포스코 뉴스룸에서는 ‘수돗물 걱정? 우리에게는 스테인리스가 있다 <상수도관 편>’을 통해 우리나라 상수도관 현황과 스테인리스 수도관의 미래 가능성을 살펴봤다. 이번 편에서는 수돗물 환경에 영향을 주는 핵심 설비인 물탱크에 대해 알아본다.
l 물탱크의 미션? 수돗물을 ‘깨끗하게’ 보관하는 것
1편에서 확인했던 상수도관 외에도, 수돗물이 우리 집까지 오기 위해 꼭 거쳐야 하는 곳이 있다. 바로 ‘물탱크’다. 물을 장시간 보관하는 물탱크는 상수도 시스템 곳곳에 배치되어 있는데, 크게 보면 정수장에서 정수된 물을 보관하는 ‘정수지’, 정수지에서 송수관을 통해 흘러온 물을 저장하는 ‘배수지’, 그리고 배수지에서 배수관을 통해 타고 온 물을 저장하는 ‘저수조’다.
따라서 물이 가장 깨끗한 상태로 도착하는 곳은 ‘배수지’라고 볼 수 있다. 수돗물이 이곳에서 머무르는 시간은 평균 16.3시간. 지자체에 따라 길게는 30시간씩 머무르는 경우도 있다. 때문에 배수지 물탱크의 위생성은 두말할 것 없이 중요하다. 2017년 기준 우리나라 정수장은 총 483개소인데, 이 중 2000년 이전에 건설된 정수장이 전체의 70%에 이른다. 즉 지은지 20년이 다 되거나 훌쩍 넘긴 정수장이 대다수라는 것. 배수지는 2,180개소에 달한다. 배수지 중에도 20년 이상 사용한 물탱크가 최소 230여 곳에 있다. 노후에 따른 위생 문제가 발생할 수밖에 없을 것이다.
물탱크의 기본 기능은 물론 ‘저장’이지만, 그냥 저장만으로 끝나서는 안된다. ‘위생적으로 저장’해야 한다. 가정으로 깨끗한 물을 보내기 위해 정수장에서는 물에 소독 염소를 주입한다. 염소는 쉽게 증발하는 특성이 있어, 정수지와 배수지에서는 적정 농도의 염소를 유지하기 위해 특별 관리한다. 그렇게 공들여 정수한 물이 위생적으로 저장될 수 있도록 물탱크는 과연 최적의 소재로 만들어져있을까?
상수도관과 마찬가지로, 물탱크의 소재도 여러 가지가 있는데 가장 많이 쓰인 소재는 내부를 에폭시로 코팅한 콘크리트다. 콘크리트 물탱크는 우리나라 상수도 시스템 건설 초기에 제작 기술과 비용적인 면에서 가장 경제적으로 판단되어 널리 이용되었다. 문제는 내부에 코팅된 에폭시다. 시간이 지날수록 이 코팅제가 떨어져 나와 물을 오염시킬 가능성이 크다. 때문에 과거 배수지에 널리 채택되었던 콘크리트 구조물이 최근 수질, 누수, 유지 보수 등의 문제점을 드러내면서 타 소재 대비 압도적인 위생성을 자랑하는 스테인리스 스틸 소재로의 교체가 각광받고 있다.
l 콘크리트 물탱크 vs 스테인리스 물탱크 비교해보니
현재 전국적으로 가장 많이 사용되고 있는 철근콘크리트 구조와 스테인리스 구조 물탱크를 비교해봤다.
배수지에 사용되는 물탱크의 경우, 2천 톤을 기준으로 2기를 짓는다고 할 때 콘크리트는 거푸집 제작과 콘크리트 양생 등의 제작 때문에 약 200일이 걸린다. 반면 스테인리스 물탱크는 같은 규모로 80일 만에 제작이 가능하다. 내식성은 어떨까? 콘크리트 자체는 반영구적인 소재이지만, 물이 닿는 내부는 부식에 약하다. 따라서 에폭시 혹은 세라믹 도장을 주로 사용하는데, 이 도장면이 시간에 따라 벗겨지며 물을 오염시킬 수 있다. 반면 스테인리스 스틸은 녹 발생을 최소화하여 정수되어 온 물의 컨디션을 그대로 유지하기에 용이하다.
제작비도 비교해봤다. 1,000m3 기준으로 콘크리트 물탱크 대비 스테인리스 물탱크 시공비는 86%에 그친다. 스테인리스는 무조건 비싸다는 고정관념을 깨주는 이야기다. 콘크리트 물탱크 건설 시 필요한 거푸집 제작이나 방수·배관 시공 비용이 스테인리스 탱크 건설 시에는 크게 절약된다. 더욱이 스테인리스로 만든 물탱크는 재활용도 가능하다. 철근콘크리트 구조의 물탱크는 재생이 불가능하고, 고가의 비용을 들여 산업폐기물처리까지 필요하다.
스테인리스 배수지 물탱크가 이렇게 많은 장점을 가지고 있지만, 이미 설치된 배수지의 물탱크들을 모두 허물고 스테인리스로 제작할 수는 없는 노릇이다. 물론 신규 배수지의 건축 시에는 스테인리스 물탱크를 적극적으로 검토할 수 있겠다.
