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물산업, 장밋빛 환상 깨고 철저한 전략 세우자
  • 미래환경
  • 승인 2011.09.06 17:50
  • 호수 23

본지 주관 글로벌경쟁 ‘스마트워터’ 기술세미나 성황…물산업의 새 패러다임을 논하다

전 세계 물산업 환경이 빠르게 변하고 있는 가운데 국내 물산업이 나아갈 길은 ‘멤브레인을 이용한 수처리 기술’과 ‘스마트워터그리드(지능형물관리)’라는 주장이 나왔다.

본지 퓨쳐에코이 주관한 글로벌 경쟁 ‘스마트워터’ 기술세미나가 지난 6월 23일 코엑스 컨퍼런스룸 402호에서 성황리에 개최됐다. 국내 물산업의 나아갈 길과 미래 핵심기술을 모색하기 위해 열린 이번 세미나에는 비가 오는 궂은 날씨에도 산학연정 관계자 150여명이 참석해 높은 관심을 보여줬다.

세계 물산업(400조 규모)은 이미 반도체 산업(250조 규모)을 초과했으며 향후 100년간 지속적 성장이 예상된다. 참석자들은 특히 물 산업의 핵심소재인 멤브레인 수처리 기술과 스마트워터그리드가 미래 시장을 주도하며 급격히 성장할 것이라는 데 한 목소리를 냈다.

이날 본지 최종실 발행인은 개회사를 통해 “이제는 물산업의 대내외적인 변화에 능동적으로 대처하고 새로운 패러다임에 발맞춰야 할 시점”이라며 “이번 세미나가 국내외 선진 물기술과 운영사례 등 정보와 경험을 나누는 중요한 자리가 되길 바란다”고 말했다.

국회환경노동위원회 김성순 위원장은 서면축사를 통해 “지속가능한 발전을 위한 물관리 정책을 수립하고 추진해야할 때”라며 “이러한 시점에서 퓨쳐에코이 각계 전문가를 모시고 물산업 강화 기술전략 세미나를 마련한 것을 뜻 깊게 생각한다”고 밝혔다.

 

   
본지가 주최한 글로벌 경쟁 스마트워터 기술 세미나에 비가 오는 궂은 날씨에도 많은 분들이 참석해 성황을 이뤘다.

오전 10시부터 시작한 이날 세미나는 서울시립대학교 김현욱 교수가 사회를 맡았으며 총 3부로 나눠져 오후 5시 30분까지 진행됐다.

본격적인 주제발표에 앞서 (주)와콘의 서재순 이사와 포스코건설 고주형 박사가 환경부 우수기술상을 수상했으며 강형신 물환경정책국장이 ‘기후변화에 따른 물관리 정책방향’을 주제로 특강을 진행했다.

1부에서는 명지대학교 김한승 교수를 좌장으로 ▲세계 물시장 현황과 정부의 물산업 정책(한국환경산업기술원 한승호 환경기술이사) ▲Smart Water Grid(국민대학교 이상호 교수) ▲하수의 총질소/총인의 물리화학적 제거 기술(한솔엔지니어링 김남천 소장) 이 주제발표됐다.

이어 1시부터 시작된 2부에서는 충남대학교 이용택 교수를 좌장으로 ▲막을 이용한 미래 물처리전망(서울대공학연구소 이규성 박사) ▲GE Water and Precess Technologies(GE 홍신표 이사)

▲Interpretation of plant performance(Pentair Mr.Frans Knops) ▲고속 고효율 우천시 하수처리기술 Hydro J.B 공법(포스코건설 R&D센터 고주형 박사) ▲스마트 파이프 기술의 발전방향((주)와콘 서재순 이사) ▲하수재이용 기술 시장전망 및 사례(현대엔지니어링 장인영 상무) 등이 주제발표됐다.

이어 커피 브레이크 시간을 가진 후 ▲안정적 물공급의 대명사 ‘우물터’(베이스캠프 이기웅 대표) ▲MBR 기술을 이용한 오폐수 처리((주)필로스 김정학 대표) ▲AsahiKASEI 기술소개 및 사례(AsahiKASEI 유준상 팀장) 등이 주제발표됐다.

특히 최첨단 분리막을 이용한 고도수처리 기술과 관련한 발표가 나올 때면 플로어의 참석자들은 자료집에 꼼꼼히 필기를 하는 등 높은 열의와 집중을 보여줬으며 기술적인 아이디어를 교환하는 질의응답도 활발히 이루어졌다.

 

   
패널 토론에 참석한 물분야의 전문가들-이들은 우리나라 물산업이 지속성장하기 위해서는 정부의 지속적인 지원정책이 절실하다고 입을 모았다.

