친환경 폐수처리 FBAS란? 적용분야부터 한계치까지

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안녕하세요! 지속 가능한 미래와 혁신적인 기술에 관심이 많은 여러분. 에이알케이 폐수처리 인사이트를 담당하고 있는 전소희 매니저입니다.
요즘 기후문제 때문에 전산업계에서 탄소저감이 시급한 전지구적 과제로 자리 잡았죠?
기업간의 미팅 또한 오프라인으로 서로 온라인 웨비나를 통한 진행을 해 차량이동을 하지 않거나하는 일상의 실천이 ESG과제로 자리잡게 되었습니다.
이와 더불어, 폐수처리 분야도 탄소저감 프로젝트로 탈수기계의 FRP적용으로 감량화를 통한 탄소저감에 대한 R&D도 진행하고 있습니다.
이번에 살펴볼 폐수처리 기술은, 식물을 이용한 폐수처리 분야이며 기존에 복합유기 탄소원인 포도당 베이스의 저부하개선제나 탈질개선제와는 다른 기술을 소개해 드리고자 합니다.

폐수처리장, 이젠 아이들의 견학과 도시공원으로도 활용가능하다?
혹시 ‘님비(NIMBY, Not In My Back Yard)’ 현상에 대해 들어보셨나요? 우리에게 꼭 필요한 시설이지만, 우리 동네에 들어서는 것은 꺼려지는 현상을 말하죠. 그 대표적인 예가 바로 ‘폐수처리장’입니다.
그러다 최근, 이 님비 현상의 대표주자인 폐수처리장을 모두가 환영하는 ‘핌피(PIMFY, Please In My Front Yard)’ 시설로 바꾸고 있는 놀라운 기업을 알게 되어 여러분께 꼭 소개해 드리고 싶었습니다. 그 주인공은 바로 헝가리 기업 Organica Water입니다.
1998년에 설립된 이 회사는 지난 20여 년간 식물과 미생물을 이용한 독창적인 기술을 발전시켜 왔습니다. 도시화가 가속되고 ESG 경영이 화두인 지금, 우리가 왜 이 기술에 주목해야 할까요? Organica Water는 단순한 수질 정화를 넘어, 지속 가능한 도시의 미래에 대한 구체적인 청사진을 제시하기 때문입니다.
지금부터 혐오 시설의 패러다임을 바꾸고 있는 Organica Water의 혁신적인 폐수 처리 기술, FBAS 공법에 대해 자세히 알아보겠습니다.
Organica Water의 핵심, FBAS 공법이란?

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FBAS(고정층 생물막 활성 슬러지, Fixed-Bed Biofilm Activated Sludge) 공법
이름은 조금 어렵지만, 원리는 자연에서 영감을 얻었습니다. 바로 식물과 미생물의 완벽한 공생을 공학적으로 구현한 것입니다.
- 핵심 원리 1: 미생물을 위한 아파트, 생물막(Biofilm)
- 폐수 처리조 안에 식물 뿌리와 특수 인공 매질을 설치합니다.
- 이 표면에 수많은 미생물이 달라붙어 고농도의 자연적인 막, 즉 ‘생물막’을 형성합니다.
- 기존 방식보다 3~4배나 높은 농도의 미생물이 서식하며 오염물질을 훨씬 빠르고 효율적으로 분해합니다.
- 핵심 원리 2: 단순한 장식이 아닌 식물의 역할
- 뿌리: 미생물에게 광활한 서식 공간을 제공하고, 산소를 공급해 활동을 돕습니다.
- 영양분 흡수: 처리 과정에서 생긴 질소, 인 등을 직접 영양분으로 흡수하며 수질 정화를 돕습니다.
- 안정적 생태계: 식물-미생물이 함께 강력하고 안정적인 생태계를 구축하여 외부 충격에도 강한 처리 능력을 보여줍니다.
Organica Water의 핵심, FBAS 공법이란?
공정 배경
Organica Water는 고정상 기술에 기반한 혁신적인 생물학적 폐수 처리 솔루션인 Food Chain Reactor(FCR)의 발명자이자 유일한 공급업체입니다. FCR은 고정상-생물막 활성 슬러지(FBAS)라 불리는 기술 그룹에 속합니다.
