주목받는 기업

㈜코모스, 효율성·경제성 모두 갖춘 관망관리 기술 개발

현장적용 결과, 노후관 세척·불명관 매설위치 판단 더불어 누수까지 잡아내
수질오염 주범으로 꼽혔던 세척수, 정화처리 가능해 하천오염 방지 기대

기술 특허출원…현재 환경신기술 인증 준비단계

 

수원 첨단산업밸리에 위치한 상수관망 운영 및 진단 전문기업 ㈜코모스(대표이사 김영식)는 관망관리와 기술진단, 블록구축과 누수탐사 등 그동안 상수관망 운영관리 분야에서 축적한 경험과 노하우를 바탕으로 최근 노후관 세척과 불명관 위치 판단 및 누수저감 효과까지 갖춘 비용 효과적인 공법을 개발, 현장에 적용한 결과 매우 효과적인 것으로 나타났다고 밝혔다.

㈜코모스가 특허출원 중에 있는 이 기술의 정식 명칭은 ‘세척수정화 (수)처리 가능한 불명관 매설위치 판단 및 노후관 세척공법·누수지점 판단기술’로 현재 환경신기술 인증 준비단계에 있다.

이 기술은 기존에 흐르는 유량과 유체를 이용하고 특수공압기기에서 방출되는 공기를 주입해 유속을 증가시켜 속도에너지로 이멀전(emulsion)을 형성해 세척하고, 부분고립과 유량·유속·수압을 측정해 불명관의 위치를 파악한다. 또한 누수까지 잡아내는 세계에서 유일무이한 기술이다.

이 기술은 특히, 세척수를 정화하는 기능도 갖고 있어, 기존의 갱생공법이나 워터젯 고압분사공법, 그 외 산소가스, 질소가스, 폴리피그 등을 투입하는 공법과 차별화된다. 그동안 수도관 세척수는 중금속을 함유한 오염된 물로 하수처리장에서조차 처리가 불가능했으며, 하천으로 흘러들어가 수질오염의 주범으로 작용해 왔다.

아울러 관 절단이 필요 없고 기존 세척공법과 달리 시내의 복잡한 구간에도 적용 가능하다. ㈜코모스는 이 기술로 누수 등 노후관으로 인한 수질문제를 크게 해결할 것으로 기대하고 있다. 특히 세척수 무단방류를 방지함으로써 관망관리의 효율성과 경제성 모두를 잡을 수 있는 ‘일석이조’ 효과를 기대할 수 있어, 향후 국내는 물론 해외시장으로 사업을 확장하고자 한다.

 

압축공기가 속도에너지로 변환…스케일 등 박리

 

관 내부의 물이 정지 상태일 때 수압은 관에 모든 방향으로 동일하게 작용한다. 이때 관 내부에 압축공기를 단속적으로 발사하면, 압축공기가 관 내부의 물과 충돌해 미립자의 기포를 생성하고 이것이 부서지며 큰 기포를 형성하는데, 기포가 부서질 때 고주파를 발생시키며 관 내부에 이물질을 박리시킨다.

관 내부에 부착된 이물질과 때는 분자구조가 절단된 물과 이멀전 상태를 형성하며 수중에 공존한다. 또한 관 내부에 물이 정지해 있는 상태에서는 각 급수전동에서 정지압을 유지하고 있다가 압축된 공기를 투입하면 관 내부의 압력에너지가 다른 급수전동 개방에 의해 속도에너지로 변환된다. 이 높은 압력은 관 내부에 압력파로 작용하게 되고, 기포가 빠른 속도로 이동할 때 고주파를 발생시켜 관 내면에 부착되어 있는 슬라임이나 스케일을 박리시켜 물과 함께 배출시킨다.

