△ 김영화 한국농어촌공사 농어촌연구원 1세부 총괄 연구책임자

 

 

 한국농어촌공사 농어촌연구원의 김영화 수석연구원은 SWG사업단의 1세부 총 책임을 맡고 있으며, 1-2세부에도 참여하고 있다. SWG사업단의 주요 핵심이라 할 수 있는 만큼 다중수원 워터루프 시스템이 개발되면 지역의 물 자립률은 한 단계 올라 갈 것으로 기대된다. 

 

 

 1-2세부 SWG 연구의 핵심 다중수원 워터루프 연계관망 구축

 

 최근 수자원 이용량이 혁신도시, 신도시, 산업단지 건설 등으로 인해 증가하고 있는 추세다. 전 세계적으로 기후변화로 인해 물 부족이 심화되는 가운데 각국은 지금까지 이용을 소홀하게 다루어왔던 빗물, 하수처리수, 해수 등 대체 수자원 이용을 위한 SWG기술 개발에 매진하고 있다.

 

김영화 1세부 총괄 연구책임자는 “현재의 수자원 이용시스템은 도시내에 하수, 빗물 등을 독립적으로 이용하고 있어 전체적으로 수자원 이용효율이 낮다고 보고 있다. 그리고, 현재 수요처 인근에 이용 가능한 다양한 수자원이 존재함에도 불구하고 이를 이용할 수 있는 통합이용 시스템이 구축되어 있지 않다”고 하며, “SWG연구단 1-2세부 과제의 핵심은 도시내의 수자원을 통합적으로 이용할 수 있는 다중수원 워터루프 시스템 설계 및 운영관리 기술을 개발하는 것”이라고 설명하였다.

 

한국농어촌공사 농어촌연구원에서 농촌용수에 대한 연구를 해오던 김영화 박사는 “스마트 워터 그리드의 핵심 기술은 연계관망 구축기술이며, 상수도와 농촌 용수는 연관성이 깊어 연구단에 합류가 되었다. 일각에서는 ‘왜 농촌용수 하는 사람이 국토부 과제를 하느냐?’고 물을 수 있지만, 물을 송수하는 매체인 관망기술은 상수관망이나 농촌용수 관망이나 핵심기술은 유사하다고 볼 수 있다”라고 풀이하였다.

 

 

 원거리 수자원 공급 다중수원 통합이용으로 지역 수자원 이용율 ↑

 

 한국농어촌공사 농어촌연구원이 담당하고 있는 과제는 신도시의 다중수원을 활용하기 위한 멀티 워터루프 시스템을 구축하는 SWG 연구단의 핵심 연구로 보면 된다. 지금까지 도시 수자원 이용시스템은 상수는 상수대로, 하수는 하수대로 따로 이용하여 왔다.  

 

김박사는 이와 같이 분리된 수자원 이용 구조를 연계이용 구조로 개선하기 위하여 하수처리수, 빗물, 지하수, 해수 등 대체 수자원과 댐, 하천수 등 지표수를 통합이용 하는 다중수원 워터루프 시스템 구축이 필요하다고 하였다. 

 

△ 스마트 워터그리드 요소기술

다중수원 워터루프 시스템을 구축하면 수자원을 통합해서 이용하고, 상수와 하수를 순환이용 할 수 있어 지역의 물 자립율과 이용율을 높일 수 있다고 하였다. 이를 위해서는 취수원의 수질, 수량, 수위 정보를 모니터링하여 지능적으로 취수하고, 확보된 수자원을 수요처 요구에 따라 맞춤형으로 정수처리하여 지능적으로 배분공급하는 시스템 개발이 필요하다고 하였다.

 

이어서 김박사는 “댐이나 하천수 등 자연형 수자원을 이용하는 기존 상수도 시스템은 도시의 필요한 음용수를 공급하기 위해 원거리에서 공급하여 왔다”며, “이를 위한 수자원 공급망 건설비 및 운영비가 전체의 80~90%를 차지한다.”고 하였다. 이어서 “이러한 비용을 줄이려면 지역내의 미이용 수자원인 하수처리수, 빗물, 지하수 등 소규모의 지역 수자원을 적극적으로 활용할 수 있는 통합이용 시스템과제구축이 필요하다고 하였다.  