그렇다면 노후된 물탱크들은 주기적으로 청소하고, 새롭게 코팅을 하면서 사용하는 방법뿐일까? 스테인리스 물탱크 업계에서는 이 난제에 대한 해답을 내놓고자 새로운 기법을 고안하고 실제 적용 사례를 늘려가고 있다. 포스코 역시 고객사와 협력해 다양한 이용기술을 제공하면서 솔루션을 만들어가는 중이다. 그 솔루션은 바로, ‘스테인리스 라이닝’ 기법이다.
l 노후된 정수지와 배수지에 새 생명을? 스테인리스가 솔루션이다
스테인리스 라이닝 시공은 이미 설치된 물탱크 안쪽에 스테인리스 스틸 패널을 부착하는 것이 기본 원리다. 그러나 단순히 부착만 해서는 안 된다. 라이닝 탱크 자체적으로 물 저장기능과 구조적 안정성을 모두 확보해야 한다. 때문에 고도의 설계 이용기술이 필요하다.
포스코 철강솔루션연구소는 최적의 스테인리스 스틸 라이닝 기법을 제안하기 위해 고객사와 함께 다양한 요소들을 검토, 검증해왔다. 시공 측면에서는 가장 적합하고 우수한 성능의 ‘앵커(anchor)’는 무엇인지, 이 앵커의 설치 간격은 어느 정도가 가장 좋은지, 하부 지지 받침 역할을 하는 ‘평철’은 어떤 것을 사용해야 할지 등을 확인했다. 또한 지진 저항성을 향상시키기 위한 내진평철 및 내진브래킷 개발도 완료했으며, 구조 측면에서 지진력을 흡수할 수 있는 라이닝 기술 개발에도 박차를 가하고 있다.
스테인리스 스틸 라이닝 기법을 이용하면, 배수지는 물론 정수지의 물탱크도 스테인리스 소재를 새롭게 적용할 수 있다. 스테인리스 스틸 라이닝 설치 시 얻을 수 있는 장점들은 간략히 다음과 같다.
- – 소재 표면에 녹이 슬거나 떨어져 나오지 않아 물 오염이 없음.
- – 박테리아 등 미생물 번식이 어려움.
- – 청소, 유지관리가 용이하며 정기적 청소만으로 반영구적 사용이 가능함.
- – 전체를 용접 시공하여 수밀성이 좋음.
LCC(Life Cycle Cost) 측면에서도 노후된 콘크리트 물탱크를 계속 사용하는 것보다 스테인리스 스틸 라이닝으로 새롭게 보강하는 것이 훨씬 경제적이다. 물론 처음부터 스테인리스 물탱크를 구축하는 것이 전체적으로는 가장 훌륭한 선택지인 것은 당연하다.
l 사회문제 해결에 동참하는 포스코의 제품과 기술력
붉은 수돗물에 이어 수돗물 걱정을 키웠던 서울 한 자치구의 녹물 사태. 저수조를 청소했더니 수질이 다시 돌아와 사태는 일단락됐다. 그러나 한편으로는 수돗물 위생에 있어 수도관뿐만 아니라 저수조를 포함한 물탱크의 상태도 철저히 확인되어야 한다는 주장도 떠올랐다.
포스코는 스테인리스 라이닝 기법 연구를 2015년부터 진행하여, 2016년부터는 여러 고객사와 협력해 경산 정수장, 대현산 배수지 등에 실제 사례를 만들었다. 또한 2018년에는 내진 성능을 갖춘 라이닝 기법을 개발, 공급해오고 있다. 최근 물 사태가 터지며 이 기술을 이용해 시민 물건강에 도움을 줄 수 있는 방법을 찾아보자는 목소리가 내부에서 시작됐다. 노후된 물탱크의 스테인리스 채용 확대를 위해 적극적으로 솔루션을 제안해나갈 계획이다.
실제로 포스코는 2010년부터 2017년까지 서울시와 합동하여 용접부에도 녹이 슬지 않는 상수도용 스테인리스강을 개발하고, 기술 실증연구를 위해 제품 샘플을 무상 제공하는 등 협력을 이어 오기도 했다. 포스코는 도움이 필요한 지자체가 있다면, 공동으로 시범사업을 추진하는 등 노후된 물탱크 문제의 근본 원인을 해결하는 데 기업시민으로써의 역할을 다하고자 한다.
당연하게 여길 수 있는 ‘깨끗한 수돗물’. 그러나 사실 수돗물은 여전히 개선, 진화 중이다. 2000년대에 들어서야 서울시 유수율이 90%를 넘긴 만큼, 아직은 여러 취약점이 있는 것이 우리나라의 현실이다. 더 깨끗한 수돗물을 위한 시설과 시스템, 소재에 대한 고민은 앞으로도 이어질 수밖에 없다. 그 고민을 해결해나가는 데 있어, 포스코의 제품과 기술력이 의미 있는 솔루션이 될 수 있기를 기대한다. 그것이 바로 포스코가 지향하는 기업시민의 역할이기 때문이다.
