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깨끗한 물을 만드는 막강한 기술

액체정제기술사업부 마크 베셀(Jean-Marc Vesselle) 사장 인터뷰

매년 3월 22일은 UN이 지정한 ‘세계 물의 날’입니다. 세계 물의 날 제정은 1992년 리우데자이네루에서 열린 UN환경개발회의의 결과물이었습니다. 유엔 총회는 1992년 12월 22일에 채택한 결의문을 통해 세계 물의 날의 제정을 피력하였습니다. 세계 물의 날을 기념하여 랑세스 액체정제기술사(Liquid Purification Technologies) 사업부를 총괄하고 있는 장-마크 베셀(Jean-Marc Vesselle) 사장의 이야기를 들어봤습니다.

Jean-Marc Vesselle

장-마크 베셀(Jean-Marc Vesselle)

올해 세계 물의 날의 슬로건은 물과 지속 가능한 개발입니다. 랑세스는 자원 보호를 위해 어떤 기여를 하고 있습니까?

베셀 사장: 랑세스의 이온교환수지(IX) 와 역삼투(RO) 멤브레인 필터 제품은 해수를 비롯한 액체 담수화는 물론, 불필요한 혼합물 등을 효과적으로 제거합니다. 이렇듯, 지구 상에 생명체가 살기 위해 가장 필수적인 전제조건인 수자원을 보존하는 데 저희 제품들이 중요한 역할을 하고 있습니다. 깨끗한 물을 만드는 막강한 기술.

지구 표면의 72%가 물로 덮여 있음에도 전 세계 많은 지역들이 물 부족 문제에 시달리고 있습니다. 그 이유는 지구를 덮고 있는 물 중에서 97%가 바닷물이라는 데 있습니다. 고작 2.7%가 담수이고, 식수로 이용이 가능한 물은 0.3%에 불과합니다. 랑세스의 수처리 솔루션이 식수난 해결을 어떻게 도울 수 있을까요?

베셀 사장: 한 예를 말씀 드리자면, 랑세스는 해수담수화용 역삼투 멤브레인 제품을 공급하고 있습니다. 이 제품은 공식 상용화에 앞서 이집트 홍해에 위치한 담수화 플랜트에서 수개월의 테스트를 거쳐 그 성능을 입증 받은 바 있습니다. 랑세스 역삼투 멤브레인 제품은 온도 변화나 염분 함유량, PH 값 등의 다변화된 조건에서도 지속적으로 높은 염분 제거율을 보이며 고순도의 물을 일관성 있게 생산할 수 있도록 해줍니다.

랑세스는 이온교환수지와 역삼투 멤브레인 제품을 생산하고 있습니다. 각각 어떤 제품들인지, 어떤 기능이 있는지 간략히 설명해 주시겠습니까?

베셀 사장: 이온은 전기로 충전된 미세한 입자들입니다. 염분, 산, 알칼리는 모두 이온으로 구성되어 있고, 물에 녹을 경우 이온으로 모두 분해됩니다. 이온교환수지는 용액에서 특정 이온들을 분리하고 이들을 동일한 충전 기호를 갖고 있는 다른 이온으로 교체합니다. 이런 원리를 이용한 이온교환수지는 다양한 산업에서 고순도 분리 작업에 사용됩니다. 멤브레인 필터는 현탁 물질 및 용해된 성분들을 위한 장벽의 역할을 합니다. 압력 하에서 용액이 멤브레인 필터를 통과하면서 입자의 크기에 따라 마이크로/ 울트라/ 나노 여과, 역삼투 순으로 걸러집니다. 역삼투압 기술은 개별 입자나 이온들도 선택적으로 제거할 수 있습니다. 랑세스는 레와티트(Lewatit®) 브랜드로 수처리 시장에서 75년 이상의 경험을 쌓아왔으며, 광범위한 기술 전문성을 갖춘 우수한 제품을 전세계 시장에 공급하고 있습니다.

Lewatit__014이온교환수지는 어디에 사용되나요?

베셀 사장: 이온교환수지는 식기세척기의 연수기능이나 가정용 정수 필터의 탄소제거 등에 사용될 수 있습니다. 발전소에서는 미세한 폴리머 입자들을 이용하여 초순수 및 스팀을 생산하는 데 사용됩니다. 이를 통해 침적물과 부식을 방지하고 효율성, 운전 안정성, 장비의 수명을 높이는 등 관리 비용을 절감할 수 있습니다. 또, 이온교환수지는 지하수와 산업용 폐수에 들어있는 중금속이나 유기성 오염 물질들을 선택적으로 제거하는 데에도 효과적입니다. 이온교환수지는 낮은 농도의 염수를 미세하게 정제하는 데 주로 이용되며, 멤브레인은 고농도의 염수 처리에 효율적입니다.

