뗏목선에서 착안, 침전법 사용 국내유일ADK 시리즈 장비

적조(red tides, harmful algal blooms)란 해양에 서식하는 식물 플랑크톤이 일시에 대량으로 증식하거나 물리적으로 집적되어 바닷물의 색깔을 붉게 변화시키는 현상이다. 적조는 폐쇄성 내만 수역, 각종 배수유입이 많은 곳, 일사량이 풍부하고 안정된 수괴가 형성되는 곳, 바닥에 유기물질이 많이 퇴적된 곳에서 자주 발생한다. 이와 달리 녹조(green tide, water-bloom, 수화)란 호수 같은 담수 환경에 영양염류가 과다하게 있어 녹조류 또는 남조류가 대량으로 번식하여 물빛이 녹색으로 변하는 현상이다. 녹조가 발생하면 그 수역의 물은 음용수로나 산업용으로의 이용이 제한되어 막대한 비용부담과 함께 생태계도 파괴되면서 이로 인한 사회, 경제, 환경적인 측면에서 다양한 문제를 유발시킨다.

피해 대책으로 물리·화학적, 생물학적 다양한 방법이 있다. 우선 물리·화학적 구제 방법으로는 화학약품 살포법, 가압부상 분리장치에 의한 적조생물 회수법, 초음파 처리법, 오존 처리법, 황토 살포법 등이 있으며, 생물학적 구제 방법으로는 미생물과 바이러스를 이용하는 방법 외에도 나노기술과 같은 첨단기술을 응용하는 다양한 형태로 활발히 연구되고 있지만 아직까지 광범위한 현장에서 실제 활용할 수 있는 뚜렷한 방법은 찾지 못하고 있는 실정이다. 그러나 최근 단시간 내 녹조제거 및 수질정화를 할 수 있는 기술을 개발하여 주목을 받고 있는 한 중소업체가 있다. 씨엠스코 주식회사(대표 안동권)는 오랜 기간 동안 연구와 투자로 녹조흡입방식인 수중흡입장치와 GEN-CM처리기술을 기반으로 한 신기술을 선보였다. 안동권 대표는 “화학적·기계적 융합기술에 의한 중화반응을 활용한 것으로 대용량의 녹조 제거를 할 수 있어 그동안의 문제점을 완벽하게 보완하였다”고 밝혔다. 다음은 안동권 대표와의 일문일답이다.

씨엠스코(주)의 설립동기 및 시설 설비 등 전반적 소개를 해 주십시오?

씨엠스코는 2016년 10월 설립되어 플랜트 기자재 공급 사업을 한 이후, 2018년 05월부터는 호수의 녹조와 수질정화사업을 시작하게 되었습니다. 녹조발생에 따른 피해가 매년 반복적으로 사회이슈화 되는 것을 접하면서 녹조제거 및 수질정화 사업에 관심을 갖게 되었는데, 이 사업을 위해 3000평 규모의 공장에 별도의 다양한 수질정화 연구시설을 설치하였습니다. 연구시설은 각종 실험을 실증에 준 할 수 있도록 대형화 하였고, 특수 제조기술을 필요로 하는 시설을 갖추고 이를 운영할 수 있는 전문기술 인력과 연구진 등이 갖춰져 있습니다.

수질악화의 주범인 하천녹조와 해양적조 피해로 인한 환경오염의 정도와 우리나라의 사회적 비용은 어느 정도인가요?

