2014년의 혁신적 환경 기술 - 미래형 선도적 환경기술 8선

기존의 세라믹 메탈수지계보다 서너 단계 앞선 새로운 신기술 도료이다.
엠비코의 BMR공법 도료는 최근 개발에 성공 포항제철 배수로,,대한제당 폐수탱크,대한제지 폐수처리장,식품생산공정에서 위생성이 강조되는 우일음료 공장 바닥시설에도 이 공법이 활용되었다.

 

BMR공법은 내오존,내산,내염 및 내화학성에 매우 강하여 오존처리시설등 고도처리 시설의 모든 공정의 설비에 이 도료를 활용할 수 있다.

 

마찰에 대한 저항성이 뛰어나고 내마모성이 탁월한 장점을 지녀 획기적 발명품으로 조명되어진다.
내구성도 강해 바탕면의 크렉과 들뜸현상과 박리현상을 방지하며 화재발생시 유독가스가 발생되지 않고 불에도 잘 타지 않는 특성을 지니고 있다.

 

물의 침투를 완벽하게 막아 주고 습기부위는 물로 수압부위의 방수에도 효과적이어서 그 용도가 다양하게 활용할 수 있다.

 

이같은 특성으로 상하수도 시설,물류창고,철강 및 식품공장,오존처리조와 약품저장시설등에 사용된다.

 

상하수도협회 위생안전 기준 인증을 받았으며 서울과기대 건설기술연구소에서 품질시험을 거쳤으며 서울시 상수도연구원에서 검사한 미생물과 유기물에 대한 검사와 심미적물질에 모두 합격을 받았다.

 

한국환경수도연구원에서 서울시가 위생을 요구하는 정부 먹는물수질기준 및 감시항목을 포함한 160 항목을 조사한 결과 모두 불검출로 나와 현재까지의 각종 도료기술에서는 가장 우수한 위생성을 보유한 제품이다.

 

이 소재는 이미 임상학적으로도 손상된 뼈와 뼈 혹은 뼈와 임플란트 사이의 빈 공강을 채워 주어 완벽하게 공정시켜 주고 안정화하는 역할로 인기 있게 사용되고 있다.

 

경제성에서도 기존 폴리우레아수지계와 세락믹 메탈수지계보다 저렴하고 에폭시 수지계와 동등하여 앞으로 시장 확산이 커질 전망이다.

 

 

 

강관에서 가장 단점인 용접없이 관과 관을 연결하는 무용접 플레어식 연결 이음장치로 지진등 지반의 충동에도 관누수가 없는 내진형 상수도관 이음매이다.
건설신기술을 받은 이음매는 플랜지, 탄성가스켓, 고압력볼트 및 너트등 다수의 부품들을 용도에 맞게 새로이 개발 하여성공한 제품이다.

 

기존 맞대기용접이음은 용접부위가 온도차와 코팅의 불순으로 부식이 자주 발생한다.

또한 용접시 비산먼지로 건강에 위해를 가하고 작업현장에서 내부 도장이 어려워 관로 누수사고시 가장 많이 발생되는 지점이다.
반면 신이가 개발한 플랜지형 관이음매는 내,외부 용접이 필요없고 현장에서 쉽게 작업공정을 할수 있다.

 

현재 80미리관에서 600미리관까지 무용접으로 관 이음을 할 수 있다.
특수 개발한 플랜지와 탄성가스켓을 공장에서 생산하여 그 부품을 현장에서 쉽게 조립할수 있다.

 

서울시 암사정수장 배수라인에 플랜지형 관이음매를 설치 지진을 대비한 내진시공이란 평가를 받아 왔다.
핵심은 플랜지를 체결할수 있도록 파이프 끝단을 완벽하게 접지하여 어떤 충격에도 관이 돌출되지 않게 구성했다.

 

분할플랜지는 구상흑연 주철로 파이프의 이음을 위하여 플레어 된 파이프를 밀착시키고 탄성가스켓을 배관에 균형있게 밀착시키는 성능을 지니고 있다.
이 외 완벽한 내진을 대비한 가스켓과 볼트와 너트는 관로 접합용등 다양한 관련부품을 종합적으로 개발하여 향후 우리나라 강관 시공의 새로운 전환점을 마련해 줬다.