세미나 말미에 진행된 종합토론에서는 김영관 대한상하수도학회장의 사회로 한국환경공단 정진우 박사, 국립환경과학원 박주현 연구관, 성균관대학교 김형수 교수, (주)필로스 김정학 대표, AsahiKASEI 유준상 팀장 등이 토론자로 나섰다.

그러나 토론자들은 아직까지 국내 멤브레인 시장은 잘 형성되지 않은 상황이라고 입을 모았다. 장밋빛 구호에 그칠 뿐 그에 걸 맞는 정책적 지원과 전폭적인 지지를 체계적으로 받고 있지 못하기 때문이다.

(주)필로스 김정학 대표는 “멤브레인 기술을 오랫동안 개발했지만 응용기술이나 시장형성이 되지 않는다”고 지적한 뒤 “소비자가 원하는 기술을 팔아야 한다”고 말했다.

이날 세미나는 장시간 진행됐음에도 종합토론이 끝날 때까지 자리를 지킨 참석자들이 많았다. 마지막까지 남아있던 한 참석자는 “오랫동안 앉아 있는 것에는 상당히 인내가 필요하지만 오늘 발표가 실질적인 것이기에 아주 흥미롭게 들었다”고 말했다.

한편 이번 세미나는 환경부·국토해양부·한국환경공단·한국수자원공사·한국환경산업기술원·대한상하수도학회·한국물환경학회·막여과해수담수화연구센터가 공동 후원했다.

다음은 주제발표자의 내용을 요약, 정리한 것이다.

“블루골드 시장 주도할 원천기술 개발해야”-기후변화에 따른 물관리정책방향 

기후변화로 인해 물관리 전반의 어려움이 커질 것으로 예상된다. 가용수자원의 최적 활용을 위한 고도의 물처리 산업과 대체 수자원 개발의 중요성도 부각되고 있다.

담수시설 확대 및 물의 효율적인 이용이 필요하다. 물산업의 시장동향은 상하수도 분야 비중이 가장 크며(74%) 물 재이용 분야가 급속한 성장이 예상된다.

동아시아, 중동, 아프리카 시장이 연간 10% 이상 성장이 예상된다. 또한 중국이 세계 물시장의 주요국가로 부상할 것으로 보인다. 또한 막여과를 이용한 고도수처리 및 지능형 물 생산 공급 시스템으로 기술 패러다임이 변하고 있다.

상하수도 통합화가 추진 중이며 토탈솔루션 서비스 제공기업이 세계 물시장을 주도할 것으로 보인다.

우리나라는 상하수도, 해수담수화, 먹는샘물 등은 선진국과 경쟁 가능한 수준이다. 다만 신소재 막분야, 지능형 상수관망 관리기술 등 핵심기술에서 기술차이가 있다.

설계, 건설, 플랜트 시공 경험 및 역량은 확보됐으나 운영관리 경험부족, 투자자금 조달 애로 등 토탈 솔루션 역량이 부족하다. 우리나라가 물산업 강국으로 도약하기 위해서는 에코스마트 상수도, 첨단 막여과 등 블루골드 시장을 주도할 원천기술을 개발하는 것이다.

또 지방상수도 및 하수도 통합화와 광역화, 민간기업 참여 확대를 통한 물전문기업을 육성해야한다. 아울러 먹는샘물, 물재이용 등 연관산업을 육성하고 해외진출 활성화 등을 지원해야한다.

“수출지향형 수처리 플랜트 개발 지원 강화”-세계 물시장 현황과 정부의 물산업 정책

환경부와 KEITI(한국환경산업기술원)는 원천기술 개발을 통한 기술경쟁력 확보를 지원하고 있다.

막여과 기반의 하ㆍ폐수 고도처리기술 상용화, 첨단소재 막모듈 및 공정설계기술 개발, IT분야 기술과 융합한 한국형 고유기술 개발 등을 정책내용으로 한다.

또한 지역별 맞춤형 해외진출 전략을 수립하고 금융지원 등을 통한 해외진출 기반 구축, 물산업 해외진출협의회 및 국제협력 강화 등을 추진 중이다.

KEITI는 지난 2007년부터 베트남 환경보전 장기종합계획, 인도네시아 폐기물 종합계획, 캄보디아 마스터플랜, 아제르바이잔 마스터플랜, 탄자니아, 우즈베키스탄 등의 폐기물 매립장 및 하수처리장 등을 지원해왔다. 2011년에는 알제리와 모잠비크, 몽골 등을 추진 중이다.

또한 국내 환경기업의 해외사업 참여를 위한 타당성 조사를 지원해 우리 기업의 해외사업 참여기회를 발굴하고 ODA 등 대외원조 사업과의 연계효과를 창출할 방침이다.

