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첨단 분야 에코업 혁신융합대학사업 성과로 교육부 장관 표창 수상
박정희새마을대학원서 개도국 물 전문가 양성··· 글로벌 녹색 협력 확대
아나목스·이차전지 폐수 처리 등 현장 맞춤형 R&D로 국가 혁신 이끌어
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[환경일보] 박준영 기자 = 기후위기 시대, 물과 환경은 국가의 미래 성장 동력이자 인류 생존의 열쇠다. 여기 30년이 넘는 세월 동안 환경공학 분야의 교육·연구·기술 개발에 매진하며 대한민국의 지속 가능한 물관리 체계를 구축해 온 학자가 있다. 바로 영남대학교 환경공학과 정진영 교수다.
정 교수는 하수처리장 에너지 절감형 질소 제거 시스템 개발로 기후에너지환경부 신기술 인증을 획득하고 상용화에 성공했을 뿐만 아니라, 낙동강 수질 개선과 국가물산업클러스터 활성화에 앞장서 온 환경 분야의 최고 권위자다.
특히, 최근에는 교육부 주관 ‘첨단분야 혁신융합대학(에코업) 사업’을 성공적으로 추진해 온 공로를 크게 인정받아 2026년 1월 교육부 장관 표창을 수상하는 영예를 안았다. 국내 첨단 인재 양성과 글로벌 수자원 ODA 사업, 그리고 국가 R&D 핵심 과제인 ‘이차전지 폐수의 생물학적 처리기술’ 개발의 선두에 서서 기술 혁신을 이뤄내고 있는 정진영 교수를 만나 대한민국 물산업의 미래와 환경 교육의 지향점을 들었다.
Q. 최근 에코업 혁신융합대학사업의 성과를 인정받아 교육부 장관 표창을 수상했는데, 교육자로서 이번 수상은 어떤 의미인가
대학 강단과 연구실에서 오직 ‘지속 가능한 환경 인프라 구축’과 ‘미래 환경 인재 양성’이라는 한 길만을 바라보고 걸어왔는데, 이렇게 뜻깊은 표창을 받게 되어 큰 영광이라 생각한다.
최근 3년간 무엇보다 우리 대학이 사명감을 가지고 추진 중인 ‘에코업 혁신융합대학 사업’의 성과로 교육부 장관상을 받게 되어 교육자로서 더욱 보람차고 기쁨을 느낀다.
이번 수상은 개인의 성과라기보다 기후변화와 녹색산업 고도화라는 시대적 과제 앞에서 밤낮없이 사업에 매진해 준 영남대학교 교수들과 직원들, 그리고 첨단 환경 기술 습득에 열정을 다해 준 영남대학교 학생들이 함께 만들어 낸 결실이다. 이 자리를 빌려 깊은 감사를 전한다.
Q. 에코업 혁신융합대학사업은 기후·환경 분야 핵심 인재 양성을 목표로 추진되고 있는데, 사업의 주요 내용과 영남대학교의 역할은 무엇인가
‘에코업(Eco-業) 혁신융합대학’은 기후변화 대응, 스마트 물관리, 탄소중립 등 친환경 분야의 핵심 인재를 양성하기 위해 국가적으로 추진되고 있는 대형 국책사업이다.
고려대학교 세종캠퍼스가 주관대학을 맡고 있으며, 고려대학교 본교와 건국대학교, 영남대학교, 전주비전대학이 컨소시엄을 구성해 참여하고 있다. 4년간 총 400억원 규모의 사업비가 투입되는 대규모 인재 양성 프로젝트다.
이 연합체 안에서 영남대학교는 물기술 및 친환경 분야 교육 역량을 바탕으로 ‘에코스마트시티 융합전공’을 신설하고 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 과거 대구시 지원으로 추진된 ‘HuStar 혁신대학사업’을 통해 스마트워터시스템융합전공을 개설하고 100여 명의 전문인력을 배출한 경험 역시 중요한 기반이 됐다.
이번 에코업 사업을 통해 학생들은 전공에 관계없이 인공지능(AI), 빅데이터 등 디지털 기술이 접목된 첨단 환경기술을 학습할 수 있는 유연한 교육과정을 이수할 수 있게 됐다. 이를 통해 지역 대학의 한계를 극복하고, 대한민국 녹색산업을 이끌어갈 융합형 인재 양성 체계를 구축해 나가고 있다.
