한국건설기술연구원(원장 한승헌)은 장춘만 박사팀이 '미세버블 펌프'를 개발했다고 3일 밝혔다. 미세버블 펌프는 머리카락 굵기의 절반에서 5분의 1 크기인 20~30㎛ 공기방울을 연속적으로 발생시키는 장치다.

미세버블 펌프 성능의 핵심은 공기방울의 크기에 달렸다. 공기방울이 작아질수록 물과 산소의 접촉 면적이 넓어져 수처리 효율성이 증가한다.

연구팀은 미세버블 생성장치인 임펠러(Impeller)의 성능을 높이기 위해 '연속 S자형' 날개를 고안했다. 새로운 모양의 날개는 기존 일자형 날개보다 공기방울 입자를 효율적으로 더 잘게 쪼갠다.

S자형 날개가 고속 회전하면 50여 개 날개 사이로 유체 회전운동이 일어나 물과 공기가 잘게 부서지면서 미세버블을 만든다. 높은 압력으로 흐르는 유체 속에서 견뎌내는 내구성도 향상됐다.

연구팀은 수치해석과 설계유량조건 등을 분석해 최적화된 S자형 날개와 주변 결합 장치를 통합했다. 부품간 거리에 따라 성능 편차가 크기 때문에 임펠러와 펌프의 정밀한 통합 설계가 필요했다.

실험 결과 새로운 미세버블 발생장치는 강한 유속이나 불균일한 유속에서도 30.4% 펌프 효율로 미세버블을 생성했다.  펌프와 모터가 일체형으로 제작됐기 때문에 현장에서 쉽게 옮길 수 있다.

미세버블 펌프는 자체 성능평가를 마치고 일산 수질복원센터에서 현장 실증실험을 진행 중이다. 2018년 기술을 이전받은 중소기업 '태양전기'는 시제품 출시와 상용화를 준비하고 있다.

장춘만 박사는 "이번 기술은 하수처리장, 양식장, 하천의 녹조제거와 농수산, 환경, 바이오 산업 활성화에도 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.