이처럼 이 기술의 노후관 세척공법에는 세 가지 원리가 적용되어 있다. △배관 내부에 압축 공기를 단속적으로 발사하여 충격파를 발생시켜 배관의 슬라임과 스케일을 박리시키는 충격파 작용 △압축공기가 부서지며 발생한 미세 초음파가 배관 내부에 부착된 기름 성분의 분자구조를 절단시키고 물과 이멀전을 형성하며 떨어지게 하는 초음파 작용 △배관 내부에 축적된 압력에너지가 한쪽 급수변의 개방으로 속도에너지로 변환되어 빠른 속도로 이동하며 이물질을 박리시키는 캐비테이션(Cabitation) 작용이 그것이다.

이 공법은 세척 유효거리가 길고 기름때가 고착되는 일 없이 노후관을 세척할 수 있다는 장점을 가진다. 또한 다른 공법과 달리 스케일에 물리적인 충격을 가해 제거하므로 스케일이 제거된 것을 눈으로 직접 확인할 수 있다.

 

기존 제수변 차단 후 유량·유속·수압 등 측정

 

‘충격파 버블링 효과 공법’을 이용한 불명관 위치 및 누수지점 판단 과정을 보면, 작업구와 퇴수구를 설정하여 터파기(건축물의 기초를 만들기 위해 지면을 파는 작업) 후, 작업구역 내 유입되는 기존 제수변과 급수전 계량기를 차단·탈거한 다음, 특수제작된 세척수 급속여과퇴수장치를 장착한다. 그리고 나서 작업구 장소에 유체가 흐르는 기존배관에 부단수용 활정자관과 제수변을 설치하고, 특수제작된 측정장치 점검구 작업용 배관을 연결한 후 마감한다.

이어 기존 관에 휴대용초음파 유량계와 수압계를 동시에 설치, 유량·유속, 수압을 측정해 정하고 작업구간 내 유입되는 기존 제수변과 퇴출구 밸브를 차단해 작업 전 유량·유속 측정값과 비교한다. 이때 종전값과 동일 또는 유속유량이 0이거나 미비하면 누수나 불명관이 ‘없음’으로 판단한다.

유속과 유량이 측정값 이상이거나 수압측정결과 기준치 이하인 경우에는 ‘불명관’으로 일차 판단하는데, 구역 내 계량기 퇴수밸브 확인여부에 따라 불명관로 매설위치를 확인하고 누수 징후를 최종 판단한다. 불명관은 도면에 표기가 없거나 매설 존재를 모르는 관로를 말한다.

불명관 및 누수 징후 판단 후에는 계량기 퇴수밸브와 퇴수구를 개방 후 세척하고, 기존 관속에 잔존 유량을 배출시킨다. 누수 판단 시에는 질소를 투입하여 표면과 지면으로 질소유체가 표출되는 지점을 가스탐지기로 측정하여 누수지점을 발취하며, 누수 수리를 통해 완전 복구작업을 완료한다.

 

계량기 필터용 스트레이너 장치 배출해 퇴수 정화

 

아울러 이 기술은 관 세척 퇴수를 차량에 탑재된 정수처리(수처리용) 탱크에 담아 1차 퇴적물 정화 후 페기물처리장소에 처리하고, 2차 정수처리된 유량은 필터용 수처리 탱크에 수질 복원하여 공업용수·농업용수·공공용수 등으로 재사용할 수 있도록 해 수질오염도 방지할 수 있다.

특히, 관 세척 퇴수를 정화하는 정화처리(수처리용) 장치는 하천오염을 크게 줄일 것으로 예상되어 많은 이들의 기대를 모으고 있다. 그간 관 세척수는 중금속 함유 등의 이유로 하수처리장에서 처리가 불가능하다는 치명적인 한계를 지녔지만, 코모스의 이 공법의 경우 관 세척수 퇴출 시 계량기 필터용 스트레이너 장치를 배출해 퇴수를 정화한다. 정화된 물은 공업용수나 농업용수로 재이용되며, 정화 정도에 따라 공공용수로 재이용될 수 있다.

더불어 주목할 만한 다른 한 가지는 ‘작업구의 스마트 기능 관망유지 관리동 점검구’이다. 이는 수질과 수압, 누수를 감시함으로써 불출수나 적수(赤水)를 사전에 감지하고 방지하는 장치다. 타 기업의 단순 점검구(작업구) 형태의 폴리피그 투입형과 달리, 세척기능의 에어(air) 공압 투입기 밸브와 수압계, 수질계(탁도·잔류염소 측정기 등), 누수감지 시스템 등 모니터링 시스템 구성체로 구성이 가능하다.