올해는 물산업 타당성 조사와 관련 우즈벡 우르겐치 하수처리장, 콜롬비아 구아비아 하수처리장, 가나 서부지역 정수처리장, 모잠비크 마푸토 상수도, 필리핀 아쿠아팜 정수공급사업, 캄보디아 프놈펜 하수처리장 등 11개 건설 사업 등을 지원할 계획이다.

아울러 물산업 국제공동연구 지원계획을 살펴보면 난분해성 염색폐수 전기분해기술(베트남), 하수재이용 직여과 RO 처리기술(말레이시아), 모바일 RO 해수담수화시스템 기술(이란, 파키스탄), 대형축사 가축분뇨폐수 처리기술(미국), 지표수 바이오 모니터링 기술(이탈리아) 등 13개 과제가 있다.

“물, 이제는 효율의 문제로 접근해야”-Smart Water Grid

스마트워터그리드의 출발점은 물의 문제를 수량의 문제에서 효율의 문제로 전환하겠다는 것이다. 이제 물문제와 에너지문제는 같이 접근해야한다. 기본적인 출발점은 효율향상이다.

효율성은 필요한 사람이 필요한 때에 필요한 장소에서 얻는 것을 말한다. 이를 위해 정보교류가 필요하며 이런 것들이 스마트워터 개념의 여러 기반이 된다.

스마트워터그리드는 IT 융합 기술과 수자원 관리기술, 인프라기술을 합친 것이다. 수자원 및 상하수도 관리의 효율향상을 위해 첨단 정보통신 기술(ICT)을 융합하는 차세대 물관리 시스템이다.

하나의 독립적 기술이라기보다 포괄적 개념이라 할 수 있다. 즉 변화의 잠재력을 가진 개념으로 스마트 워터 미터와 센서를 활용해 양방향 실시간 유통이 가능하다. 다수의 원수 공급자 사이에서 다양한 수원의 거래가 가능하며 용수공급의 생산/소비정보를 최적화하고 통합관리할 수 있다.

미국은 산업체를 중심으로 스마트워터그리드를 리드하고 있으며 호주는 국가차원의 수자원 관리를 중점 추진 중이다.

유럽은 국가와 민간이 절반 섞여 있다. 유럽의 베올리아와 수에즈, 지멘스 등의 기업도 최근 관련 사업에 참여하고 있다. 프랑스와 스페인, 네덜란드 등에 총 1100만개의 스마트 미터가 도입될 것으로 전망된다.

영국은 에너지나 물 관리 분야 모두 스마트 미터의 도입이 늦은 편이었으나 오는 2020년까지 각 가정에 스마트 미터를 도입하는 것을 목표로 하는 계획을 최근 발표했다. 싱가포르는 지난해 말부터 스마트워터그리드를 추진하고 있으며 PUB를 중심으로 상하수도 인프라 구축과 IT 기반 기술 개발을 같이 진행 중이다.

“OK-Floc, 수생태계에 친환경적 수처리제”-하수의 총질소/총인의 물리화학적 제거 기술

새롭게 개발된 OK-Floc이 보유한 기존 응집제와의 차별점은 용해성과 흡수성이다.

기존제품은 무수석고에 몇 가지 첨가물을 혼합한 것이므로 입자의 크기가 불규칙하고 수분이 잔존하므로 용해속도가 낮을 뿐만 아니라 입자자체가 첨가물로 남고 보관시에 쉽게 굳어지는 경향으로 장시간 보관 사용이 어려웠다.

그러나 새로운 OK-Floc의 침강제의 원료는 폐기 부산석고를 400~750도씨의 온도에서 소성과 숙성으로 수분은 물론 불순물까지 완전히 불합성 시킨다.

그 후 천연 무기 고분자의 키토산 및 응결 보조제를 첨가하고 재차 분체화 공정을 거치므로 입자의 크기가 미세한 상태로 균질화 되었으므로 용해도를 높이고 흡습성이 매우 적어 장기간 보존 가능한 수생태계에 친환경적 수처리제라 할 수 있다.

응집응결 침감 실험을 위해 경기도 모 하수처리장의 유입원수를 채취해 실험한 결과에 따르면 처리수의 평균 PH는 원수자체의 PH보다 약간 증가한 7.3~7.45였고 원수의 CODmn 제거는 급속 응집 응결 침강제에서 평균 28mg/L (94.2%제거율)로 처리됐다.

원수의 BOD 농도는 평균 756mg/L였으나 급속 응집 응결 침강제에 의한 처리수의 BOD농도는 평균 35.4mg/L(95.3% 제거)로 처리됐다.

내년 1월부터 하천의 수질개선 및 부영양화 방지를 위해 관리강화가 대폭 강화돼 적용되므로 생물학적으로 강화된 기준을 맞추기 쉽지 않다.