 

  

송수관 및 배수관로는 일반적으로 지표면 근처에 매설된 선상구조물로 많은 종류의 시설물과의 다양한 조건을 갖고 포설되어 지진에 의한 영향을 받기 쉽고 그 피해 또한 치명적이며 그 복구에 있어서도 시간이 필요하며 장시간에 걸쳐 광역단수를 피할 수 없다.

 

따라서 안전성이 높은 신축가동관이 요구되어 진다.
큰 지반변동에 대해서도 유연한 신축, 휨이 최종적으로는 대형 지각변동에 의한 인장력에도 견딜 수 있는 이탈방지의 안전성, 신뢰성이 우수한 것이 요구되어 진다.

 

신진의 신축가동관은 탁월한 오토매틱형 고무링을 사용하여 내ㆍ외압에 대하여 확실한 기밀성을 장시간에 걸쳐 발휘한다.
여유가 있는 변위흡수량을 구축하여 큰 신축량과 휨의범위가 큰 각도, 그리고 편심흡수된 후에 큰 신축량을 발휘할 수 있는 강점을 지니고 있다.

 

아울러 콤팩트한 구조로 큰 변위를 흡수하는 성능을 손상하지 않고 최소한의 공간에서 배관설치가 가능 하도록 면간거리가 짧다는 것이 특징이다.
내압으로 발생하는 관의 신장력이 관로상에 악영향을 미치는 경우 신장구속장치에 의한 고정이 가능하다. 신장구속장치는 요구하는 면간치수에 맞게 슬리브내에 콤팩트하게 삽입이 가능하다. 단, 신장력에 의해 곡관부가 이동하는 염려가 있는 경우 콘크리트을 사용하여 방호할 수 있다.

 

신축가동관은 수도관 이음을 위해 개발했으나 타 용도에서 먼저 활용을 하고 있다.
신축가동관의 주요 용도는 내진관로의 배관, 구조물과 관로의 경계, 수관교 매설 지반의 경계, 연약지반, 매립지 등 부등침하가 예상되는 곳, 이형관 대체(가도 및 길이 조절)로 활용된다

 

 

 

 

 

 

㈜엠씨이코리아에서 개발한 천연녹조제거제를 이용한 조류저감기술은 그동안 경북궁 경회루와 창경궁 춘당지, 농촌공사 영천도유저수지, 오봉저수지, 인천 용담공원, 청주시청 연못등에서 만족할만한 조류제거에 성공하였다.

 

순수하게 국산개발한 조류제거제‘워터헬스’는 지난헤 2월 국립환경과학원으로부터 먹는 물 관리법 제 36조 및 수처리 제품의 자가규격의 안정기준에 적합하여 수처리제 자가기준 및 자가규격으로 인정받았다.

 

국내 기술로 개발한 천연 조류제거제가 수처리제로 등록되기는 처음이다. 그동안 국내 기술로 개발하기 보다는 해외에서 인정받아 사용하는 약품이나 기기장치 등이 국산화하여 수처리제로 인증받기는 했으나 국내에서 개발된 순수천연수처리제로 허가 받았다.

 

친환경수질개선제인 워터헬스는 녹조 및 이끼제거제로 활용하면서도 인체에 해롭지 않는 보건안전성을 인정받아 향후 국내 뿐 아니라 전세계 시장에 새로운 파장을 일으킬 전망이다.

 

워터헬스는 천연식물과 천연광물을 배합공정의 특수성을 찾아내 만든 천연수처리제로 2차오염이나 인체건강에도 문제가 되지 않는다는 점에서 생태공학이 물처리에 적용되는 사례로 여겨진다.

 

특히 불순물과 화학물질에서 발생되는 2차 오염물질이 전혀 없고 어류와 기타 미생물에도 영향을 미치지 않는다.

