폐수 처리장의 온실가스 배출 모니터링

실시간 모니터링을 기반으로 한 CH₄, N₂O 배출량 평가

HORIBA의 고정밀 가스 분석기는 고정형부터 휴대용까지 다양한 형태로 제작이 가능하며, 폐수 처리 시설에서 발생하는 N₂O, CH₄ 배출량을 정량화하여 환경 보호 및 GHG(온실가스) 배출 완화에 기여합니다.

폐수 처리장(WWTP)은 온실가스(GHG) 배출의 중요한 원인입니다. 우려되는 주요 온실가스는 메탄(CH₄)과 아산화질소(N₂O)입니다. 유입수에 용해된 CH₄는 폭기 공정*¹ 중에 대기로 방출됩니다. CH₄ 배출을 생성할 수 있는 다른 폐수 처리 단계에는 개방형 안정화 석호 및 슬러지 중력 농축기가 포함됩니다. N₂O 배출은 주로 작동 조건이 최적화되지 않은 폭기 및 질산화-탈질 공정 중에 발생합니다.

Global Anthropogenic Non-CO₂ Greenhouse Gas Emission Report*²에 따르면, WWTP의 CH₄ 배출량은 2025년에서 2030년 사이에 3.5 %(588.0에서 608.8 MtCO₂ e로) 증가하고 N₂O 배출량은 3%(96.8에서 99.8 MtCO ₂e로) 증가할 것으로 예측됩니다. N₂O의 지구 온난화 잠재력(GWP)이 CO₂ * 3의 27배이고 비화석 CH_4가 CO₂*³의 27배라는 점과 전 세계 국가들이 Net-Zero 목표를 약속했다는 사실을 고려할 때 이러한 가스의 정확하고 실시간 측정이 매우 중요합니다. 실시간 CH₄ 및 N₂O 모니터링을 통해 운영자는 운영 성과를 최적화하고 기업 보고 정확도를 높이며 탄소 크레딧 비용을 줄일 수 있습니다.

배출량을 정량화하기 위한 국제 방법론은 IPCC*² 지침에 의해 Tier 1, Tier 2 및 Tier 3 방법에 의해 설정되었습니다. IPCC가 제정한 Tier 1 및 Tier 2에 사용된 기본 배출 계수는 실제 온실가스 배출량을 상당히 과소평가하거나 과대평가하여 폐수 처리 최적화 및 정확한 보고를 방해할 수 있습니다.  보다 정확한 온실가스 배출량 추정치에 도달하기 위해 첨단 방법론과 신뢰할 수 있는 데이터를 갖춘 국가는 국가별 방법*²을 사용하여 Tier 3을 따릅니다. 그 결과 현재 선진국의 많은 대학과 폐수 처리장에서 연구, 측정 캠페인, 국가 측정 지침 및 국가별 방법 제정에 참여하고 있습니다.

운영자가 직면한 중요한 과제 중 하나는 N₂O 및 CH₄ 배출량을 정확하게 측정하는 것입니다. 현장에 실시간 분석기를 설치하더라도 시료 가스에 존재하는 수분 및 공존 가스는 CH₄ 및 N₂O와 교차 간섭을 일으켜 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 신중한 기기 선택을 통해 이러한 문제를 극복해야만 진정으로 정확한 실시간 CH₄ 및 N₂O 모니터링을 달성하고 WWTP에 의한 효과적인 온실가스 배출 저감 전략의 처리 최적화 및 개발에 기여할 수 있습니다.

^{*1 The 2019 Refinements to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Chapter 6 Wastewater Treatment and Discharge
*2 Global Anthropogenic Non-CO₂ Greenhouse Gas Emissions: 1990-2030 (Revised Dec.2012) Office of Atmospheric Programs Climate Change Division U.S. Environmental Protection Agency
*3 Global Warming potential values from the IPCC Sixth Assessment Report, 2020 (AR6)
(IPCC: The Intergovernmental Panel on Climate Change)}