팹 폐수 처리와 폐가스 처리, 종류별로 나눠 거르는 원리

비가 오면 빗물은 지붕과 도로를 타고 모여 하수관으로 흘러가고, 처리장에서 걸러지고 가라앉고 정화된 뒤에야 강으로 돌아갑니다. 우리가 신경 쓰지 않아도 도시가 굴러가는 것은 이 보이지 않는 처리 체계 덕분이죠.

반도체 공장에도 비슷한 체계가 있습니다. 팹 폐수 처리와 폐가스 처리는 공정에서 쓰고 난 물과 공기를 그대로 내보내지 않고 종류에 맞게 걸러 내는 일입니다.

이 글은 겁을 주려는 글이 아니라 체계의 원리를 설명하는 글입니다. 물질 이름이나 기준 수치는 다루지 않고, 어떤 순서로 나누고 거르는지에 집중합니다.

팹 폐수 처리가 필요한 이유, 헹굼에서 시작되는 물 흐름

반도체 공정은 웨이퍼 표면을 깨끗하게 유지하려고 초순수로 자주 헹굽니다. 헹군 물에는 공정에서 쓴 약품과 떨어져 나온 입자가 섞이므로 그대로 내보낼 수 없습니다.

세정, 식각, 연마 같은 공정이 모두 물을 쓰고, 설비를 식히는 냉각수와 배기 설비의 세정수도 물의 흐름에 들어갑니다. 물이 들어와 쓰이고 나가는 전체 흐름을 설계하는 일이 팹 환경 관리의 한 축입니다.

사용하는 물의 양은 공장과 공정에 따라 크게 달라서 이 글에서는 숫자를 쓰지 않습니다. 중요한 것은 양보다, 어떤 성격의 물이 어디서 나오는지를 아는 일입니다.

폐수를 섞지 않고 종류별로 나누는 이유

팹은 폐수를 한꺼번에 모으지 않고, 발생한 곳에서부터 성격별로 나누어 따로 보냅니다. 산성 계열, 알칼리성 계열, 유기물을 포함한 계열, 연마에서 나온 고형 입자 계열, 금속 성분을 포함한 계열처럼 큰 갈래로 나눕니다.

성격이 다른 폐수를 섞으면 처리가 복잡해지거나 예상하지 못한 반응이 생길 수 있기 때문입니다. 갈래마다 알맞은 방법을 쓰면 효율이 좋아지고, 일부는 다시 쓰기도 쉬워집니다.

도시 하수처리장은 여러 곳의 물이 이미 섞여 들어온다는 전제에서 시작합니다. 팹은 어디서 무엇이 나오는지 알고 있으므로 섞기 전에 나누는 쪽이 유리하며, 이 점이 처리장과 가장 다른 부분입니다.

폐수 처리의 기본 단계

팹 폐수 처리는 일반적인 산업 폐수 처리의 원리를 따르되, 갈래마다 조합을 달리합니다. 큰 흐름은 아래처럼 정리할 수 있습니다.

실제 설비 구성은 공장마다 다르고, 방류 기준은 법령과 허가 조건에 따라 정해지므로 이 글은 수치를 다루지 않습니다. 원리로 기억할 것은 나누고, 맞춰 거르고, 내보내기 전에 확인한다는 세 가지입니다.

폐가스를 종류별로 나눠 처리하는 방식

폐가스도 같은 원리로 다룹니다. 배기를 한꺼번에 내보내지 않고, 공정에서 나온 성격에 따라 나누어 알맞은 장치로 처리합니다.

공정 설비 가까이에서 처리하는 방식

설비 바로 옆에서 배기를 처리하는 장치를 현장 처리 장치(POU Abatement, Point-of-Use Abatement)라고 합니다. 반응성이 크거나 다루기 까다로운 배기를 설비에서 나오자마자 먼저 분해하는 역할입니다.

