선박평형수에 오존을 마이크로-나노(0.1~40μm)크기 기포로 공급해 해수의 미생물을 처리하는 원천기술이 국내 처음 상용화됐다.

환경기계시스템연구실 홍원석 책임연구원팀은 최근 ‘오존 나노버블을 활용한 고효율 평형수 처리장치 개발’사업을 통해 선박평형수 내 유해 미생물과 동물성·식물성 플랑크톤을 처리하는 기술 개발에 성공했다.

선박평형수는 선박에 짐을 싣고 내리는 과정 또는 공선상태에서 선박의 균형을 잡기 위해 선박내의 평형수 탱크에 채우거나 바다로 배출하는 바닷물이다. 선박이 해양 생태계가 다른 지역을 오가며 평형수를 배출하면 이는 해양 생태계 교란과 해양오염의 원인이 된다.

이 때문에 국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 선박에 주입할 때 해수에 포함돼있는 미생물을 살균 처리하는 선박평형수 처리장치(BWTS)의 장착을 최근 의무규정으로 만들었다. 세계적으로 BWTS 시장이 급성장하고 있지만 아직 시장을 선도할 주도 기술이 나오지 않은 상태다.

홍 연구팀이 개발한 ‘오존 미세기포 이용 선박평형수 처리 시스템’은 오존을 마이크로-나노 크기의 미세기포 형태로 주입해 기존 오존량보다 20% 적은 양으로도 동일한 살균력을 가지는 고효율 처리시스템이다.

홍 책임연구원은 ‘살균력을 갖고 있는 오존가스를 이용해 유해성분을 살균할 수 있다’며, 󰡒이때 큰 오존기포를 이용하면 처리율이 떨어지지만 기포 크기를 작게 하면 물위로 부상하는 속도가 느려져서 물속에 완전 용해가 이루어지기 때문에 동일한 양의 오존을 넣어도 처리할 수 있는 능력이 커진다󰡓고 설명했다.

이 기술은 고압(3bar)이 형성돼 있는 선박 배관 안에 노즐을 장착해서 저압 영역을 형성해 오존 기체를 공급하고, 기체 공급부의 미세화 장치와 충돌판을 이용해 미세기포를 대량으로 발생시키는 것이 핵심이다.

주입한 오존 전량을 유해종 제거를 위한 작용제로 전환함으로써 잔류 오존 처리에 추가로 요구돼 왔던 처리 설비를 줄일 수 있게 됐다. 이로써 기존 오존 방식 장치보다 크기 및 비용이 절감되고 친환경적이라는 장점이 있다.

전기분해나 자외선 방식 등 기존 BWTS 방식과 달리 오존 방식은 상대적으로 작은 공간에도 설치 가능해, BWTS를 추가로 장착해야 하는 기존 선박에 설치 시 효율적이다. 또한 해수 접촉이 적어 고장 위험이 적고 유지보수가 편리하다.

이 기술은 IMO 기본 승인을 취득하고, 최종 승인을 위한 시험을 진행 중이다. 또한 현재 국내특허가 출원됐으며, 국제특허 출원을 앞두고 있다.