- 물 정화, 오염수 복원의 '숨은 기술', 주목받는 나노버블
-나노-버블 원천기술 개발자, 유영호 화우나노텍 사장
한국수자원공사는 올해 1월 6일부터 9일까지 미국 라스베이거스에서 열린 CES 2026에 참가해 글로벌 IT 기업 관계자, 각국 정부 대표단 등으로부터 1320억원의 수출 투자 상담 실적을 거둔 바 있다. 인공지능(AI) 물관리 경 쟁력을 세계적으로 입증한 한국수자원공사가 추천하는 우리나라 물관리 기술 기업을 차례로 소개하고자 한다.
수질 오염이 전 세계적으로 악화일로인 가운데 차세대 물 정화, 오염수 복원의 솔루션으로 머리카락 굵기의 수천 분의 1 수준인 초미세 기포( ), 나노버블 (nanobubble)이 주목받고 있다.
나노버블은 일반 기포와 달리 물속에서 쉽게 사라지지 않고 오랜 시간 안정적으로 존재하는 특징이 있다. 이러한 나노버블 생성 기술을 개발 해 현장에 적용해 온 유영호 화우나노텍 사장은 나노 버블이 “기존 방식의 물 처리 한계를 넘어서는 전환점이 될 것” 이라고 강조했다.
“많은 분이 아직도 나노버블을 단순히 ‘미세한 기포’ 정도로 이해합니다. 하지만 실제로는 물속 환경 자체를 바꾸는 기술입니다.”
그가 꼽는 나노버블의 핵심 경쟁력은 ‘복합 작용’이다. 일반적인 수처리 기술이 오염물질을 분리하거나 걸러내는 데 초점을 맞춘다면, 나노버블은 오염물질을 분해·산화·생 물학적 활성까지 동시에 수행할 수 있기 때문이다. 나노 버블은 표면에 음전하( )를 띠고 있어 양전하( ) 인 모든 오염물질을 끌어당긴다. 이로써 물속의 미세 입자나 유기물, 일부 중금속 등이 기포 표면에 흡착되면서 서로 뭉치는 ‘응집’ 현상이 일어나고, 이렇게 응집된 물질은 여과나 침전 과정에서 쉽게 제거된다.
특히 그는 나노버블 붕괴 시 생성되는 물 분자를 쪼개는 수산화 라디칼(OH-radical, 라디칼은 전자가 하나만 있어 불안정한 상태)의 역할을 강조했다.
“정화 효과를 더욱 높이는 요소는 기포가 붕괴할 때 발생하는 강력한 산화-전자를 잃는 것-작용입니다. 나노버블이 수축하거나 터질 때 순간적으로 높은 에너지가 발생하면서 수산화 라디칼과 같은 강력한 산화 물질이 생성되는 데 이 물질은 세균과 악취 물질, 난분해성 유기 오염물까지 분자 수준에서 분해할 수 있습니다. 그 결과 살균과 탈취 효과를 동시에 기대할 수 있죠.”
그러니까 나노버블은 단순한 오염물질 제거를 넘어 ‘근본적인 정화’가 가능하다는 의미다. 나노버블은 물속의 용존산소 농도를 크게 높이는 역할도 한다. 이는 호기성 미생물의 활동을 촉진해 하수처리나 하천·호수 복원 과정에서 중요한 역할을 할 수 있다는 말이 된다. 특히 기포 크기가 매우 작아 토양이나 슬러지 내부, 생물막까지 침투할 수 있다는 점도 기존 기술 대비 차별화 된 강점으로 꼽힌다.
“나노버블은 물속에 오래 머물면서 산소를 공급하고, 오염물질을 끌어당겨 응집시키며, 붕괴 과정에서 강력한 산화 반응까지 일으키는 등 세가지 기능을 동시에 소행하기 때문에 기존 수처리 공정보다 훨씬 높은 효율을 기대할 수 있습니다."