수처리 솔루션의 수요가 매년 3-5%씩 성장함에 따라, 랑세스는 지난 2014년 레버쿠젠 공장의 약산성 양이온 교환수지의 생산능력을 약 1/3가량 확대했습니다. 이러한 수처리 분야에 대한 랑세스의 지속된 투자는 소중한 수자원 사용에 대한 확고한 책임의식을 보여주는 일례일 것입니다.

약산성 양이온 교환수지는 주로 가정용 정수기의 카트리지에 사용되고 있으며, 생활용수 공급을 위한 상수도 사업에서도 점점 더 사용이 확대되고 있습니다. 약산성 양이온 교환수지는 수냉경화 칼슘 및 마그네슘 이온을 흡수하고, 경우에 따라서는 납과 구리 이온도 흡수한 뒤 이들을 해롭지 않은 이온으로 교체합니다. 이 과정을 통해 물의 수질 및 맛도 개선됩니다. 최근에는 식수에 특정 이온성분을 강화하기도 합니다. 이탈리아의 일부 지역에서는 칼슘 혹은 마그네슘으로 채워진 이온교환수지를 사용해 미네랄 함유량이 낮은 물을 처리하고 있습니다.

LXS_IAB_Ionenaustauscher멤브레인 제품은 수처리에 어떻게 사용됩니까?

베셀 사장: 전 세계적으로 역삼투압 기술은 식수 공급을 위한 해수 담수화에 가장 보편적으로 사용되는 방법입니다. 발전소용 보일러 급수시설에 사용되기도 하고 마이크로칩 제조에 필요한 초순수 워터 생산에도 사용됩니다. 종종 역삼투 멤브레인과 이온교환수지를 함께 사용하기도 합니다.

독일 캠니츠 지역의 열병합 발전소들에도 랑세스 멤브레인 필터가 사용되고 있는데, 유기 오염물질들을 효과적으로 제거해 수질 변동을 대폭적으로 줄이는 데 기여하고 있습니다. 60개에 이르는 레와브레인(Lewabrane®) 필터가 전처리된 강물을 시간 당 50~ 60 ㎥씩 처리하고 있습니다.

랑세스의 역삼투압 필터 제품은 깨끗한 식수를 공급하는 데에도 이용되고 있습니다. 아프리카 가나 소재의 Mazareka 사가 운영하고 있는 정수 공장에 설치된 레와브레인 멤브레인 제품은 시간당 약 40 ㎥의 물을 처리하고 있습니다. 이 곳에서 정수된 물은 인근 지역 주민 60만 명의 소중한 식수로 공급되고 있습니다.

물이 부족하거나 인구가 폭발적으로 증가하는 지역들 중에서 물을 재활용하여 식수로 공급하는 곳이 점점 늘어나고 있습니다. 싱가포르를 한 예로 들자면, 이미 사용된 폐수를 정수처리장에서 재활용하거나 다른 여과 기술들을 활용하여 깨끗하게 정수하여 사용합니다. 그리고, 소실된 물의 분량만 해수 담수화를 통해 보충하고 있습니다.

화학 업계도 막대한 양의 용수를 사용하고 있습니다. 업계 차원에서 용수 사용량을 줄이기 위해 어떤 해결책을 가지고 있나요?

베셀 사장: 생산 공정의 변화와 지속적인 수처리 기술향상으로 산업용 용수 소비량은 꾸준히 줄어들고 있습니다. 재활용 용수 사용의 증가도 한 몫을 하고 있습니다. 화학제품도 물 재활용에 중요한 역할을 해왔습니다.

1950년대에는 종이 제조 공정에서 물을2.4회 재활용했다고 합니다. 지금은 12번을 재활용합니다. 화학업계는 사용한 용수를 정제 시설에 투입하여 깨끗이 처리하고 다시 물의 순환과정으로 되돌려 보내기까지 평균 28회 재활용하고 있습니다.

요즘의 전반적인 트렌드는 액체 방출량을 ‘제로’ 로 줄이는 겁니다. 즉, 생산공정에서 아예 폐수를 만들어내지 말자는 것이지요. 이를 위해서는 생산공정의 각 단계별로 어떤 수질의 물이 필요한지, 그리고 오염된 물을 어떻게 정제시켜서 공정에 다시 투입할 것인지 등을 면밀히 검토하는 것이 중요합니다. 랑세스도 자체 생산 현장에서 ‘제로’ 폐수 방출을 달성하고자 다방면으로 노력하고 있습니다.