㈜삼진정밀,‘독립형 마을 정수 장치' 개발
 
흡착·이온교환·막여과·소독 이용한 정수처리 장치…세균·바이러스 완벽 제거
현장 맞춤형 표준설비로 인건비·설치비 최소화…유지관리비 30% 절감
국제물산업박람회‘2014 Water Korea’서 관람객으로부터 큰 호응 얻어 

▲ ㈜삼진정밀에서 개발한 ‘독립형 마을 정수 장치’.

국내 마을 정수 시스템은 노후된 시설과 낙후된 관정 오염으로 지하수와 음용수의 수질 악화가 문제시되고 있다. 정수시설 개선 및 상수도 관망의 미 보급 지역은 간이 정수설비를 통한모니터링과 수질관리 개선이 시급한 상태이다.

이에 국내 최대 수처리용 밸브제조업체인 ㈜삼진정밀(대표이사 정태희, www.samjinvalve.com)이 다년간 연구를 거듭하여‘독립형 마을 정수 장치’를 개발, 주목받고 있다. ‘독립형 마을 정수 장치’는 흡착·이온교환·막여과·소독을 이용한 정수처리장치로서 독립된 모듈 구성으로 원수 내의 중금속 및 질산성 질소를 제거한다.

소독 공정은 태양광 설비를 이용하여, 공정 운전시 설비 가동 전력비를 감소한 고효율 정수처리장치로, 상수도가 보급되어 있지 않은 마을에서도 지하수를 이용해서 먹는 물 수질기준에 적합한 물을 공급받을 수있는 대형정수기 개념이다.

특히, ‘독립형 마을 정수 장치’는 기존 마을 정수 시스템에 적용되던 MF(Micro Filter)보다 한 등급 높은 여과 성능을 보유한 UF(Ultra Filter) 멤브레인을 적용함으로써 세균 및 바이러스 등을 완벽하게 제거, 물의 안전성을 높였다.

현장 맞춤형 표준 설비로 인건비 및 설치비를 최소화할 수 있으며, 기존 제품 대비 유지비를 30% 절감할 수 있는 것이 특징이다. 또한, 설치 소요 면적을 기존 대비 40% 축소시킬 수 있다. 하루 처리가능 용량은 20~200㎥ 규모이다.

‘독립형 마을 정수 장치’는 흡착·이온교환·막여과·소독을 이용하여 지하수 내의 질산성 질소 중금속, 탁도 이물질, 바이러스, 대장균, 일반세균 및 병원성 미생물을 제거하여 상수도시설을 이용할 수 없는 산간 오지의 현장 맞춤형 간이 정수장치로 지하수 내의 비소 제거 및 질산성 질소와 대장균 제거에 특화되어 있고, 처리 공정의 모듈화로 원수 및 현장 조건에 따라 구성이 가능하며, 지속적으로 안전하고 안정된 처리수를 생산·공급할 수 있다.

▲ '독립형 마을 정수 장치'구성

기술은 각 모듈이 독립적으로 구성되어 있으며, 원수의 수질에 따라 각 모듈을 적용하는 정수장치로 일반적으로 흡착 모듈, 막(UF) 모듈, 이온교환(IX) 모듈, 소독(UV) 모듈의 4단계처리 공정으로 이루어져 있다. 원수가 유입되면 흡착 모듈을 통과하여 원수내의 중금속 및 비소 불소 등을 제거하며, 이온교환 모듈의 경우 특화된 이온교환 탱크와 이온교환 수지를 통하여 원수내의 질산성 질소와이온성 오염물질을 제거한다.

막 모듈은 UF 멤브레인을 통하여 미생물 및 입자성 물질을 여과 처리한다.마지막으로 소독 모듈을 통해 전 단계에 처리되지 못한 일반 세균이나 병원성 미생물을 제거하여 음용가능 수질의 처리수를 생산하게 된다.

또한 흡착, 막, 이온교환 모듈의 경우 시간이 지남에 따라 막의 파울링 및 유기물의 생성으로 인한 오염으로 처리 효율이 저하될 수 있는데, 주기적으로 생산수, 공기 및 약품을 통한 역세 공정을 실시하여 각 모듈의 처리 성능을 일정수준까지 유지, 장기간 안정적인 처리수를 생산한다.

원수 내의 무기비소는 As(Ⅲ)와 As(Ⅴ)로 존재하며, As(Ⅴ)에 비해 As(Ⅲ)가 독성이 강하고 유동성이 좋으며 제거하기 어렵다. 비소로 오염된 지하수를 복원하는 기존의 기술은 As(Ⅴ) 제거에는 효과적이지만 As(Ⅲ)를 제거하는 데에는 한계가 있다.

As(Ⅲ)를 효과적으로 제거하기 위해서는 As(Ⅲ)를 As(Ⅴ) 로 산화시키는 전처리단계가 필요하다.이에 철 및 망간 산화물을 이용한 철 코팅사(Iron Coated Sand), 망간 코팅사(Manganese Coated Sand) 등의 흡착 여재를 사용했다.

