과불화화합물 기술개발사업 단국대 독고석팀 선정-정부지원 100억원, 상하수도 분야 치열한 7대 1 경쟁

[환경경영신문]

과불화화합물 기술개발사업 단국대 독고석팀 선정

과불화화합물 제거 위한 유-무기 흡착제 기술개발

정부지원 100억원, 상하수도 분야 치열한 7대 1 경쟁

100억원의 정부지원금이 투자되는 상수도 과불화화합물 대응 기술개발사업(과불화화합물 제거 및 무해화 기술개발)에 치열한 7대1 경쟁을 보였다. 최종적으로 활성탄제조 수입업체인 에스씨티(삼천리카보택:대표 김현택)를 주관기업으로 한 서울대 최용주 교수(물관리시스템연구), 단국대 독고석 교수(유해물질 저감기술), 부산대 정상현 교수(막분리 수처리), 강원대 전강민 교수(커피 찌거기 활용기술), 건국대 권지향 교수(막여과공정), 시립대 오희경교수(미생물담채연구), K-water, 삼양사(이온교환수지)와 현장 파일럿 설치 정수장으로는 부산시 상수도본부(덕산정수장)와 서울시 아리수본부(광암정수장/ 사진 국립환경과학원 박연재원장(가운데), 최인철과장(좌측), 독고석교수(좌측2번째), 오희경교수(우측 첫번째)

팀이 최종 선정됐다. 학계의 밀집도가 주로 상하수도학회를 중심으로 한 연구팀으로 구성된 것이 특징이다.

탈락한 연구팀들은 ▲한독카본(박덕래사장)을 주관기업으로 건설기술연구원 오현제박사, 경기대 안용태교수, 경희대 오승대 교수,연세대 박준홍교수, KTL 김환박사팀 ▲분리막을 기반으로 최근에는 전기화학 촉매반응 생물학적 전환과 융합을 연구하는 KAIST 강석태 교수팀 ▲ ㈜스마트코리아를 주관사로 서울시립대 김현욱교수, 경기대 이인규교수, 인하대 한창석교수, 코티티 박선구 박사, 한국종합엔지니어링, 환경공단물산업클러스터 팀,▲광주과기원 이윤호교수를 주관연구책임자로 한 한국원자력연구원(김태훈), 포항공대(조강우), 효림이엔아이(문기호), 한국핵융합 연구팀, ▲장민 광운대산학협력단을 주관으로 하는 이화여대 산학협력단(윤여민), 단국대 천안산학협력단(주형국), 서울과기대, 한양이엔지(주)(대표 김창훈)▲서울대 조경덕교수를 중심으로 고려대 이재상교수, 연세대산학협력단 김형일교수, ㈜에코셋(황우철)▲하천환경연구소(루미라이트,박기호)를 주관으로 허우명(강원대교수),코웨이엔택(권오성실장),한국화학연구원(신지호), 부산대 산학협력단 임형준교수, 서울대 박준범교수등 7개 팀이다.

이번 과제는 1단계 3년(26-28년,60억원), 2단계 2년 (29-30년,40억원) 동안 과불화화합물 친환경 흡착제개발을 해야 한다.(정부는 2028년까지 과불화화합물의 수질기준을 마련하기로 하여 이번 1단계 연구에 따라 변수가 발생될 가능성이 높다.)

정수처리장 적용 입상활성탄의 성능 향상을 위한 저독성 표면 기술개발과 개발된 유-무기 복합 흡착제의 과불화화합물 흡착 성능을 평가해야 한다, 과불 제거용 흡착공정 개발은 ▴ 과불 흡착률 개선을 위한 자연유기물질 흡착 성능평가▴ 파일럿 공정(50㎥/day) 설계, 제작 및 운영기술 개발 ▴접촉시간, 교체주기등 운전변수 최적화▴흡착소재 최적 재생기법 제시 및 재생효율 평가 ▴배출수 내 과불화화합물의 물리/화학/생물학적 무해화 기술개발을 해야 한다.

과업을 통한 기술개발 목표는 ◾고효율 유-무기 흡착제의 과불화화합물 10종 이상 제거◾장사슬 과불화화합물(PFOA,PFOS) 제거율 90% 이상◾단사슬 과불화화합물(4종이상 포함) 제거율 80% 이상◾과불화홥물 최대 흡착 용량 장사슬은 기존 활성탄 대비 1.5배 이상, 단사슬은 1.3배 이상, 공상체류시간은 20분 이내 연구를 목표로 하고 있다.

과불화화합물 국책 연구는 미국과 일본에 비해 최소 10여 년이나 늦은 연구이다. 이미 미국은 기본 연구를 마치고 2024년 기준을 고시했다. 그러나 중대규모 정수장에 적용하는 단사슬 처리한계 극복과 기존 GAC 공정의 운영강화와 현장 맞춤형 최적화 방안을 마련하는 실증 연구를 하고 있다. 이와 함께 지하수의 이온교환과 RO방식 적용도 검토하고 있다. 따라서 이같은 검토가 끝나는 시점인 2031년까지 고시 시행일정을 유예하고 있다. 일본은 5년 전부터 현장 적용 연구를 수행하고 기업과 정부가 일치된 처리공정을 마련하고 GAC운영강화와 소규모 정수장 이온처리방안을 대입하는 운영방안을 수립하여 26년 4월부터 본격적으로 법적 기준을 적용하고 있다.

문제는 과불화화합물을 제거, 흡착하는 원천기술의 개발이다. 원천기술은 돌연변이에서 발견된다는 것이 역사적으로 알려지고 있다. 곰팡이와 세균에 인위적인 충격적 변이를 일으켜 항생제를 개발한 것이 스트렙토마이신이나 테트라사이클린같은 종이다. 유전자 돌연변이로 신종 바이오 연료 물질을 생성하기도 한다.

일본에서는 이미 석탄계와 야자계 활성탄의 과불화화합물의 흡착능을 분석하여 야자계가 석탄계보다 효능이 높다는 평가를 하고 있다.

하지만 우리나라는 대구시등 일부 지역만 야자계를 수처리로 사용하고 95%가 석탄계이다. 이번에 최종적으로 선정된 에스씨티는 전기로를 통한 활성탄의 최적화를 목표로 하고 있다, 기존의 과열증기법과의 차별점에 대한 연구도 병행될 필요가 있다. 과불화화합물의 제거 및 흡착능이 뛰어난 물질과 활성탄의 합성, 정수장에서 활성탄과 개발될 물질의 2차 처리공정등 다양한 연구가 병행되어야 한다. 또 한 낙동계와 한강계등 유역별 수질과 과불화화합물의 농도에 따른 최적화 설계도 필요하다.

한국적 특성에 맞는 실용적인 연구를 핵심으로 하고 있으나 최적의 정수장 설계를 단순하게 미국이나 일본의 적용 기술을 도입한다면 이번 연구의 기본 설계라고 할 수 없다. 과불화화합물을 흡착한 활성탄,이온교환수지의 재생여부와 방류수의 최적화도 매우 중요한 연구이다. 과거 1천100억원을 투자한 수처리 사업단은 핵실 기술 하나를 건져내긴 했으나 지속적인 시장확산에 실패하여 결국 해당기업은 도산하고 일본 기술이 한국 시장을 지배하고 있다.

(환경경영신문www.ionestop.kr 서정원 전문기자)