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하수처리시설의 생물 반응조
수질·환경 · 사례 연구

폐수 처리·재이용

산소 나노버블과 오존 나노버블을 하·폐수 처리에 적용했을 때의 유기물, 용존산소, 색도 변화를 다룹니다.

핵심 결과

56~92%

COD 저감률

인도 Mohali 민간 하수처리시설(1,250 ㎥/일). 기존 공정과 연계해 운전한 전체 처리공정의 결과 (2022년 2~4월)

현장 실증 측정

22.06 mg/L

처리수 용존산소 (공급 전 0.20 mg/L)

인도 Bengaluru 공동주택 하수처리시설(300 ㎥/일)의 최종 저류조 (2020년 2월)

현장 실증 측정

150분

색 변화 확인 시점

양돈 농가의 2차 처리수 7 ㎥, 오존 약 300 g/hr 투입 (2022년 8월)

현장 실증 관찰

현장 실증과 오존 산화 시험, 공개된 연구 사례를 함께 싣습니다.

  • 세차 폐수 재이용
  • 하수처리 (STP)
  • 폐수처리 (WWTP)
  • 산업폐수
  • 오존 고도산화 (AOP)
현장 실증
4건
자체 시험
1건
연구 사례
4건
분야 페이지 보기 문의하기

처리 현장에서 확인한 결과

하수처리시설과 폐수처리시설에 장비를 연결해 운전하면서 확인한 결과입니다.

하수처리시설 COD 저감률 56~92%

현장 실증

방류수의 COD가 기준을 넘던 인도의 하수처리시설 기존 공정에 산소 나노버블 장치를 연결하고 두 달 동안 유입수와 방류수의 COD를 분석했습니다.

56~92%

COD 저감률 측정

분석 14회 가운데 12회의 범위. 나머지 2회는 26%와 −71%

20 mg/L

방류수 COD 최저값 측정

기준 50 mg/L 미만. 적용 전 70~90 mg/L

비교 기준: 같은 날의 유입수 COD · 기존 생물 처리 공정과 함께 운전한 전체 공정의 결과이며, 현지 공인 시험기관이 분석했습니다.

시험 조건, COD 분석 기록, 운전 메모, 사진

시험 조건

대상
민간 하수처리시설 (1,250 ㎥/일, MBBR 공정)
장소
인도 Punjab주 Mohali
기간
2022년 2월 14일 ~ 4월 16일 (62일)
적용
처리 중인 물을 끌어와 산소를 녹인 뒤 MBBR 반응조로 되돌림. 기존 설비는 그대로 둠
장치
나노버블 장치 60 ㎥/hr, 산소 발생기 40 L/min
비교 기준
적용 전의 방류수 COD 70~90 mg/L (기준 50 mg/L 미만)
측정
유입수와 방류수의 COD. 현지 공인 시험기관 분석
수행
현지 파트너사가 운전하고 보고

COD 분석 기록

좌우로 밀어서 전체를 볼 수 있습니다.

하수처리시설의 유입수와 방류수 COD 분석 기록
채수일 (2022년) 저감률 유입수 COD (mg/L) 방류수 COD (mg/L)
2월 15일 89.5% 344 36
2월 17일 72.2% 352 98
2월 21일 87.0% 432 56
2월 25일 75.0% 320 80
3월 7일 83.1% 472 80
3월 10일 77.6% 304 68
3월 15일 65.8% 304 104
3월 21일 56.0% 200 88
3월 25일 73.7% 304 80
3월 29일 84.2% 152 24
4월 1일 91.7% 240 20
4월 6일 25.7% 280 208
4월 13일 62.9% 280 104

4월 14일과 16일은 방류수만 분석했습니다.

4월 6일과 8일의 값은 앞선 흐름에서 벗어납니다. 원 보고서는 같은 시기에 MBBR 반응조에 당류를 투입한 뒤 설비가 하룻밤 멈췄고(4월 11~12일) 장치의 위치도 옮겼다고 적고 있습니다.

운전 메모

취수 위치와 환류 위치를 네 차례 변경하며 운전했습니다. 마지막에는 여과 공급조에서 끌어와 MBBR 반응조 두 곳으로 되돌리는 구성을 운전 구성으로 정했습니다.

사진

Mohali 하수처리시설에 설치한 장치
Mohali 하수처리시설에 설치한 장치

처리수 용존산소 0.20 → 22.06 mg/L

현장 실증

처리수를 재이용하는 인도 공동주택 하수처리시설의 최종 저류조에 산소 나노버블 장치를 연결하고 용존산소의 변화를 측정했습니다.