FCR 공정에서 폐수 오염 물질을 분해하는 미생물은 “지지 매체(담체)”로 알려진 특수 표면에 부착된 생물막으로 성장합니다. FCR 공정을 독특하게 만드는 것은 자연 매체와 공학적 매체의 조합입니다. 자연 매체는 살아있는 식물의 뿌리에 의해 제공되며, 공학적 매체는 바이오매스 성장을 극대화하는 특수 설계된 폴리프로필렌 기반 섬유입니다. 이 요소들은 함께 설치하기 쉬운 프레임 장착형 장치인 Organica 바이오 모듈로 통합됩니다.
자연 매체와 공학적 매체를 결합하여 바이오매스에 고정된 서식지를 제공함으로써, 믿을 수 없을 정도로 다양하고 강력한 생물막이 성장하고 번성할 수 있습니다. 그 결과, 기존 폐수 처리 기술에 비해 훨씬 작은 부지 면적 내에서 우수한 영양염류 제거 성능, 향상된 에너지 효율 및 증가된 회복력을 보여줍니다.
FCR 공정은 프로젝트 요구 사항에 따라 유연하게 구성될 수 있습니다. 유기물 제거만 필요한 경우에는 완전 호기성으로, 더 엄격한 방류수 기준을 충족시키기 위해 영양염류 제거가 필요한 경우에는 무산소 구역을 통합하여 구성할 수 있습니다.
FCR 공정은 **IFAS(통합 고정상 활성 슬러지)**로 알려진 하이브리드 구성으로도 배열될 수 있습니다. IFAS 구성에서 FCR 공정은 Organica 바이오 모듈에 부착된 미생물(생물막)과 부유 상태의 미생물(활성 슬러지)의 조합을 특징으로 합니다. 이러한 부착 성장과 부유 성장의 조합은 공정의 처리 용량을 극대화하여, 처리 용량을 늘리거나 영양염류 제거 기능을 추가해야 하는 기존 시설의 업그레이드에 완벽하게 적합합니다.
FCR 공정은 FCR 시스템의 이상적인 조건을 유지하는 데 필요한 모든 엔지니어링 구성 요소를 조절하는 지능형 공정 제어 소프트웨어에 의해 관리됩니다.




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마이크로소프트의 지원, 애저(Azure)의 IoT 기술지원과 데이터로 증명된 Organica 기술의 가치

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“보기 좋은 떡이 먹기도 좋다”는 말처럼, Organica 기술은 심미적인 장점뿐만 아니라 데이터로 증명된 확실한 성능을 자랑합니다. 기존 폐수 처리 방식과 비교하면 그 차이가 더욱 명확해집니다.
Microsoft로 모든 데이터를 한곳에 모으기
Organica Water의 처리장은 전 세계에 흩어져 운영되고 있어요. 문제는 여기저기 흩어져 있는 시스템의 정보를 한 시스템으로 통합하는 것이 정말 어려웠다는 점입니다. 이것은 우리나라 뿐만 아니라 전세계 모든 환경기업이 가지는 공통적인 숙제이자 난제인데요.
특히나 신기술을 적용한 현장은 데이터를 축적하고 분석해 개선점을 찾고 고도화 과정을 거치는 이 과정이 IoT기술인 5G기술력과 결합한 빅데이터 구축이 어렵다는 점입니다.
그래서 Organica Water는 Microsoft의 도움을 받아 모든 정보를 한곳에 모으는 똑똑한 ‘두뇌’ 시스템을 만들었습니다.
시스템 작동 방식 (쉽게 알아봐요!)
• 센서 설치: 처리장마다 작은 IoT 장치(하드웨어)를 설치해요.
• 클라우드 전송: 이 센서가 폐수 처리 정보를 하늘 위의 저장소인 클라우드로 보냅니다.
• Azure의 분석: Microsoft Azure라는 시스템이 이 데이터를 분석하고 정리해주는 똑똑한 두뇌 역할을 합니다. (Azure 덕분에 SCADA 데이터나 모니터링 스테이션 데이터 같은 시스템 관련 정보를 모두 통합할 수 있었어요.
• Power BI 시각화: 분석된 정보는 Power BI로 가서 보고서와 그래프로 보기 좋게 시각화됩니다.
