[농업이 IT(잇)다] (주)삼도환경 "축산가·공장 악취와 병해 고민, 플라즈마로 푼다"

[KOAT x IT동아] 한국농업기술진흥원과 IT동아는 우리나라 농업의 발전과 디지털 전환을 이끌 유망한 스타트업을 소개합니다. 기발한 아이디어와 상품, 그리고 독창적인 기술로 우리의 삶을 윤택하게 할 전국 각지의 농업 스타트업을 만나보세요.

[IT동아 차주경 기자] 축산가는 동물의 몸과 배설물에서 나오는 ‘악취’에 늘 시달린다. 냄새가 바람을 타고 수백 미터 바깥으로까지 퍼지는 탓에 주변 민가로부터 항의 민원도 자주 받는다. 냄새 뿐만 아니라 동물 전염병을 옮기는 바이러스도 바람을 타고 오가기에, 매년 축산가 곳곳에 질병이 창궐해 큰 피해를 입힌다.

더 큰 문제는 이를 해결할 뾰족한 방법이 없는 점이다. 축산가는 악취를 없애려 동물에게 특수 사료를 주거나, 환경 개선제 등 약제를 썼다. 미생물을 활용해 악취를 줄이거나 없애는 바이오 필터와 커튼, 안개분무 등도 활용했다. 하지만, 효과는 그리 크지 않았다. 이들 기술을 쓸 때에만 잠깐 효과가 있었고, 쓰지 않으면 곧바로 악취가 다시 났다. 악취의 원인 물질을 제대로 처리하지 못해서다. 이래서야 이들 시설은 되려 악취 유발 시설이 되고야 만다.

정우남 (주)삼도환경 대표. 출처 = (주)삼도환경

우연히 축산가를 방문했다가 심각한 악취 문제를 알게 된 정우남 (주)삼도환경 대표는 해결 방법으로 ‘플라즈마’를 골랐다. 그리고 플라즈마 기술을 갈고 닦아 악취와 세균, 바이러스와 유해 물질 모두를 없애는, 오랜 시간 동작하며 늘 균일한 효과를 내는 플라즈마 발생기를 개발했다.

플라즈마는 초고온 상태에서 음전하 전자와 양전하 이온으로 나눠진 이온화 기체다. (주)삼도환경은 이 가운데 저온 플라즈마, 전자의 온도만 높은 플라즈마를 활용한다. 저온 플라즈마는 O(산소)와 O3(오존), OH(수산화이온) 등 ‘산화성 라디칼(분해되지 않고 다른 분자로 이동하는 원자의 무리)’과 H(수소), N(질소) 등 ‘환원성 라디칼’을 만든다. 이 두 라디칼은 악취를 각각 산화하거나 환원해 없앤다. 고급 플라즈마 공기청정기도 이 원리로 공기를 깨끗하게 만들고 냄새를 없앤다.

플라즈마가 바이러스를 파괴하는 모습. 출처 = (주)삼도환경

플라즈마에 포함된 오존은 바이러스도 효과 좋게 파괴한다. 바이러스의 세포막을 부순 다음 효소와 핵산의 활성 구조를 없애며 염색체와 DNA까지 파괴한다. 미국 농무성의 분석에 따르면, 플라즈마에 포함된 오존은 특정 온도와 환경 하에서 대장균과 포도상구균, 인플루엔자와 곰팡이는 물론 닭·개의 전염성 바이러스를 5초~90초 만에 99.9% 없앤다.

이 기술을 발견한 정우남 대표는 바로 축산가에 적용할 플라즈마 악취 제거기의 연구 개발에 나섰다. 원천 기술을 확보하려고 우리나라의 플라즈마 연구 이론을 총동원하고 해외의 플라즈마 발생기를 수입해 부품을 역설계했다. 그렇게 어렵게 플라즈마 악취 제거기 테스트 제품을 개발해 축산가 농장에 설치했다.

