산업화는 날로 가속화되고 산업용수의 이용량은 2003년 26억톤, 2007년 28억톤에 이어 2014년 23억톤으로 증가 및 정체하는 추세를 보이고 있지만, 수자원은 질적 저하가 오히려 심각해지고 계절별 가용수량이 큰 차이를 보이고 있다. 대용량 용수이용 산업인 우리나라의 중심산업은 철강산업, 석유화학산업, 전자산업 중 재이용율이 낮고 수도 공급에 대한 경제적 손실이 가장 민감한 산업은 전자산업이다. 본 연구에서는 전자폐수를 정화하여 고품질화하고 회수율을 극대화하기 위한 기술적 고려사항을 고찰하였다. 전자산업 폐수의 성상과 처리율 자료를 기반으로 최적처리 전략이 고찰하였고, 전자폐수 재이용수 고품질화 및 대용량화 가용기술을 조사하고 국내 실정에 맞는 기술 도입 전략을 제안하였다. 전기전자 분야에서 용수는 거의 대부분 상수도에 의존하고 있고 이외에 용수 공급량이 크게 증가하고 있으며, 전자 산업의 시장 규모가 계속적으로 확대되는 추세이고, ...
산업화는 날로 가속화되고 산업용수의 이용량은 2003년 26억톤, 2007년 28억톤에 이어 2014년 23억톤으로 증가 및 정체하는 추세를 보이고 있지만, 수자원은 질적 저하가 오히려 심각해지고 계절별 가용수량이 큰 차이를 보이고 있다. 대용량 용수이용 산업인 우리나라의 중심산업은 철강산업, 석유화학산업, 전자산업 중 재이용율이 낮고 수도 공급에 대한 경제적 손실이 가장 민감한 산업은 전자산업이다. 본 연구에서는 전자폐수를 정화하여 고품질화하고 회수율을 극대화하기 위한 기술적 고려사항을 고찰하였다. 전자산업 폐수의 성상과 처리율 자료를 기반으로 최적처리 전략이 고찰하였고, 전자폐수 재이용수 고품질화 및 대용량화 가용기술을 조사하고 국내 실정에 맞는 기술 도입 전략을 제안하였다. 전기전자 분야에서 용수는 거의 대부분 상수도에 의존하고 있고 이외에 용수 공급량이 크게 증가하고 있으며, 전자 산업의 시장 규모가 계속적으로 확대되는 추세이고, 물 부족 국가로서 용수 사용단가가 앞으로 상승할 것으로 예상되기 때문에 재이용수 사용비율을 더욱 향상시켜야 한다. 또한 전자산업에서 사용하는 초순수 생산용 고도정제 및 고품질화와 관련된 단위공정 산업은 가파른 지속적인 성장 추세를 보이고 있다. 전자폐수는 불소 및 인이 다량 함유되어 있고 강한 산성이며 질산염, 브롬, 규소 등을 포함하고 있다. 유기오염 물질로 Isopropyl Alchohol (IPA), Tetramethyl- ammonium Hydroxide (HMAH), Dimethyl Sulfoxide (DMSO)는 생물독성을 가지고 있으므로 분해가 어려워 특정 기능성 미생물 혹은 고도산화법으로 분해 가능하다. 최적 처리 공정은 [응집침전-무산소-폭기-응집침전-사여과-활성탄-맴브레인]의 복잡한 공정 구성을 가지며, 설치비용이 741만원/톤으로 가장 높고 운영비용은 660원/톤으로 낮은 수준이다. 무기물 처리를 위해서는 앞으로 회수 시스템의 확보가 필요하며 특히, 구리와 불소 자원을 회수대상 물질로 규정해야할 것이다. 독성 유기물질은 미생물의 활성을 저해시키므로, 전자폐수 처리에 높은 효율을 가지는 미생물 자원을 발굴하기 위한 심도있는 연구개발이 필요하다. 미국과 일본의 전자폐수 처리 및 재활용 분야 선도기업은 각각 Ionics RCC社와 Organo社이다. Ionics RCC社는 막분리기술, 초순수 제조설비기술, 공업용수 처리기술, 정수기 관련 기술의 폐수 및 정수 처리 핵심기술을 보유하고 있고, Organo社는 이온교환수지기술과 무열 증류수 제조장치를 기반으로 일본 내의 전자산업 용수를 공급하고 있다. 국내 전자폐수 재이용 산업수준은 매우 낮아, 해외 선진기술들에게 시장을 잠식당하고 있는 상황이다. 이러한 상황을 타개하기 위하여 국내 폐수 재이용 기술을 포함한 수자원 산업을 육성할 정책적 지원을 면밀히 준비해 나아가야 한다. 선진 기업에 의한 국내 시장 잠식을 완화하기 위해서는 핵심 요소기술 개발이 필요하다. 전자폐수를 초순수 수준으로 폐수를 정제해야 하므로 탈염과 막분리 기술이 핵심이다. 핵심 단위공정으로는 연수화, 역삼투, 전기투석, 정삼투 기술이 있다. 