방식에는 열로 분해하는 연소식, 플라즈마를 쓰는 방식, 흡착제에 붙잡는 건식 등이 있습니다. 어떤 방식을 쓸지는 배기의 성격에 맞춰 고릅니다.

중앙에서 모아 처리하는 방식

여러 설비의 배기가 모이는 중앙 배기 계통에서는 물을 뿌려 수용성 성분을 씻어 내는 습식 스크러버(Wet Scrubber)를 주로 씁니다. 세정에 쓴 물은 다시 폐수 처리 흐름으로 이어집니다.

유기 용제 성분이 많은 배기는 흡착으로 농축한 뒤 산화시켜 분해하는 방식이 쓰이기도 합니다. 온실 효과가 큰 일부 공정 가스는 별도의 분해 장치로 배출을 줄입니다.

마지막으로 굴뚝으로 나가는 배기도 연속으로 감시하고, 이상이 있으면 알람과 대응 절차로 이어집니다. 장치를 두는 것만큼 감시와 대응 절차를 함께 갖추는 것이 체계의 핵심입니다.

물과 배기를 다시 쓰는 방향, 재이용과 감축

처리 체계는 내보내기 전에 거르는 데서 끝나지 않고 다시 쓰는 방향으로 넓어집니다. 비교적 깨끗한 헹굼수는 모아서 정화한 뒤 공정수나 냉각용으로 돌려 쓰는 방식이 있습니다.

재이용하면 새로 끌어오는 물이 줄고 방류하는 양도 줄어듭니다. 다만 쓰는 곳의 요구 수준에 맞춰야 하므로, 가장 맑은 물이 필요한 공정에는 그대로 쓰지 않고 용도를 나누어 배분합니다.

약품 사용량과 배출 자체를 줄이는 노력도 함께 갑니다. 이것이 전력과 용수, 탄소를 한꺼번에 따지는 ESG 관리와 만나는 지점입니다.

팹 폐수 처리를 둘러싼 흔한 오해

첫째는 폐수는 한곳에 모아서 한 번에 정화하면 된다는 이해입니다. 성격이 다른 폐수는 섞기 전에 나누어야 처리가 쉽고 안전합니다.

둘째는 처리 설비만 있으면 감시는 필요 없다는 생각입니다. 연속 측정과 이상 시 대응 절차가 설비와 한 세트로 움직여야 체계가 작동합니다.

셋째는 반도체 공장은 처리 없이 그냥 내보낸다는 막연한 불안입니다. 실제로는 다단계 체계가 있지만, 처리 수준과 운영은 시설과 관리에 따라 다르므로 공개된 정보와 기준 준수 여부를 확인하는 태도가 필요합니다.

폐수 처리와 폐가스 처리 비교 표

구분	폐수 처리	폐가스 처리
대상	헹굼수, 세정수, 연마 부산물이 섞인 물	공정 설비에서 나오는 배기
첫 단계	발생원에서 성격별 분리	배기의 성격별 분리와 포집
핵심 처리	중화, 응집, 침전, 여과, 고도 처리	현장 분해, 습식 세정, 흡착과 산화
부산물	걸러 낸 고형물(슬러지)	세정에 쓴 물과 사용한 흡착제
공통 원리	섞기 전에 나누기	내보내기 전에 확인하기

핵심 정리

팹 폐수 처리와 폐가스 처리는 성격별로 나누고, 갈래에 맞는 방법으로 거르고, 내보내기 전에 연속으로 확인하고, 가능한 만큼 다시 쓰는 순서로 짜여 있습니다. 폐수는 중화와 응집, 침전과 여과를 거치고 폐가스는 현장 분해와 습식 세정을 거치며, 두 흐름은 세정수와 슬러지로 서로 이어집니다.

빗물이 하수관을 지나 정화되어 강으로 돌아가듯, 팹의 물과 공기도 정해진 길을 따라 걸러진 뒤에야 밖으로 나갑니다. 눈에 보이지 않는 이 길을 이해하면 반도체 공장을 환경 관점에서 읽는 눈이 생깁니다.

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