Q. 국내 인재 양성뿐 아니라 개발도상국을 대상으로 한 환경·수자원 분야 교육에도 오랫동안 참여해 왔는데, 관련 사업을 소개한다면
기후에너지환경부 및 KOICA(한국국제협력단) 사업의 일환으로 지난 15년 동안 영남대 박정희새마을대학원에서 환경 분야와 수자원·수질관리 분야의 개발도상국 장학생들을 대상으로 석사과정 교육과 연구지도를 수행해 왔다.
기후위기로 인한 물 부족과 수질오염 문제는 아시아와 아프리카, 중남미 등 많은 개발도상국에서 주민들의 삶과 직결되는 중요한 환경 현안이다.
특히 최근 3년간 총 45명의 개발도상국 공무원과 전문가를 대상으로 교육·연구 프로그램을 운영해 왔다. 이 교육의 핵심은 단순한 이론 전달에 그치는 것이 아니라, 학생들이 자국의 물 문제를 직접 분석하고 실질적인 해결 방안을 도출할 수 있도록 지원하는 ‘본국 물 문제 해결형’ 맞춤형 교육에 있다.
졸업 후 본국으로 돌아간 수료생들은 현재 각국의 환경 부처와 공공기관, 연구기관 등에서 기후환경 정책 수립과 물관리 분야의 핵심 인력으로 활동하고 있다.
이러한 교육 프로그램은 개발도상국의 지속가능한 물관리 역량 강화에 기여하는 동시에, 장기적으로는 우리나라 환경산업의 국제 협력 기반을 확대하는 데에도 의미가 있다고 생각한다.
Q. 지난 20년간 집중적으로 연구해 온 성과 중 하나가 바로 ‘아나목스(Anammox) 미생물을 이용한 생물학적 질소제거 시스템’으로 알고 있다. 이 기술이 하수처리장의 에너지 절감과 탄소중립 대안으로 주목받는 이유는 무엇인가
하수처리 과정에서 가장 많은 전력과 비용이 소요되는 공정 가운데 하나가 질소(N)를 제거하는 생물학적 처리공정이다. 기존의 질소 제거 방식인 질산화-탈질 공정은 미생물에 산소를 공급하기 위해 많은 송풍 에너지가 필요하며, 미생물의 대사활동에 필요한 외부 탄소원(메탄올 등)을 투입해야 하기 때문에 운영비 증가와 탄소 배출의 원인이 되어 왔다.
반면 우리 연구팀이 지난 20여 년간 연구해 온 아나목스(Anammox, 혐기성 암모늄 산화) 미생물은 산소가 없는 조건에서 암모늄과 아질산염을 직접 질소가스로 전환하는 특성을 가지고 있다. 이 기술을 하수처리 시스템에 적용하면 산소 공급에 필요한 전력 사용량을 기존 공정 대비 50% 이상 줄일 수 있어 송풍 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.
또한 미생물의 대사 과정에 유기물이 필요하지 않아 메탄올과 같은 외부 탄소원의 투입을 크게 줄일 수 있으며, 이를 통해 하수 내 유기물을 에너지 생산에 보다 효율적으로 활용할 수 있다. 아울러 이산화탄소보다 온실효과가 높은 아산화질소(N₂O)의 발생을 줄이고 슬러지 발생량도 감소시킬 수 있다는 점에서 온실가스 및 슬러지 발생 저감에 기여할 수 있다.
결과적으로 이 기술은 하수처리장의 에너지 비용을 25% 이상 절감할 수 있는 핵심 기술로 평가받고 있다. 해당 기술은 기후에너지환경부 신기술 인증을 획득했으며, 국내 물 전문기업인 삼진정밀에 기술이전돼 상용화 단계까지 이어졌다.
Q. 아나목스 기술을 실제 하수처리장에 적용해 에너지 자립형·탄소중립형 시설로 전환하려면 어떤 조건이 필요한가
기존의 하수처리장은 오랫동안 에너지를 소비하는 환경기초시설의 성격이 강했다. 그러나 아나목스 기반 질소 제거 기술을 적용할 경우 에너지 생산과 자원순환 기능을 갖춘 에너지 자립형, 탄소중립형 하수처리장으로 전환할 수 있다. 이를 위한 구축 방안은 크게 세 가지로 설명할 수 있다.
첫째, 하수처리 공정의 에너지 사용 최소화다. 아나목스 기반 질소 제거 시스템을 하수처리장에 적용하면 송풍기 가동에 필요한 전력과 운영 에너지를 줄일 수 있다. 특히 처리장 전체 에너지 소비에서 큰 비중을 차지하는 질소 제거 공정을 고도화함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
둘째, 유기물의 에너지 회수(Recovery) 효율 극대화다. 기존 공정에서는 하수 내 유기물의 상당 부분이 질소 제거 과정에서 소비됐지만, 아나목스 공정을 적용하면 유기물을 보다 효율적으로 보존해 혐기성 소화조로 보낼 수 있다. 이를 통해 메탄가스 생산량을 높이고, 바이오에너지 생산 효율 역시 향상시킬 수 있다. 결과적으로 에너지 소비는 줄이고 에너지 생산은 확대하는 자원순환형 운영체계를 구축할 수 있다.