분야별로 최신 기술개발 경향은 연수화를 대체하는 나노여과, 에너지를 절감하는 역삼투 기술, 막오염을 방지하는 역전기투석기술, 정삼투 기술을 보완하는 정삼투-역삼투 하이브리드기술이다. 고품질 재이용수 생산과 관련된 핵심 특허는 역삼투, 자외선, 이온교환수지 분야에서 활발히 발간되고 있다. 전자폐수 고품질화는 운영비용이 절감되는 반면에 설비비용이 증가하므로, 최대한 많은 수량을 처리하는 혹은 산업단지 별로 대형화된 산업용수 처리 시스템을 구비할 때 폐수 처리 당량 당 설비비용을 절감할 수 있다. 향후 전자폐수 고품질화 기술의 발전방향은 국산화 장비의 양산, 통합 프로세스 설계, 사물인터넷 기반 스마트 운영이 될 것이다. 외국의 시장 잠식에 대응하기 위하여 높은 기술장벽을 극복할 방안이 필요하다. 지난 20여년 동안 개발되어 왔던 수처리기술과 재이용기술은 사업화의 훌륭한 기반을 제공하므로, 적극적인 차세대 실용화사업을 전개해야 한다. 그리고 재이용 설비의 높은 설비비를 보완하기 위하여 중앙 집중형 용수공급체계를 갖추어 경쟁력을 강화하고 모든 공정이 조화롭게 운영되고 수용 공급을 조절하는 최적 운영기술이 필요하다. 또한 전문인력을 양성하는 전문화된 인력양성 프로그램이 설치되어야 할 것이다.
산업화는 날로 가속화되고 산업용수의 이용량은 2003년 26억톤, 2007년 28억톤에 이어 2014년 23억톤으로 증가 및 정체하는 추세를 보이고 있지만, 수자원은 질적 저하가 오히려 심각해지고 계절별 가용수량이 큰 차이를 보이고 있다. 대용량 용수이용 산업인 우리나라의 중심산업은 철강산업, 석유화학산업, 전자산업 중 재이용율이 낮고 수도 공급에 대한 경제적 손실이 가장 민감한 산업은 전자산업이다. 본 연구에서는 전자폐수를 정화하여 고품질화하고 회수율을 극대화하기 위한 기술적 고려사항을 고찰하였다. 전자산업 폐수의 성상과 처리율 자료를 기반으로 최적처리 전략이 고찰하였고, 전자폐수 재이용수 고품질화 및 대용량화 가용기술을 조사하고 국내 실정에 맞는 기술 도입 전략을 제안하였다. 전기전자 분야에서 용수는 거의 대부분 상수도에 의존하고 있고 이외에 용수 공급량이 크게 증가하고 있으며, 전자 산업의 시장 규모가 계속적으로 확대되는 추세이고, 물 부족 국가로서 용수 사용단가가 앞으로 상승할 것으로 예상되기 때문에 재이용수 사용비율을 더욱 향상시켜야 한다. 또한 전자산업에서 사용하는 초순수 생산용 고도정제 및 고품질화와 관련된 단위공정 산업은 가파른 지속적인 성장 추세를 보이고 있다. 전자폐수는 불소 및 인이 다량 함유되어 있고 강한 산성이며 질산염, 브롬, 규소 등을 포함하고 있다. 유기오염 물질로 Isopropyl Alchohol (IPA), Tetramethyl- ammonium Hydroxide (HMAH), Dimethyl Sulfoxide (DMSO)는 생물독성을 가지고 있으므로 분해가 어려워 특정 기능성 미생물 혹은 고도산화법으로 분해 가능하다. 최적 처리 공정은 [응집침전-무산소-폭기-응집침전-사여과-활성탄-맴브레인]의 복잡한 공정 구성을 가지며, 설치비용이 741만원/톤으로 가장 높고 운영비용은 660원/톤으로 낮은 수준이다. 무기물 처리를 위해서는 앞으로 회수 시스템의 확보가 필요하며 특히, 구리와 불소 자원을 회수대상 물질로 규정해야할 것이다. 독성 유기물질은 미생물의 활성을 저해시키므로, 전자폐수 처리에 높은 효율을 가지는 미생물 자원을 발굴하기 위한 심도있는 연구개발이 필요하다. 미국과 일본의 전자폐수 처리 및 재활용 분야 선도기업은 각각 Ionics RCC社와 Organo社이다. Ionics RCC社는 막분리기술, 초순수 제조설비기술, 공업용수 처리기술, 정수기 관련 기술의 폐수 및 정수 처리 핵심기술을 보유하고 있고, Organo社는 이온교환수지기술과 무열 증류수 제조장치를 기반으로 일본 내의 전자산업 용수를 공급하고 있다. 국내 전자폐수 재이용 산업수준은 매우 낮아, 해외 선진기술들에게 시장을 잠식당하고 있는 상황이다. 이러한 상황을 타개하기 위하여 국내 폐수 재이용 기술을 포함한 수자원 산업을 육성할 정책적 지원을 면밀히 준비해 나아가야 한다. 