국내를 넘어 세계로 뻗어 가는 Proteus
부강테크(BKT)의 주력 하수처리 기술인 Proteus가 세계로 뻗어 가면서 2021년은 초기우수 및 1차처리 분야에서 Proteus의 우수성과 풍부한 잠재력을 세계시장에 각인시킨 한 해였다. 우리 토종기술 Proteus가 국내를 넘어 세계시장에서 거둔 최근의 성과와 Tomorrow Water Project와 Co-Flow 프로젝트 핵심기술로서의 Proteus의 잠재력을 정리했다.
BKT는 해외시장에서 Proteus의 인지도가 상승함에 따라 국내 기술 명칭인 BBF를 Proteus로 통일했다. Proteus는 그리스 신화에 나오는 변신이 자유로운 신의 이름으로 다양한 용도로 기술 적용이 가능하고 절감된 부지를 활용할 수 있다는 점에 착안해 붙여진 이름이다.
▲TWC Award 수상: MMSD 사업 연동 기대
지난 10월, Proteus는 미국 물위원회(TWC, The Water Council)가 주관한 '2021 파일럿 콘테스트''에서 1등을 차지했다. 미국 그레이트 레이크와 공공하수처리시설의 시급한 현안 중 하나인 초기우수 문제를 해결할 혁신기술로 잠재력을 인정받은 것이다.
TWC는 미국 위스콘신주 밀워키 지역에 본부를 둔 비영리기관으로 매년 수처리 관련 문제 해결을 위해 새롭고 혁신적인 수처리 기술을 선정, 테스트를 수행하고 있다. BKT 미국법인 Tomorrow Water(TW)는 TWC, MMSD(MMSD(Milwaukee Metropolitan Sewerage District)와 협약을 체결하고 내년 3월까지 6개월 일정으로 밀워키시 사우스 쇼어 하수처리장에서 초기우수에 대한 Proteus의 처리 성능을 검증할 예정이다.
기후위기가 가시화되고 수질규제가 강화되면서 미국뿐만 아니라 전 세계적으로 초기우수의 효율적 처리 필요성이 증가하고 있다. 특히 존스 아일랜드와 사우스 쇼어 하수처리장에서 하루 1억 5천만 갤런(약 57만 톤)의 하수를 처리하고 있는 밀워키시는 최근 기후변화 영향으로 약 6억 3천만 갤런(약 240만 톤)의 초기우수가 유입되면서 이에 대한 처리가 최우선 과제로 지목되고 있다.
이번 MMSD 파일럿은 지난해 성공리에 종료된 미시간주 GCDC(Genesee County Drain Commission) 파일럿에 이은 미국 내 두 번째 Proteus 파일럿이다. 이번 파일럿이 성공적으로 수행될 경우 1차 침전지 개선과 초기우수 처리를 위한 대규모 사업을 준비 중인 밀워키시는 물론이고 세계의 많은 나라들과 지방정부들의 골칫거리인 초기우수 대응에도 큰 도움이 될 전망이다.
▲국내 최초 GPS-X, BioWin 등재: 어디서나 적용가능한 검증된 기술
Proteus는 국내 하수처리 기술 중 최초로 GPS-X와 Biowin에 고속여과(High-rate Filtration) 표준 기술로 등재됐다. GPS-X와 Biowin은 한국과 미국 등 전 세계적으로 널리 사용되는 하폐수 처리 모델링 프로그램으로 전 세계 엔지니어들이 이 같은 모델링 프로그램을 이용해 Proteus의 설계 및 적용 관련 검토를 수행할 수 있게 된 것이다.
아울러 최근 기업들이 기후변화에 대응한 탄소배출 저감 등 ESG 경영을 강화하는 가운데 MassFlow를 비롯해 BioWin, GPS-X 등 세계적인 모델링 프로그램들이 하수 공정별 온실가스 배출량 계산 프로그램을 속속 선보이고 있다. 국내 유일의 하수 모델링 프로그램 MassFlow의 유광태 대표에 따르면, Proteus는 MBR 등에 비해 아산화질소가 가장 적게 발생하는 하수처리 기술 중 하나로 확인되고 있다.
하수처리 과정에서 대표적인 온실가스인 메탄(CH4), 아산화질소(N2O), 이산화탄소(CO2) 등이 발생하는데, 아산화질소의 지구 온난화 지수(GWP, Global Warming Potential)는 이산화탄소보다 약 310배 더 높다. 따라서 같은 양을 저감할 경우 이산화탄소보다 310배 더 많은 온실가스 저감효과를 가져오는 것이다.
▲GWI, WE&T, BlueTech 주목: 세계 10대 1차처리 기술
미국 내 다양한 매체들도 Proteus의 혁신성에 주목하고 있다. 물산업 기술과 시장에 대해 권위를 가진 Global Water Intelligence(GWI)는 지난 9월, CTO Market Map 리포트에서 Proteus를 '1차처리 세계 Top 10 기술'로 선정하며 기술적 특장점을 소개했다.
WE&T는 10월호 Level Up에서 Proteus를 전통적인 기술에 비해 유지관리가 간편하고 부지절감과 탄소저감 측면에서 진일보한 1차처리 기술로 평가했다. WE&T는 세계물환경연맹(WEF, Water Environment Federation)이 발간하는 매거진이다.