22.06 mg/L

최종 저류조 용존산소 측정

공급 전 0.20 mg/L

재이용 목표 달성 측정

시설이 정한 목표(15 mg/L 초과)를 넘었습니다. 화장실 세정수와 조경용수로 재이용합니다.

비교 기준: 설치 전의 용존산소 · 현지 파트너사가 운전하고 측정했습니다.

시험 조건과 사진

시험 조건

대상
공동주택 하수처리시설 (300 ㎥/일, 가동 3년차)의 처리수
장소
인도 Bengaluru
기간
2020년 2월 4일 ~ 16일 (13일)
적용
활성탄 여과를 거친 처리수를 끌어와 산소를 녹인 뒤 최종 저류조로 되돌림
장치
유량 12 ㎥/hr, 운전압력 4.0 bar, 산소 6.0 L/min (농도 90%)
운전
08~17시에 1시간마다 30분씩 운전
비교 기준
설치 전의 용존산소
측정
휴대용 용존산소 측정기 (수온 25.7 ℃)
수행
현지 파트너사가 운전하고 측정

사진

Bengaluru 아파트 자체 STP 설치 사진
Bengaluru 아파트 자체 STP 설치 사진

축산 폐수의 갈색, 150분 만에 뚜렷이 옅어짐

현장 실증

생물 처리를 거친 뒤에도 갈색이 남는 양돈 농가의 처리수에 오존 나노버블을 적용하고 시간에 따른 색과 탁도의 변화를 관찰했습니다.

30분

탁도 개선 관찰

오존 누적 투입량 150 g

150분

색이 뚜렷이 옅어짐 관찰

오존 누적 투입량 750 g. 120분부터 옅어지기 시작

비교 기준: 처리 전 원수 · 채수한 시료를 육안으로 비교했습니다.

시험 조건, 시간별 관찰 기록, 사진

시험 조건

대상
양돈 농가 폐수처리시설의 2차 처리수
장소
경남
시험일
2022년 8월 19일
적용
처리수 7 ㎥를 순환시키며 오존 나노버블 처리
오존 투입
약 300 g/hr (오존 발생기 200 g/hr 2대)
채수
30분마다
평가
채수한 시료의 색과 탁도를 육안으로 비교
시험 장비
당시의 오존 장비 (믹서 2대, 5.5 kW 펌프 2대)

시간별 관찰 기록

오존 나노버블 처리 시간에 따른 관찰 기록
경과 시간 오존 누적 투입량 관찰 결과
30분 150 g 탁도가 원수보다 뚜렷이 나아짐. 색은 변화 없음
60분 300 g 탁도가 나아진 상태. 색은 변화 없음
90분 450 g 시료를 채취하지 않음
120분 600 g 갈색이 옅어지기 시작
150분 750 g 색이 뚜렷이 옅어짐

오존 투입량은 발생기의 출력으로 계산한 값입니다. 150분 이후는 확인하지 않았습니다.

사진

축산 폐수 시험 현장
축산 폐수의 시간별 시료 (원수, 30분, 60분, 120분, 150분)

염색 폐수 탈색, 수온 80 ℃ 이상에서는 효율 저하

현장 실증

염색 공장의 폐수에 오존 나노버블을 적용해 수온이 다른 두 폐수의 색 변화를 관찰했습니다.

12회

순환 뒤 맑아짐 (약 60 ℃) 관찰

황갈색이 사라졌습니다.

30회

순환 뒤 옅은 색 남음 (80 ℃ 이상) 관찰

10회까지는 청록색이 조금 옅어지는 데 그쳤습니다.

비교 기준: 처리 전 폐수 · 80 ℃를 넘으면 나노버블이 잘 만들어지지 않아 산화 효율이 낮았고, 오존 0.1 g/min은 청색 염료를 모두 없애기에 부족했습니다.

시험 조건과 사진

시험 조건

대상
염색 공장 폐수처리시설의 염색 폐수 (수온이 다른 2종)
장소
국내
시험일
2022년 5월 16일
적용
폐수를 장치에 여러 번 순환시키며 오존 나노버블 처리
장치
유량 1,500 L/hr, 1마력 펌프
오존 투입
0.1 g/min (오존 발생기 20 g/hr, 산소 1 L/min)
평가
순환 횟수에 따른 색의 변화를 육안으로 비교
시험 장비
당시의 소형 시험 장비

사진

현장 테스트를 위한 오존 나노버블 시스템
염색 폐수 처리 전과 처리 후 비교

오존 나노버블 산화 기초 시험

오존 나노버블수가 유기물의 색을 없애는지를 수돗물과 나란히 놓고 확인한 시험입니다.

