Water Focus  

환경부, 녹색산업 혁신기업 현장 방문 활성화

조명래 장관, 2월 12일 수처리 전문기업 ㈜부강테크 현장 방문
㈜부강테크, FMX·AMX 공법 등 수처리 기술 상용화…세계 수처리 시장 진출
(멤브레인 막힘 방지)(아나목스)                                                                                

환경부는 올해 중점 추진과제의 하나인 ‘녹색산업 혁신’의 일환으로 기술혁신을 통해 녹색산업을 선도하는 기업의 사업현장을 방문해 관계자들을 격려할 방침이다. 대상기업은 환경부가 2017년 선정한 우수환경산업체와 2019년 10월 발표한 유엔지속가능개발목표경영지수(SDGBI) ‘글로벌지수’ 최우수그룹에 속한 기업들이다.

그 첫 번째 기업은 대전광역시 유성구에 소재한 수처리 전문기업 ㈜부강테크(www.bkt21.co.kr·대표이사 최문진)다. 조명래 환경부장관은 지난 2월 12일 오후 4시 ㈜부강테크를 방문해 관계자들의 신기술 개발 및 혁신 노력을 격려하고 녹색산업 육성 의지를 밝혔다.

2019년 미생물 기반 폐수정화 수처리 기술 국내 최초로 상용화

1995년에 설립된 ㈜부강테크는 미생물(아나목스) 기반의 수처리(폐수 정화) 기술을 2019년 국내 최초로 상용화했다. 가축분뇨처리 사업을 시작으로 맞춤 솔루션을 제공하는 하·폐수 처리사업과 고점도 물질에 특화되어 다양한 분야에 응용 가능한 멤브레인 사업, 자원 절감 및 재이용 등에 초점을 맞춘 에너지 사업까지 ‘선택과 집중’을 통해 성공적인 사업 확장을 이루어왔다.

이날 현장방문 일정은 회사 소개와 핵심기술 소개, 사업현장 방문, 애로사항 청취 순으로 진행됐다. 김동우 창업자와 최문진 대표이사는 당사의 주요 수처리기술인 ‘멤브레인 막힘 방지(FMX)’ 기술과 ‘단축 질소제거(아나목스, AMX)’ 공법의 개요를 설명했다.

FMX 기술, 고농도·고점도·고밀도 혼합물에 특화된 멤브레인 시스템

FMX 기술은 멤브레인의 막힘을 방지하기 위한 기술로 블레이드 형상의 와류발생장치(Vortex Generator)를 이용해 평막 멤브레인(Membrane) 표면에 강력한 와류(Vortex)를 발생시켜 막 오염을 획기적으로 저감시키는 분리막 시스템이다. 일반 멤브레인으로 처리가 어려운 고점도, 고농도, 고밀도의 액상혼합물을 효과적으로 농축·정제·여과 처리할 수 있어 기존 멤브레인 시스템으로 해결이 불가능한 여러 분야에 적용이 가능하다.

또한, FMX는 2차에 걸친 공정을 1차 공정으로 단순화하여 시설비 절감 및 생산성 증대를 가져오는 솔루션을 제공한다. 미생물 배양 후 고농도에 의해 일반 막으로는 균체 분리가 어려워 필터프레스, 원심분리기 등으로 1차 처리한 후, 중공사막과 나선형(Spiral wound) 등 2차 처리를 진행하는 2개의 공정을 FMX 한 공정으로 통합·단순화하여 시설비 절감 효과를 가져온다.

따라서 FMX은 △추가 농축·회수 및 운전시간 단축 등 생산성 향상으로 수익성 개선 △공정수 절감 및 최소 에너지 사용으로 유지관리비 절감 △공정 단순화로 투자비 및 공간 절약이 가능 △원심분리기나 필터프레스에 비교하여 균체 제거율 우수(균체 제거율 100%)와 같은 장점이 있다. 

