오니 (폐기물)

오니(汚泥) 또는 슬러지(sludge, 중세 영어 slutch(진흙, 진창) 또는 슬러시와 관련된 방언에서 유래된 것으로 추정)는 물 처리, 폐수 처리 또는 현장 위생 시설 시스템과 같은 다양한 산업 공정에서 생성될 수 있는 반고체 형태의 슬러리이다. 이는 전통적인 음용수 정수 과정에서 얻은 침전 현탁액, 하수 처리 공정에서 발생하는 하수 슬러지, 또는 재래식 화장실 및 정화조에서 발생하는 분뇨 슬러지의 형태로 생성될 수 있다. 이 용어는 때때로 액체 내의 현탁액에서 분리된 고형물을 일컫는 일반적인 용어로도 사용된다. 이 걸쭉한 물질은 보통 고체 입자 사이에 상당량의 간극수를 포함하고 있다. 슬러지는 가축 분뇨와 같은 다양한 입자로 구성될 수 있다.

산업 폐수 처리 시설에서도 슬러지라고 불리는 고형물이 생성된다. 이는 생물학적 또는 물리화학적 공정에서 발생할 수 있다.

폐수 처리를 위한 활성슬러지 공법에서는 "잉여 활성 슬러지"와 "반송 활성 슬러지"라는 용어가 사용된다.

식품 가공 및 음료 제조 산업에서 발생하는 슬러지는 단백질 및 기타 영양소 함량이 높을 수 있다. 따라서 이러한 슬러지는 쓰레기 매립지에 매립되는 대신 가축 사료와 같은 유익한 용도로 재가공될 수 있다.

 슬러지의 종류 
슬러지는 기원이나 처리 단계에 따라 여러 유형으로 분류된다.

 생슬러지(Primary sludge): 폐수의 1차 처리 과정에서 중력에 의해 고형물이 침전되어 발생한다. 생슬러지는 종종 큰 입자의 유기물과 무기 화합물을 포함한다.
 2차 슬러지(Secondary sludge): 생물학적 슬러지라고도 하며, 유기 오염물질을 분해하기 위해 생물학적 제제를 사용하는 2차 폐수 처리 공정에서 발생한다. 2차 슬러지는 대부분 미생물, 사멸한 세포 및 잔류 유기물로 구성된다.
 3차 또는 화학적 슬러지: 일부 처리 시설에서 3차 처리 공정의 일부로 생성되며, 인, 질소 및 기타 오염물질을 제거하는 데 사용된 잔류 화학 물질을 포함한다.섬네일|영국 콘월주 기버 광산에서 배출되는 광물 슬러지
 광물 슬러지: 채석장이나 광산 선광 공정과 같은 광물 처리 과정에서 생성되는 슬러지이다. 본질적으로 다양한 크기의 광물 입자(점토 포함)로 구성된다. 중력에 의해 매우 잘 침전되며 빈번하게 매우 높은 농도로 얻어진다.
 잉여 활성 슬러지(WAS): 폐수의 생물학적 처리에서 발생하며 주로 세균 및 기타 휘발성 유기 화합물을 포함한 미생물로 구성된다. WAS는 일반적으로 안정화 정도가 낮거나 전혀 없으며, 총 고형물의 80%~85%에 달하는 높은 수준의 휘발성 부유 고형물(VSS)을 포함한다. WAS의 탈수성은 보통 수준이며, 탈수 후 고형물 잔류량(DR) 수치는 14%~17% 사이이다. 안정화와 탈수성을 높이기 위해 종종 생슬러지와 혼합되어 혼합 슬러지를 형성한다.
 폭기 슬러지: 일반적으로 15일 이상의 집중적인 폭기를 통해 안정화되어 유기물 함량과 미생물 활동이 감소한다. 이 공정은 휘발성 고형물 잔류량(VDR)을 건조 질량의 약 68%로 감소시켜 DR 수치가 21%~25%에 도달하는 등 개선된 탈수를 가능하게 한다. 이러한 유형의 슬러지는 일반적으로 벨트 건조 중 고착 문제가 없으며 소규모 하수종말처리장에서 흔히 발견된다.

 슬러지 구성 
슬러지의 구성은 그 기원과 사용된 처리 공정에 따라 크게 달라진다. 일반적으로 다음을 포함한다.

 유기물: 분해되거나 분해되지 않은 물질로 구성되어 잠재적인 에너지원으로 작용한다.
 영양소: 질소와 인이 종종 포함되어 있으며, 경우에 따라 슬러지가 비료로 사용될 때 유익할 수 있다.
 중속금: 슬러지는 카드뮴, 납, 수은과 같은 독성 금속을 포함할 수 있으며, 특히 산업 폐수에서 유래한 경우 슬러지 재사용 시 잠재적인 위험을 초래한다. (Fytili & Zabaniotou, 2008).
 병원체: 세균, 바이러스, 기생충이 슬러지, 특히 도시 슬러지에서 빈번하게 발견되며 처분이나 재사용 전에 소독이 필요하다.

 처리 및 처분 방법 
적절한 슬러지 처리와 처분은 환경 및 공중보건에 미치는 영향을 최소화하는 데 중요하다.
섬네일|프라하의 슬러지 수집 및 처리를 위한 1차 침전지 

일반적인 방법은 다음과 같다.