셋째, 산·학·연·관 협력을 기반으로 한 실증 및 보급 확대다. 영남대학교의 원천기술, 국가물산업클러스터의 실증 인프라(Test-Bed), 그리고 기업의 엔지니어링 역량을 연계해 다양한 규모의 하수처리장에 적용 가능한 표준화 모델을 구축하는 것이 중요하다. 이를 통해 각 지자체의 여건에 적합한 탄소중립형 하수처리장 보급 기반을 마련할 수 있다.
기후위기 시대 물산업의 역할은 단순히 오염물질을 제거하는 데 그치지 않는다. 탄소 배출을 줄이고 자원을 순환시키는 방향으로 발전해야 한다고 생각한다. 앞으로도 영남대학교 환경공학과는 아나목스 기반 탄소중립 기술을 지속적으로 고도화해 국내 하수처리장의 녹색 전환과 물산업 발전에 기여할 수 있도록 연구와 인재 양성에 더욱 매진하겠다.
Q. 최근 배터리 산업 성장과 함께 이차전지 폐수 처리가 중요한 환경 과제로 떠오르고 있다. 현재 연구 중인 생물학적 처리기술은 어떤 필요성과 기대 효과를 갖고 있나
이차전지(배터리) 제조공정, 특히 양극재 생산 과정에서는 고농도의 황산염과 질산염, 그리고 리튬·니켈·망간과 같은 중금속 및 고농도 염(Salt)을 포함한 복합 폐수가 다량 발생한다. 이는 최근 이차전지 산업의 성장과 함께 중요성이 커지고 있는 환경관리 과제 중 하나다.
현재 산업계에서는 화학적 침전이나 증발농축 방식 등을 활용해 폐수를 처리하고 있지만, 이러한 공정은 높은 처리 비용과 에너지 소비를 수반하며 다량의 부산물이 발생하는 한계가 있다.
우리 연구팀은 독성 및 고염분 환경에서도 활성을 유지할 수 있는 특수 미생물을 활용한 생물학적 고도처리 기술 개발에 집중하고 있다. 이 기술은 폐수 내 질산성 질소와 황산염을 미생물의 대사작용을 통해 질소가스(N₂)와 원소 황으로 전환해 제거하는 방식이다.
기술 개발이 완료되면 폐수 처리 비용 절감은 물론, 기존 하수처리 기술 개발 과정에서 축적한 저에너지 운영기술을 접목해 에너지 사용량과 탄소배출 저감 효과도 기대할 수 있다.
이차전지 산업의 지속가능성을 확보하기 위해서는 생산공정의 효율성뿐 아니라 환경적 부담을 최소화할 수 있는 폐수처리 기술이 반드시 필요하다. 그런 점에서 이 연구는 환경성과 산업 경쟁력을 동시에 확보하기 위한 중요한 기술적 기반이 될 것으로 기대하고 있다.
Q. 국가물산업클러스터를 중심으로 산·학·연·관 협력이 확대되고 있다. 이 과정에서 대학은 어떤 역할을 해야 하나
2015년 대구·경북 세계물포럼을 계기로 대구 달성군 국가물산업클러스터의 유치 및 조성 과정부터 지속적으로 자문위원으로 참여해 왔다. 국가물산업클러스터는 국내 물기업의 기술 개발과 실증, 사업화, 해외 진출까지 전 과정을 지원하는 물산업 육성 거점이라고 할 수 있다.
대학의 역할은 원천기술을 개발하는 데 그치지 않고, 연구 성과가 산업 현장에서 실제로 활용될 수 있도록 산·학·연·관 협력체계를 구축하는 데 있다고 생각한다.
대표적인 사례가 연구팀이 개발한 에너지 절감형 질소 제거 시스템이다. 해당 기술은 기후에너지환경부 신기술 인증을 획득한 이후 국내 물 전문기업인 삼진정밀에 기술이전 됐으며, 대학과 기업, 공공기관이 협력해 연구개발 성과를 사업화로 연결한 사례로 평가할 수 있다.
