미래 물 복지 책임지는 ‘분산형 용수공급 시스템’
정수시설 분산화로 공급·수질 안정성 확보… 수돗물 신뢰도 향상

 

자신이 살고 있는 지역 인근에서 정수처리된 수돗물을 이용할 수 있는 날이 멀지 않았다.


정수처리 시설이 집 근처에 있으면 수돗물이 각 가정에 전달되는 용수관로가 짧아져 2차 오염을 줄일 수 있고, 투입되는 소독제 농도도 낮아져 수돗물에 대한 만족도를 높일 수 있다.
한국수자원공사(K-water)와 포스코건설, 코오롱글로벌, 코오롱베니트, 대양수력, 테크윈, 단국대학교, 경남대학교 등 15개 기관으로 구성된 연구단은 미래 물 복지를 위해 수직형 정수시설이 도입된 분산형 용수공급 시스템 구축에 관한 연구과제를 수행하고 있다.


우리나라는 호수나 하천수의 단일 수원을 취수해 대용량 정수처리 시설을 통해 처리한 후 물을 공급하는 중앙집중형(Centralized) 용수공급시스템 방식으로 일부 산간지역을 제외한 대부분의 지역에서 급수율 100%를 달성했다.
그러나 이 같은 방식은 정수장에서 각 가정까지 이송하는 송수관로가 길고 노후화돼 2차 오염에 취약하고 유지관리 비용이 지속적으로 증가하는 단점이 있다.
또 전체 시스템에서 비상상황이 발생할 경우 대규모 단수가 불가피해 물안보 측면에서 취약하다는 단점이 있다.


이러한 문제점을 극복하기 위한 국가 차원의 연구과제가 분산형(Decentralized) 용수공급 시스템이다.
분산형 용수공급시스템은 소비자 가까이에 소규모의 수처리 시설을 분산 설치하고 각 개별 시설을 네트워크화해 용수를 공급하는 시스템이다.
이 같은 시스템이 실용화되기 위해서는 몇 가지 핵심 요소기술의 개발이 필수적이다.


우선 넓은 부지가 필요없는 콤팩트한 정수처리 시설이 필요하다.
지금의 정수장은 표준정수처리 공정과 고도정수처리 공정이 원수 수질에 따라 조합돼 설계 ·운영됨에 따라 넓은 부지가 필수적이다.
그러나 현재 개발된 수직형 정수처리 설계기술은 탁질 제거용 막여과 기술 도입을 통해 기존 표준정수처리 공정의 넓은 소요 부지를 축소할 수 있다.
또 후속되는 오존 및 입상활성탄 공정도 기존의 중력식 설계에서 압력식으로 변경하고 각 공정 간에 저류조를 제외할 수 있다.
이렇게 되면 최초 공정인 막여과 시설의 공급펌프 유입 압력을 활용해 전체 공정을 처리할 수 있어 정수시설의 콤팩트화가 가능하다.


이 설계기술은 1000㎥/day 규모의 실증시설에서 검증 평가가 진행되고 있다.
검증이 완료되면 도심 빌딩형이나 공원 및 시설물 지하에 타워형 등 시설물의 특성에 맞게 설치할 수 있다.
연구단은 또 정수시설을 분산 배치해 배·급수 관로 길이를 기존 시스템보다 줄이는 분산형 용수공급시스템의 기반 기술도 개발했다.
따라서 깨끗하게 정수된 물이 소비자에게 도달하기까지의 시간을 줄이고 소독제인 염소 농도도 감지할 수 없는 수준으로 줄일 수 있다.


또 2차 오염 가능성이 줄고 비상시에는 대체수원과 저류조로도 활용할 수 있다.
연구단은 용도별 맞춤형 고도처리공정을 구성하면 음용수뿐 아니라 산업용수 공급 등 다양한 활용이 가능할 것으로 기대하고 있다.


이 밖에 연구단은 용수공급시스템에서 소요되는 에너지를 절감할 수 있도록 용수공급 인프라 설비에서 활용할 수 있는 다양한 신재생에너지 및 에너지 효율화 기술도 도입했다.
태양광 발전 설비, 소수력 발전시스템, 수온차 히트펌프 시스템 등의 신재생 에너지를 적용했다.
에너지 변화 효율을 향상하기 위해 DC 배전을 구축하고 LED 조명을 사용해 조명 부하를 최적화했다.
수직형 정수처리가 도입된 분산형 용수공급시스템은 국민 밀착형 미래형 물 공급체계 구축의 시발점이다.