따라서 물리화학적 총질소·총인 제거에는 기존에 알려져 있는 금속염 및 석회응집처리보다 금속염에 석회가 혼합된 금속무기계 급속 응집응결 침강제(OK-Floc)가 경제성만 보장될 때 하천수질 보전과 부영양화에 크게 일조할 것으로 판단된다.

“원천기술 확보해야 경쟁력 생겨”-막을 이용한 미래 물 처리 전망 

멤브레인은 앞으로 물사업의 가장 중요한 저에너지화, 안정성, 과학적 확보 등에 커다란 기여를 할 것으로 보인다. 국내에서는 멤브레인 공정을 특화한 새로운 물 처리기술 개발이 지속적으로 진행 중이다.

신흥기업들은 관련 사업을 확장하고 있으며 저탄소 녹색성장 기술 혁신을 통해 개도국과 선진국 시장진출이 모두 가능하다. 무엇보다 원천 기술을 확보해야 물 처리기술의 경쟁력을 갖추고 국내외 시장을 구축 할 수 있다. 국내외 경쟁력 높은 최첨단 정보화 지능형 기술을 융합해 막 여과 공정을 개발해야한다.

글로벌 탑 수준의 국내 핵심첨단지능형 물처리 기술을 보유해야한다. 홍보효과가 높은 테스트 베드에 참여해 국내기술개발에 기반한 글로벌 해외시장에 진출해야한다.

“고속가중응집으로 플럭 내 함침시킨 미세기포 활용”-고속 고효율 우천시 하수처리기술 Hydro J.B 공법

우천 시에는 급변하는 유입 부하에 적절히 대응하면서 고속, 고효율 처리가 가능한 기술이 필수다. 이에 따른 Hydro J.B. 공정도를 살펴보겠다.

Jet Bubble (J.B.)이란 고속가중응집을 통해 플럭 내에 함침시킨 미세 기포이다. 고속 부상분리를 최소 0.5~2m/min 유도해낸다. Hydro J.B.는 이를 통해 부하변동 대응이 탁월하고 고속 고효율 처리가 가능하다.총 처리시간은 4분 이하이며 미래 법적 규제(2.6분)를 만족하는 수준이며 방류수계 영향을 최소화한다.

유입 SS 50~500mg/L에 대응하며 부하변동에도 일정한 처리수질이 확보된다. SS 85.6%, T-P 96.7% 제거가 가능하다.

“멤브레인도 에너지 줄이는 것이 관건”-GW Water and Process Technologies

최근 대세는 정수, MBR 하수처리, 재이용의 막이 많이 논의되고 있으며 국내외에 적용되고 있다.

GE의 포트폴리오는 다양하다. GE가 추구하는 가치는 핵심기술을 기반으로 한 핵심 제품 및 엔지니어링을 제작하는 것이다. GE 조직은 크게 전기/물, 에너지, 석유/가스이다. 전기를 생산 하는데 물이 없으면 안 되고 물을 깨끗하게 만드는 데 전기가 없으면 안 되는 것처럼 우리는 여기에 시너지효과를 만들 것이다.

물은 프로세스 엔지니어링 등 소재 중심에 핵심기술을 갖고 있다. 도시화가 진전되면서 한국기업에게 크게 기회가 될 것으로 보인다.

핵심기술 중 ‘물 처리 유지 관리 케미컬’비즈니스가 있다. 다음으로 막이 있고 UF/MBR이 관심의 초점에 있다고 생각한다.

우리가 하는 것 중 하나가 ‘Thermal Products’이다. 오일과 가스에서 분리할 때 나오는 폐수 등을 이용하는 것이다.우리는 ‘가압형이 좋으냐 침지형이 좋으냐’는 질문을 많이 받는다. 플랜트 사이즈가 크고 솔리드가 낮으면 침지형이 좋겠다. 플랜트 사이즈가 크고 솔리드도 높으면, 가압형이 좋다.

그동안 멤브레인 하는 사람도 에너지 세이브는 관심 없었다. 그러나 2002~2003년 미국 케이스 스터디를 한 결과 에너지 세이빙 없이 막이 도입될 수 없고 시장에서 살아남을 수 없다. 따라서 에너지를 어떻게 줄이느냐가 막 가진 회사의 최대 숙제였다.

GE는 ‘Eco-operation Cycle’ 이 부분을 앞으로 계속 발전시킬 것이고 향후에는 거의 제로 에너지로 만들 것이다.

“UF시스템, 스마트한 데이터 모니터링 필수“-Process optimization & Management information for UF system at municipal drinking water and desalination water application

Pentair의 X-flow는 강력한 지식기반을 가지고 있다. 전 세계 40개국에 멤브레인, 모듈 디자인 등의 특허를 보유하고 있으며 25년 이상의 R&D, 제품, 프로세스 개발 경험을 갖고 있다.