오존 나노버블수에서 유성 잉크가 거의 맑아짐

자체 시험

수돗물과 오존 나노버블수에 같은 양의 유성 스탬프 잉크를 동시에 떨어뜨리고 색의 변화를 비교했습니다.

오존 나노버블수 관찰

잉크의 색이 옅어져 거의 맑아졌습니다. 퍼지는 모습도 수돗물과 달랐습니다.

수돗물 관찰

시험이 끝날 때까지 잉크의 색이 그대로 남았습니다.

비교 기준: 수돗물 · 용존 오존 농도를 재지 않아 처리율은 제시하지 않습니다.

시험 조건과 사진

시험 조건

대상
유성 스탬프 잉크
시험일
2022년 3월 22일 (수온 9.0 ℃)
방법
1,000 mL 용기 2개에 수돗물과 오존 나노버블수를 담고 같은 양의 잉크를 동시에 투입
오존 나노버블수
유량 600 L/hr, 산소 1 L/min, 오존 발생기 20 g/hr
비교 기준
수돗물
평가
색의 변화를 육안으로 비교
시험 장비
HQN-001

사진

물속 스탬프 잉크가 오존수에서 산화처리되는 과정
수돗물 및 오존수의 스탬프 잉크 비교

공개된 연구에서 보고된 결과

공개된 연구의 결과이며 아너테크 제품으로 측정한 성능이 아닙니다. 동료 심사 논문과 공공 연구 보고서 가운데 대표적인 연구를 선정하여 실었고, 기업 홍보 자료는 싣지 않습니다. 효과가 뚜렷하지 않았던 연구도 함께 싣습니다. 최종 확인: 2026년 10월.

긍정적인 연구 사례 3건

  • 96.25%

    항생제 제거 (120초)

    오존 마이크로·나노버블. TOC 제거율은 평균 11%였습니다.

    오존 마이크로·나노버블 처리로 항생제 96.25% 제거

    오존 마이크로·나노버블. TOC 제거율은 평균 11%였습니다.

    논문 정보 및 상세 결과

    Mechanisms of Enhancing Tetracycline Oxidation in Wastewater by Ozone Micro-Nano Bubbles

    오존 마이크로·나노버블이 폐수 속 테트라사이클린의 산화를 높이는 원리

    서지정보
    Li 외 5인 · 2026 · Processes 14(7), 1093
    요약
    항생제(테트라사이클린 40 mg/L)를 녹인 합성 용액 5 L를 대상으로 오존 마이크로·나노버블(50~1,200 nm)과 일반 오존 산기를 비교했습니다.
    중요 내용
    수산화 라디칼의 평균 농도는 일반 산기보다 117%, 용존 오존의 최고 농도(27.9 mg/L)는 85.5% 높았습니다. 총유기탄소(TOC) 제거율은 평균 11.01%에 그쳐 물질이 완전히 분해된 것은 아닙니다. 실제 폐수로는 시험하지 않았습니다.
    사용 가스
    오존
    원문 보기 (새 창)
  • 95.73%

    항생제 제거 (45분)

    오존 마이크로버블 83.85%, 일반 오존 산기 76.75% 대비

    오존 나노버블 공정에서 항생제 제거율 95.73%

    오존 마이크로버블 83.85%, 일반 오존 산기 76.75% 대비

    논문 정보 및 상세 결과

    Tetracycline degradation for wastewater treatment based on ozone nanobubbles advanced oxidation processes (AOPs) – Focus on nanobubbles formation, degradation kinetics, mechanism and effects of water composition

    오존 나노버블 고도산화 공정을 이용한 폐수 속 테트라사이클린의 분해: 나노버블의 형성, 분해 속도, 원리, 수질 조성의 영향

    서지정보
    Koundle 외 4인 · 2024 · Chemical Engineering Journal 501, 156236
    요약
    초순수에 녹인 테트라사이클린(100~400 mg/L)을 오존 나노버블(평균 230~260 nm), 오존 마이크로버블, 일반 오존 산기, 산소 마이크로버블로 처리해 비교했습니다.
    중요 내용
    물질전달계수는 나노버블 0.150, 마이크로버블 0.113, 산기 0.0085 min⁻¹였습니다. 초순수에 높은 농도로 녹인 조건이며 TOC와 COD는 측정하지 않았습니다. 반복 횟수와 통계는 보고하지 않았습니다.
    사용 가스
    오존 (비교: 산소)
    원문 보기 (새 창)
  • 82.5%

