중동 수처리 시장의 배경과 두산중공업의 사례로 보는 미래
안녕하세요, 에이알케이 홍보실입니다. 최근 국외 수처리 시장에 대해 얘기해보는 ARK 해외물시장 소식 vol.2입니다.
지난 vol.1 『인도네시아 수처리시장 실태와 국내기업진출 사례』 에선 한국수자원공사의 컨소시엄과 인도네시아 정부의 프로젝트와 관련 정수장의 현황에 대해 설명했습니다.
이번시간은 중동 수처리 시장에 대한 이야기 입니다.
이들 국가는 왜 일반적으로 필요한 취수원 > 상수도보급 > 정수처리 > 하폐수처리 > 재이용 등의 일반적인 프로세스가 아닌 더욱 복잡할 난이도가 필요할까요?
중동은 석유산유국이며 건조하기에 담수식수원이 1%에도 미치지 못한 국가가 있거나 댐등의 취수원이 있더라도 지하수에 의존도는 지반침하와 염분이 높아지는 현상등으로 마냥 담수원에 의존할 수 없습니다.
때문에 중동국가는 ‘해수담수화’가 첫 번째로 풍부하게 공급되어야 하는 난제가 있으며 이로인해 필터와 역삼투기술에 대한 수요는 지난 해수담수화가 처음 시작된 50년대 부터 계속 있어왔습니다.
그럼 관련 내용을 살펴보실까요?
중동에 대한 사전적 정의와 지리학적 특성
중동은 사진에서 보시듯, 북아프리카와 서아시아를 통틀어 중동이라고 부르며 이에 속하는 국가들은 아래와 같이 분류됩니다.
중동 국가리스트
● 아랍연맹(아랍 에미레이트)
레바논, 바레인, 사우디아라비아, 시리아, 아랍에미리트, 예멘, 오만, 요르단, 이라크, 이집트, 카타르, 쿠웨이트,팔 레스타인
● 비회원국
이란
● 아프가니스탄
이스라엘
중동의 지정학적 특징
중동의 핵심 아랍연합, 아랍에미리트는 산악지역으로 구성되었으며 주로 사막과 해안지대로 구성됩니다.
또한 석유매장량이 매우 풍부해 아랍연합은 세계6위의 시추량을 자량하며 경제선진국으로 분류되고 있습니다. 천연자원으로 석유매장이 풍부해 경제선진국으로 분류되나 반면 부족한 식수원과 건조한 기후로 작물생산이 어려운 지정학적 특징을 갖습니다.
중동의 수자원 현황과 비율
중동의 모든 나라를 다 판단할 수 없기에 표준으로 아랍에미리트의 수자원을 예로 들겠습니다.
아랍의 경우 담수화와 지하수를 통해 수자원을 생활용수와 산업용수로 공급합니다. 수도 아부다비는 지하수의 비중이 2000년대 초까지 총 공급량의 71%가량 / 담수화는 25%가량, 하폐수 재이용은 5%에 달했습니다.
출처 : 중동 아랍에미리트의 수자원 특징
하지만, 지하수는 무한한 자원이 아닌 관계와 지반 침하의 문제를 가진 시한폭탄의 문제를 가지며 지구온난화로 인한 엘니뇨로 강우량이 평소 부족했어도 갑자기 1년치의 폭우가 내려 불어나는 폭우에 5300명이 사망하는 등의 다양한 문제를 내제하고 있습니다.
인도네시아의 지반침하를 사례로 중동 또한 지하수의 사용보단 도시화의 고도화로 늘어나는 식수에 대한 수자원을 담수화에 더 의미를 두고 있는 실정입니다.
이번 2023년에도 여실히 드러난 중동의 또다른 문제는 상수도 문제 뿐만 아니라 엘니뇨의 영향으로 인한 갑작스런 폭우에 대한 도시의 배수시설에 있습니다.
중동 수처리 시장의 인프라 NEEDS
대한민국과 인연이 깊은 중동은 석유의존도를 낮추고 사막에서의 식량생산을 늘리는 한편 원전가동과 최첨단 재생에너지의 생산을 늘리는 움직임을 취하며 ‘네옴시티(Neom)’ 프로젝트를 진행 중 입니다.
때문에 국가프로젝트 계획에 의거한 다양한 수처리 니즈가 필요한 상황이며 아래와 같은 수요도가 있습니다.
1950년부터 이어진 높은 수요의 해수담수화: 세계1위의 해수담수화 기술력, 두산중공업
출처 : 두산중공업 홈페이지(Shuaibah Ph.3 IWPP & Expansion RO, Saudi Arabia)
해수담수화는 2차세계 대전때 군대에 물을 공급하기 위해 개발된 기술로 시작됐고 1956년 쿠웨이트에 처음으로 담수설비가 설립된 바 있습니다. 70년대엔 대부분의 중동지역에서 대규모 담수화 플랜트가 건립되었습니다.