선진 기업에 의한 국내 시장 잠식을 완화하기 위해서는 핵심 요소기술 개발이 필요하다. 전자폐수를 초순수 수준으로 폐수를 정제해야 하므로 탈염과 막분리 기술이 핵심이다. 핵심 단위공정으로는 연수화, 역삼투, 전기투석, 정삼투 기술이 있다. 분야별로 최신 기술개발 경향은 연수화를 대체하는 나노여과, 에너지를 절감하는 역삼투 기술, 막오염을 방지하는 역전기투석기술, 정삼투 기술을 보완하는 정삼투-역삼투 하이브리드기술이다. 고품질 재이용수 생산과 관련된 핵심 특허는 역삼투, 자외선, 이온교환수지 분야에서 활발히 발간되고 있다. 전자폐수 고품질화는 운영비용이 절감되는 반면에 설비비용이 증가하므로, 최대한 많은 수량을 처리하는 혹은 산업단지 별로 대형화된 산업용수 처리 시스템을 구비할 때 폐수 처리 당량 당 설비비용을 절감할 수 있다. 향후 전자폐수 고품질화 기술의 발전방향은 국산화 장비의 양산, 통합 프로세스 설계, 사물인터넷 기반 스마트 운영이 될 것이다. 외국의 시장 잠식에 대응하기 위하여 높은 기술장벽을 극복할 방안이 필요하다. 지난 20여년 동안 개발되어 왔던 수처리기술과 재이용기술은 사업화의 훌륭한 기반을 제공하므로, 적극적인 차세대 실용화사업을 전개해야 한다. 그리고 재이용 설비의 높은 설비비를 보완하기 위하여 중앙 집중형 용수공급체계를 갖추어 경쟁력을 강화하고 모든 공정이 조화롭게 운영되고 수용 공급을 조절하는 최적 운영기술이 필요하다. 또한 전문인력을 양성하는 전문화된 인력양성 프로그램이 설치되어야 할 것이다.
Industrialization continues to accelerate, and industrial water usage shows signs of increase from 2.6 billion tons in 2003 to 2.8 billion tons in 2007, and stagnating to 2.3 billion tons in 2014. However, water resources continue to degrade in quality, and fluctuate in seasonal availability. <...
Industrialization continues to accelerate, and industrial water usage shows signs of increase from 2.6 billion tons in 2003 to 2.8 billion tons in 2007, and stagnating to 2.3 billion tons in 2014. However, water resources continue to degrade in quality, and fluctuate in seasonal availability.
Core industries in Korea that use large capacity of water include steel, petrochemical, and semiconductor industries. And semiconductor industry is lowest in water reuse, and most sensitive to economic loss due to water supply.
This research contemplates technological considerations for high quality purification of semiconductor wastewater, and maximizing rate of reclamation. Based on the data for semiconductor wastewater reclamation, the optimal strategy has been considered. Available technology for maximizing the quality and capacity of reclaimed water has been researched, and strategy for technological introduction that fits the domestic situation in Korea has been proposed.