삼천리금수강산이라는 말이 있지요. 우리나라 산과 강의 아름다움을 표현한 것이었지만 강의 수질상태는 매년 악화되어 4대강에 녹조가 창궐하고 악취가 발생하는 현실에 직면해 있습니다. 이러한 환경문제는 4대강에 국한하지 않고 전국 대부분의 호소나 하천은 기후 온난화현상으로 해가 거듭될수록 오염실태는 악화되고 있는 실정입니다. 하지만 마땅한 해결책이 없는 사회적 골칫거리로 정부에서도 매년 많은 예산을 투입하여 해결하고자 노력하고 있습니다. 지난 2017년 국정감사에서 국토교통위원회 이원욱 의원은 “4대강 녹조현상 해결을 위해 5년간 쓰인 연구개발(R&D) 예산이 2013년 6억 원에 불과했던 녹조 연구비가 5년이 지난 2017년에는 무려 32배가 증가한 197억 원이 투입되어 총 385억 원에 달하는 것으로 나타났다”라고 지적을 하였습니다. 이와 같이 수질악화에 따른 정부의 노력과 심각성을 파악할 수 있는 내용이지만 현재까지도 국내는 물론 해외 대부분의 국가에서 녹조 해결의 근본적인 대책을 찾지 못하고 지불하는 사회적비용은 감히 제가 얼마라고 단정할 수 없을 것이나 그 금액은 수조, 수십조 원에 달할 것으로 보고 있습니다.

타사 제품과 비교하여 씨엠스코만의 차별화 된 기술력과 경쟁력은 무엇인가?

녹조류는 물의 표층에서 대부분 활동하다가 포자화가 되면 수면에 부상되어 조류에 따라서 어느 장소로 집중적으로 모이게 되므로 햇빛을 차단하고 수생태계에 악영향을 주어 악취유발과 독성을 내뿜기도 합니다. 물 표면에 떠 이동하는 녹조를 수거하거나 처리하는 기술이 미흡하여 기하급수적으로 증식하는 녹조를 원천적으로 해결하는 기술부재로 해결책을 마련하지 못하고 있었습니다.

이러한 기술적인 모든 문제를 씨엠스코 수질정화설비를 통해서 해결할 수 있으며 그 핵심적 기술은 수중흡입장치와 융·복합 처리기술이라 할 수 있습니다.

녹조흡입방식인 수중흡입장치와 GEN-CM처리기술인 화학적.기계적 융합기술을 기반으로, 중화반응을 활용하여 2차 환경오염을 유발하지 않는 처리기술과 특화된 녹조제거설비에 있다 할 것입니다.

녹조수중흡입장치는 녹조류가 집중 분포된 수면 바로 밑(20mm~100mm)에서 녹조 또는 오염원을 선택적으로 집중 흡입하여 95%이상 제거효율로 극대화한 기술의 핵심장치입니다. 그리고 융·복합(화학/기계)처리공법은 기계장치를 기반으로 한 화학적 처리공법(중화반응)인데 독성 및 2차 환경오염 없이 연속적으로 운전이 가능한 대용량 처리공법으로 4대강, 대형 호소, 하천의 수질정화(녹조)사업에 특화된 공법입니다. 또한 침전법은 응집(사멸)된 녹조는 강바닥으로 침전시켜 수생태계 먹이사슬로 자연 소멸되고 대규모 발생 녹조를 가장 효과적이고 경제적으로 제거할 수 있는 방법이기도 합니다.

한편 기존기술과는 확연한 차별성을 보이고 있는데, 기존기술의 녹조흡입방식인 수중펌프 취수 방식은 표층의 녹조보다 심층의 물이 대부분 흡입되어 저효율 구조이며, 여과장치를 포함한 부유물 흡입장치 형태의 녹조제거 방식은 소규모 사업은 가능하겠지만 대규모 호소의 녹조제거 방안으로는 기술적 한계가 있습니다. 그리고 다양한 형태로 대규모 면적에서 발생하는 녹조와 처리능력의 한계로 사전 예방 또한 제한적이며 방제효과 역시 저조할 수밖에 없습니다. 이에 반해 씨엠스코의 수중흡입장치는 녹조류 발생 형태에 따라서 깊이, 처리량을 현장여건에 맞춰 자유롭게 조정이 가능하며 단위시간 당 제거효율성은 기존기술과 월등한 차이가 있습니다.

또한 단순한 펌핑 개념이 아닌 흡입장치를 수중으로 넣어 녹조 포집을 유도하고 수중낙차는 포집 효율을 극대화하는 독자기술로서 현장 여건에 맞춰 녹조를 연속적으로 대량 흡입·처리 하도록 개발된 핵심장치입니다.