현재는 사막과 산악지역을 낀 중동국가 대부분에서 필수적인 사업으로 더욱 높은 해수담수화와 폐수처리, 정수처리 기술, 물재사용 등의 기술 수요가 있습니다.
도시기능에서 물공급은 제1순위이기 때문에 중동국가에서의 수처리 기술력은 더욱 높은 수준으로 요구되는 실정입니다.
특히, 걸프만의 경우 고여 있는 성향이 강해 높은 오염도와 염분을 가지고 있으며 이를 두산에너빌리티가 주요 사업을 진행한 바 있습니다.
대한민국의 해수담수화는 세계1위로 평가받으며, 두바이엔 두산중공업이 운영하는 ‘해수담수화 R&D’센터가 있어 ‘푸른두바이’를 이루기 위한 다양한 연구개발을 진행합니다.
아랍연합의 경우 후자이라 담수플랜트에서 두산중공업의 기술로 하루평균 45만톤이 담수로 바뀌어 후처리 후 아랍연합/두바이에 150만명의 시민에게 생활용수로 공급됩니다.
참고 : 두산중공업, 사우디에서 선진 해수담수화 기술 개발 박차 | 두산중공업 수처리 소개서 버전10
■ 정수처리 : 생활용수 / 산업용수
1차적인 수원확보를 해수담수 플랜트에서 담수화가 성공했다면 이를 공급하기 위한 상하수도 인프라를 건립 후 안정적인 식수원을 확보하기 위해 정수처리-하수폐수처리-물재사용 인프라까지 필요합니다.
중동지역에서 가장 다양하고 경험이 많은 프로젝트 실적을 보유한 국내의 기업은 두산중공업 입니다.
일반적으로 상수원이 댐, 강을 가진 수자원이 풍부한 나라라도 도시인구가 많아지면 하수·폐수의 재이용에 의한 물 재사용과 재공급은 필수적으로 늘어나고 있는 상황입니다.
특히, 중동의 경우 담수화를 통한 물공급에도 하수폐수처리와 재사용의 필요성은 다른 경제도시보다 훨씬 큰 수요를 가지고 있습니다. 하수폐수의 재사용은 부족한 수자원을 대체할 수 있는 대안으로 부각되고 있으며, 적은 투자 비용으로 생산할 수 있어 수자원이 부족한 지역에서는 적극적으로 검토되고 있습니다.
생활용수
생활용수는 점차 고도화 된 처리기법을 요하고 있습니다. 도시화가 진행되고 식생활이 바뀌며 채식위주에서 육식으로 바뀌고수명이 늘어남에 따라 노년인구가 많아져 병원이 많아졌습니다.
예전의 정수처리는 부유물, 탁도 제거, 일반 세균 제거가 전부였으나 병원이 늘어남에 따라 고밀도 도시에선 관련 규제 강화가 필수적으로 일어났습니다.
때문에 특정 병원성 미생물 처리, 발암물질 유발 방지를 위한 고도정수처리가 필요시 되고 있습니다.
또한, 지구온난화로 인한 남조류가 대량 발생해 취수원에선 녹조제거가 필수적인 요인으로 자리 잡게 되었습니다. 남조류는 고도정수처리가 되지 않는다면 수돗물로 공급되어 기준치 이상으로 계속 섭취하면 불임, 간암 등의 심각한 영향을 초래합니다.
이런 필요성에 의해 가압부상조(Dissolved Air Floatation, DAF)의 필요성은 커졌습니다.
국내의 대표적인 수처리분야 1위기업, 두산중공업은 전통적인 정수처리 설비부터 막여과 공정(UF/MF, NF, RO 등)과 고도산화 공정(Advanced Oxidation Process, AOP) 등의 고도정수처리 설비를 제공하며, 조류 제거를 위한 고속가압부상 기술을 보유하고 있습니다. 또한, 전 세계적으로 다양한 관련 공급 실적을 가지고 있으며, 최적화된 취수설비, 배수설비, 관망 등의 부대 시설도 제공하고 있습니다.
산업용수
산업용수의 필요성은 반도체 산업을 가지고 있는 주요 선진국입니다. 반도체에는 초순수의 고순도가 필요해 산업용수 정수처리는 매우 큰 기술격차를 가진 초고도의 기술입니다.
반도체 등의 초순수 용수의 수질은 플랜트 운전 전반에 영향을 미치는 주요 인자로 작용됩니다.
두산중공업은 다수의 발전 플랜트 순수 설비 장치를 공급한 경험이 있으며, 석유화학 및 정유, 반도체, 음료, 제약 등 산업별 요구 수질에 맞는 설비를 공급하고 있습니다. 산업 용수의 특성에 따라 안정적이고 경제성 있는 맞춤형 솔루션을 제공하고 있습니다.