 특히, FMX는 고농도, 고점도, 고밀도 혼합물에 특화된 멤브레인 시스템으로 TS 5% 이상의 혼합물을 99.9% 회수 등 고액분리가 가능하여 OMSP(Optimal Membrane Selection Program)를 통해 한외여과(UF), 정밀여과(MF), 나노여과(NF) 분리막에도 적용할 수 있다.

AMX 공법, 최소 에너지로 폐수처리…차세대 수처리 솔루션

AMX(아나목스) 공법은 기존 질산화 및 탈질공정으로 질소를 제거하는 방식을 저에너지 방식으로 개선한 아나목스 공법을 2단 아나목스(Two-Stage AMX) 공법으로 개량한 것이다.  AMX 공법은 암모늄이온(NH4+) 절반을 아질산이온(NO2-)으로 전환하는 부분아질산화 반응(PN, Partial Nitritation)과 암모니아와 아질산을 이용해 질소가스로 전환하여 질소를 제거하는 아나목스(Anammox) 반응이 결합된 단축 질소 제거(Short-nitrogen removal) 기술로서, 산소 소모량을 절감하고 외부탄소원 없이도 폐수의 질소 제거가 가능한 차세대 수처리 솔루션이다. 

최소의 에너지로 폐수를 처리하는 AMX 공법은‘WEFEC 2016’에서 10대 유망 기술로 손꼽힌 바 있다. 부산시 녹산하수처리장에서 고농도 AMX 공법을 국내 최초로 적용했으며, 이미 해외 100여 곳에 적용되고 있다.

현재 아나목스(Anammox) 성장에 유리한 환경조건을 갖춘 하수 혐기성소화 폐액처리(Side-Stream) 분야에 주로 적용되고 있으며, 혁신적인 운영관리비 절감으로 Main-Stream, 가축분뇨 및 음식물 소화 폐액 처리, 침출수 및 산업폐수 등 유기물 대 질소(C/N)비가 낮은 다양한 폐수에 적용하는 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

세계 최초 초기우수 ‘생물학 공정’ 미국 하수처리장에 도입

특히, ㈜부강테크는 미국 미시간주 제네시카운티 하수처리장(ARTP)에서 세계 최초로 초기우수 처리에 생물학적 공정인 BBF(BKT’s Bio Filtration : 부강테크 생물여과공법)을 도입하는 파일럿 실험을 지난해 5월부터 진행하고 있다.

㈜부강테크 미국법인은 독자 기술인 BBF를 기반으로 전통적인 1차 침전지를 대체한 수처리 기술인 프로테우스(Proteus) 공법을 기반으로 용존성 유기물질 분해기능이 결합된 고속여과공정에 의한 초기우수처리 방안을 제안하여 ARTP와 함께 이번 실험을 진행하고 있다. 

그 동안 초기우수는 침전, 여과와 같은 물리적 공정에 의해 고형물질만 제거한 후 하천에 방류하여 용존성 유기물질에 의한 수질오염에 적극적으로 대응할 수 없었다. 미시간주 역시 봄철 해빙기에 다량으로 발생하는 초기우수에 의한 오대호의 오염이 가중되면서 적절한 처리방안이 절실했다. 제네시카운티가 세계 최초로 진행하는 이번 실험 결과는 미시간주 외에도 미국 내 수처리 관련 기관인 미 환경보호청(EPA), 물환경연구재단(WERF), 국립청정수관리협회(NACWA) 등에서 큰 관심을 갖고 주목하고 있다.

또한 ㈜부강테크는 서울시 탄천 물재생센터에서도 동일한 실험을 진행하여 국내 초기우수 처리문제를 효과적으로 해결하고 동시에 다양하고 심도 깊은 초기우수 처리방안을 제시함으로써 원천기술 강화를 통한 글로벌 수처리 시장 진출을 도모하고 있다.