 농축 및 탈수: 농축과 탈수는 슬러지 부피를 줄여 운반과 추가 처리를 용이하게 한다. 탈수 기술에는 원심분리와 여과가 포함된다.
 혐기성 소화: 산소가 없는 상태에서 슬러지의 유기물을 분해하는 공정으로, 에너지원으로 사용할 수 있는 바이오가스를 생성한다. 혐기성 소화는 병원체 수준을 낮추고 슬러지를 안정화한다.
 퇴비화: 슬러지를 다른 유기물과 함께 퇴비화하여 토양 개량제를 만들 수 있다. 이는 병원체와 악취를 제어하기 위한 적절한 관리가 필요하다.
 쓰레기 소각: 슬러지를 소각하여 재로 전환함으로써 부피를 크게 줄일 수 있다. 그러나 이 공정은 에너지 투입이 필요하며 적절히 제어되지 않을 경우 공해물질을 배출할 수 있다.

 재사용 및 환경적 우려 
바이오솔리드(biosolids)라고 알려진 일부 처리된 슬러지는 풍부한 영양소 함량 덕분에 농업 비료로 사용될 수 있다. 그러나 중금속 및 병원체와 같은 오염물질의 존재로 인해 신중한 규제와 관리가 필요하다. 많은 국가에서 토양 건강과 지하수 수질을 보호하기 위해 바이오솔리드의 살포를 제한하는 지침을 두고 있다. 또한 슬러지에 축적되어 장기적인 환경 위험을 초래할 수 있는 PFAS와 같은 "영원한 화학 물질"에 대한 우려도 커지고 있다.

 규제 표준 및 관리 

많은 국가에서 슬러지 관리를 위한 규제 프레임워크를 구축했다. 예를 들어 미국에서는 환경보호청(EPA)이 "Part 503" 규정을 통해 슬러지의 안전한 처분과 재사용을 감독한다. 이 규정은 농업이나 토지에 사용되는 바이오솔리드의 안전을 보장하기 위해 병원체, 중금속 및 기타 오염물질에 대한 한도를 설정한다. 마찬가지로 유럽 연합도 지속 가능한 관행과 환경 보호를 강조하는 슬러지에 관한 엄격한 지침을 가지고 있다.

 40 CFR Part 503 
EPA는 CWA 제405(d)조에 따라 40 CFR Part 503에 명시된 하수 슬러지(바이오솔리드)의 사용 및 처분에 관한 규정을 제정했다. 이 표준은 토지에 살포되거나 소각되거나 표면 처분장에 배치되는 슬러지를 규제하며 오염물질 한도, 병원체 및 매개체 감소, 관리 관행, 모니터링, 기록 보관 및 보고를 다룬다. 이는 하수 슬러지를 취급, 살포 또는 처분하는 모든 사람과 처분장 운영자에게 적용된다. 1993년에 처음 확정된 40 CFR Part 503은 여러 차례 개정되었다. 원본 규정은 연방 관보에 실려 있으며, 업데이트된 버전은 미국연방규정집에서 확인할 수 있다.

 하수 슬러지 지침 86/278/EEC 
이 지침은 인간의 건강, 토양, 물 및 환경을 보호하면서 농업에서 하수 슬러지의 안전한 사용을 촉진하는 것을 목표로 한다. 토양에 적절히 혼합되지 않는 한 처리되지 않은 슬러지를 농경지에 사용하는 것을 금지하고, 식물 영양소 요구 사항의 준수를 의무화하며, 토양 및 수질 오염을 방지한다. 또한 이 지침은 인과 같은 영양소의 안전한 재활용을 장려함으로써 순환 경제 원칙 및 유럽 그린딜의 제로 오염 목표와 일치하는 EU의 폐기물 위계 구조를 지원한다.

화학 비료의 대안으로 처리된 슬러지를 사용하면 원료 추출에 대한 의존도를 낮출 수 있지만, 오염물질의 확산을 피하기 위해 엄격한 통제가 필요하다. 2014년의 SSD 평가는 현대적 오염물질(의약품, 미세 플라스틱 등)을 다루는 데 있어 격차가 있고 EU의 순환 경제 목표와의 정합성이 떨어지는 등 시대에 뒤떨어진 프레임워크로 인한 단점을 지적했다. 또한 다른 슬러지 용도를 규제하고 도시 폐수 처리 지침(UWWTD)과 같은 최신 정책과의 상호 작용을 고려해야 할 필요성도 확인되었다.

그 이후 과학적 진보, 정책 변화 및 새로운 EU 전략(예: 순환 경제 행동 계획, 농장에서 식탁까지 전략, 2030 생물다양성 전략)은 SSD 업데이트의 필요성을 강조했다. 현대의 환경, 건강 및 자원 효율성 요구를 충족하기 위해 개정이 필요한지 여부를 결정하기 위한 종합적인 평가가 진행 중이다.

 같이 보기 
 부산물
 오수
 헝가리 알루미늄 공장 적니유출사고

 각주 

분류:폐기물
분류:수질 오염
분류:위생 시설