중동에서 필요한 산업용수는 발전소에 사용되는 탈염(Demineralization)공정에 있습니다.
국내에선 중동에 진출해 다양한 포트폴리오를 보유한 두산중공업과 현대중공업이 대표주자이며, 최근엔 코오롱글로벌이 대표적인 수처리 강자로써 다양한 신기술을 적용하며 중동진출에 박차를 가하고 있습니다.
■ 하수폐수처리를 위한 플랜트와 재이용시설
현대 도시 사회가 공통적으로 가지는 문제, 바로 하수폐수로 인한 슬러지 발생과 이를 처리하기 위한 막대한 비용입니다. 슬러지는 오염된 물질을 지녔으며 수분을 머금어 이를 원심탈수기로 탈수를 해 건조를 시킨 후 매립지에 버리게 됩니다.
국내에서 발생하는 하수슬러지는 2021년 기준기준, 209만2274톤입니다. 각 가정에서 연간 배출하는 평균 하수슬러지 양은 95㎏이며 슬러지 대부분은 소각 혹은 매립되고 있습니다.
현재는 이에 관심가지고 연료탄을 발전소에 판매 해 톤당 10만원대에 거래되기도 합니다.
이처럼, 골치거리로 작용하는 슬러지는 재이용에 관해서도 중동에선 매우 크게 관심있어 하며, 수준높은 재이용을 원하고 있습니다.
■ 중동시장 하수폐수처리에 적용가능한 기술들
다음은 고도하수처리 공법으로 중동에 적용되는 기술들 입니다.
- 유동상 생물막 담체공정 : MBBR
- 분리막 생물반응조: MBR
- 용존공기부상법 : DAF
- 생물학적 영양소 제거 : BNR
- 역삼투법 : RO
- 활성슬러지 공법 : ASP
■ 슬러지 자원 재활용
슬러지는 탈수 후 소각이나 매립이 기본이나 토양에 매립시 미생물이 이를 분해하는데 많은 에너지와 많은 시간을 소요하며 토양오염을 유발합니다. 때문에 혐기성 소화를 통한 바이오 가스 생산, 인 회수, 발전용 연료화 등으로 다양한 방면의 재활용을 시도하고 있습니다.
이를 위한 슬러지 자원화 설비는 이제 플랜트 수주시 덤으로 진행하는 옵션이 아닌 필수적인 분야로 전환되가고 있습니다.
■ 무방류 처리 시설 (ZLD)
무방류 처리 시설 (Zero Liquid Discharge, ZLD) 방류가 없으면 오염도 없다라는 생각의 시작에서 구현된 기술입니다. 방류를 하지 않겠다는 목표로 동시에 고순도의 재이용수를 생산할 수 있는 현재의 가장 고도화된 폐수처리 공정입니다.
무방류 처리 시설은 도시에서 사용되는 일반 폐수처리 시스템으로는 안되며 주로 정유-석유-화학, 발전 플랜트에 적용되며 수요가 크게 늘고 있는 분야입니다.
특히 처리 단가의 지속적인 감소로 경제성을 확보하고 있습니다.
무방류 ZLD 시스템은 플랜트에서 사용 된 물을 회수해 깨끗한 물을 기화 후 냉각추출하고 오염물만 슬러지 로 만들어 배출하는 시스템입니다.
중동에 이 무방류 처리시설(ZLD)를 국내 최초로 석유화학시설에 적용한 곳은 두산중공업입니다.
두산중공업은 세계 최대의 해수담수화 공급업체로서 다단증발법(MSF), 다중효용법(MED) 등의 증발 기술 및 역삼투압 공정에 대한 노하우를 바탕으로 무방류 처리 시설 (120m³/d) 개발에 성공하였으며, 4,000 m³/d 이상의 규모로 대용량화를 추진 중에 있습니다. 또한, 국내 최초로 사우디아라비아 석유화학 시설에 무방류 처리 시설 프로젝트를 수행 중입니다.
해외프로젝트, ARK와 함께 하셔야 하는 이유
당사 ARK는 업력24년차의 종합 탈수기 개발 기업으로, 아프리카 대륙의 아프리카 국가를 제외한 중동 포함 전대륙에 납품실적과 해외 정수장 프로젝트용 탈수기를 다수 공급한 포트폴리오를 보유했습니다.
원심탈수기와 스크류프레스의 명맥있는 역사, 해외 베트남에 공장을 두고 원심탈수기를 개발공급하는 기업은 오롯이 에이알케이 뿐 입니다.
해외 공급 허브를 구축한 에이알케이와 함께 하십시오.
해외 프로젝트에 안정적인 원심탈수기 공급을 위한 상담이 필요하시다면 본사로의 방문이 언제든 가능하며, 베트남 공장 견학 또한 가능합니다.