MF, UF, NF, RO 등 다양한 멤브레인 프로세스의 전문능력을 갖고 있다. 특히 UF시스템에 대한 정보를 얻는 것은 소화전(fire hydrant)에서 물을 얻는 것과 비슷하다. 따라서 스마트한 데이터자동기록(Data logging)이 중요하다. 데이터자동기록은 최적화된 운영과 품질보장, 문제해결 등을 위해 필요하지만 모든 데이터를 기록하는 것은 무의미하다. 이제는 자동화된 평가가 필요하다.

핵심성과지표(Key performance indicator)와 자동경보장치(Automatic alarming)가 있어야한다. X-flow는 이 모든 것을 최적화하고 있다.

한 예로 평소 UF 플랜트의 운영상태에서 무슨 일이 발생하고 있는지를 알 수 있으며 처리수 증가, 온도 하강의 효과, 투수율과 저항성 등을 보여준다. 결론적으로 플랜트 모니터링의 새로운 트렌드는 운영데이터로부터 성과지표를 수치화하는 것이다.

“스마트 파이프 통해 상수관 실시간 유지 관리”-스마트 파이프 기술의 발전

상수 관망이 15~20년 주기로 몸살을 앓고 있다. 적수·흑수 등 착색과 더불어 출수불량, 누수·단수 빈발 등의 문제가 있다. 도시화의 진행과 지하매설 배관의 노후화로 파손 및 누수누출 사고가 증가한다.

전국 평균 상수도 누수율은 12.8%이다. 약 5600억원의 손실이 추정된다.이에 따라 스마트 파이프로 유지관리를 실시간으로 할 필요가 있다. 스마트 파이프란 안전하고 안정적으로 수돗물이 공급되도록 관의 상태를 실시간으로 감시가 가능한 파이프 시스템을 총칭한다.

상수도관은 파손 및 누수를 감지하는 내장 감시선 및 부식방지 기능을 가지고 있다. 원격자동감시장치는 관의 파손 및 누수 상태를 실시간 감시하고 그 위치(거리)를 찾도록 한다. 운영자는 GIS 및 핸드폰에 의한 실시간 위치를 확인할 수 있다.

스마트 파이프 구조 및 시공방법을 살펴보면 상수도관은 나선형으로 2개의 감지선이 관의 외면 피복층에 내장되어 있다. 접합은 조인트 및 용접방식 모두 가능하며 연결부에서 시스템과 관계된 감지선을 연결한다. 접합 후 시공검사를 수행해 하자를 예방할 수 있다.

또한 마그네슘 아노드를 사용해 피복손실을 2% 이내에서 부식방지 기능을 수행토록 한다. 아노드 내용연수는 20년 이상이다.

현재는 배관 후 시공하자 검증방법, 시공상태 검증방법, 실시간 감시 시스템이 부재하지만 스마트 파이프 도입 이후에는 시공 중 손상확인, 연결부 누수확인이 가능하다.

또 인수 시 시공검사가 가능하고 시공자재 확인이 가능하다. 아울러 실시간 감시 시스템 운영을 통해 관의 누수저감으로 유수율이 향상되고 관의 수명이 최소 60년 이상 연장되며 교체비용을 3배이상 절감할 수 있다.

“하수재이용 기술, 전 세계 관심 집중”-하수재이용 기술 시장전망 및 사례 

하수재이용 시장은 수자원 확충과 환경 보존, 산업발전을 동시에 해결할 수 있는 최선의 방안으로 전 세계적으로 가장 활발하게 급신장하고 있다. 법으로 일정규모 이상의 폐수 배출 설비는 중수도 설치를 의무화, 재이용하도록 유도하고 있다.

2011년 우리나라 예상 물 부족은 약 40억톤이 예상되고 현재 하수처리장 배출 하수는 약 66억톤 정도이며 특히 고도처리 배출수 수질이 양호(BOD 6.6ppm)해 하수 재이용시 안정적인 대체 수자원으로 부각되고 있다.

2011년 하폐수를 재처리(탈염공정)해 공업 용수로 재이용하는 국내 시장 규모는 1조 4000억원으로 예상하고 있다. 설비 기술 적용 방향은 에너지 자립형 ECO-수처리로 추진되고 있으며 특히 막(MBR) 처리 공법 적용이 확대되고 있다.

국내 하수 처리수 재이용 현황을 살펴보면 매년 점진적으로 증가하는 추세이다. 재이용은 2001년 2.9%에서 2007년 9.9%로 늘었으며 2007년 하수처리수 65억톤 중 6.4억톤을 재이용(9.9%)하고 있다.

2007년말 기준으로 전체 재이용수(6.4억톤) 중 58%가 하수처리장 장내용수로 재이용되고 있으며 나머지는 농업용수, 하천유지용수 등으로 재이용하고 있으며 공업용수는 1.5%에 불과하다.