이 데이터를 분석하면 처리장의 운영 설정을 조절할 수 있고, 이는 에너지를 덜 쓰게 만들어 줍니다.
놀라운 성과: 시간 절약과 돈 절약 테이블
이 똑똑한 시스템 덕분에 Organica Water는 엔지니어링 리소스를 절약하고 고객에게 비용을 절약해주며, 크게 두 가지 방식으로 돈을 절약할 수 있었습니다.
구분 | 이전 방식 (수동 작업) | 통합 시스템 (자동화) | 가장 큰 효과 | 근거 |
보고서 작성 및 분석 시간 | 4시간에서 6시간 소요 | 단 몇 분 소요 | 엔지니어링 팀의 시간 대폭 절약 [i] | [i] |
운영 최적화 | 어려움 | 데이터 기반으로 최적의 운영 매개변수 발견 | 에너지 소비 절약 및 고객 비용 절감 [i] | [i] |
특정 고객 월별 절감액 | – | – | 약 $10,000 절약 | [i] |
이 솔루션은 고객이 돈을 절약하는 동시에 더 지속 가능한 미래에 가까워질 수 있도록 돕습니다 [i].
기존 공법 vs Organica FBAS 공법 비교
항목 | 기존 활성슬러지 공법 | Organica FBAS 공법 | 개선 효과 |
부지 면적 | “100% (넓은 면적 필요)” | “25% ~ 50%” | “최대 75% 절감” |
에너지 소비 | “폭기(공기 주입)에 많은 전력 소모” | “30% 이상 절감” | “운영비(OPEX) 감소” |
슬러지 발생 | “다량의 슬러지 발생 및 처리 비용” | “약 30% 감소” | “폐기물 처리 부담 완화” |
악취 및 외관 | “악취 발생 혐오 시설 인식” | “악취 거의 없음 공원/식물원 형태” | “주민 친화적 부지 가치 상승” |
이처럼 Organica 기술은 단순히 폐수를 처리하는 것을 넘어, 공간, 에너지, 환경 문제를 동시에 해결하는 통합 솔루션입니다.
세계는 왜 Organica에 주목하는가: 글로벌 성공 사례
전 세계적인 인지도 및 보급 현황
전 세계적으로 높은 인지도를 확보한 기술로, 현재 4개 대륙 18개 이상의 국가에서 120개 이상의 처리 시설이 운영 중이거나 건설되고 있습니다. 혁신성과 친환경성을 인정받아 유럽 환경 어워드, Frost & Sullivan 혁신상 등 다수의 상을 받기도 했습니다.
지역별 보급률에 대한 정확한 통계 자료는 공개되어 있지 않지만, 현재까지 알려진 정보를 바탕으로 추정하면 다음과 같습니다.
- 유럽: 기술이 시작된 곳으로, 헝가리, 프랑스 등 다수의 국가에 초기부터 활발하게 보급되어 가장 높은 점유율을 보일 것으로 예상됩니다. 대규모 처리 시설도 유럽에 위치해 있습니다.
- 미국: 미국에 지사를 두고 사업을 운영하고 있어 인지도가 있으며, 다수의 프로젝트가 진행 중인 것으로 알려져 있습니다.
- 아시아 (한국, 일본): 아시아 지역에서는 중국과 인도 등에서 대규모 프로젝트를 성공적으로 수행하며 인지도를 높이고 있습니다. 다만, 한국과 일본 내의 구체적인 보급률이나 설치 사례에 대한 정보는 공개된 자료에서 확인하기 어렵습니다. 하지만 전 세계적인 확장 추세에 따라 아시아 시장에도 지속적으로 진출하고 있을 것으로 보입니다.
주목할 만한 세 가지 사례를 깊이 있게 살펴보겠습니다.
