환경화학공학과

탄소포집·활용·저장

Carbon Capture, Utilization & Storage (CCUS)

배출가스 중 이산화탄소를 아민 용액 등에 화학적으로 흡수시켜 선택적으로 포집한 뒤, 포집한 CO2를 화학원료로 재활용하거나 압축해 지하 깊은 지층(고갈된 유가스전 등)에 영구 저장함으로써 대기 중 탄소 배출을 줄이는 기술.

ex) 제철소·화력발전소 굴뚝에서 나오는 CO2를 포집해 땅속에 묻는 대규모 탄소 저감 프로젝트.

폐수 및 폐기물 화학적 처리

Chemical Treatment of Wastewater & Waste

침전·여과 같은 물리적 처리, 응집제·산화제를 이용한 화학적 처리, 미생물이 오염물질을 분해하는 생물학적 처리를 단계적으로 조합해, 폐수·폐기물 속 오염물질 농도를 법적 배출 기준 이하로 낮추는 공정.

ex) 공장 폐수가 하천에 방류되기 전 여러 단계의 정화 공정을 거치는 처리시설.

대기오염 방지공정

Air Pollution Control Process

배출가스 중 황산화물·질소산화물을 알칼리 용액에 흡수시켜 중화하거나(탈황·탈질), 촉매 표면에서 무해한 질소·물로 화학 변환시키는(선택적 촉매환원, SCR) 등 오염물질의 화학적 성질에 맞춰 제거 방식을 설계하는 공정 기술.

ex) 화력발전소 굴뚝에 설치된 탈황·탈질 설비가 배출가스를 정화하는 것.

친환경 대체 공정

Eco-Friendly Alternative Processes

유해한 유기용매 대신 물이나 이산화탄소 초임계유체를 쓰거나, 반응 단계를 줄여 부산물과 에너지 소비를 함께 낮추는 방향으로 기존 화학 공정 전체를 원자단위 효율까지 고려해 재설계하는 그린케미스트리 접근법.

ex) 드라이클리닝에서 유해 용제 대신 초임계 이산화탄소를 세정 용매로 쓰는 친환경 공정.

반응동역학 기반 오염물질 처리 모델링

Kinetic Modeling of Pollutant Degradation

오염물질이 산화제나 미생물에 의해 분해되는 속도가 시간에 따라 어떻게 변하는지(1차·2차 반응속도론)를 실험 데이터로 규명해, 원하는 처리 수준까지 도달하는 데 필요한 반응조 크기와 체류시간을 정량적으로 설계하는 기법. 감(感)으로 설비를 과설계하는 대신, 실제 반응속도 데이터에 기반해 최소 비용으로 배출 기준을 만족시키는 설비를 설계할 수 있음.

ex) 폐수처리장의 반응조 크기를 오염물질 분해 속도 실험 데이터에 근거해 정확히 설계하는 것(과대 설계로 인한 비용 낭비 방지).

고급산화공정(AOP)

Advanced Oxidation Process (AOP)

일반 산화제로는 잘 분해되지 않는 난분해성 오염물질(의약품 잔류물, 산업 특수화학물질 등)을 처리하기 위해, 오존·과산화수소에 자외선이나 촉매를 결합시켜 반응성이 극도로 높은 하이드록시라디칼을 다량 생성해 오염물질을 거의 무차별적으로 산화·분해시키는 처리 기법. 기존 생물학적 처리로는 안 되는 물질까지 처리할 수 있지만 에너지·약품 비용이 높음.

ex) 일반 하수처리로는 분해되지 않는 의약품 성분을 완전히 분해하기 위해 오존+자외선 공정을 추가하는 것.

생명주기평가(LCA)

Life Cycle Assessment (LCA)

어떤 제품이나 공정이 환경에 미치는 영향을, 원료 채취부터 생산, 사용, 폐기까지 전체 생애주기에 걸쳐 정량적으로 평가하는 방법론. 특정 한 단계만 친환경적으로 보여도 전체 생애주기로 보면 오히려 환경 부담이 클 수 있어, 부분적 인상이 아니라 전체를 놓고 진짜 친환경적인 대안을 객관적으로 비교하는 데 필수적.

ex) 플라스틱 빨대와 종이 빨대 중 어느 쪽이 생산부터 폐기까지 전체 환경영향이 더 적은지 객관적으로 비교하는 것.