 약품 구매 비용 절감과 함께 경제성 확보 가능성도 열리게 됩니다. 실제로 부강테크와 이차전지 소재사가 공동으로 수행한 연구에서도, BPED 적용 시 투자비 회수 가능성이 확인된 바 있습니다.
이제 망초 폐수는 더 이상 처리 기술의 사각지대에 머무는 문제가 아닙니다. 오히려 순환경제와 공급망 안정성을 동시에 설계할 수 있는 시험대로 전환되고 있습니다. 중요한 것은 ‘어떻게 더 잘 처리할 것인가’가 아니라, ‘어디까지 공정 안으로 끌어올릴 수 있는가’입니다.
산업폐수의 해답은 더 강한 처리 공정이 아니라, 공정 자체를 다시 설계하는 관점의 전환에서 시작됩니다.
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