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1. 상수원 및 정수 처리(상수도)의 문제점

• 기후변화에 따른 녹조 심화 및 수질 변동성: 여름철 폭염과 가뭄으로 인해 낙동강 등 주요 상수원에서 녹조 현상이 빈번하게 발생하고 있습니다. 이로 인해 조류독소(마이크로시스틴)와 지오스민, 2-MIB 같은 맛·냄새 유발 물질이 증가하여 정수 처리 부하가 크게 가중되고 있습니다.

• 기존 염소 소독의 한계와 소독부산물(DBPs): 수중의 유기물 농도가 높아지면서, 전통적인 염소($Cl_2$) 소독 과정에서 트리할로메탄(THMs) 등 발암성 소독부산물이 생성될 위험이 증가하고 있습니다. 잔류 염소로 인한 불쾌한 냄새는 수돗물 음용률을 떨어뜨리는 주요 원인이기도 합니다.

• 관망 노후화 및 2차 오염: 정수장에서 깨끗하게 처리된 물이라도 각 가정으로 전달되는 과정에서 노후화된 배수관이나 급수관을 거치며 오염되는 문제가 있습니다. 과거 발생했던 '수돗물 유충 사태'나 '적수(붉은 수돗물) 현상'이 대표적이며, 관 내부의 바이오필름(생물막) 형성은 미생물 번식의 온상이 되어 수질을 악화시킵니다.

2. 하수 및 폐수 처리의 문제점

• 합류식 하수관거 월류수(CSOs) 및 비점오염원 문제: 우리나라는 오수와 빗물이 함께 섞여 처리장으로 가는 '합류식 관거'의 비율이 아직 높습니다. 집중호우 시 처리 용량을 초과하는 하수가 정화되지 않은 채 하천으로 직접 방류되어 심각한 수질 오염을 유발합니다.

• 미세플라스틱 및 신종 미량유해물질: 과불화화합물(PFAS), 의약품 잔류물, 화장품 성분, 미세플라스틱 등 기존의 생물학적 하수처리 공정으로는 완전히 걸러내기 어려운 신종 오염물질이 하천으로 방류되는 사례가 늘고 있어 생태계 교란 우려가 큽니다.

• 에너지 다소비 구조와 하수슬러지 처리: 하수처리장(수질복원센터)은 수처리에 필요한 폭기(Aeration) 과정 등으로 인해 막대한 전력을 소비하는 대표적인 에너지 다소비 시설입니다. 탄소중립 시대에 발맞춰 에너지 자립률을 높여야 하는 과제가 있으며, 정화 과정에서 대량으로 발생하는 하수슬러지의 친환경적이고 경제적인 처분(건조, 소각, 바이오가스화) 역시 고질적인 난제입니다.

• 처리 시설의 급격한 노후화: 1990년대에서 2000년대 초반에 집중적으로 건설된 하수처리장들의 내구연한이 도래하고 있습니다. 노후화로 인해 처리 효율이 떨어지고, 시설 개보수나 지하화·현대화를 위한 막대한 재원이 요구되고 있습니다.

1. 상수도 분야: 수질 안정성 및 관망 관리

2. 하수 및 폐수 분야: 신종 오염물질 및 공정 효율

- 생물막(Bio-film) 및 조류 제어: 따뜻한 해수와 고온의 배관은 미생물 증식에 최적의 조건입니다. ClO2​는 물속에 용해된 가스 형태로 존재하여 배관 내벽의 생물막을 파괴하고 박테리아의 재성장을 억제하는 데 탁월합니다.

- 브롬산염(Bromate) 생성 억제: 해수에는 브롬(Bromide) 성분이 많습니다. 오존(O3​) 소독 시 발암물질인 브롬산염이 생성될 위험이 크지만, ClO2​는 적정 농도에서 브롬산염을 형성하지 않아 안전한 담수 공급이 가능합니다.

- 냉각탑 및 산업용수 관리: 초고층 빌딩과 대형 플랜트의 냉각 시스템에서 레지오넬라균을 사멸시키는 데 가장 효율적인 솔루션입니다.

- THMs(트리할로메탄) 발생 최소화: 유기물 농도가 높은 인도 강물에 일반 염소를 투입하면 발암성 부산물인 THMs가 대량 발생합니다. ClO2​는 유기물과 반응하여 클로로포름 등의 유해 물질을 생성하지 않습니다.

- pH 독립성: 인도의 다양한 수원지는 pH 수치가 불안정할 수 있습니다. 일반 염소는 pH가 높으면 소독력이 급격히 떨어지지만, ClO2​는 pH 2~10 범위에서 일정한 소독 성능을 유지하여 관리 편의성이 높습니다.

- 철(Fe) 및 망간(Mn), 페놀 제거: 지하수를 사용하는 지역에서 ClO2​는 철과 망간, 페놀을 신속히 산화시켜 제거시키므로, 식수의 맛과 색도를 개선하는 데 유리합니다.

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