현대엔지니어링은 담수화 뿐 아니라 폐수재이용 사업에 상당한 투자와 기술개발을 하고 있다. 현대엔지니어링이 보유한 하수 재이용 공법을 살펴보면 하수 MBR-HANT (Membrane Bio-Reactor)공법이 있다. 이는 침지식 분리막을 이용한 하폐수 고도처리기술이다. 환경친화적 공법으로 재이용 기능이 가장 우수하다.

국내외 500여개소 하수 및 폐수처리장에 적용돼 있다. 이와 함께 RO분리막을 이용한 재이용기술이 있다. 오폐수를 공업용수로 사용하기 위해서는 탈염 공정이 필요하므로 MF 또는 MBR공정을 거쳐 최종 RO막 장치를 추가한 후 공업용수로 이용하는 것이다.

현대엔지니어링은 인도 GMR하수 재이용 프로젝트에도 참여했다. 고농도의 하수를 이용해 발전소 냉각수 및 보일러 공급수로 사용한 세계 최초 프로젝트이다.

향후 MF/UF/RO 소재 제작사를 보유한 토탈 수처리 기업이 향후 매출 확대 및 경쟁력 확대에 매우 유리할 것으로 전망된다. 해수 담수 및 재이용 물 사업은 소재 개발 중심에서 에너지 저소비 모듈, 운전, 운영 개발 중심으로 변환될 것으로 예상된다.

“외부순환식 i -MBR로 에너지 효율 증대”-MBR기술을 이용한 오폐수 처리 

MBR공법은 ‘Membrane Bio-reactor(생물학적 처리+분리막 여과 공정)’을 말한다. 기존 침전조를 설치하지 않고 폭기조 내에 멤브레인을 침지설치해 흡입여과식으로 청정 처리수를 생산한다. 생물학적 처리와 물리적 처리의 장점을 결합한 하이브리드 공정이라 할 수 있다.

생물학적 고도처리는 SS, 유기물, 질소, 인 등을 거의 완벽하게 제거할 수 있다.

필로스의 신공법인 외부순환식 ‘i-MBR’이 있다. 이는 패키지화된 우수, 중수 폐수 처리 표준 모델이다. 유지관리가 쉬우며 공간 활용에 적합한 공정이다. 장기적으로 안정된 성능을 유지하는 모듈 및 공법이다.

i-MBR은 폭기조와 멤브레인 반응조가 분리되며 막모듈의 폭기, 화학세정이 모듈 내부에서만 실시돼 운전이 편리하다. 막 오염 및 폐색 억제로 투과 수량의 장기적이고 안정적인 유지가 가능하다.

또한 멤브레인 모듈의 순환농축수로 슬러지를 배출하고 슬러지 반송을 순환농축수로 실시해 반송펌프가 필요 없다. 막 모듈의 교환 작업시에는 밸브조작으로 배관을 잠근 후 막 모듈만 간단히 탈부착함으로써 관리가 간단하고 운전이 용이하다.

또한 막 압력 변화에 따라 자동 세척 기능으로 처리 효율 및 운전 안정성을 확보할 수 있다.

침지식 MBR과 외부순환식 i-MBR을 비교해보면 외부순환식의 경우 멤브레인은 장치 옆에 설치돼 설치나 교체 시 별도의 탈부착 작업 없이 쉽게 교체가 가능하다. 또 탱크, 배관, 펌프 및 각종 장치 등이 Skid에 설치된 패키지 시스템으로 컴팩트한 디자인이다. 별도의 막 세정조나 모듈 탈부착 없이 자동으로 약품세정을 해 편리하다.

Air Flushing, 주기적 CIP 실시로 안정된 막성능을 유지할 수 있다. 각 반응조를 밀폐시킬 수 있고 활성 처리를 해 악취 제거 및 해충 발생을 차단한다. 15m3/d 규격의 막 모듈을 반응조 밖에서 병렬연결해 쉽게 증설이 가능하다. 아울러 i-MBR의 장점은 효율적 에어레이션에 의해 에너지 효율이 증대된다는 것이다.

화학적 세정 및 trouble-shooting 을 위한 삽입 탈부착의 애로점을 해결해준다. 주기적 M/C를 통해 장기적으로 안정된 성능을 보이며 반응조 밖에서 용량에 따라 규격화된 케이스 수납형 모듈을 설치해 용량 증설이 매우 용이하다.

“각 집마다 빗물집수장치 활용해야”-안정적 물공급의 대명사

최근에 빗물 집수 및 이용 시설 설치가 확대되고 있는 추세이나 공사 방법이나 비용면에서 어려움이 많은 실정이다.