수압과 수질, 누수감지 계측기가 설치돼 있어 구역 내 관망 감시시스템 기능으로 활용할 수도 있다. 이 밖에 GIS(위치기반) 실시간 모니터링이 가능하고, 2D 및 3D GIS 기반의 대시보드와 시설물 관리가 가능하다. 또한 데이터의 OGC(개방형 공간정보 컨소시엄, Open Geospatial Consortium) 국제표준규격을 활용하고 있어 포털과 브이월드(V-world)에 중첩 사용할 수 있다. 이 밖에 관망도와 계측감시 모두 가능해 위기대응시스템 및 노후도 평가 시스템에 활용할 수도 있다.

 

관망관리와 수압·수질 계측 및 누수감지 등 일원화

 

점검구실 내에는 모바일 종합 빅데이터(Big Data) 구성체가 있다. 수압계, 수질계, 원격누수감지시스템, 관 노후도 평가, 관 세척구 투입장치 등 각 용도에 따라 센서를 장착할 수 있다. 현재 국내에서 개발되어 활용되고 있는 상수관망 유지관리 모니터링시스템의 경우, 대·중·소 블록을 관장하여 종합적 모니터링화하여 적용하고 있으나 구역 내에 발생하는 수압이나 수질 변화, 누수 발생, 관 상태평가 기능은 갖고 있지 않다.

 

▲ 점검구실 내에는 모바일 종합 빅데이터(Big Data) 구성체가 있다. 수압계, 수질계, 원격누수감지시스템, 관 노후도 평가, 관 세척구 투입장치 등 각 용도에 따라 센서를 장착할 수 있다. 왼쪽부터 수질센서, 수압계센서, 원격누수감지기센서 모습.

▲ 급속여과처리장치.

그러나 코모스의 상수관망 유지관리용 점검실은 구역 내 관망구역관리와 수압센서, 수질계측센서, 원격누수감시센서, 누수감지센서 등을 일원화하여 각 측정기에서 측정되는 값이 센서에 의해 표시부에 전달되고 표시부에서 전달하는 모든 수신은 중계기를 통하여 수집기에 전달된다. 수집기는 무선으로 종합상황실이나 모바일시스템에 전달하여 구역구역에 발생하는 모든 상황을 판단할 수 있는 기술이다.

우선, 수압변화에 따라 발생되는 수충격 현상(버블링현상), 불출수 및 적수 발생, 수충격으로인한 누수 증가, 이물질 발생 등 모든 상황을 알 수 있다. 이때 대수용가(아파트)에서 일시적 급수로 인해 주변상가나 주택에서 수압저하로 인한 민원도 사전에 파악할 수 있으며 대수용가 정유량밸브(유입량 조절) 설치 유무 등을 판단할 수 있다.

또한 수질에 따른 변화 염소반응, 탁도 반응, 혼탁수 발생 여부 등 여러 가지 수질문제를 파악할 수 있고, 출수 불량의 주요 원인과 구역 내 급수관의 누수도 감지할 수 있다.

㈜코모스의 이광배 물환경본부장은 “‘세척수정화 (수)처리 가능한 불명관 매설위치 판단 및 노후관 세척공법·누수지점 판단기술’은 국내 지방상수도 현대화사업에 적용은 물론 해외에서도 그 적용범위가 넓다”고 기대감을 드러내면서 “향후 코모스는 아프리카 물부족 국가의 물파기 사업지원, 국내 노약자 및 불우아동 생계 곤란 가정에 수도세 전액 지원 등 지구촌 물복지를 실현해 가는 기업으로 거듭나겠다”라고 포부를 밝혔다.

문의 : 031) 293-5529 / kb2297@naver.com(이광배 물환경본부장)

 

[『워터저널』 2019년 9월호에 게재]