연구단은 핵심기술이 국가 성장의 동력으로 활용될 수 있도록 법과 제도 마련도 추진하고 있다.
연구단 관계자는 “개발된 기술은 재해에 강하고 중단없이 용수를 공급할 수 있는 인프라 구현을 가능하게 만들어 줄 것”이라며 “글로벌 물 산업 시장에서 국가 요소기술로서 충분한 역할을 수행하게 될 것”이라고 말했다.


------------------------------------------------------------------------------------------------


폐석분으로 친환경 건축자재 만든다
자원순환성 강화·탄소저감 실현… 에코하우스서 제품 전시

 

서울 광장 에코하우스에는 친환경 외장재 제품인 ‘순환자원 베이스패널(BASE Panel)’이 전시돼 있다.
에코하우스는 고성능 단열재, 삼중 유리, 열교환 환기 장치 등 국내 최고 수준의 친환경 건축 기술이 집약된 체험형 전시관이다.
서울시가 주관하고 22개 단체와 기업이 전시에 참여하고 있다.
에코하우스는 내년 2월까지 운영될 예정이다.


베이스패널은 연간 500만t 이상이 매립되는 폐석분을 이용해 만든 것으로 자원순환성은 높이고 탄소배출은 저감시킨 친환경 건축자재다.
벽산은 에코하우스 외부에 자사 제품인 순환자원 베이스패널로 루버(louver)및 바닥을 시공해 실제 활용 모습을 보여주고 있다.
또 내부에는 순환자원 베이스패널 샘플과 친환경 순환자원 시스템을 통해 제품이 생산되는 과정을 전시하고 있다.


베이스패널은 한국건설기술연구원 이세원, 송태엽, 김병일 연구원과 벽산이 참여한 연구단이 개발한 기술이 적용된 제품이다.
연구단은 지난 2010년 폐석분을 건축 내외장재로 재활용하기 위한 기술개발에 착수, 지난해 압출 성형 패널 개발을 완료했다.


연구단은 폐석분을 50% 이상 활용한 건축용 내외장재를 생산하고 현장 생산체계 구축을 위한 설계를 완료하고 이를 통해 압출성형 조건, 양생 조건에 따른 제품의 생산성 및 물리적 성능 확보가 가능한 운전 시스템도 개발했다.
또 KS 및 기타 관련 기준에서 규정하는 성능 기준을 충족시키는 최적 배합을 도출해 내고 폐석분 및 보강섬유 배합 비율의 변경을 통해 아파트와 같은 공동주택의 내부 벽체로 활용할 수 있도록 내화성능도 확보했다.
폐석분을 활용한 패널이 내화성능까지 확보함에 따라 공동주택의 가구 칸막이벽에도 적용할 수 있는 길이 열린 것이다.


연구단은 개발된 기술을 토대로 지난해 시제품을 만들어 지난 2012년 3월 설치했다.
이후 14개월이 경과한 지난해 5월 성능평가를 실시한 결과 패널의 색상과 외관 특성에 별다른 변화가 나타나지 않았다.
성능평가가 완료되면서 폐석분을 이용한 건축자재 기술개발도 성공을 거두게 됐다.
에코하우스에 설치되고 전시된 베이스패널은 이러한 연구 결과를 토대로 만들어진 제품이다.


연구단이 폐석분과 폐섬유 등 버리는 자원을 활용해 건축자재를 생산하는 기술을 확보함에 따라 일본 기술에 의존하지 않고서도 독자적으로 원료공급과 활용체계를 구축할 수 있게 됐다.
또 제품의 품질을 안정적으로 유지할 수 있게 됐다.
연구단은 폐석분을 활용한 건축자재가 성능을 확보함에 따라 앞으로 활용도는 더 늘어날 것으로 전망하고 있다.


기존 압출성형 제품은 단순 내장 칸막이와 외장 벽체 등이었으나 기술 개발을 통해 생산된 제품은 2시간의 내화성능을 확보하고 차음(소음 차단) 2등급 기준도 확보했기 때문이다.


연구단 관계자는 “이번 기술은 자원순환형 건축자재 시장 활성화에 기여할 것”이라며 “폐자원을 활용해 새로운 자원을 만든 것으로 매립에 따른 환경문제도 예방할 수 있다”고 말했다.
한편 연구단이 과제를 수행하는 과정에서 아프리카 지역 관계자들이 압출성형 패널 활용에 관심을 보이기도 했다.
아프리카 르완다의 국토부 차관, 주택청장 및 관련 기술진은 한국을 방문해 연구에 참여하고 있는 벽산의 음성공장을 방문하고 활용방안의 검토를 요청하기도 했다.

저작권자 © 국토경제 무단전재 및 재배포 금지