 

수자원공사 분석실에서 연구한 결과 조류종 중 특히 남조류 Anabaena > Nostoc > Microcystis 순으로 제거가 잘 되었으며, 주입농도 50 mg/L, Jar-Test 결과 반응시간 6시간에 클로로필 농도 기준으로 최소 73% 제거되었다. 현장 적용성 평가에서도 50만톤 규모의 저수지를 처리한 뒤 클로로필 농도는 약 92%, TOC 농도는 약 44% 제거되어 실험실 규모뿐만 아니라 대규모 현장에서도 적용됨을 입증했다. 안전성 검증을 위한 송사리 및 물벼룩 시험 결과 투입 농도의 약 10배인 500 mg/L 농도에서도 안전한 것으로 확인되었고, 조류성장 저해 시험 결과 약 3개월간 조류의 성장 저해 효과가 지속되었다.

 

아울러 처리 비용면에서도 기존의 다른 처리기술 보다 저렴하여 처리제의 효과성, 안전성 및 경제성 등 삼박자를 두루 갖춘 남조류 대발생 시 처리기술 및 사전 발생 예방기술을 확보하게 되었다.

⊙부덕실업의 지열을 이용한 조립식 수도미터박스

 

 

부덕실업은 지열을 이용한 조립식 수도미터박스를 개발했다.
겨울한파가 심각한 가평군에 설치하여 시험을 한결과 기존 수도미터기 박스는 2개조 모두 동파가 되었지만 개발된 동파예방수도미터박스는 전혀 동파가 발생되지 않았다.

 

기존제품은 두 개지에 설치하고 새로 개발된 동파방지용박스는 15개를 설치 한달간 실험한 결과 새로 개발한 동파방지용 박스 15조에서는 지열효과를 받아 전혀 동파되지 않아 동파로 인한 원가절감과 민원해소 및 경제성에서도 확연히 뛰어나다는 평가를 받았다.

 

실험할 당시 가평군 1월의 기상온도는 영하 2도에서 최대 17도로 한달간 평균 영하 10도내외의 온도를 보였던 지점이다.

 

토양에 함유된 지열을 활용하면서 철저한 보온으로 동파방지를 할 수 있다는 점에서 단독주택과 연립등이 많은 지방에서는 그 활용범위가 매우 넓다.

 

수도미터기 보호통에 대한 기존 제품은 내부 보온재가 있으나 파손 염려가 크고 동파를 막기 힘들다. 특히 옥외용의 경우 겉 뚜껑으로 물이 스며들어 결
빙과 오염물질의 유입이 항상 문제로 대두되고 있다 또한 검침에 불편하고 미관상에도 부족하다. 그러나 새롭게 개발된 제품은 지열을 이용하는 원리로 설계되었으며 영하 30도에도 동파가 되지 않은 보온역할이 높다.

 

또한 공사 구간에 따라 깊이가 조정되어 자원낭비가 없으며 관리상에 어려움이 없고 파손염려가 적다.
그러나 새롭게 개발된 지열을 이용한 동파방지용 박스는 기존제품보다 비싸다는 단점을 가지고 있으나 동파 및 운영관리 효율로 적용할경우에는 훨씬 경제적이다.

 

 

MIOX 혼합산화제 현장 발생기는 차아염소산나트륨 현장 발생기와는 성능면이나 운영관리면에서 현격한 차이를 보인다.
이 시스템들은 모두 소금물을 전기분해하여 염소와 관련된 생성품을 발생시키고 있다는 유사점으로 오해를 낳고 있다.

 

기존에 살균소독제로 사용하던 염소 가스는 고압의 독성가스로써 위험성이 있어 이 위험성을 배제키 위하여 안전한 염소발생기로 탄생된 차아염소산나트륨 현장 발생기는 NaOCℓ(염소)를 발생시키는 것으로 일본등에서 많이 활용하고 있다.

 

그러나 마이옥스는 미국에서 개발되어 10여년전부터 국내 보급된 소독공정에서는 최신의 새로운 수처리 기술로 소금을 분해하여 오존과 이산화염소와 차아염소산을 현장에서 발생시키는 최신 공법이다.염소계와 산소계를 발생시키는 장치인 마이옥스는 이 생성품들이 각기 다른 특성을 가지고 있으며 수처리시 다양한 물질 반응에서 큰 효력을 보이고 있다.

 

사용전극은 백금과 이리륨등 8족 금속이 코팅된 티타늄 전극을 사용하며 양극에서 생성된 염소가스를 모재로 하여 전기반응을 통해 소독을 하는 장치이다.
마이옥스를 설치하면 염소와 같은 위험성이 없어 가스안전기사 도입이 필요 없으며 중앙계측통제 시스템으로 가동여부와 현장 확인을 할수 있어 무인으로도 운영이 가능하다.