망간코팅사는 As(Ⅲ)의 산화에 크게 기여하며, 철 코팅사와 혼합하여 동시 제거 방식으로 처리했을 때, As(Ⅲ)의 효율적인 제거 및 처리 후 지하수의 산성화를 방지하는 효과를 나타냈다.

철, 망간사를 이용한 비소 제거 흡착 효율은 95% 이상을 보였으며, 이온교환 수지(Ion Exchange)를 이용하여 지하수 내에 녹아 있는 질산성 질소률 90% 이상 제거했다. 역삼투(R/O) 대비 유지비를 50% 이상 감소시켰다.  

▲ (주)삼진정밀에서 개발한‘독립형 마을 정수 장치’는 지난 3월 18∼21일 일산 킨텍스에서 열린 국제물산업 박람회인‘2014 Water Korea’서 관람객으로부터 큰 호응 얻었다. 사진은 3월 18일 개막식에 참석한 정연만 환경부 차관 등 귀빈들이‘독립형 마을 정수 장치’의 정수처리 시연을 관심 있게 보고 있는 모습.

이온교환 및 막여과 공정, 이온성·입자성 물질 제거

이온교환 수지(Ion Exchange) 탱크의 경우, 상향류의 유동상식 채용으로 손실수두와 수지 주입량이 적고, 부유 현탁물의 퇴적이 적어 역세척 빈도가 적다.

뿐만 아니라 유입수가 원형망을 통해 측면으로 유입되며 원형망 통과 후 전체 단면으로 고르게 상승하여 수로현상을 방지한다.

수지 충전 및 교체 또한 용이하다. 막을 이용한 정수처리는 흡착모듈에서 제거되지 않은 다양한 오염물질을 동시에 제거한다.

 원수의 수질에 따라 멤브레인의 종류를 선택적으로 구성해 입자성, 부유물, 미생물을 제거한다. 처리수 이용 송수관로가 짧기에 UV 모듈을 사용하여 염소 소독의 단점을 배제하여 직접적이고 고효율 소독 공정을 이용할 수 있다. 염소계 소독의 단점인 배관 부식 및 물맛의 저하를 예방했으며, UV 소독 장치는 설치 및 유지관리의 편이성을 향상시켰다. 전력공급원으로 태양광 설비를 이용해 전력비를 감소시킬수 있다.

설비 공정 모듈화로 제작·설치기간 축소

독립형 마을 정수장치’는 지하수 내에 함유된 오염물질에 따라 각 공정의 추가 보완이 가능하며, 그에 따른 공정은 단일·복합으로 구성할 수 있다.

흡착, 이온교환, 막, 소독 모듈이 하나의 구성품으로 이루어질수 있으며, 단독 모듈 구성 및 4개의 모듈을 조합하여 다양한 구성을 이룰 수 있다. 또한 중금속, 질산성 질소 혹은 병원성 대장균 등 원수의 성상에 따라 맞춤형 정수 장치를 구성할 수 있다.

구성에 따라 단독·복합 모듈로 에너지 소비효율을 최적화시킬 수 있으며, 그에 따라 설비별 운전 대응이 가능한 장점이 있다.

또한 모듈별구성에 따라 자동화 설비 구축이 용이하다. 마을 정수시스템의 경우, 경제적 경쟁력을 높이는 것이 큰 관건이다.

이에 설비 공정을 모듈화하여 제작·설치기간을 축소시켰다. 4세트의 제작 기간은 약 10∼15일 소요되며, 설치는 시운전까지 일주일 이내로 완료할 수 있다. 이 때문에 인건비·설치비를 최소화시킬 수 있다. 설치 소요 면적은 타사 설비보다 50% 이상 감소된다. 뿐만 아니라 타사 공정 대비 부지가 약 30∼50%까지 감소되는 것을 확인할 수 있다.

기존 공정을 100% 이용할 수 있는 장점도 있다. 기존에 설치되어 있는 공정에서 인입 배관을 추가하여 독립형 마을 정수 장치에 연결만 하면 바로 공정 운전이 가능하므로 추가 설치 비용이 줄어들어 경제적이다. 또한, 태양광 설비 이용하여 전력 소요비는 약 5∼10% 감소 효과를 얻을 수 있다.

‘독립형 마을 정수 장치’는 유지관리적 측면도 강화했다. ‘One-Touch Type’으로 설비 운전이 용이하고, 산간 오지 관리인 노약자들도 쉽게 접근할 수 있으며, 수동 및 자동 운전 전환을 손쉽게 구성했다.

자동 설비 및 간소화에 따른 전문 인력이 불필요하고, 전도계 및 압력계를 전단에 부착하여 단순 수질 확인이 가능하며 운전 상태를 확인할 수 있다.

‘독립형 마을 정수 장치’는 원주환경친화기술센터 먹는 물 분석연구실 의 수질 분석 결과, 음용수로 적합하다는 판정을 받아 수질의 안전성을 확보했다. ‘독립형 마을 정수 장치’는 지난 3월 18∼21일 일산 킨텍스 (KINTEX)에서 열린 국제물산업박람회인‘2014 Water Korea’서 관람객으로부터 큰 호응 얻었다.

 

▲ '독립형 마을 정수 장치'설치 장면