새로 짓는 건축물에는 빗물집수 시설 설치가 비교적 용이하지만 기존 건축물에 설치하고자 할 경우에는 운반, 이동 및 시공이 용이하지 않고 비용도 많이 발생한다.

우리 회사가 개발한 빗물집수장치의 가장 큰 장점은 이동과 설치가 용이하다는 것이다. 빗물주머니는 사용하지 않을 때는 튜브의 바람을 빼고 나서 보관할 수 있다. 물론 접거나 구부리는 데에 제약이 없으므로 크기를 최소화해 이동ㆍ보관할 수 있다.

운반이나 설치에 따른 비용의 절감의 장점이 있다. 장시간 동안 빗물이 변질되지 않고 보관이 가능하도록 에어레이션 기능이 있고 살균기능이 포함된 교반장치가 설치됐다. 물주머니 위에 튜브를 달아 불엽제로 이용하고 이를 통해 물주머니가 바닥에서 기둥의 형태로 부상하는 형태이다.

빗물을 가만히 놔두면 상하거나 부패한다. 이를 막기 위해 물막이라는 제품을 집어넣어 가동하면 필터레이션이 되어 미생물 발생이 안돼고 수개월에서부터 1년 동안 썩지 않고 유지되는 기능이다. 이 같은 빗물집수장치를 완성했으며 현재 호주에 수출하고 있다.

우리나라에서는 빗물에 대한 선호도가 좋지 않지만 호주나 뉴질랜드는 집집마다 물주머니 없는 집이 없다. 이 제품은 디자인이나 기능면이나 다용도 기능성면에서 가장 호평을 받고 있다.

“멤브레인은 지속적인 설비유지가 중요”-AsahiKASEI 기술소개 및 사례

아사히카세이의 멤브레인 분야는 세계 시장에서 높은 점유율을 차지하고 있다. 150가지 멤브레인 제품이 있다.

Microza의 경우 일본에 후지산 밑에 2개의 MF, UF공장이 있으며 MF모듈 300만m2/year으로 전 세계 가장 큰 중공사막 모듈이다. 항저우에는 조립공장이 있다.

2004년 9월 뒤늦게 침지식 비즈니스를 시작했다. 한국에서 2011년 일일 9만m3의 하수처리를 시작했다. 공업용 하수처리를 수주해서 많은 경험을 쌓고 있다. 담수화도 한다.

Microza MF의 가장 큰 장점은 연간 6만개의 MBR 생산이 되고 100% 전수검사를 하고 있다는 것이다. 여기에는 많은 인력과 시간, 장비가 필요하지만 고객 신뢰를 위해 이렇게 하고 있다. 경쟁사와 비교시 내막성이 강하다.

멤브레인의 이슈는 누가 길게 쓰느냐이다. 미국에서 4만 2800 CMD 시스템을 운영하고 있다. 11년 동안 12가닥이 끊어졌고 고쳤다. 수명을 길게 가져가고 있다.

멤브레인은 막 뿐 아니라 설비유지가 중요하다. 만병통치약인 줄 알고 장기간 그냥 내버려두는 경우 많다. 2년~2년 반마다 운영되는 것은 관리해줘야한다.

한국 파주의 모 사에서는 2만 2000CMD 이다. 지금까지 7년 째 쓰고 있다. 7년 동안 한번도 가닥 끊어짐이 없었고 운전됐다. 9개월에 1번씩 CIP 교체를 진행한다. 또 한국의 S사의 경우 3만 160 CMD 인데 9년째 쓰고 있다.

글로벌경쟁 ‘스마트워터’기술세미나 「종합토론」

“수처리 시장, 먹을 것이 없다 … 체계적인 정책적 지원 필요”

“정부가 물산업의 장밋빛 전망을 이야기하지만 현재 손에 잡히는 것은 없다. 물을 단순히 아껴 쓰자는 것으로 산업이 일을 할 수 있을까 의문이다. 옛날처럼 싸고 쉽게 얻을 수 있는 물은 없다. 해수담수화, 하수재이용, 스마트워터그리드 등 다양한 기술을 활용해야할 시점이다.” (성균관대학교 김형수 교수)

“사회 전반적으로 환경을 산업으로 인정을 안하고 있는 분위기다. 이는 기본적으로 환경프로세스가 비용이라고 생각해서다.

먹는샘물의 경우처럼 개개인의 건강이나 웰빙을 위해서는 많은 비용을 내지만, 실질적으로 우리 사회 전반적으로 필요한 것에 대해서는 조금도 감내할 생각을 하지 않는다는 것이 문제다"((주)필로스 김정학 대표)

이날 ‘글로벌경쟁 스마트워터’세미나 말미에 열린 종합토론에서는 미래 물관리 기술과 국내 물산업이 나아갈 길을 둘러싼 토론이 활발했다.

