성균관대학교(총장 유지범)는 환경부(장관 한화진) 상하수도혁신기술개발 사업의 지원을 받아 성균관대학교 산학협력단(단장 최재붕)과 ㈜테크윈(대표이사 정붕익)이 공동 수행한 ‘전기분해방식 고농도 차아염소산나트륨 기반 현장 제조용 소독 장치 개발’ 연구사업이 4년간의 연구를 통해 까다롭기로 유명한 미국 시장에서 K-TECH의 기술력과 품질인증을 받고 미국 클리블랜드 현지 H사(엔지니어사)-A사(정수장)-CWA(현지 플랫폼)-㈜테크윈과 지난 2023년 12월 현지 테스트베드 실증화 계약을 체결했다고 밝혔다.
시작부터 선진국 시장 개척을 목표로 연구사업을 진행하였고 세계적 품질 경쟁력을 갖춘 OSHG(On-site Sodium Hypochlorite Generator) 설비를 개발해 국내는 물론 미국에서도 제품의 경쟁력을 인정받은 것이다.
염소소독은 상·하수도 처리에서는 병원성 미생물을 사멸시키거나 감염력, 번식력을 없애기 위한 살균소독제로서 법적으로 규정된 필수공정이다. 특히 먹는 물의 위생 안전 확보를 위해 상수도 처리에서는 잔류성을 가진 염소계 소독공정을 반드시 거쳐야한다.
경제성, 잔류성, 살균력을 갖추고 있는 액화염소가스(Cl2)가 상수도 처리에서 전통적인 소독제로 널리 사용되고 있으나, 액화염소가스는 취급·운반·저장 단계에서 누출 및 부식 위험이 있고 최근 지진 및 테러 등에 대한 우려가 증대되면서 국내에서는 화학물질관리법에서 사고대비물질로 지정되는 등 액화염소가스는 생산과 이용이 까다로운 물질이다.
또 최근에는 정수장 인근에 주거 밀집지역이 늘어나면서 인적·물적·자연적 재해 가능성이 확대되고 있어 이에 대한 대책 역시 필요한 시점이다. 이 때문에 동일한 소독력과 잔류성을 가지면서 취급이 쉽고 안전한 차아염소산나트륨(이하 ‘차염’)이 대체소독제로 부상하고 있다.
동 혁신개발 연구사업은 2020년부터 2023까지 4년에 걸쳐 진행되었으며, 주관기관은 ㈜테크윈(총괄연구책임자 김정식 부사장), 위탁기관으로는 성균관대학교(연구책임자 염경택 연구교수), 협동기관으로 ㈜제이텍워터(연구책임자 강동효 소장), ㈜제이엘이(연구책임자 권택관 상무)가 참여했다.
사업단은 향후 2025년까지 약 1년간의 공동 실증화를 통해 기술력이 검증되면 미국 전역은 물론 유럽 등 선진국에 진출할 수 있는 교두보를 확보할 것으로 기대하고 있다. 공동 실증화를 위해 미국 측은 부지와 각종 유틸리티 제공은 물론 설치 및 성과 검증을 위한 운영에 함께 참여할 계획이다.
금번에 개발한 OSHG는 신개념 원패스 프로세스가 구현된 고농도, 고품질 차아염소산나트륨 현장제조장치로서 ICT를 접목한 자동화 모니터링 및 예측장비 시스템을 구축하였다. 이 설비는 폐수 발생이 없고, 유해화학물질사용도 없으며, 복잡한 설비를 작고 ‘콤팩트’하게 개발하였다. 한편 사업단은 성과 검증을 위해 K-water 정수장에 680kg/day급 실증 설비를 제작, 설치하여 우수한 기술력을 인정받았다. 또한 해당 실증설비에서 생산된 차염으로 NSF60인증을 획득하여 국제 기준을 만족하는 고품질 소독제 생산기술임이 인정받았다.
OSHG 설비는 고농도 현장제조차염 기술을 고도화함으로써 경제성, 안전성, 내구성을 높이고, 소독 품질을 향상시켜 먹는 물의 품질을 높이고 기존 염소 설비를 대체하여 사회비용 감소할 것으로 기대된다. 또한 전극, 농도측정장치, 고농도차염제조 요소기술을 국산화하여 수입대체효과가 크고 신시장 개척과 일자리 창출에도 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
염경택 연구교수는 “차세대 친환경 고농도 현장제조차염 설비로서 국내 중대형 정수장의 액화염소를 대체하고, 미국 품질 인증(NSF) 인증과 현지 실증화를 통해 기술력이 확인된다면 미국 정수장은 물론 유럽과 세계 각지에서 경쟁력을 갖추고 녹색 물 시장을 개척해 나가게 될 것”이라고 말했다.
연구단은 삼극특허 이외에도 2023년 환경기술개발 우수성과 20선에 선정되었고 2023년 태국 발명대회에서 은상을 수상하기도 했다.
해외 비지니스 협력과 모델 개발을 담당한 성균관대학교 염경택 연구교수는 “눈에 보이고, 귀에 들리며, 손으로 만질 수 있는 성과를 창출하겠다는 연구단의 노력과 다짐 그리고 환경산업기술원(원장 최흥진)의 적극적인 지원으로 연구를 성공적으로 수행할 수 있었다.”고 강조했다.