 

대규모 정수장에서도 기존 염소시설물에 혼합산화제로 대체할수 있으며 고도정수처리시 소독제를 마이옥스로 전환할 경우 물에 소독냄새가 나지 않으면서도 완벽하게 살균처리되므로 냄새없는 수돗물로 전환시킬수 있는 소독장치이다.

 

특히 염소가스보다 장거리(40KM)까지도 잔류량을 유지 정수장에서 멀거나 가까운곳이나 일정한 소독을 통해 수돗물의 만족도를 높이는 장치이다.

 

 

 

 

 

 

국가적 전략사업으로 국산개발을 시작한지 3년만에 성공의 반열에 오른 에치투엘의 가압식 모듈은 우리나라 산업화의 전반적인 문제점을 다양하게 던져주는 기술이기도 하다.

 

일본이 이미 15년전 부터 국산화를 시도하여 아시이카사이, 도레이, 메타워러등이 세계시장을 향해 본격적인 사업확산을 이루고 있지만 우리나라는 최근에서야 수입의존에서 국산화로 국가전략을 전환하면서 새로운 바람을 일으켰다.
그결과 우리나라에서도 웅진케미탈, 효성, 에스케이, 한화, 코오롱 등이 막 모듈개발에 뛰어들었지만 가시적인 성과를 가장 먼저 보여준 것이 중소기업인 에치투엘이기 때문이다.

 

이 기술은 독창적인 기술이라기 보다 기존의 많은 연구로 체계화된 시점에서 구조가 나권형, 모노리스, 중공사중에서 에치투엘은 중공사구조를 활용했다.
막재질은 DA, PVDF, PA, PS, 세라믹 등 여러 재질중 PVDF재질로 개발했다.
막면적은 25m2에서 최대 93m2로 다양하나 에치투엘은 75m2이다.

 

SK가 개발사업에 실패하여 물러난 이후 에치투엘이 1년 6개월만에 개발에 성공하고 이를 영등포정수장처리시스템에 현재까지 활용하고 있다는 점에서 그 품질의 안전성을 확인한 제품이다.

 

단체표준 인증에서도 11년 에치투엘이 코오롱, 웅진케미칼, 효성과 함께 최초로 받아 중소기업이 대기업보다 연구개발에 속도와 품질면에서 전혀 손색이 없다는 평가를 받을수 있게 했다.

 

2만 5천톤 영등포정수장의 고도처리를 운영하고 있는데 큰 무리가 없이 안전하게 운영되어 향후 해외 수출확산에 좋은 표본이 될 수 있다.

 

아사히카사이 와 토레이제품과 유사한 품질을 보이는 에치투엘 제품은 현재 동등하거나 그 이상의 성능을 보여줘 일본에서도 깊은 관심을 보여주고 있다.
에치투엘 제품의 성능은 소요부지가 적게 들고 고농도 원수대응능력이 좋은편이며 역세시스템이 용이하다,‘파울링 억제가 매우 양호하며 막보수나 약품 세정시 편리하여 관리면에서 뛰어난 성능을 보여주고 잇다.

 

 

⊙환경바이오의 조류 생물감시장치

 

일본, 중국 등에도 수출을 하고 있는 반달말을 이용한 조류생물감시장치는 전세계적으로 독보적인 연구개발과 미생물 배양에 성공한 수질감시장치.
그 동안 국내외 관련 생물감시장치는 제이엠 코퍼레이션,바이오니아 워터바이오등이 수입하여 공급한 감시장치들이 대부분이나 환경바이오의 조류생물감시장치는 시험생물을 물벼룩이 아니라 녹조류의 반달말을 활용하고 있는데 착안한 기술이다.

 

형광측정방식을 통해 10초 간격으로 측정하게 되며 측정주기도 관리자의 현지 상황에 따라 5-30분내외에서 설정할수 있다.

 

수질에 독성물질이 유입될 경우 형광량 변화에 따른 형광량 감소여부에 따라 위험을 감지하게 된다.
정밀성과 재현성이 95%로 매우 신뢰도가 높으며 반달말에 대한 생물교체주기는 2주에 한번 하면 된다.

