부강테크의 AMX®, 기술 성능 ‘공인’받았다
부강테크(BKT)가 국내 최초로 개발한 아나목스 기술 AMX®가 지난달 한국환경산업기술원으로부터 신기술 인증 및 기술 검증을 획득하고, 특허청으로부터 특허기술상 세종대왕상(대상)을 수상했다. 국가기관으로부터 AMX® 기술 성능을 객관적으로 인정받은 것이다. BKT는 앞으로 이 같은 성과를 바탕으로 AMX® 신기술을 하수 및 음식물 혐기소화 폐액, 매립장 침출수, 산업 폐수 등 다양한 분야에 선도적으로 적용하고 기후변화에 대응하는 녹색혁신기업으로서의 역할을 더욱 충실히 수행해 나갈 계획이다.
AMX®, 국가에서 인정한 기술
- 국내 최초 아나목스 환경신기술 인∙검증 획득
BKT는 전 세계에서 유일하게 가축분뇨와 음식물 폐기물 병합소화 이후에 발생하는 폐수 처리에 AMX® 적용 실적을 바탕으로 국내 최초로 환경신기술 인증 및 기술 검증을 획득했다.
환경신기술 인∙검증 제도는 개발된 신기술을 현장에 적용하기 전에 국가에서 직접 평가하여 기술의 신규성, 우수성, 현장 적용성을 인증해주는 제도로 공신력 있는 객관화된 성능 실적을 의미한다. 입찰 참가 시, 「공공시설의 신기술 적용 촉진을 위한 업무 처리규정」과 「환경기술 및 환경산업 지원법 시행령」 제18조의 규정에 의해 기술검증서가 발급된 환경신기술 중 하·폐수 처리기술은 평가받은 시설 규모의 100배 이내에서 현장 적용이 가능한 기술로 인정받는다.
BKT의 AMX®는 환경신기술 검증 평가기간 동안 평균 2.6 m3/d의 물량을 처리하여 이번 환경신기술 검증 획득으로 총 260 m3/d의 공사 실적을 인정받을 수 있게 됐다. 또한 「국가를 당사자로 하는 계약에 관한 법률 시행령」 제26조 제1항과 「지방자치단체를 당사자로 하는 계약에 관한 법률 시행령」 제25조 제1항에 따라 수의계약도 가능해져 AMX®의 국내 병합소화 폐수처리 시장 진출에 탄력을 받을 것으로 보인다.
고농도 유기성 폐기물을 혐기소화 공정에 적용할 경우 많은 양의 바이오가스 생산이 가능하다. 하지만 이 과정에서 발생하는 고농도 질소를 제거하기 위해서는 많은 양의 에너지가 소요되고 있다. BKT의 AMX®는 기존 기술에 비해 투입되는 에너지를 60% 이상 절감하고 바이오 에너지 생산성을 획기적으로 높인 새로운 차원의 기술이다.
BKT는 운영비에 부담을 느끼는 지자체의 고민을 해결하기 위해 2018년 3월부터 홍천 친환경에너지타운에서 가축분뇨와 음식물 폐기물 병합소화 이후 발생하는 폐수 처리에 AMX®를 적용하는 테스트를 진행하고, 이 데이터를 토대로 신기술 인증(2019.6)과 기술 검증(2020.12)을 획득했다.
BKT는 객관적인 기술 검증을 위해 2019년 12월, 검증기관인 한국환경산업기술원과 업무협약을 체결하고 한국환경산업기술원과 공인분석기관인 한국환경수도연구원 입회 하에 총 30회의 현장 채수를 진행했다. AMX®는 전체 채수 기간 동안 평균 유입질소 부하율(NLR, Nitrogen Loading Rate)은 1.47kgN/m3/d, 평균 유입질소 2,700mg/L에 대한 제거효율은 89.2%를 나타냈다. 이는 아나목스 기술 중 전 세계적으로 가장 많이 적용된 Demon의 질소 부하율(0.8kgN/m³/d)보다 1.8배 정도 높은 수치다.
