한국환경산업기술원(원장 남광희)은 나노 크기의 오존(O3) 기포가 수중에 오랫동안 잔류하면서 미세 오염물질을 효과적으로 처리할 수 있는 초미세 오존기포 발생장치를 개발했다고 밝혔다.

오존은 강한 산화력을 가지고 있어, 고도정수처리 시설에 적용하여 유기물 등 유해물질을 소독하는데 사용된다.

이번에 개발한 장치가 발생시키는 초미세 오존기포는 크기가 매우 작아 물속에서 떠오르는 부상(浮上) 속도가 느려 오래 잔류할 수 있기 때문에, 기포 내부의 물질 전달율을 높여 효율적으로 오염물질을 처리 할 수 있다.

▲ 초미세 오존기포를 이용한 저비용 고효율 수처리 장치 모식도

지금까지 국내 정수처리에서 활용하는 오존기포의 크기는 3~6밀리미터(㎜)였으나, 이번에 개발한 장비는 용도에 맞춰 기존 크기의 최대 1/1,000,000 수준인 500~800나노미터(㎚) 크기로 조정하여 활용할 수 있다.

이 기술은 기존의 오존을 활용한 고도정수처리 시설에 적용할 수 있으며, 기존 시설의 운전비용 과다 및 저효율에 대한 문제점을 개선할 수 있다.

지금까지 국내외에서 나노 크기의 오존기포를 발생시키는 기술개발 연구는 이루어져 왔으나, 안정적인 기포 생산이 어려웠고 현장적용에 제한이 있었다.

그러나 이번 연구에서는 믹싱챔버를 활용해 나노기포를 발생시킬 수 있는 스플리터(Splitter) 형식의 기술을 적용하여 안정적으로 기포를 생산할 수 있으며, 기포의 크기, 발생량 등을 측정하고 사용 목적에 따라 크기를 조정할 수 있는 기능도 갖췄다.

최근 기포의 크기 및 발생량 등을 측정하는 방법에 대한 국제 표준 제정이 논의되고 있어, 이번 기술이 국제 표준화를 선도할 수 있을 것으로 기대된다.

‘초미세 오존기포를 이용한 고효율 수처리 장치개발’은 환경부와 한국환경산업기술원의 환경정책기반공공기술개발 사업으로 2015년 12월부터 우림종합건설(주) 연구팀(연구책임자 이승욱)이 추진했다.

연구팀은 현장 테스트를 통해 수질 처리능력 등에 대한 분석을 진행했으며, 그 결과 중수처리시설 및 간이 상수도 시설 등에 적용할 때 효과적인 것으로 나타났다.

이번 기포발생장치는 오존뿐만 아니라 다양한 기체를 적용하여 향후 조류 제거, 유류 오염 토양 정화 등의 환경정화 시스템에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

남광희 한국환경산업기술원 원장은 “기존의 오존 고도정수처리의 저효율에 대한 문제점을 해결하고, 국민의 안전한 물 공급에 기여할 수 있을 것으로 기대 된다.”고 밝혔다.