이러한 나노버블의 가장 큰 특징은 앞서도 언급했지만 ‘지속성’이다. 일반 기포는 물속에서 빠르게 떠올라 사라지지만, 나노버블은 크기가 매우 작아 부력이 거의 없어 오랜 시간 물속에 머물 수 있기 때문이다. 이 같은 성질을 이용해 산소를 물속 깊은 곳까지 안정적으로 전달할 수 있고, 미생물을 활성화해 유기물 분해를 촉진하는 것이다.
나노버블의 현장 적용 사례를 설명해 달라고 하자, 유 사장은 자체 제작한 나노버블 응용 분야를 분류한 도표를 제시했다. 이 도표에 따르면 활용 분야는 △이산화탄소 용존 △탄산 화 중화 △세정 오염 제거 △물관리 식수 산소공급 △살균 위생 탈취 악취제거 △기능성 물원료 공정 △탈기 △유화 효과 △연료성능(배기가스) △폐유 유수분리 △이산화질 소 용존 및 질산화 △이산화탄소 포집 △분리공정 고도화 △미생물 대량 증식(바이오) 등 물과 관련된 전 산업 분야 에 걸쳐 현재 현장에서 가동되고 있거나 실험 중에 있다.
“산업 폐수와 양식장, 하천 복원 등 다양한 분야에서 성과가 나타나고 있습니다. 예를 들어 양식장에서는 용존산소 증가로 생존율이 높아지고, 폐수 처리에서는 악취와 유기물 농도가 동시에 줄어드는 효과가 있습니다. 특히 기존 설 비에 나노버블 시스템을 결합하는 방식으로 효율을 크게 개선할 수 있었습니다.”
그는 나노버블 기술이 모든 문제를 단독으로 해결하는 ‘만능 열쇠’로 과장되는 것에 대해서는 선을 그었다.
“현실적으로는 기존 수처리 공정과의 결합이 중요합니다. 나노버블은 전체 공정의 효율을 끌어올리는 ‘증폭기’ 역할에 가깝습니다. 이 점을 정확히 이해하는 것이 필요합니다.”
기술 상용화의 과제로는 비용과 인식 문제를 꼽은 그는 ,초기 설비 투자 부담과 아직 대중적으로 충분히 알려지지 않은 점이 시장 확산의 걸림돌이라고 했다.
그럼에도 불구하고 유 사장은 나노버블의 미래를 낙관했다. 환경 규제가 강화되고 물 자원의 중요성이 커질수록, 고효율·친환경 기술에 대한 수요는 반드시 증가한다. 나노버블은 그 흐름 속에서 중요한 역할을 하게 될 것이라는 설명이다.
기술 개발 방향에 대해서는 단순한 장비 공급을 넘어, 현장 맞춤형 솔루션으로 진화해야 한다고 본다고 했다. 각 산업과 환경마다 오염의 형태가 다르기 때문으로, 나노버블도 현장에 맞게 최적화되어야 한다는 설명이다. 결국 핵심은 나노 버블의 적용 방식이라고 할 수 있다.
그는 선배가 운영하던 외국계 나노 버블 대리점에서 근무하다 기술 개발에 참여하면서 나노 버블 생성 기술의 설 계 경험을 쌓았고, 이를 바탕으로 현재 의 기술을 독자적으로 발전시켰다. 기존 나노버블 기술이 주로 산소를 물에 용해하는 데 초점이 맞춰져 있다는 점에 주목한 그는 산소뿐만 아니라 질 소, 이산화탄소, 수소, 이산화질소 등 다양한 기체를 물에 안정적으로 용해 할 수 있도록 설계했다.
“여러 기체를 용해함으로써 여러 오염 물질을 제거하는 수중에서의 화학 반 응 효율을 크게 높일 수 있게 됐습니다.” 그는 “일본에서도 아직 상용화하지 못한 수준의 마이크로 버블 생성 기술까지 구현했다”는 점을 차별화된 경쟁력 으로 꼽았다.
그가 만든 환경 청정 기술로써의 나노 버블이 단순한 실험실 기술을 넘어 실제 환경 복원과 수처리 산업에서 강력한 도구가 되고, 수질 개선의 새로운 표준으로 자리매김해 우리나라가 물 산업 강국으로 나가는 계기가 되기를 기대해 본다.