현재 상용화된 아나목스 기술 대부분의 한계처리 질소농도는 1,000~2,000mg/L로 그 이상의 농도에서는 희석하여 처리해야 한다. 국내의 경우 유기성 폐기물(하수 슬러지, 가축분뇨, 음식물 등) 병합소화 후 발생하는 폐수의 질소 농도가 대부분 2,000~3,000mg/L을 나타내 기존 상용화된 아나목스 기술을 국내 병합소화 처리시설에 적용할 경우 처리수를 반송하는 등의 희석을 진행해야 한다. 그러나 BKT의 AMX®는 별도의 희석이나 전처리 없이 안정적으로 신기술 현장 검증을 통과함으로써 국내 업계는 물론 해외에서도 큰 주목을 받으며 유기성 폐기물을 통한 바이오가스 에너지화 사업에 새바람을 불어넣고 있다.
AMX®, 특허청에서도 인정한 기술
- 대한민국 특허기술상 세종대왕상(대상) 수상
특허청과 중앙일보가 공동 주최한 ‘2020 하반기 특허기술상 시상식’에서 정일호 부강테크 대표가 온라인으로 대상인 세종대왕상을 수상하는 모습
BKT의 AMX® 기술이 특허청으로부터 하∙폐수처리 분야 차세대 핵심기술로 인정받았다. BKT는 지난 12월 18일 온라인으로 진행된 ‘2020 특허기술상 시상식’에서 특허기술상 최고의 영예인 세종대왕상을 수상했다.
특허기술상은 발명자 및 창작자의 사기 진작과 범국민적 발명 분위기 확산을 위해 1992년 제정됐다. 특허청은 매년 특허청에 등록된 발명 중에서 출원인 등의 신청과 담당심사관의 추천 및 심사협의회의 심사를 거쳐 상반기와 하반기 두 차례 우수 기술을 선정, 시상하고 있다. 이번 하반기 특허기술상 심사에 오른 특허는 345건으로 29대 1의 높은 경쟁률을 보였다.
BKT가 개발한 이단반응조 형태의 Two-stage AMX®는 부분아질산화와 아나목스 반응조를 분리하여 비상 시 신속한 대응과 유지보수가 가능하다. 또한 대부분의 해외 기술이 채택하고 있는 Single-stage AMX를 뛰어넘는 경제성을 가지면서 국내에서 유일하게 대량배양조에서 미생물을 배양해 공급하는 생태계도 구축했다. 특허청은 AMX®를 이용하면 “종래 기술 대비 산소 공급량 65%, 외부 탄소원 투입 100%, 슬러지 발생량 80%, 소요 부지 70% 감소 등 하수처리∙유지관리 비용을 최대 80%까지 절감할 수 있다”고 대상 선정 이유를 밝혔다.
특허청은 특허기술상 수상자에게 상금과 함께 특허기술거래 컨설팅, 우선구매추천, 특허기술평가지원, 지식재산 활용전략 지원, IP금융 등 발명장려사업 선정 시 우대 혜택과 사업화 및 마케팅 지원을 위해 수상 마크를 제공하고 있다.
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AMX®, 환경선진국 미국에서 인정받은 기술
- 다양한 분야 선도적 적용으로 세계적 경쟁력 확보
미국 하이페리온 하수처리장 Mainstream AMX(20m³/일), Sidestream AMX(5m³) 파일럿 전경
WEFTEC 2020 하이페리온 현장평가 성과 논문 발표
대부분의 아나목스 적용 실적은 온도에 민감한 아나목스 미생물의 특성상 하수 Sidestream(소화 슬러지 탈리액)에 집중되어 있다. 그러나 BKT는 하수 Sidestream 외에도 세계 최초로 가축분뇨에 AMX®를 적용하는 프로젝트를 미국 인디애나주 대형 목장 B dairy에서 성공적으로 수행하고 사업화를 진행하고 있다. 세계 최대 수도권 매립지공사와는 AMX®를 적용해 외부 탄소원을 절감하는 공동 연구를 완료하고, 세계 최고 전자회사인 삼성전자에서는 폐수에서 질소를 제거하는 테스트를 진행하는 등 기술력은 물론 시장 창출에서도 진정한 리더십을 보여주고 있다.