한편 처리방법 측면에서 기존의 화학물질을 단순 살포(분무)하는 방식은 효과가 저조한 반면 다량의 약품사용이 불가피할 뿐만 아니라 그로인한 2차 환경오염을 유발할 수 있는 우려를 가지고 있으며, 각종 여과기장치를 이용하는 기술은 소규모 녹조제거에는 효과적일 수 있으나 대규모로 발생되는 미세입자(크기 5~40미크론)의 녹조를 연속적으로 여과해야 하는 방법은 기능적 측면에서 한계가 있습니다. 그럼에도 불구하고 화학적 처리공법은 가장 간편하고 효과적으로 녹조를 제거할 수 있다는 장점이 있으나 호소정화에 있어 다량의 화학약품 사용에 따라 부정적 선입견으로 널리 사용되어지지 못하고 있습니다.

하지만 저희 기술은 대규모 녹조를 기계장치를 기반으로 한 화학적 처리공법(GEN-CM공법)으로 기존의 단순 화학처리 방식에서 탈피하여 산과 염의 중화반응을 통해 2차 환경오염 없이 처리할 수 있을 뿐만 아니라 2~3ppm 정도의 미량의 화학물질로 대량의 녹조를 제거할 수 있는 독자기술 확보로 환경오염에 대한 불신을 해소할 수 있습니다. 또한 처리시간이 5초 이내로 대용량 처리가 가능한 기술보유로 확산속도가 빠른 녹조제거의 원천적 기술력을 확보하였습니다. 저희 제품은 특수 설계된 수질(녹조)정화설비로서 수중흡입장치, 연속적 중화반응 설비가 구비된 기계장치는 5초 이내의 짧은 시간에 녹조류를 사멸시켜 배출하는 특성을 가지고 있으며, 특히 본 설비의 운전은 별도의 동력 없이도 양수기 배출압력으로 이동이 가능하도록 설계되었고, 녹조는 수심이 얕고 구석진 지역으로 모이는 특성을 고려하여 미세방향조정이 가능하도록 특수설계 되어 국내외 어떤 장비보다도 뛰어난 녹조제거 최적의 장비입니다. 씨엠스코 연구진은 끊임없는 기술개발을 통해서 녹조 및 호소 수질정화 분야의 선도적 기업으로 도약할 것입니다.

씨엠스코의 고유기술인 GEN-CM공법과, 중화반응을 응용한 수질개선 첨가제의 성분은 무엇인가요?

알칼리성 수용액인 수산화나트륨(NaOH)을 사용하여 녹조류나 오염된 수질에서 활동하는 콜로이드전하 응결을 유도하고 기계장치를 이용하여 수소 이온 농도(pH)를 알칼리성 용액으로 만듭니다. 알칼리 용액으로 녹조류를 사멸시키면 산성인 황산알루미늄 [Al2(SO4)3 ]이나 PAC를 투입하여 중화반응을 일으켜 응결된 콜로이드 블록의 응집을 가속화시켜 침전을 유도하고 최종 배출수를 중성 (pH)으로 환원·배출하므로 생태계에 아무런 영향을 미치지 않습니다. 이 같은 화학적,기계적 융합처리공법은 우리 회사의 독자기술로서 이를 GEN-CM처리공법 또는 GEN-CM 수질정화공법이라 합니다. 씨엠스코에서 사용하는 첨가제는 환경부예규 제644호에 의한 ‘조류제거시설 설치·운영 및 살포용 조류제거물질 사용지침’에 준하는 화학물질을 소량인 3ppm 정도를 사용합니다. 물질의 사용 비율은 비공개 사항입니다. 한편 음식물에서 첨가제를 추출하는 원리는 간단히 말하면 음식물 탈리액을 이용하여 상당량의 유기산을 추출하는 기술이며 화학물질인 무기산을 유기산으로 대체가능한 것으로 향후 보다 환경 친화적 물질을 이용하여 녹조를 제거함으로서 환경오염원을 줄이고 또 오염된 녹조나 수질개선에 사용하여 문제의 음식물 탈리액의 선순환구조를 갖는 일거양득의 기술이지만 현 단계에서 공개할 수 없음을 양해하여 주시기 바랍니다.