이 과정에서 대학은 원천기술 개발을 담당하고, 국가물산업클러스터와 한국환경공단 등 유관기관은 실증 인프라(Test-Bed)를 제공하며, 기업은 엔지니어링과 상용화를 수행하는 역할을 맡았다. 이러한 협력 구조는 국내 물산업 경쟁력 강화에 중요한 기반이 되고 있다.
현재 추진 중인 이차전지 폐수 생물학적 처리기술 연구 역시 국가물산업클러스터 입주기업 및 관련 기관들과의 협력을 바탕으로 실증과 사업화 가능성을 검토하고 있으며, 현장 적용성을 높이는 방향으로 연구를 진행하고 있다.
Q. 기후위기 대응과 지속가능한 물관리를 위해 지금 가장 필요한 변화는 무엇이라고 보나. 앞으로 중점적으로 추진할 계획도 궁금하다
기후위기는 더 이상 먼 미래의 문제가 아니다. 낙동강의 녹조 발생과 극한 가뭄, 집중호우 등 다양한 형태로 이미 우리 사회와 일상에 영향을 미치고 있다. 환경문제는 특정 분야만의 과제가 아니라 사회 전반이 함께 대응해야 할 공동의 과제라고 생각한다.
환경보호와 지속가능한 미래를 위한 노력의 주체 역시 정부나 기업에만 국한되지 않는다. 시민사회와 대학, 산업계가 각자의 역할을 수행하면서 유기적으로 협력할 때 보다 실질적인 변화를 만들어낼 수 있다.
그동안 낙동강유역물관리위원회와 낙동강 살리기 협의회 활동에 참여하면서 지역 주민과 기업, 공공기관이 함께 만들어 가는 물관리 체계의 중요성을 직접 확인할 수 있었다. 지속가능한 물관리는 기술만으로 완성되는 것이 아니라 다양한 이해관계자의 협력 속에서 가능하다고 생각한다.
앞으로도 교육과 연구를 통해 몇 가지 과제를 중점적으로 추진하고자 한다.
우선, 에코업 혁신융합대학 사업을 성공적으로 수행해 기후·환경 분야의 융합형 인재를 지속적으로 양성하는 것이다. 박정희새마을대학원을 통해 개발도상국의 수자원 및 환경 분야 전문인력을 양성함으로써 국제 협력과 인적 교류 확대에도 기여하고자 한다.
또한 이차전지 폐수 생물학적 처리기술을 비롯해 기후·에너지·물 문제를 통합적으로 해결할 수 있는 차세대 환경기술 개발과 현장 적용에 집중할 계획이다.
앞으로도 영남대학교 환경공학과가 교육과 연구, 산학협력을 기반으로 국내 물산업과 환경기술 발전에 기여할 수 있도록 지속적으로 노력하겠다.
“환경보호의 주체는 우리 모두··· 각자의 자리에서 연대해야”
오늘날 기후위기는 먼 미래의 막연한 경고나 학술적인 구호가 아니다. 낙동강의 심각한 녹조 발생, 예측하기 힘든 극한 가뭄과 홍수 등은 이미 우리의 안전과 일상을 직접적으로 위협하는 엄연한 현실로 다가왔다. 이러한 인류 생존의 열쇠이자 국가의 미래 성장 동력인 물과 환경을 지켜내기 위해서는 지금까지와는 다른 차원의 접근과 각성이 필요하다.
우리가 마주한 환경 위기와 미래에 대한 대비는 정부의 정책이나 특정 기업의 기술 개발만으로 결코 해결할 수 없다. 진정으로 지구를 살리고 지속 가능한 물관리 체계를 구축하기 위해서는 사회 구성원 모두가 환경보호의 주체가 되어야 한다. 즉, 시민 사회와 대학, 그리고 산업계가 각자의 자리에서 책임감을 느끼고 긴밀하게 융합해 제 역할을 다할 때 비로소 강력한 변화를 만들어낼 수 있다.
지역 주민과 기업이 협력해 상생의 모델을 증명해 냈듯, 우리 모두가 연대해 기후변화라는 시대적 과제 앞에 마주 서야 한다. 일상 속 실천을 이어가는 시민들의 노력, 미래를 바꿀 첨단 환경 기술을 연구하고 인재를 길러내는 대학의 사명, 그리고 이를 현장에 맞춤형으로 상용화하는 산업계의 실천이 삼박자를 이룰 때 대한민국과 지구의 녹색 미래는 비로소 담보될 것이다.
[환경의달 특집] 정진영 영남대학교 교수 “지속가능한 물관리, 기술과 사람이 함께 만들어야” < 인터뷰 < 특집 < 기사본문 - 환경일보
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