1. 베트남 빈그룹: 혐오 시설이 도시의 랜드마크가 되다
- 위치: 베트남 하노이 & 호치민 (빈홈즈 오션파크 & 그랜드파크)
- 프로젝트 유형: 대규모 스마트시티 주거단지 생활하수 처리
- 핵심: 단순한 기반 시설을 넘어, 주민들을 위한 커뮤니티 중심 공간으로 재탄생
베트남 최대 민간 기업인 빈그룹은 수십만 명이 거주하는 거대한 신도시를 건설하며 큰 고민에 빠졌습니다. 바로 대규모 생활 하수를 어떻게 ‘스마트시티’라는 이름에 걸맞게 처리하느냐였습니다. Organica는 이 질문에 완벽한 해답을 제시했습니다. 처리 시설은 주민들을 위한 공원과 녹지 공간의 심장부에 아름다운 식물원의 모습으로 자리 잡았습니다. 이곳은 이제 주민들이 산책하고 휴식을 취하는 지역의 랜드마크가 되었으며, 혐오 시설을 커뮤니티의 중심으로 바꾼 아시아 시장의 가장 대표적인 성공 사례로 평가받습니다.
2. 프랑스 파리: 도심 속 공간 제약을 극복한 지혜
- 위치: 프랑스 파리 근교 (수아지수몽모랑시)
- 프로젝트 유형: 도심 노후 폐수처리장 업그레이드
- 핵심: 수직적 공간 활용으로 부지 문제를 해결하고, 상부를 공원으로 조성
세계적인 대도시 파리는 비싼 땅값과 빽빽한 건물들로 인해 새로운 시설을 지을 공간이 부족합니다. Organica는 이 오래된 도심의 노후화된 처리장을 업그레이드하는 프로젝트에서 진가를 발휘했습니다. 기존 시설보다 훨씬 작은 면적에 새로운 처리 시설을 건설하고, 그 상부(지붕)를 주민들이 이용할 수 있는 아름다운 공원으로 조성했습니다. 이는 인구 밀도가 높은 도심 지역에서 공간 부족 문제와 주민 민원을 동시에 해결한 매우 창의적인 사례입니다.
3. 헝가리 부다페스트: 대도시를 감당하는 기술력 입증
- 위치: 헝가리 부다페스트 (사우스 페스트)
- 프로젝트 유형: 수도(Capital City) 대규모 하수 처리
- 핵심: 기술의 신뢰성과 대규모 적용 가능성을 증명한 플래그십 프로젝트
Organica의 본사가 있는 헝가리의 수도 부다페스트에 위치한 이 시설은 유럽 최대 규모의 FBAS 처리장 중 하나입니다. 이 프로젝트의 성공은 Organica 기술이 일부 소규모 시설이나 특별한 컨셉의 신도시에만 적용되는 기술이 아님을 증명했습니다. 즉, 수백만 명이 거주하는 대도시의 하수도 안정적으로 처리할 수 있는 확장성과 신뢰성을 갖추었음을 보여주는 중요한 이정표가 되었습니다.
현실적인 도입을 위한 고려사항
물론 이 혁신적인 기술에도 몇 가지 고려해야 할 한계점이 존재합니다.
- 적용 가능한 폐수: 주로 생활 하수에 최적화되어 있습니다. 중금속 등 독성이 강한 특정 산업 폐수에는 적용이 제한될 수 있습니다.
- 기후의 영향: 식물과 미생물은 온도에 민감하므로, 대부분 온실 내에 설치됩니다. 한국처럼 겨울이 추운 지역에서는 난방 비용이 추가로 발생할 수 있습니다.
- 초기 투자 비용: 온실, 특수 매질 등 초기 시설 투자비(CAPEX)가 기존 방식보다 높을 수 있습니다. (단, 부지 매입비 절감으로 상쇄 가능)
- 유지보수: 식물 관리를 위한 전문적인 원예 지식이 필요합니다.
결론: 지속 가능한 도시를 위한 현명한 선택
Organica Water의 FBAS 기술은 몇 가지 제약 조건에도 불구하고, 폐수처리장을 더 이상 기피 시설이 아닌 도시의 새로운 녹색 자산으로 만들 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다.
부지 부족과 환경 규제, 주민 민원으로 고민하는 전 세계 도시들에게 Organica는 매우 매력적인 대안을 제시합니다. 우리 곁의 폐수처리장이 아름다운 공원이 되는 날, 생각보다 멀지 않았을지도 모릅니다.
인포그래픽으로 보기
Organica Water 기술 보고서
지속 가능한 미래를 위한 폐수 처리의 혁신
한눈에 보는 Organica의 혁신
Organica Water는 식물과 미생물이 공존하는 자연 생태계를 공학적으로 구현하여, 기존 폐수 처리의 패러다임을 바꿉니다. 혐오 시설을 도심 속 녹색 자산으로 전환하는 핵심 지표를 확인해보세요.