BBF 기술 기반의 프로테우스(Proteus) 공법은 고속 여과에 의해 하수 내 고형물질의 60∼85%, 생물화학적 산소요구량(BOD)의 30∼50%를 제거하는 1차 처리 기술로 전통적인 1차 침전지를 대체할 수 있다. 뿐만 아니라 완전 지하화가 가능한 획기적인 부지집약 기술력으로 미국과 유럽 등지에서 크게 주목받고 있다.

프로테우스(Proteus) 공법은 현재 국내 1호 하수처리장인 서울시 중랑 물재생센터 현대화 시설에 도입되었고, 2017년 10월부터 일일 25만㎥의 하수를 1차 처리하고 있으며 기술력을 실증하고 있다. 서울시 서남 물재생센터도 일일 하수 36만㎥, 초기우수 72만㎥를 처리할 수 있는 시설을 2020년 가동을 목표로 설치 중이다.

환경부, 올해 녹색사업에 12조5천억원 지원

한편, 환경부는 대통령 업무보고 등을 통해 올해 환경부의 핵심과제 중 하나로 녹색산업 혁신을 추진한다. 올해 정책금융기관을 중심으로 혁신 녹색 기술분야 등에 12조5천억 원 규모의 자금을 공급할 예정이다. 기술보증기금, 신용보증기금, 산업은행, 기업은행 등 기관별 지원내용은 다양하다.

청정대기 산업, 스마트 물산업, 기후·에너지 산업, 생태서비스 산업을 집중적으로 육성할 계획이다. 녹색산업은 환경오염을 줄이고, 자원과 에너지 이용 효율을 개선하는 데 기여하는 산업이다. 폐수처리, 미세먼지 저감설비 등 전통적인 오염저감 산업뿐만 아니라 고효율 온실가스 저감설비업, 실내공기질 측정업, 생태복원 및 녹색 기반시설을 확대하는 그린엔지니어링 등 새롭게 성장하는 분야도 포함된다.

환경부는 미세먼지 저감설비·측정기기 등에 대한 6천600억 원 규모의 투자를 마중물로 고성능 필터, 고효율 집진장비 등 미세먼지 저감 분야 소재·부품·장비 시장을 집중적으로 육성하기로 했다. 또한 청정대기 분야 기술 실증시설과 생산기반이 연계된 청정대기 산업 클러스터 조성사업도 산업통상자원부와 함께 올해부터 추진할 계획이다.

물산업 적극 지원 세계시장 선점 전략

물산업 분야에서는 인공지능(AI) 기반 자율운영 정수장 시범사업(화성정수장)을 올해 안에 추진하고, 수돗물 공급 전과정 감시·관리 자동화(44개 지자체, 6천321억 원)를 위한 스마트 상수도 부문에 2022년까지 약 1조4천억 원을 투자할 계획이다.

이와 함께 환경부는 내수 시장이 포화된 물산업 분야에 스마트 기술을 접목하여 신규 설비수요를 창출하면서 관련 기업의 해외진출도 적극 지원하여 세계시장을 선점한다는 전략이다. 영국 물전문 리서치 기관인 GWI(Global Water Intelligence)가 발표한 2018년 통계자료에 따르면 세계 물시장은 연평균 4.2%의 성장이 예상되는 유망 시장이다.

기후·에너지 산업 분야에서는 2019년 말 신규 재생에너지로 추가된 수열에너지 등 친환경에너지 신산업 투자를 확대하고 생태서비스 산업 분야에서도 도시 지역 저영향개발기법 적용, 하천 자연성 회복 등 생태복원 분야에 대한 투자를 확대한다.

조명래 장관은 “기존 기술에 머무르면 우리 기업이 계속 성장하기 어려울 정도로 전 세계적으로 녹색산업에 대한 투자가 늘어나고 있다”라며 “환경부와 관계부처들이 합심하여 녹색기술 혁신 기업을 적극 발굴하고 세계적인 경쟁력을 갖출 수 있도록 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.     

[동지영 기자]

[『워터저널』 2020년 3월호에 게재]