[공학저널 전찬민 기자] 해수담수화 기술은 담수를 생산하는 과정에서 에너지를 많이 소모해 다량의 탄소를 배출시킨다. 이로 인해 에너지 소비를 최소화하고 담수의 생산성을 높이는 데에 중점을 둔 공정 설계 기술이 더욱 요구되고 있으며, 적절한 막의 선택이나 최적의 운영 조건 설명을 통해 에너지 효율을 향상 시킬 수 있다.
막여과, 역삼투, 전기투과 등 다양한 기술을 조합해 최적의 솔루션이 적용돼야 하는 공정 설계는 해수담수화 기술의 핵심적인 역할을 하고 각 기술의 장점을 살리면서 단점을 보완 할 수 있는 조합으로 설계된다. 즉, 해수담수화 기술의 성공적인 구현을 위해 공정 설계 기술은 핵심적인 요소로써 경제적, 환경적, 기술적 측면에서 지속가능한 해수담수화 솔루션 개발에 기여한다는 것이다.
이에 따라 해수담수화 공정 설계 시 고려해야 할 핵심사항으로 담수화 공정의 효율성을 높이는 것이 중요하며, 이는 에너지 소모를 최소화하면서도 최대의 담수를 생산 할 수 있는 기술을 의미한다. 또한, 초기 설치비와 운영비를 고려해 경제적으로 지속 가능한 솔루션을 개발하기 위해서는 비용 절감 기술이 필수적이며, 담수화 과정에서 발생하는 염수나 화학물질이 주변 환경에 미치는 영향을 최소화시키는 위한 생태계 보호를 위한 기술이 필요하다고 볼 수 있다.
뿐만 아니라 생산된 담수가 안전하고 먹는 물의 수질 기준을 충족해야 하고 담수화 시스템의 유지보수와 운영이 용이해야 하면서 고장 발생 시 신속히 복구할 수 있는 시스템 또한 핵심사항이라고 볼 수 있다. 무엇보다 다양한 지역적 조건과 기후 변화에 적응할 수 있는 유연한 설계가 가장 필요한 사항이다.
이러한 핵심사항들을 충족하기 위한 기술을 개발하기 위해서는 에너지를 절약할 수 있는 새로운 막이나 전기분해 시스템을 이용한 에너지 효율적인 공정기술 개발, 재료비 절감이나 공정 최적화를 통해 운영비를 낮출 수 있는 방법 등이 선행될 필요가 있다. 또한, 염수 및 부산물 처리에 있어 환경오염을 최소화 하는 환경 친화적 처리 기술 개발과 실시간으로 수질을 모니터링하고 관리할 수 있는 스마트 기술도 요구되고 있다.
그 가운데, 최근 기후변화, 산업화, 도시화에 따른 상수원 오염에 의한 물 부족 문제 해결을 위해 저비용으로 지속가능한 물공급 인프라와 플랫폼을 구축하고, 농촌, 낙후지역의 물 부족 문제 해결뿐만 아니라 고탁수, 수인성 전염병을 제어할 수 있는 수처리 인프라 구축 시스템이 개발되고 있어 주목을 받고 있다. 이 시스템 개발의 주역이 바로 ㈜지엔씨환경솔루션이다.
이 시스템은 기존 취수시설과 정수시설을 구조물 형태로 설치해 상수관망으로 먹는 물을 공급하는 공정으로, 기존 설계에서 상수관망 설치에 따른 공사비 증가와 관망이 연결되지 않은 지역의 물 공급 서비스가 제외되는 문제점을 해결하기 위한 설계기술이 반영됐다. 또한, 농촌과 낙후지역에서도 안정적인 먹는 물 공급이 가능도록 지속적이고 자체적으로 운영이 가능한 신재생 에너지(태양광)를 이용해 전력을 공급하고 에너지 절감이 가능한 중력식 분리막과 소독시설로 물을 공급하는 탄소 저감형 이동형 정수처리시스템이라는 특징을 가지고 있다.
