대우건설은 지난 1983년 국내 건설업계 최초로 건설기술연구원을 설립해 국내 건설기술의 발전을 주도해 왔다.

대우건설은 2004년부터 시작된 환경부 Eco-STAR Project 수처리선진화사업단에 정수·하수처리 분야의 주관연구기관으로 참여했으며, 여기에서 막여과 공정을 이용한 정수처리 공정과 하수처리 공정 개발 연구를 수행해왔다.

이 과정에서 대우건설은 영등포정수장에 가압식 막여과 정수처리 공정을 맡았으며, 2011년 4월 준공하여 현재 서울 시민들에게 안정적으로 수량을 공급하고 있다.

이 공정의 핵심을 맡은 대우건설 기술연구원 이의신 박사는 막 공정에 관한한 전문가로 통한다. 그는 영등포정수장에 적용한 막을 국산화하는데 큰 공을 세우면서, 국내 막기술을 한층 업그레이드 시켰다.

영등포 정수장에 적용된 막은 국내 기술로 개발돼 최초로 실제 정수시설에 도입된 것으로 현재 안정적으로 운영되고 있으며, 일부 개선사항이 드러났지만 이를 확인, 대처함으로써 향후 세계시장에서도 경쟁할 수 있는 시스템으로 인정받기 위해 노력 중이다.

국산 막이 세계 시장으로 진출해 상용화 단계에 이르기 위해서는 지금까지의 노력과 흡사한 강도의 노력이 필요하다고 하며, 이러한 노력을 성과로 전환하기 위한 전략이 필요하다. 이에 대한 견해를 이의신 박사를 통해 알아본다.

선진 기술수준에 근접한 국산 막기술

이 박사에 따르면 먼저 국산 막을 최초로 개발한 H2L과 비교했을 때에는 연구개발을 아사히 막으로 시작했다고 한다.

당시 국내에 개발된 막이 없었고, 외국산 중에서는 특히 소재나 시스템적으로 아사히의 기술이 뛰어났기 때문이었다.

막의 소재개발은 일본이 개발 역사가 오래 되었기 때문에 축적된 기술이나 시스템을 무시할 수 없다는 것이 이 박사의 설명이다.

이 박사는 국내 막 기술과 국산 막의 수준에 대해 “개인적으로 현재 국산 막도 국내 정수장에서 사용할 정도의 수준으로 좋아졌다고 생각한다. 물론 문제점이 있긴 하지만 현재 많이 개선되고 있는 상황”이라고 말했다.

그는 “막은 무엇보다 소재가 중요하지만, 막 모듈 제조공정에서 포팅하는 부분도 매우 중요하다. 침지막이건 가압식이건 포팅처리는 접착제로 붙이는 공정인데, 건조실 조건 또는 외부의 기후조건, 포팅제작 기계 등의 운전 방법 등이 중요한 요소가 되고 있다”면서 “막 여과 정수장은 기존의 토목 기반 시설물이 아닌 플랜트 시설물이기 때문에 자동화 공정이 완벽히 이루어질 수 있는 밸브설비의 안정성, 배관의 유동과 수격현상 등이 중요하게 관리되어야 한다”고 강조했다.

이 박사는 우리나라 막을 세계적인 막과 비교한다면 소재 부문에서는 국내 기술력이 주요 선진기술들이 80~90%에 이른 상황이지만 세계적인 기술현황과 추세에서 본다면 아직 개선이 필요할 부분이 약간은 존재하고 있으며, 영등포 가압식 막 여과 시설을 계속 운영하는 과정에서 미진한 부분들을 하나씩 개선하여 보완하고 있다고 전한다.

특히 기술 적용에 있어서는 앞으로도 소재와 시스템부분에서 성능을 향상시키는 노력을 계속해야 한다고 이박사는 전한다.

당초에는 침지막, 가압식막 등을 고집적으로 막을 제작하여 설치하는 것이 유리할 것으로 판단됐으나, 고집적 막에 적합한 오염물질 제어를 위한 압축공기의 주입 방안 또는 역세유량의 산정 등이 중요한 운영요소가 되고 있음이 확인됐다.