처음에는 대성공이었으나, 이내 실패로 돌아갔다. 미처 발견하지 못한 문제가 있었다. 플라즈마로 악취와 바이러스를 제거하다보면 플라즈마 발생 장치에 질산암모늄과 이물질이 낀다. 이 탓에 플라즈마가 원활하게 만들어지지 않고 악취와 바이러스 제거 효율이 낮아졌다. 사실, 과거에도 플라즈마 악취 제거기가 여럿 나왔지만, 대부분 상용화에 실패했다. 그 원인이 바로 이것, 이물질 제거를 제대로 하지 못해서였다.

플라즈마 발생기의 이물질을 제거하는 기술. 출처 = (주)삼도환경

다른 기업은 플라즈마 악취 제거기 개발을 포기했지만, (주)삼도환경은 이물질을 제거할 방안을 찾으려 연구 과정을 원점으로 돌렸다. 늘 축사에서 지내며 이물질의 성분과 고착 과정을 연구했다. 그렇게 발견한 것이 플라즈마 발생기 세척 기능이다. 이물질이 끼면 자동으로 발생기를 씻어내 플라즈마 발생 효율을 꾸준히 높게 유지하는 기술이다. 이 과정에서 플라즈마 악취 제거기의 효율을 높이고 적용 영역을 넓힐 기기 대형화의 힌트도 얻었다.

노력은 성과로 돌아왔다. 플라즈마 발생 장치와 농축산용 살균·악취 제거 장치, 살균용 전극과 오존을 활용한 공기 정화 시스템, 오염 가스 처리 모듈화 유니트와 장치 등 7개의 기술 특허를 등록했다. 중국과 유럽에도 농축산용 플라즈마 발생장치 특허를 등록했다.

축산 농가에서 플라즈마 악취 제거기를 운용하는 모습. = 출처 = (주)삼도환경

정우남 대표는 이들 특허 기술로 플라즈마 악취 제거기 ‘토우쿨’을 만들었다. 전남대학교 등 대학 연구 기관에 의뢰한 악취 제거 실험에서 토우쿨은 암모니아와 황화수소 등 악취를 만드는 물질을 72% 이상, 부유 미생물을 30%~70% 줄이는 것으로 나타났다.

성과가 나오자 여러 기관이 각종 인증(성능인증, 혁신제품인증, 조달우수제품)과 수상으로 (주)삼도환경의 기술력을 보증했다. 2017년 전남창조경제혁신센터의 농수산식품 창업콘테스트를 시작으로 한국환경공단과 농촌진흥청으로부터 우수환경기술개발과 보급, 농산업 발전 상을 받았다. 중소벤처기업부 산하 기관으로부터는 기술 콘텐츠 창업 활성화 표창도 여러 건 받았다.

양계장에서 플라즈마 악취 제거기를 운용하는 모습. 출처 = (주)삼도환경

이 실적을 토대로 (주)삼도환경은 2022년 농촌진흥청 작물 병해 방제용 플라즈마 살균장치, 한국환경산업기술원 대기오염 가스 스마트 저감 시스템, 중소기업기술정보진흥원의 창상치료적용 밀도 제어형 플라즈마 치료기 개발, 한국데이터산업진흥원 플라즈마 악취제거기 사업에 참여 중이다.

(주)삼도환경 토우쿨은 이미 우리나라 곳곳에 설치돼 악취와 세균, 바이러스까지 제거 중이다. 가축 축사와 산업 현장에서 나오는 폐수 처리 시설, 시멘트를 만들 때 나오는 오니(하수나 정수 처리 후 나온 침전물) 처리 설비, 음식물 쓰레기를 포함한 각종 폐수와 하수 처리장 등 악취를 만드는 시설 전반에서 토우쿨이 활약 중이다. 충청도와 전라도, 강원도와 세종시 등 전국 곳곳의 양돈장도 토우쿨을 들여놔 큰 효과를 봤다. 농가에서도 퇴비나 액체 비료의 악취를 없애며 활약한다.

플라즈마 악취 제거기는 축산가뿐 아니라 공장, 농가의 고민도 해결한다. 출처 = (주)삼도환경

순조롭게 성장하고 있는 듯 보이지만, 정우남 대표는 플라즈마 악취 제거기 토우쿨의 역량을 알리는 것이 아직 어렵다고 말한다. 앞서 언급한 기존 플라즈마 악취 제거기의 실패 사례가 축산업 종사자들의 뇌리에 깊게 박혀 있어서다. 축산가는 물론 관련 정부 부처도 처음에는 (주)삼도환경의 실적과 기술을 믿지 않았다고 한다. 축산 농장에 토우쿨을 설치해 성과를 낸 후에야 조달청을 비롯한 기관의 인정을 받았다.