지엔씨환경솔루션 박재형 대표이사(사진)는 “메콩강 삼각주에 위치한 Can Tho City는 기후변화에 따른 홍수, 가뭄, 해수면 증가에 따른 염수 침입 등 다양한 환경적 위기에 직면해 있고, Can Tho City와 인접한 Hau강의 염분 농도 증가와 빈번한 물 부족이 발생하고 있다”며 “이러한 지역적 특성을 고려한 지속적인 상수도 공급을 위해 개발도상국에 적합한 에너지 절감형 시설, 염분농도에 따른 이원화와 모듈화 공정을 통해 사용 목적에 따른 최적 공정 기술을 개발했다”고 말했다.
이 기술은 에너지 다소비 시설인 해수담수화 특성을 고려했으며, 태양광 시설의 설치를 통한 전력의 공급에 따른 전력비 절감으로 지속운영 가능한 시설로서 염분농도에 따른 공정 설계를 이원화하였으며 가용 수자원을 고려하여 가변적으로 운전할 수 있는 모듈화 공정이 적용될 수 있다.
또한, 이러한 공정 설계에 적용된 농축수 처리 기술은 농축수의 저감과 농축수에 포함된 염화나트륨(NaCl), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 마그네슘(Mg), 브로민(Br) 등 유가자원을 활용하는 새로운 비즈니스 모델도 제시하고 있다.
지엔씨환경솔루션은 2011년 설립된 상하수도, 환경 관련 전문기업으로서 환경기초시설(하수처리장/정수장) 공정컨설팅 및 공정모델링, 관거유출 및 침수모델링, 방류수역 하천수질 모델링, 정수장 전문기술진단, 스마트 정수장/하수처리장 지능화 로직 및 컨설팅, 상하수도/수자원/환경 분야 조사 분석, 해외 환경 프로젝트, R&D 사업을 수행하고 있다.
이러한 기술력을 바탕으로 남항공공하수처리시설 증설 개량사업, 영등포, 신길 빗물펌프장 증설 및 배수개선사업, 군포정수장 기술진단용역, 공주공공하수처리시설 지능화 구축 용역 시범사업, 동해남부 유역하수도정비계획(변경) 수립 등의 사업에서 공정컨설팅, 하천수질 모델링, 침수 시뮬레이션, 정수장 전문 기술진단 등을 수행했다. 특히, 산업통상 협력개발지원사업(ODA) 에티오피아 마을 상수도 공급 인프라 구축 정수시설 설계·제작, 환경시설(정수 및 하·폐수) 재난 유형별 피해 진단과 복구 통합패키지 기술개발도 수행하며, 지속가능한 수자원 관리를 위한 기술 개발에 힘쓰고 있다.
지엔씨환경솔루션은 앞으로도 지속가능한 환경 관리와 기술 혁신을 중심으로 다양한 환경에서 적용 가능한 솔루션을 제공해 자원 효율성을 높이며 탄소 배출을 줄이는 등 환경 문제 해결에 기여할 계획이다. 또한, 시장 확대를 통해 국내외 시장에서의 입지를 강화하고, 다양한 산업 분야로 서비스 영역을 확장할 계획도 가지고 있다.
박 대표는 “고객의 다양한 요구를 충족시키기 위해 맞춤형 환경 솔루션을 제공하고, 파트너십을 강화하는 것이 중요”하다며 “지속적으로 연구개발을 해 최신 환경 문제에 대한 연구를 통해 혁신적인 해결책을 제시하는 업계 리더로 자리매김하기 위한 노력을 기울이겠다”고 말했다.
그는 이어 “특히, 지엔씨환경솔루션의 해수담수화 공정 설계 기술은 지속 가능한 수자원 확보를 위한 중요한 솔루션으로, 앞으로도 기술 혁신을 통해 더욱 효율적이고 경제적인 담수화 공정 설계와 IoT 기술을 활용해 운영 모니터링과 최적화를 진행할 예정”이라며 “이러한 운영 효율성 통해 도시·산업용 식수 공급, 재난 지역과 외딴 지역의 긴급 수자원 공급 통해 글로벌 수자원 문제 해결에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.