업계는 정부가 물산업 육성을 위해 지원한다고 하지만 기대만 못하다는 지적이다. 멤브레인과 막시장에 지각변동이 일어날 것을 기대했지만 ‘소문 난 잔치에 먹을 것 없다’는 말만 체감할 뿐이라는 것이다. 이에 관련 시장에 대한 정책적 지원과 전폭적인 지지가 체계적으로 필요하다는 주장이다.

또 국내 물산업이 발전하려면 어떻게 하든 전문인력을 양성하고 친환경 멤브레인을 팔 수 있는 시장을 열어야한다는 지적이다.

김형수 교수는 “이제는 물에 대한 생각도 바꿔야한다”면서 “예전처럼 싸고 쉽게 얻을 수 있는 물은 없다. 해수담수화, 하수재이용 등에 대한 비용은 충분히 지불하는 게 당연하다”고 말했다.

이어 김 교수는 물은 순환에 의한 무한자원이 될 수 있고 이를 기술적으로 가능케 하는 것은 역시 멤브레인이라고 강조했다.멤브레인의 친환경성도 중요하다는 지적이다. 김 교수는 “엔지니어 입장에서는 튼튼한 멤브레인을 요구할 수 밖에 없다”면서 “그러다 보니 PVDF라는 제품으로 내화성이 변화됐다”고 말했다.

PVDF에는 불소가 포함돼있어 소각되면 오존층을 파괴하는 것으로 알려져 있다. 따라서 앞으로 멤브레인을 납품한 후에는 수명이 어찌됐던 수거해서 환경적으로 처리하는 문제를 고려해야한다는 설명이다.

환경과학원 박주현 박사는 규제를 통해서 막산업이 성장하는 것도 하나의 방법이라고 제안했다. 박주현 박사는 “외국에서 막산업이 발전한 이유도 오염사건이 있어 많이 보급됐다”면서 “일례로 방사능사고가 일본서 터졌을 때 관련 기기업체와 분석시장이 커졌고 예산지원도 일시에 됐다”고 예를 들었다.

그는 “물론 그런 운에 맡길 수 없다”면서 “최근에 원생동물이 정수처리 기준으로 들어왔고 염지하수를 먹는 물로 포함시켰다. 이 같은 정수규제를 강화하는 기능을 계속 할 것이며 이는 관련산업이 커질 수 있는 계기 될 것”이라고 설명했다.

환경을 산업으로 적극 지원하고 인정해야한다는 목소리도 나왔다. (주)필로스 김정학 대표는 “이제는 환경산업이 법적 규제나 처벌 개념이 아니라 이윤극대화가 될 수 있는 하나의 모델이 될 수 있도록 해야한다”면서 “관련시장이 형성돼야 이 산업이 발전한다”고 지적했다.

또한 그는 “대기업이나 글로벌 기업이 시장을 독식하는 것은 아무 의미가 없다”면서 “대기업. 중소기업. 연구관련기업들이 다 쉐어할 수 있는 비즈모델이 돼야한다”고 말했다.

지능형 물관리 시스템인 ‘스마트워터그리드’에 대한 평가는 대체로 긍정적이었다. 단순 통합운영 시스템을 넘어서 스마트그리드 솔루션을 구상 중이라는 정부의 고민도 밝혔다.

한국환경공단 정진우 박사는 “올해 환경부에서 권역별로 상수도를 통합하는 작업을 추진 중인데 단순 통합운영 시스템을 넘어선 스마트워터그리드 솔루션도 구상 중”이라고 밝혔다.

아직까지 우리나라 멤브레인 기술이 부족하다는 지적도 나왔다. Asahi KASEI 유준상 팀장은 “글로벌 경쟁이란 단어는 18년 동안 들어왔지만 국내 멤브레인 프로세스는 똑같은 것을 10년째 반복하고 있다”고 지적했다.

그는 해외 유명 전시회에서 일본이나 선진 외국기업은 많지만 한국 업체들은 잘 보이지 않는다는 예를 들었다. 이어 유 팀장은 “영어와 기술력이 부족하면 글로벌 경쟁은 현실적으로 어렵다”면서 “해외 메이커에 의존하기보다는 자기의 것을 소화하는 습관을 들여야한다”고 조언했다.

(주)필로스 김정학 대표는 “제품을 잘 운영할 수 있는 노하우 등이 충분히 우리나라 멤브레인 시장에 스며들지 않는다”고 말했다.

김영관 대한상하수도학회장은 “우리나라 기업의 기술력이 부족하다는 지적에 상당히 공감한다”면서 “어찌 보면 이는 건설사의 책임 뿐 아니라, 물산업 육성을 위해 필요한 기술을 습득하고 향상할 수 있는 기회를 국가에서 제공하지 못했기 때문”이라고 지적했다.

강미주 기자

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