반도체 및 디스플레이를 비롯한 다양한 전자제품 제조업체 사업장에서는 제품을 생산하는 과정에서 다양한 화학물질을 사용하며, 이로 인해 많은 양의 폐수를 배출하고 있다. 더욱이 반도체 제조공정의 기술적 고도화에 따라 화학약품의 사용량 및 폐수의 발생량은 지속적으로 증가하는 추세를 보이고 있다. 이러한 현상은 환경적 관점에서 주요한 이슈로 부상하고 있으며, 해당 산업 분야에서 지속 가능한 발전을 추구하는 데 있어 중대한 고려 요소로 자리매김하고 있다.

이러한 전자 폐수는 다양한 화학물질과 함께 고농도의 불소를 포함하고 있으며, 이는 적절한 처리 절차를 거치지 않을 경우 심각한 환경오염과 인체 건강에 대한 위협을 야기할 수 있다. 특히, 불소는 지하수나 토양에 침투하여 장기간 축적되면서 생태계 및 인체에 심각한 영향을 끼치는 특성을 지니고 있다. 이에 따라, 반도체 폐수에서 불소를 효과적으로 제거할 수 있는 기술 개발은 환경 보호와 공중 보건의 관점에서 매우 중대한 과제로 인식되고 있다.

비교적 경제성이 높고 수급이 용이한 Ca(OH)₂(소석회) 및 PACl(Polyaluminum chloride)와 같은 응집제를 활용한 불소 처리 기술은 전자 폐수 처리 공정에 광범위하게 적용되고 있다. 이러한 기술은 적절한 pH 조건에서 구현될 때 최적의 불소 제거 효율을 달성할 수 있으며, 이는 환경 보호와 비용 효율성의 균형을 맞추는 데 중요한 역할을 한다.

본 연구에서는 불소 제거 공정에서 기존의 방식과는 다른 pH 조정 방법을 적용하여 소석회 및 PACl을 이용한 전자 폐수 내 불소처리에 대한 실험을 수행하고, 이를 기반으로 해당 기술의 처리 효율과 적용 가능성에 대해 검토하고자 하였다.

이를 위해 우선적으로 기존의 처리방식, 즉 별도의 pH 조정제를 적용하지 않은 상태에서 전자 폐수 내 불소 제거 실험을 진행하였다. 이후, 새롭게 제시된 공정, 즉 별도의 pH 조정제를 주입하는 공정을 적용한 실험을 추가로 수행하였다.

두 가지 실험 결과를 바탕으로 기존 공정과 신규 공정의 처리 효율을 비교 분석함으로써 불소처리 기술의 최적화 방안을 모색하였다. 그 결과, 별도의 pH 조정제 주입을 통해 1차 처리 과정에서의 침전 효율 향상과 2차 처리 과정에서의 반응 효율 개선을 확인하였다. 이러한 개선 효과는 약품 사용량 저감 및 불소 제거 효율 향상의 실험 결과를 수치화하여 정량적으로 확인하였다.

본 연구를 통해 환경오염과 인체 건강에 미치는 위험성이 높은 전자 폐수 내 불소를 효과적으로 제거할 수 있는 기술 개발에 기여하고 전자산업으로 인한 폐수 문제에 대해 지속 가능한 해결책을 제시하고자 하였으며, 이 연구 결과는 환경 관리 및 공중 보건 개선 측면에서도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.