ADK의 연구 및 개발과정과 향후 지향하는 목표는?

녹조는 크게 두 가지 형태로 구분할 수 있으며 현장 여건에 맞는 처리기술이 요구되고 있습니다. 물속에서 활동하는 녹조류와 포자화가 되어 물 표면에 떠 이동하는 녹조류로 크게 구분할 수 있으며 각각 다른 처리기술이 요구되고 현재 다양한 형태의 조류를 처리할 수 있는 복합기술을 보유한 전문기업은 씨엠스코가 유일합니다.

현재 개발이 완료된 물속에서 활동하는 녹조를 수중에서 흡입하여 최종 처리하여 강바닥으로 침전시키는 침전법을 사용하는 ADK 시리즈 장비는 물론 부상된 녹조를 포집하여 수거하는 녹조회수장치를 개발 중에 있으며 멀티구조의 대형 녹조제거설비, 녹조제거와 수질정화를 동시 처리할 수 있는 복합처리설비 개발은 물론 수거된 녹조를 어류의 고급사료화 사업을 통해서 2차 환경오염을 유발하지 않는 세계 최고의 호소 수질정화사업의 선도적 역할을 할 것입니다. 최종적으로 씨엠스코의 특화된 기술을 통해서 오염된 호소를 깨끗한 물로 복원하여 국민의 삶의 윤택하게 하고 사회적비용을 대폭 줄여 가는데 중추적인 역할을 할 것입니다.

씨엠스코의 설비로 낙동강 페놀사건 등 산업용수의 화학적 오염도 정화작용이 가능한가요?

어떤 기술이든 만능일 수는 없습니다. 씨엠스코의 수질정화기술도 모든 물을 정화할 수는 없는 것으로 페놀과 산업용수의 화학적 오염에 대한 것은 다른 처리기술이 필요합니다. 이러한 수 처리는 각 산업 현장이나 하수처리장을 통해서 정화가 되어 최종적으로 바다나 호소로 방류되어 집니다. 이후 호소에서 부영양화로 녹조가 번식하게 되는데 이것을 제거하고 예방하는데 중점을 두고 개발한 기술입니다. 4대강 보 건설로 발생되는 심각한 녹조처리는 씨엠스코 기술로 해결이 가능하다 할 수 있습니다.

씨엠스코의 현안과제 및 발전을 위한 미래 계획은 무엇인가요?

새로운 기술개발에 있어 현안과제 역시 다양하게 부닥치게 됩니다. 씨엠스코의 수질정화설비 개발에 따른 당면한 현안과제는 정부 관련기관으로부터의 새로운 기술인증이나 화학적 처리라는 잘못된 부정적 인식을 바꾸는 것입니다. 이를 위해 순차적으로 해결해 가고 있으며 한국농어촌공사나 한국수자원공사에서 중소기업의 신기술 지원사업인 테스트베드 또는 실증테스트를 통해서 진행할 수 있어 참으로 감사한 마음을 가지고 있습니다.

우리 연구진은 끊임없이 수질개선사업에 열정을 다하여 세계 최고의 기술력 확보를 이룰 것이며 녹조제거 사업을 시작으로 기 오염된 호소의 수질정화사업을 넘어 유입되는 오염수를 원천 예방하는 기술을 개발하여 보급할 것입니다. 특히 녹조발생의 주된 원인으로 파악된 전국에 수 천 곳에 건설되어진 하수종말처리장의 방류수를 집중 연구하여 근본적 원인을 선제적으로 제거하는 기술을 완성하여 산업화, 도시화, 지구온난화 등으로 나날이 악화되는 호소의 수생태계를 종합적으로 관리 가능한 기업으로 도약할 것입니다.

기억에 남는 일화와 보람을 느낀 일은 무엇인가요?