 

감시장치 내부의 청소는 매주 자동세정이 되며 독성평가 국제기준에 적합한 시험법이다.
반달말은 특별히 배양전문가가 별도로 있을 필요가 없으며 가격과 연간유지비용도 저렴하다.

 

서울시보건환경연구원등이 공개적으로 타 수입장치와 비교 실험에서도 매우 우수한 성적을 보이고 있으며 이같은 신뢰도에 의해 분석기기의 선진국이라는 일본에도 수출한바 있다.

 

특히 제초제나 중금속에 민감한 반응을 보이며 주기마다 새로운 생물을 공급하여 오염물질 유입 시점과 유출시점도 추정할수 있는 부대효과도 노릴 수 있는 세계적으로 촉망받는 장치이다.

 

환경부와 환경국제전략연구소가 선정한 해외수출 가능한 우수기술로도 선정된바 있다.

 

 

⊙나노하이택의 탁도연속자동측정기

 

 

순수 한 국내기술로 개발된 토종 탁도측정기는 우리나라 분석기술에 새로운 장을 마련한 제품이다. 국내 형식승인 제품 중에서 최저 농도(0~1NTU)를 측정할 수 있는 매우 정밀한 제품으로 이미 수자원공사와 정수장등에 가장 많이 보급된 국산 저농도 탁도계 이다.

 

미국 EPA 180.1 방법을 만족하는 표준 장비로 정수장에서 저농도로 자동 연속 측정을 핤 있다.
국내에서 가장 낮은 농도를 측정( 0~1 NTU)하는데 측정 해상도 는 0.001 NTU이다.

 

표준 텅스텐 램프와 고감도 포토다이오드 적용하여 측정시 발생되는 미세기포를 제거하는 제거기를 내장한것은 매우 고감도의 기술로 이미 세계적으로 인정받고 있다.

 

우리나라 환경부 규정과 미국 EPA의 표준 측정방법인 90도 광산란법이 적용되었는데 물속의 미세한 이물질(부유물질)이 산란시키는 빛의 광량을 정밀하게 측정하여 정량화시킨 방법으로 해외 제품보다 뛰어난 안정된 측정치를 보여주고 있다.

 

환경부에서 형식승인 받은 제품 중에서 가장 낮은 농도의 측정범위를 측정하는데 기존 제품들은 0~2 NTU가 가장 낮은 농도이지만, 이플러스티의 T-100 모델의 경우 0~1 NTU까지 측정한다. 대부분의 정수장에서는 정수 후 0.1~0.3 NTU 정도의 낮은 측정값을 보여주는데 0~2 NTU의 측정범위에서 측정하면 측정범위의 10% 이하의 측정값을 보여주므로 정밀도를 보증하기 어려운 현실이다. 따라서 우리나라 정수장에서는 정밀도가 높은 0~1 NTU의 측정범위를 채택하는것이 정밀한 측정값이다.

 

이 탁도게의 뛰어난 효능은 미세기포 제거기로 측정하고자한 시료 속에 미세한 기포가 존재하면 측정 정밀도가 매우 나빠져 측정값이 오차가 발생된다. 이를 방지하기 위해서는 미세기포를 제거해야만 한다. 미세기포는 미세한 이물질과 동일하게 빛을 산란시키는 역할을 하여 오차를 발생시키기 때문이다. 따라서 먹는 물과 같이 매우 낮은 농도의 탁도를 정밀하게 측정할 수 있도록 미세기포 제거기를 내장하는것이 바람직하다.

 

시료가 측정실 내부에서 정체되지 않고 연속적으로 흘러 갈 수 있도록, 측정실 내부에 스월러(와류 생성기)가 장착되어 있으며 스월러에 의해서 응답속도도 매우 빠른 특징을 보여준다. 또한 스월러는, 측정실 시료 내부에 설치된 광센서 창에 물 때가 생성되지 않도록 하는역할도 하여 관리하기가 편리하다.

 

관리자가 관리를 용이하게 하게끔 측정기의 모든 메뉴가 화면에 자세히 표시되므로 사용자들이 실수없이 쉽게 사용할 수 있도록 도와주고있다.