금속가공 기술의 발달이 기계공업 발전에 중요하며, 이를 위해 다양한 절삭유가 사용되고 있다. 최근 환경 문제로 인해 비수용성 절삭유 사용이 감소하고 수용성 절삭유 사용이 증가하고 있다. 본 연구는 폐절삭유의 물리화학적 처리 문제를 해결하기 위해 생물학적 처리 시스템을 개발하고자 하며, 이를 통해 비용 절감과 폐절삭유 내의 복합 화합물 제거 효율 향상을 목표로 하고 있다.
<h1>서론</h1> <p>기계공업의 발달을 위해서는 정밀금속가공 기술의 발달이 필수적이다. 이와 같은 정밀금속가공에 있어 절대적으로 필요한 것이 절삭유(metal working fluid; MWF)인데, 절삭유는 1900년대 초부터 이미 금속가공장비의 수명을 연장하기 위해서 사용되어 왔다. 현재, 금속가공의 특성에 따라 많은 종류의 절삭유들이 제조되고 있고, 절삭 효율 향상을 위하여 각종 첨가제가 사용되고 있다. 절삭유는 원유(crude oil)를 정제한 기유(base oil)에다 공정특성에 맞는 첨가제를 혼합함에 따라 비수용성 절삭유(straightor insoluble oil), 수용성 전삭유(water-soluble oil), 합성 절삭유(synthetic oil) 및 준합성 절삭유(semi-synthetic oil)로 구분한다.</p> <p>최근, 환경적 측면에서 비수용성 절삭유의 작업중과 작업후에 발생하는 오일 미스트로 인한 유독성 문제가 제기됨에 따라 수용성 절삭유의 사용이 점차 증가하고 있는 실정인데, 이에 따라 국내 절삭유 소비량의 60%를 수용성 절삭유가 차지하고 있다.</p> <p>수용성 절삭유로 대표적인 것이 에멀젼형 절삭유(emul-sifiable oil)이다. 이들의 정확한 화학성분은 각 제조사에 따라 다르며, 모두 기밀로 유지하고 있다. 그러나 일반적으로 대부분의 절삭유는 \( 50 \sim 80 \% \) 정도의 미네랄 오일과 함께 기계의 수명 연장과 생산성 향상을 위하여 20 여종 이상의 각종 첨가제(glycols, amines, amides, esters, fatty acids 등)가 함유되어 있는 복합 유기물 용액이다.</p> <p>오일 함유 폐수로는 선박 충돌이나 침몰, 유류 저장시설의 부식으로 인한 유류의 누출과 더불어 산업체에서 사용하는 절삭유 폐액, 자동차의 폐엔진 오일 등을 대표적으로 들 수 있다. 이중 산업폐기물중의 하나인 절삭유 폐기물의 발생량은 기계, 철강, 자동차 등 금속산업의 발달에 따라 매년 약13.8%씩 증가하고 있는데, 1995년 현재 폐절삭유의 발생량은 년간 140만 톤을 상회하는 것으로 알려져 있다. 폐절삭유는 \( \mathrm{COD}_{\mathrm{cr}} \)가 약 3,000~100,000\( \mathrm{ppm} \) 정도인 난분해성 폐수로서, 재사용이 어렵다. 이러한 오일을 함유한 폐액을 적당한 처리없이 자연계에 방류할 경우, 폐유의 산화에 따른 유기산의 형성으로 토양의 황폐화, 지하수의 오염 등을 비롯한 각종 환경오염 문제를 일으킬 수 있다.</p> <p>폐절삭유를 처리하는 기존의 방법으로는 활성탄을 이용하여 흡착한 후, 매립하거나 evaporation, 역삼투압 및 \(\mathrm{UV}\)/\( \mathrm{TiO}_{2} \) 등의 방법을 이용하여 제거하는 물리화학적 처리가 있으나 생물학적 처리에 비하여 과다한 에너지 사용 및 복잡한 처리공정으로 인한 처리비용의 상승 및 잔유 폐기물로 인한 2차 오염이 유발되는 등의 문제점을 가지고 있다.</p> <p>본 연구는 아직까지 폐절삭유의 생물학적 분해에 관련된 연구가 거의 없다는 배경 하에 시도되었으며, 폐절삭유의 처리를 위하여 많은 비용이 소요되고 있는 현재의 물리화학적 처리에 대한 제반 문제점을 개선하기 위하여 물리화학적 처리 시스템의 후속 공정으로 적절한 생물학적 처리 시스템을 개발하여 비용 절감의 경제적 효과와 폐절삭유 내의 복합 화합물의 제거 효율 향상을 최종 목적으로 한다. 따라서, 먼저 국내 소비량이 가장 많은 수용성 절삭유를 대상 절삭유로 선정한 후, 이에 대한 분해능이 있는 것으로 확인된 Pseudomonas aeruginosa EMS1의 기초적인 생리적 특성을 조사◦검토함으로서 절삭유내의 COD 유발 물질을 제거하기 위한 최적조건 등의 기초지식을 확립하였다.</p>