유지관리를 위한 막의 오염제어 방안을 수립해야하는 것도 중요한 운영인자로 파악되고 있다. 막의 오염제어 방안은 화학약품을 사용하기 때문에 화학약품 접촉에 의한 막의 성능을 검증하기 위해서는 어느 정도 기한을 두고 지켜보는 것이 필요하다는 것이다.

따라서 지속적인 막의 연구개발이 이뤄져야 한다고 이 박사는 강조한다. 막의 모델을 하나로 만족하지 말고 한 모델이 나오면 또 다른 모델도 나오도록 기술개발이 이뤄져야 한다는 것이다.

대형사도 ‘막시장’ 참여 ‘춘추전국시대’로

이 박사는 해수 담수화도 기존의 대용량 실적을 갖춘 다단증발법에서 지금은 RO 막을 사용하는 막 여과 해수담수화법의 추세로 바뀌고 있다고 전한다.

세계시장은 플랜트 시장까지 포함시킬 경우 현재 수 백 조원에 이를 정도 규모가 엄청나다. 하지만 요즘은 막이 핵심이 아니라고 한다. 최근 들어 막의 비용이 많이 내려가고 있기 때문이다.

3~4년 전까지만 해도 기계의 40%가 막 비용이었지만 지금은 막 비용이 전체 공사비의 10%에 불과한 실정이다. 반면 플랜트에서 기전설비의 가격은 50%를 차지한다.

기전설비는 가장 중요한 밸브를 수만 번 열고 닫고 하는 것이어서 플랜트 기술이 그만큼 중요하기 때문이다.

이 박사는 현재의 막 시장을 과히 ‘춘추전국시대’라고 표현했다. 그는 앞으로의 전망에 대해서는 대형사들이 출현하다 보면 그 시장이 조만간 정리될 것으로 조심스레 전망했다. 그리고 대기업 몇 몇 군데에서 1~2년 내에 제품들이 나올 것으로 예상했다.

이 박사는 “환경부에서도 2020년까지 현재 가동 중인 정수장들 가운데 절반 정도는 막 공법으로 처리한다는 방침”이라면서 막이 비록 전체 공정에서 차지하는 비중은 작아보일지 몰라도 결코 소홀히 할 수 없는 부분임을 강조했다.

PTFE 재질의 막 경제성 뛰어나

이 박사에 의하면 국산 막의 소재로는 PVDF가 일반적으로 많이 사용되고 있다. 그러나 해외에서는 신소재인 PTFE 같은 테프론 재질로 막을 제작하여 상용화하고 있기 때문에 향후 PTFE 재질을 사용한 막이 관심의 대상이 될 것이라고 한다.

PTFE 재질의 막이 기존 PVDF 재질의 제품에 비해 강도가 세고 플럭스(면적에 통과되는 유속, 유량) 등의 성능에서 우수하기 때문이다.

특히 PTFE 재질의 막은 공급 가격이 같은 PVDF 재질의 막보다 1.5배 이상 고효율을 보이고 있고 또 경제성이 뛰어나기 때문에 관심의 대상이 되고 있는 것이다.

이 박사는 앞으로 이러한 신소재 분야로 개발에 주력함으로써 국내 막 제조사들도 경제성을 확보해야 한다고 밝혔다. 에너지가 많이 소모되는 막의 특성상 에너지를 조금 더 절감할 수 있는 기술 개발이 필요하며, 막의 시스템 안정성을 확보하는 것도 중요하다.

이 박사는 특히 막과 관련된 시스템이 소재는 물론 화공, 기계, 전기 등의 부분도 중요한 만큼 이런 것들이 서로 연결돼 통합적인 시스템이 되도록 하는 측면에서 전문 인력의 확충이 필요하다는 설명이다. 즉 엔지니어링이 결합된 연구 전문가가 요구된다는 것이다.

이 박사는 현재 해수담수화에 관심을 갖고 연구에 임하고 있다. 이 박사는 “이제는 예전처럼 외국기술의 일부를 베껴서 개선시켜 진행하는 기술로는 안 된다”며 “대우건설 정도의 기술과 연륜이라면 이제 기술을 한 단계 상승시키는 기술이 필요할 때가 됐기 때문에 기존 연구소와 차별화에 역점을 두고 연구를 진행하고 있다. 그래서 막 분야에서 새로운 전기를 맞기 위한 투자가 필요하다”고 말했다.

[저작권자ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지]