정우남 대표는 다른 정보통신기업처럼 제품 전시, 기술을 시연하는 공간을 운영하지 않는다. 플라즈마 악취 제거기를 설치한 전국 곳곳의 축산 농장과 공장 등 현장이 전시 공간이자, 기술의 효능을 검증하고 보여줄 시연 공간이라는 철학을 가져서다.

(주)삼도환경에 따르면, 닭이나 돼지 농장처럼 악취가 심하게 나고 동물들이 자주 폐사하는 축산 농장에 플라즈마 악취 발생기를 설치하면 바로 악취와 주변 민원이 줄어든다고 한다. 동물이 사는 환경이 쾌적해지면서 질병 발병률은 줄고 생산성은 오른다. 토우쿨을 도입한 축산가 종사자들의 생생한 증언이 곧 자신들의 실력을 증명한다고 정우남 대표는 강조한다.

현장에서 연구 중인 삼도환경 임직원들. 출처 = (주)삼도환경

그래서 정우남 대표는 플라즈마 악취 제거기가 필요하다면, 반드시 눈과 귀와 코로 토우쿨의 성능을 체감해보라고 주장한다. 축산 농가는 물론 인쇄나 도장, 화학과 도금 등 산업 공장의 화학 물질과 악취를 제거하고 싶은 사용자도 마찬가지다. 토우쿨이 환경부가 지적한 악취 유발 물질 22종은 물론 유독 물질도 모두 분해해서 제거한다고 강조한다.

정우남 대표는 플라즈마 악취 제거기의 활용 범위를 더욱 넓힐 예정이다. 먼저 축산가 환경을 개선해 스마트 축산으로 이끌 나침반 역할을 한다. 악취와 세균, 바이러스를 없애면 사람뿐 아니라 동물이 사는 환경도 쾌적해진다. 동물 전염병이 잘 창궐하지 않으니 항생제를 포함한 약품 사용을 줄여도 된다. 사람도 한층 건강한 고기와 우유를 먹는다. 동물 복지와 사람의 건강을 함께 신경 쓴 것이다.

산업 단지 내 공장에 배치된 플라즈마 악취 제거기. 출처 = (주)삼도환경

산업 단지의 대기 오염 물질 고민을 풀 플라즈마 기술도 연구 개발한다. 산업 단지 내 공장에 플라즈마 악취 제거기를 설치하면 살균과 악취는 물론 우리 몸에 해로운 물질까지 제거한다.

도심의 하수구에 적용할 스마트 악취 관리 시스템도 (주)삼도환경이 고안 중이다. 플라즈마 악취 제거기를 하수구에 장착하면 내외부 악취를 효과 좋게 없앤다. 간혹 일어나 안타까움을 더하는 질식 사고도 막는다. 질식의 원인, 황화수소를 포함한 여러 가스를 플라즈마가 효과 좋게 분해하는 덕분이다.

중국 기업과의 플라즈마 사업개발 MOU 현장. 출처 = (주)삼도환경

플라즈마 악취 제거기를 우리나라에 충분히 보급하면, 정우남 대표는 다음 시장으로 중국과 유럽, 동남아 등 환경 문제로 골치를 썩히는 나라에 공급하려 한다. 이미 중국과 유럽에는 특허도 등록됐다.

정우남 대표는 “지속 가능하고 경제성도 가진 기술 플라즈마 악취 제거기로 축산가의 고민을 해결했다. 농축산가의 생산성과 소득을 함께 높이며 상생하겠다. 나아가 플라즈마 기술을 더 갈고 닦아 사회 전반에 좋은 영향을 전달하고 넓히는 기업으로 자리 잡겠다.”고 밝혔다.

글 / IT동아 차주경(racingcar@itdonga.com)

사용자 중심의 IT 저널 - IT동아 (it.donga.com)