 

이와 같이 지역내 소규모 수자원을 활용할 수 있는 다중수원 워터루프시스템은 새로운 수자원 개발 및 운영 방식이 될 수 있을 것”이며, 향후 지역의 물산업을 활성화 시킬 수 있는 수단이 될 수 있을 것이라고 설명하였다. 

 

다중수원 멀티 워터루프 시스템은 신도시는 새로운 형태의 워터루프 시스템 구축이 필요하며, 기존도시는 하수처리수, 빗물 등을 연계이용할 수 있는 연계관망 구축이 필요하다. 이러한 개념을 ‘다중수원 워터루프 연계관망’이라고 표현한다. SWG연구단 1-2 세부 과제에서는 이러한 송·배수 인프라 시스템을 구축하기 위한 연구를 진행하고 있다.  

 

다중수원 워터루프 연계관망 설계기술, 지능적 배분공급 기술, 표준화 기술, 경제성 분석 및 사업 타당성 등에 대하여 연구하고 있다. 이를 통해 다중수원 워터루프 연계관망을 어떻게 구축 하는 것이 효과적인지, 어떤 형태로 스마트하게 운영관리 해야 하는지, 경제성이 있는지 등에 대한 표준화된 기술 매뉴얼을 제시할 계획이다. 

 

 

 SWG연구단의 핵심 세부과제 잘 짜여진 구성으로 해외 기술수출에 일조할 터

 

 김영화 박사는 SWG연구단의 1세부 과제들을 모두 총괄하고 있다. 1-2 세부 과제는 한국농어촌공사를 포함해서 8개 기관이 참여 하고 있다. 파이프 부분에서 한국 PEM이 HDPE관을, 동양파이프가 하수도관을, 강관은 태주종합철강이 맡고 있다. 또한 관내 이물질을 밸브를 통해 배제하는 설비는 HNP테크가 맡고 있으며, 신재생에너지 관련해서는 시그너스 파워가 참여하고 있다.

 

또한 배관의 누수나 파손 등의 위험요소를 ICT 기술에 의하여 미연에 방지하기 위해 코위드원이 참여하고 있으며, 수로텍은 운영관리시스템 개발에 참여하고 있다. 도화엔지니어링은 다중수원 브랜딩 수처리 조합공정 설계 매뉴얼 개발을 담당하고 있다.  

 

물을 브랜딩 하는 것은 쉽지 않으며, 해수에 빗물을 섞으면 해수처리비용이 저렴해 질 수 있지만 하수를 빗물과 섞어 공급한다면 상수로서는 적합하지 않게 된다. 이러한 부분을 보완하고자 상수와 중수를 분리하는 이중배관 기술과 파일럿 플랜트 시험시설, SWG 실증단지에 대하여 함께 연구하고 있다. 

 

올해 2년차부터는 K-water 정책경제연구소 연구원과 한국건설기술연구원이 참여하고 있어 세부과제가 더욱 튼실하게 구성되었다. K-water 정책경제연구소 연구원은 수자원 정책과 대·중·소 워터루프에 대한 경제성 분석을 맡고 있다. 한국건설기술연구원은 다중수원 워터루프 시스템 표준화를 맡고 있다.  

 

다중수원 워터루프 표준화는 이제 시작단계이다. 이러한 상하수도 연계관망 구축에 필요한 시스템 유형, 시스템 구성방법, 시스템 표준화, 매뉴얼 작성 등을 맡고 있다. 한국농어촌공사는 기업들의 기술을 접목하고 융합하는 SWG 요소기술 개발에 주력하고 있다. 

 

김박사는 “작년 첫해는 부족한 연구비로 많은 노력들을 해왔다. 그 결과 한국형 스마트 워터그리드의 기본 틀을 만들 수 있었다. 작년까지 전체 마스터플랜을 구상했다면, 금년에는 각각의 핵심 요소기술을 개발하는 단계이다. 3년차는 파일럿 플랜트 검증단계, 4년차는 실용화 단계로서 국내는 물론 해외 테스트 베드(실증단지) 구축을 위하여 노력하고 있다.”고 하였다.  

 

공기업인 한국농어촌공사와 국내 굴지의 기업인 삼성물산과, 포스코건설이 스마트 워터그리드 사업화 연구를 맡고 있어 연구성과 실용화에 큰 무리가 없을 것이며, 앞으로도 이 연구에 참여한 기업이나, 기관단체 모두가 좋은 성과물을 만들어내기 위해 많은 노력을 다할 것”이라고 다짐했다. 

 

 

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