물속에서 미세한 기포로 오염물질 걸러내고 신선한 공기 배출
1년여 기간 동안 실증 거쳐 전국으로 확대하는 방안 검토

미세먼지와 악취를 동시에 잡는 ‘마이크로버블-스크러버시스템’에 대한 실증이 본격 추진되고 있다.

울산광역시는 시민들이 직접 체감할 수 있도록 지난 3월 말 울산북구 효문사거리 버스정류장을 비롯한 역내 6곳에 ‘마이크로버블-스크러버시스템’을 도입해 실증사업을 추진 중이다.

울산지역의 경우 지하철이 없어 시민들이 실외 버스정류장에서 대기 오염이나 악취에 노출될 가능성이 다른 지역보다 높다.

실증에 적용된 ‘마이크로 버블-스크러버시스템’은 한국생산기술연구원(원장 이상목, 이하 생기원) 친환경재료공정연구그룹 조형태 박사 연구팀과 태성환경연구소가 2021년 공동 개발했다.

스크러버시스템에 마이크로버블 기술을 접목한 성과로, 스크러버는 액체를 이용해 기체 안에 부유하는 고체나 가스 입자를 포집하는 장치다.

‘마이크로버블’은 가스를 물속에 녹여 마이크로미터 크기로 만든 기포이며, 기포가 작을수록 가스와 물이 닿는 표면적이 넓어져 반응성이 증가하고, 정전기적 인력도 크게 작용해 유해물질 흡착 효과가 커진다.

조형태 박사 연구팀은 이 같은 성과에 추가로 ‘버블캡’을 개발해 실증현장에 적용했다.

오염 물질 대부분은 밀도가 높기 때문에 아래쪽에서 대기오염 물질을 주입해 정화한 후, 정화된 공기는 위쪽으로 내보내 시설물 내부로 유입시키는 구조이다.

연구팀은 송풍기로 가스를 주입해 순수 물과 충돌을 일으켜 미세기포를 생성하는 시스템을 구현, 에너지 효율을 높임으로써 대형 대기 오염 저감 시스템의 실용화 가능성을 높였다.

이때 공기와 함께 송풍기로 주입된 오염물질은 마이크로버블 스크러버 내부로 유입된 후 버블캡을 통해 기포를 만드는데, 버블캡은 가스의 흐름에 와류를 형성시켜 큰 기포를 분산시키는 핵심 부품이다.

한편 국내 항만지역의 초미세먼지 평균 농도는 25.8㎍으로, 17개 주요 도시의 평균 초미세먼지 농도 22.4㎍보다 높은 것으로 나타났다.

항만지역 대기 질이 도시보다 떨어지는 이유는 선박 뿐 아니라 항만 주변 공장에서 배출되는 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등이 화학반응을 통해 2차 오염물질을 생성하기 때문이다.

울산항의 경우 전국 15개 항만지역 중 평택항, 포항항에 이어 세 번째로 대기 질이 나쁜 것으로 조사됐으며, 해륙풍의 영향으로 다량의 산업 미세먼지가 주거단지까지 유입돼 주민들이 피해를 호소해 왔다.

더욱이 울산 지역은 대규모 정유, 석유화학공장이 밀집돼 있어 미세먼지뿐 아니라 악취 민원도 크게 증가하고 있다.

국내 악취 민원은 2007년 4,864건에서 2017년 2만2,851건으로 10년 동안 5배 이상 늘었다.

‘마이크로버블-스크러버시스템’은 악취의 원인 물질인 황화수소, 암모니아, 황산화물, 질소산화물을 각각 99%, 99%, 99%, 39%까지 걸러낼 수 있다.

연구를 이끈 조형태 박사는 “‘마이크로버블-스크러버시스템’은 단순히 오염물질을 차단하는 것이 아니라 흡수해서 정화한 다음 신선한 공기를 내보내는 새로운 시스템”이라고 설명하며 “사업 주관을 맡은 행정안전부와 울산광역시에서는 내년 3월까지 1년여 기간 동안 실증을 거쳐 전국으로 확대하는 방안을 검토할 계획인 것으로 안다”고 밝혔다.