BKT는 하수 Mainstream 분야에서는 최초의 상용 기술 개발을 위해 세계적인 AMX 선도기업들과 경쟁하고 있다. BKT 미국 법인 Tomorrow Water는 LA시 하이페리온 하수처리장에서 세계적인 엔지니어링 그룹인 Black & Veatch사와 공동으로 수행한 연구 성과를 북미 최대 물 산업 컨퍼런스인 ‘WEFTEC 2020’에서 발표해 주목을 받았다. 하이페리온이 과거 타사와 진행했던 테스트에서는 혐기소화조의 높은 온도가 Sidestream의 온도와 TSS, COD 농도를 높여 이를 희석하지 않으면 AMX 처리 효율이 저조한 것으로 나타났지만, BKT의 종균과 Two-stage AMX®를 적용할 경우 희석하지 않아도 높은 TSS와 COD 농도에서 효과적인 처리가 가능했고 질소부하량도 기존 업계의 부하 농도를 훨씬 초과하는 것으로 나타났다.
2021년 1월 현재, BKT는 아나목스 배양 관련 특허를 포함해 총 15개의 AMX®공정 관련 특허를 출원하여 12개의 특허 등록을 완료하고 3개는 등록 절차만 남겨두고 있다. 해외에서는 미국, 인도, 중국 등에서 7건의 PCT 출원이 완료되어 이 중 5건의 등록 절차가 진행되는 등 국내외적으로 기술력을 인정받고 있다. BKT는 이 같은 성과에 만족하지 않고 미국 미시건 대학의 글렌 다이거 교수, 일본 홋카이도 대학의 오카베 교수 등 수처리 분야에서 저명한 국내외 석학들과의 공동연구, 기술자문 등을 통해 AMX®기술력 제고와 세계적인 경쟁력 확보를 위해 노력하고 있다.
AMX®, 국내 첫 상용화 목전
- 부산 녹산 소화조 문제로 준공 지연∙∙∙대전 실증시설 성능 입증
국내 최초 AMX® 실증 프로젝트인 부산 녹산하수처리장 소화조 설치 사업 조감도
대전하수처리장 AMX® 실증센터 전경
국내 최초로 AMX®를 적용하는 부산 녹산하수처리장 슬러지 감량화 사업 중 반류수 처리 설비의 준공이 늦어지고 있다. 당초 2019년 11월 공사 완료 후 시운전을 거쳐 2020년 중반 준공될 예정이었지만 소화조 재시공으로 인해 준공 일정이 2022년 말로 미뤄진 것이다.
유기성 폐기물 780톤(하수 슬러지 580톤/일, 음폐수 200톤/일)을 통합소화하고 이후 발생하는 반류수 처리에 국내 최초로 AMX®를 적용하는 부산 녹산 반류수 처리 설비가 가동에 들어가면 부산시는 82%의 질소제거율을 달성하고 연간 10억 원의 운영비를 절감할 수 있게 될 전망이다. BKT는 국내 첫 AMX® 실증 프로젝트인 부산 녹산사업이 성공적으로 마무리될 때까지 AMX® 기술력 향상을 통해 만반의 준비를 해나갈 계획이다.
BKT는 부산 녹산현장 외에도 대전하수처리장에 설치된 AMX® 대량배양조 및 실증시설을 통해 탁월한 기술 성능을 입증하고 있다. 대전하수처리장은 이 실증시설을 통해 슬러지의 혐기소화 이후 발생하는 반류수에서 고농도 질소를 제거함으로써 하수처리장의 질소 부하를 대폭 개선시켰다. AMX®가 차곡차곡 성능 실적을 쌓으면서 근시일내 이뤄질 국내 대형하수처리장 현대화 사업에서 큰 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다. BKT는 조만간 AMX®가 적용될 또 다른 대형사업 수주소식으로 많은 분들께 인사드릴 예정이다.