최대 75%
부지 면적 절감
고밀도 미생물 덕분에 도심의 비싼 토지를 효율적으로 사용할 수 있습니다.
최소 30%
에너지 소비 감소
효율적인 산소 전달 시스템으로 운영 비용(OPEX)을 크게 절감합니다.
약 30%
슬러지 발생량 감소
고차원 생물 포식망이 폐기물 처리 부담과 비용을 줄여줍니다.
FBAS 공법: 어떻게 작동하나요?
아래 단계를 클릭하여 FBAS(고정층 생물막 활성 슬러지) 공법의 각 과정에 대한 설명을 확인해보세요. 식물과 미생물이 어떻게 협력하여 물을 정화하는지 알아볼 수 있습니다.
1. 폐수 유입
생활 하수 유입 및 전처리
2. 생물막 반응조
오염물질의 주 분해 과정
3. 고차원 생태계
안정성 확보 및 슬러지 감소
4. 최종 처리 및 방류
깨끗한 물의 배출
1. 폐수 유입 및 전처리
도시에서 발생한 생활 하수가 처리 시설로 유입됩니다. 처리 효율을 높이기 위해 스크린과 침사지를 거쳐 큰 부유물이나 모래 등을 먼저 제거하는 물리적 전처리 과정을 거칩니다.
데이터로 증명된 핵심 장점
Organica 기술은 단순한 이론이 아닙니다. 전 세계 수많은 시설에서 운영 데이터를 통해 입증된 경제적, 환경적 이점을 차트로 확인하세요.
부지 면적 비교
기존 공법 대비 압도적인 공간 효율성을 보여줍니다.
운영 효율성 비교
에너지와 슬러지 처리 비용을 동시에 절감합니다.
글로벌 적용 사례
아시아의 대규모 신도시부터 유럽의 유서 깊은 도심까지, 다양한 환경에 성공적으로 적용된 Organica의 프로젝트들을 만나보세요. 아래 버튼으로 지역별 사례를 필터링할 수 있습니다.
베트남 빈그룹 스마트시티
대규모 주거단지 | 일일 수만 톤 처리
하노이와 호치민의 신도시에 처리장을 공원 및 커뮤니티 공간으로 조성하여, 혐오 시설을 지역의 랜드마크로 전환한 아시아 대표 성공 사례입니다.
프랑스 파리 도심
도심 재개발 | 공간 문제 해결
인구 밀도가 높은 도심의 낡은 시설을 작은 부지에 업그레이드하고 상부를 공원으로 만들어, 주민 민원과 공간 부족 문제를 동시에 해결했습니다.
헝가리 부다페스트
대도시 하수 | 대규모 적용
유럽 최대 규모의 FBAS 시설 중 하나로, 수도의 하수를 안정적으로 처리하며 기술의 신뢰성과 대규모 확장 가능성을 입증했습니다.
중국 쿤산
산업단지 | 수질 규제 대응
강화되는 환경 규제에 대응하기 위해 산업단지 인근에 건설되었습니다. 안정적인 처리 수질로 주변 생태계 보호에 기여하고 있습니다.
도입 전 필수 고려사항
모든 기술에는 장점과 함께 한계가 존재합니다. Organica 기술 도입의 성공 가능성을 높이기 위해 반드시 검토해야 할 현실적인 과제들을 확인하세요.
기후 조건별 운영비 영향
온실 유지를 위한 추가 비용은 기후에 따라 달라집니다. 아래 버튼을 눌러 시뮬레이션을 확인해보세요.
기술 및 유지보수 제약
- 적용 폐수: 생활 하수에 최적화되어 있으며, 고농도 중금속이나 독성 화학물질을 포함한 특정 산업 폐수에는 적용이 어렵습니다.
- 초기 비용: 온실 구조물, 특수 매질 등으로 인해 전통 공법 대비 초기 시설 투자비(CAPEX)가 높을 수 있으나, 부지 매입비 절감으로 상쇄될 수 있습니다.
- 전문 인력: 식물 생장을 위한 원예 관리(가지치기, 병충해 방지 등)가 가능한 전문 인력이 필요하여, 유지보수 항목이 추가됩니다.