    암모니아 제거 (30분)

    같은 오존 유량, 일반 기포 44.2% 대비

    오존 나노버블 처리의 암모니아 제거율 82.5%

    같은 오존 유량, 일반 기포 44.2% 대비

    논문 정보 및 상세 결과

    Nanobubble Technology Enhanced Ozonation Process for Ammonia Removal

    나노버블 기술로 높인 오존 처리 공정의 암모니아 제거

    서지정보
    Wu 외 8인 · 2022 · Water 14(12), 1865
    요약
    암모니아 농도가 높은 합성 폐수 10 L를 대상으로, 오존을 나노버블로 넣은 경우와 세라믹 산기관으로 넣은 경우를 같은 유량에서 3회 반복해 비교했습니다.
    중요 내용
    반응 속도 상수는 0.064 대 0.017 min⁻¹로 3.78배였고, 200 nm 미만 기포의 비율은 87.1% 대 33.3%였습니다. 합성 폐수이며 발생기의 에너지 소비는 측정하지 않았습니다.
    사용 가스
    오존
    원문 보기 (새 창)

중립적인 연구 사례 1건

  • 효율 낮음

    폐수 산소 전달

    폐수에서 표준 산소 전달 효율 약 2~8%

    세라믹 막 나노버블 발생기의 폐수 산소 전달 효율 2~8%

    폐수에서 표준 산소 전달 효율 약 2~8%

    논문 정보 및 상세 결과

    Aeration of wastewater with a ceramic membrane nanobubble generator: Experimental validation and modelling of its oxygen transfer

    세라믹 막 나노버블 발생기를 이용한 폐수 폭기: 산소 전달의 실험 검증과 모델링

    서지정보
    Messina, Christensen · 2025 · Chemical Engineering Journal 524, 169390
    요약
    세라믹 막 방식의 나노버블 발생기로 탈염수, 완충액, 하수처리장의 활성슬러지를 폭기하고 산소 전달을 측정해 모델과 비교했습니다. 실험실의 10 L 장치에서 수행한 단기 시험입니다.
    중요 내용
    표준 산소 전달 효율은 탈염수 약 20~54%, 폐수 약 2~8%였고, 표준 폭기 효율은 0.01 kg O₂/kWh 미만이었습니다. 저자들은 나노버블이 산소의 주된 운반체가 아니며 산소 전달은 주로 마이크로버블과 난류에서 온다고 결론지었습니다.
    사용 가스
    공기
    원문 보기 (새 창)

자주 묻는 질문

기존 하수처리 설비를 교체해야 하나요?

실증 현장에서는 기존 설비를 그대로 두고 장치를 연결했습니다.

처리 중인 대상수를 흡입하여 산소를 녹인 뒤 반응조나 저류조로 되돌리는 방식입니다. COD 저감률 56~92%는 기존 생물 처리 공정과 함께 운전한 전체 공정의 결과이며, 나노버블 장치만의 기여분이 아닙니다.

어떤 폐수에서 색의 변화를 확인했나요?

축산 폐수와 염색 폐수에서 확인했습니다.

양돈 농가의 처리수는 오존을 150분 투입한 뒤 색이 뚜렷이 옅어졌고, 약 60 ℃의 염색 폐수는 12회 순환한 뒤 맑아졌습니다. 색의 변화를 눈으로 비교한 결과이며, 수온이 80 ℃를 넘는 폐수에서는 효율이 낮아 수온을 낮춘 뒤 적용하는 방법을 검토해야 합니다.

세차 폐수 재이용의 자료도 있나요?

시스템은 2023년에 상용화했고 현장의 수치는 정리하는 중입니다.

세차 폐수를 오존 나노버블로 처리해 세차용수로 다시 쓰는 구성입니다. 수치는 조건을 정리한 뒤 이 페이지에 싣습니다.

수록한 연구는 어떻게 골랐나요?

동료 심사를 거친 공개 논문 가운데 대표적인 연구를 골랐습니다.

긍정적인 연구 3건과 효과가 제한적이었던 연구 1건을 함께 싣습니다. 아너테크 제품으로 측정한 성능이 아니며, 합성 폐수나 초순수를 쓴 실험실 연구가 많습니다.

폐수의 종류와 수질, 처리 유량, 기존 공정, 목표 수질을 알려 주시면 적용 방법을 검토합니다.

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