북미지역 최대 물 산업 콘퍼런스 WEFTEC은 2년 연속 Proteus 논문에 발표 기회를 부여했다. BlueTech Research는 중랑물재생센터와 서남물재생센터에서 Proteus 적용 성과를 정리한 논문을 'WEFTEC 2021 Top 50 abstracts'로 선정했다.
2018년 준공된 중랑물재생센터 1처리장은 Proteus를 적용해 1차 침전지 부지를 85% 절감하고 완전 지하화하는 데 성공했다. 서남물재생센터는 세계 최초로 1차처리와 초기우수를 가변 처리하도록 설계해 Proteus의 부지집약 효과를 극대화했다. 전 세계적으로 이처럼 대규모 하수처리장에서 부지 절감을 실증한 기술은 Proteus가 유일하고 그 성과에 세계가 주목하고 있다.
▲TWP 핵심기술: 에너지 저감 및 에너지 생산 극대화 기술
Mainstream AMX와 더불어 Downstream 공정을 구성하는 Proteus는 Tomorrow Water Project(TWP)의 핵심기술이다. 2016년, UN SDGs 이니셔티브(#12177)로 공식 등재된 TWP는 Proteus 적용으로 확보된 하수처리장 여유부지에 바이오가스 플랜트와 데이터센터를 통합 구축하고 하수처리장과 데이터센터 간 열교환과 AI 기반의 밸류체인 혁신으로 에너지 소비를 대폭 절감하는 동시에 유기성 폐자원 통합 소화를 통해 신재생 에너지 생산을 극대화함으로써 하수처리장의 경제성을 높이는 프로젝트다.
Proteus는 다른 기술과 달리 화학물질을 전혀 사용하지 않으면서 하폐수 내 고체 및 유기물을 더 많이 처리하는 기술로 고형물을 최대한 많이 분리해 바이오가스를 만들면 하수처리에 필요한 에너지를 더 만들 수 있고 수처리 과정에서 제거해야 할 유기물은 최소화되어 에너지 소모를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 시설에 필요한 부지가 최소화되어 새로운 처리시설을 건립할 부지가 부족한 기존 하수처리장에 가장 적합한 기술로 꼽힌다.
BKT는 Proteus를 적용해 고형물과 유기물을 안정적으로 제거하고 여기에 경제적인 질소제거가 가능한 Mainstream AMX를 추가해 Downstream 공정의 경제성을 높일 계획이다. 현재 미국법인 TW와 협력해 하수처리장 건설에 필요한 시설비를 최소화하기 위해 기존 6-10시간이 걸리는 하수처리 소요시간을 2시간 이내로 줄이기 위한 과제가 진행 중에 있고, LA시와 공동으로 4년 이상 테스트해 온 Mainstream AMX는 마지막 테스트 단계에 돌입했다.
▲Co-Flow 핵심기술: 데이터센터 부지 및 에너지 문제 동시 해결
Proteus는 하수처리장과 친환경 데이터센터를 연계하는 Co-Flow 프로젝트의 핵심기술이기도 하다. 4차 산업혁명 가속화로 데이터센터 수요가 폭증하면서 Proteus를 통해 확보한 하수처리장 여유부지에 데이터센터를 짓고 데이터센터에서 발생하는 열은 하수로 냉각시키는 Co-Flow 기술에 대한 국내외 기업들의 관심이 뜨거워지고 있다.
전 세계 하수처리장의 90%가 부지를 많이 차지하는 전통적인 1차 침전지를 보유하고 있고, 도시 외곽에 위치했던 하수처리장이 도심으로 편입되고 있어 전력수급, 환경규제, 고용, 보안, 통신속도, 마케팅 용이성 등 데이터센터 입지를 고려할 때 하수처리장과 데이터센터의 접목은 최적의 해법이 될 수 있다. BKT는 데이터센터 서버에서 발생하는 열을 하수처리에 활용하는 특허와 하수를 데이터센터의 냉각수로 활용하는 특허를 출원했다.
지난 10월, BlueTech Research는 Microsoft가 2030년까지 모든 글로벌 데이터센터와 사무실에 무탄소 에너지를 사용할 것이라는 소식과 미국법인 TW가 모기업인 BKT와 함께 Co-Flow 사업을 론칭하고 관련 특허를 출원했다는 소식을 나란히 전하며 Co-Flow 기술에 대한 관심을 나타냈다.
최근 TW는 Co-Flow 기술 사업화와 대형 R&D 추진을 위해 네덜란드에 본부를 둔 메이저 설계사인 아카디스(Arcadis) 업무협약을 체결했다. 하수처리장과 데이터센터를 모두 설계하는 글로벌 엔지니어링 기업 아카디스는 Co-Flow에 대한 기술적, 경제적 평가를 실시하고, 평가가 완료되면 TW와 미국 내 첫 번째 Co-Flow 프로젝트 개발에 협력할 계획이다.
Proteus는 최근 미국 환경보호국(EPA, Environmental Protection Agency)까지 참여한 Maine주 City of Saco 프로젝트 평가단으로부터 총점 309 : 251로 네덜란드의 Nereda 기술에 압도적인 기술적 우위를 보여 관심을 집중시켰다. 한국 중소기업의 토종기술이 세계 무대에서 거대 다국적 기업들의 기술과 사투를 벌이며 거둔 이 같은 객관적 성과는 대기업들이 막대한 로열티를 지급하며 제값 못하는 해외기술을 수입해 쓰기에 급급한 국내 환경시장에도 많은 시사점을 던지고 있다.