지금까지 국내외에서 개발된 녹조제거기술은 매우 다양합니다. 다양한 기술을 검토하면서 한 가지 공통된 문제점을 발견하고 도전에 대한 강한 욕구가 생겼습니다. 그 문제점이자 도전에 대한 욕구는 바로 대형화에 대한 한계가 있었다는 것을 알게 되었고 그로인해 매년 반복되는 시행착오와 기술개발에 대한 진척이 없어 아직까지도 이렀다 할 대안이 마련되지 못했습니다. 개발자 역시 고민은 깊어 졌고 쉽게 구상이 떠오르지 않아 역시 포기에 직면해 있었습니다. 하지만 이 문제를 극복하지 못하면 아무리 좋은 기술을 개발하여도 수억 톤 아니 수십억 톤의 호소를 정화하거나 광활한 면적에서 기하급수적으로 확산되는 녹조 떼를 제거할 수 없어 기술로 평가 받을 수 없었으나 뗏목선에서 착안하여 가능성을 확인하였고 곧 바로 실증실험에 착수하여 수 많은 시행착오를 걸쳐 오늘 날 씨엠스코의 독자적 수질정화설비를 개발하게 되었습니다.

수개월의 고민 속에서 착안하여 제작된 부품을 단 5분도 사용하지 못하고 물속으로 빠트려 한참을 물속을 바라보며 허탈해 했던 좌절감 속에서 ‘안 되는구나’, ‘포기’라는 생각이 머릿속을 다 채워졌고 부풀어 있던 모든 희망과 열정은 물속으로 사라졌습니다. 하지만 이 실패는 이후 수중흡입장치란 아이디어를 이끌어 내 가장 핵심적 기술개발을 할 수 있었던 점은 두고두고 보람으로 남게 되었습니다.

안동권 대표님의 그동안의 생애와 철학 등을 알려주십시오.

저는 중화학공업이 한참 부흥하던 1980년대 후반부터 석유화학공장, 발전소건설 등에 소요되는 플랜트 기자재를 제조하는 회사를 창업한 후 회사를 지속적으로 성장시켜 왔습니다. 환경사업부를 만들어 수처리설비 제조와 증발식 담수설비를 수주 받아 해외 수출을 하는 경험도 쌓게 되었습니다. 이러한 기초기술은 과감하게 4대강과 같은 대형 호소를 정화하겠다는 도전장을 내고 사업은 시작되었습니다. 매번 사업의 시작은 초라할 정도로 사업적 여건을 갖춰지지 못했고 쉽게 고객으로부터 인정받을 수도 없는 열악한 환경이었습니다. 하지만 내가 만든 제품이 언젠가는 인정받게 된다면 모든 시련은 과정에 불과하고 성공만이 그 유일한 해결방법이라는 소신을 가지고 기업을 만들어 왔습니다. 이번 수질정화사업 역시 국내는 물론이고 해외에서도 인정할 수 있는 기술을 완성하여 언젠가는 수질정화 관련해서는 씨엠스코가 세계최고 기업으로 인정받겠다는 각오로 노력하고 있습니다.

정부와 지자체, 유관기관에 건의할 사안이 있다면요?

고정관념 틀에서는 새로운 기술이 개발될 수 없습니다. 과거 녹조제거 기술의 내용을 살펴보고 정부나 지자체 관련자의 공통된 인식은 화학물질을 사용하여 녹조를 제거하고 수질을 개선하겠다는 제안 자체로만으로 2차 환경오염이라는 명분으로 진입장벽이 형성되어 있어 새로운 기술을 개발하고도 실증단계까지 진행하는데 있어 어려움이 매우 많습니다. 과거에 사용되는 화학적 처리공법은 단순한 개념으로서 다량(40ppm)의 화학물질을 사용하여 수 생태계에 영향을 미칠 수 있었으나 본 기술은 3ppm 정도의 지나지 않습니다.

그리고 처리한 녹조를 강바닥으로 침전시켜 2차 환경오염을 유발하지 않으며 오히려 수생물의 먹이로 활용되는 장점이 있습니다. 이러한 긍정적 효과가 크지만 알루미늄과 같은 중금속오염을 유발한다거나 침전물이 부패되어 2차 환경오염을 유발한다는 잘못된 인식이나 기존의 단순 화학적 처리기술과 동일선상에서 임의 판단에 따라 획기적인 기술이 배척되거나 사장되는 일이 없도록 적극적인 검토와 지원을 부탁드립니다.