AI 시스템이 하수처리장을 디자인한다
하수처리장, 스마트해지다
이제 데이터 기반 AI 시스템이 하수처리장을 설계한다. 이를 통해 오·폐수를 적은 비용으로 효율적으로 처리하면서 경제적 가치까지 도모할 수 있게 될 전망이다.
충북 영동군 공공하수처리장 전경. 사진=영동군/굿모닝충청 김종혁 기자
특히 안정적 수질 확보, 부지집약을 통한 지하화, 에너지 생산·저감을 통한 운영비 절감 등 수처리 분야 기술 혁신을 주도하고 있는 ㈜부강테크는 Water Industry 4.0 구현을 목표로 ‘Water AI 프로젝트’를 추진 중이다.
하수처리시설 도면, 내역서 자동화 프로그램인 ‘WAI-Design’ 개발과 함께 부강테크의 공법을 하수처리시설에 최적화하기 위한 가상물리시스템 ‘WAI-Operation’ 개발을 진행 중인 것이다.
이 프로젝트의 궁극적인 목표는 시간, 계절, 지역 특색에 따른 최적의 운영인자를 제공함으로써 최적의 시설운영이 가능하고, 안정적인 방류수질 확보와 에너지 최적화를 통한 유지관리비 절감의 경제적 효과를 제공하는 것이다.
부지집약을 위한 하수처리기술 BBF(생물여과), 하수처리장의 에너지생산 증대와 슬러지 감량에 가장 효과적인 COWTT(열가수분해), 세계에서 가장 안전하고 효율적인 아나목스 기술인 Two-stage AMX, 일차처리뿐만 아니라 초기우수처리까지 목적에 따라 활용도가 탁월한 PROTEUS 등은 부강테크 자체 연구 개발을 통해 상용화 된 핵심 기술들이다.
이를 기반으로 막대한 비용을 들여 처리하던 하폐수에서 수익을 창출할 수 있는 미래형 하수처리 모델도 개발했다.
부강테크는 가장 경제적이고 혁신적인 하수처리 솔루션인 TWP를 통해 인도, 말레이시아, 인도네시아 등 개도국의 하수처리와 지표수 수질 확보, 그리고 COVID-19시대의 위생문제 해결은 물론, 스마트 워터 시티 건설 시 깨끗한 인공하천이나 호수를 건설하는데 이용할 예정이다.
또한 여기에 자동으로 설계와 운전을 구현하는 Water AI를 더해 하수처리장의 높은 운영비를 해결하는 가장 혁신적이고 경제적인 하수처리 솔루션을 제공함으로써 개도국의 물복지 확대에 기여할 계획이다.
부강테크 박기태 부사장(사진)은 “일반적으로 폐수를 분해할 때 쓰이는 미생물은 산소를 필요로 하는데, 이때 물이 더러울수록 막대한 비용이 투입된다”며 “하지만 이 모델은 산소 공급량 65%, 외부 탄소원 투입 100%, 소요 부지 70% 가량을 감축시켜 하수처리·유지 관리하는데 드는 비용을 최대 80% 절감할 수 있다”고 설명했다.
국내 수처리 시장의 오랜 맏형으로 불리는 부강테크는 ‘낭비되는 물과 폐기물에서 새로운 가치를 만들어 깨끗하고 아름다운 세상을 만든다’는 미션으로 지난 1995년 설립, 하폐수 처리, 유기성 폐기물 처리, 멤브레인을 이용한 바이오 사업까지 사업영역을 확대해 종횡무진 활약하고 있는 환경 전문 기업이다.
하수처리장 에너지 최적화에 중요 요소 기술인 부강테크의 AMX의 경우 ‘2020 특허기술상’에서 대상에 해당하는 세종대왕상을 수상하는 등 기술적 차별성을 인정받기도 했다.
이러한 기술력을 바탕으로 업계 최초로 지난 2008년 미국 현지법인을 설립해 미주, 유럽 등의 환경선진국 시장에 진출했으며 2014년 베트남 법인을 설립해 아시아 시장으로 사업을 확장하고 있다.
이에 그치지 않고 부강테크는 사업영역을 크게 4대 영역으로 구분해 미래 전략을 수립했다. 하폐수처리로 대표되는 ‘Downstream’, 유기성폐기물 통합관리를 위한 ‘Upstream’, 지속가능한 축산과 폐기물 재이용의 혁신을 위한 ‘Upcycling’, 그리고 엔지니어링, 건설, 운영에 AI를 접목한 ‘Industry 4.0’이 바로 그것이다.
부강테크는 3년 전 우리나라 최초 하수처리장인 서울 중랑물재생센터 시설 현대화 사업에서 기존 용지를 절반만 사용, 하수처리장을 지하화하며 하수처리장의 성공적인 모델로 평가받고 있다.
최근 부강테크는 이렇게 절감된 용지에 데이터센터를 설립해 계절·온도에 따라 서버에서 발생된 열을 다양한 방식으로 회수해 하수처리에 활용하는 특허를 출원하기도 했다.
하수처리장 수처리 장치와 데이터센터 간 폐열을 교환해 재이용하는 기술을 통해 세계 최초로 하수처리장에 친환경 데이터센터를 짓는 사업을 추진한다는 계획이다.
박 부사장은 “하수처리장에 데이터센터를 건설하는 방안은 코로나19에 따라 재정에 어려움을 겪고 있는 대도시 등에 경제적 가치를 발생시키는 매력적인 방안이 될 것으로 보인다”며 “부강테크는 새로운 시도를 많이 하고 있지만 기업으로서 한계도 있다. 정부와 사회가 산업 생태계에 많은 관심을 기울였으면 하는 바람”이라고 전했다.
[공학저널 강영호 기자]
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