In the semiconductor sector, industrial water usage depends primarily on waterworks. Quantity of water supply is increasing significantly, the market size shows increasing trend, and being in a country of water shortage, the unit cost of water usage is expected to increase.
Semiconductor industrial wastewater contains large amounts of fluorine and phosphorous, is highly acidic, and contains nitrate, bromine, and silicon. Organic pollutants Isopropyl Alcohol (IPA), Tetramethylammonium Hydroxide (HMAH), and Dimethyl Sulfoxide (DMSO) are biotoxic, and therefore difficult to decompose, requiring specific functional microorganisms or advanced oxidization process.
The optimal treatment process [coagulation sedimentation - anoxic - filtration - activated carbon - membrane] has a complicated composition, and the highest installation cost (7.41 million won/ton) and a relatively low operational cost (660 won/ton). Wastewater recovery system will be necessary to process minerals, and copper and fluorine resources should be especially regulated as substance for recovery. Because toxic organic material inhibits the activity of microorganisms, extensive research is needed to discover microbial resources that are highly efficient in electronic wastewater treatment.
Leading companies of the electronics wastewater treatment and reclamation sector in the United States and Japan include Ionics RCC and Organo Corporation, respectively. Ionics RCC owns the core technology in membrane separation, ultra-pure manufacturing facility, industrial water treatment, and wastewater treatment process related to water purification technology. Organo Corporation supplies electronics industrial water in Japan based on ion exchange resin technology and non-heat distilled water production equipment. Domestic semiconductor wastewater reclamation industry is very underdeveloped, and it’s market is being encroached by advanced foreign technologies. To overcome this situation, we need government’s support for policy that cultivates domestic water resources industry including wastewater reclamation technology.
Development of core technologies is necessary to ease the domestic market from being encroached by advanced foreign companies. Because electronics wastewater needs to be purified at ultrapure level, desalination and membrane separation technology is critical. Core unit process includes softening, reverse osmosis, electrodialysis, and cleansing. The trends in the latest technological development by sector includes: nanofiltration to replace softening, energy-saving reverse-osmosis technology, reverse electrodialysis technology to prevent membrane contamination, and reverse osmosis hybrid technology that complements positive osmosis technology.
Core patents related to production of high quality reclaimed water are being actively published in reverse osmosis, ultraviolet ray, and ion exchange resin sectors. High quality semiconductor wastewater saves operational cost but increases installation cost. So installation cost for wastewater treatment can be lowered when purchasing industrial water treatment system that is highest in capacity or enlarged by industrial complex. The future of technological development in high quality electronics wastewater will be in mass production of domestic equipment, integrated process design, and Smart operation based on Internet-of-Things.
In order to cope with foreign market encroachment, it is necessary to overcome high technology barriers. Water treatment technology and reuse technology, which have been developed over the past two decades, provide a good basis for commercialization, so it is necessary to develop an active next generation commercialization project. In order to supplement the high equipment cost of the reuse facilities, it is necessary to have a centralized water supply system to enhance competitiveness, to operate all processes harmoniously, and to control the supply and demand. In addition, a specialized training program for training professionals should be established.
Industrialization continues to accelerate, and industrial water usage shows signs of increase from 2.6 billion tons in 2003 to 2.8 billion tons in 2007, and stagnating to 2.3 billion tons in 2014. However, water resources continue to degrade in quality, and fluctuate in seasonal availability.
Core industries in Korea that use large capacity of water include steel, petrochemical, and semiconductor industries. And semiconductor industry is lowest in water reuse, and most sensitive to economic loss due to water supply.
This research contemplates technological considerations for high quality purification of semiconductor wastewater, and maximizing rate of reclamation. Based on the data for semiconductor wastewater reclamation, the optimal strategy has been considered. Available technology for maximizing the quality and capacity of reclaimed water has been researched, and strategy for technological introduction that fits the domestic situation in Korea has been proposed.
In the semiconductor sector, industrial water usage depends primarily on waterworks. Quantity of water supply is increasing significantly, the market size shows increasing trend, and being in a country of water shortage, the unit cost of water usage is expected to increase.
Semiconductor industrial wastewater contains large amounts of fluorine and phosphorous, is highly acidic, and contains nitrate, bromine, and silicon. Organic pollutants Isopropyl Alcohol (IPA), Tetramethylammonium Hydroxide (HMAH), and Dimethyl Sulfoxide (DMSO) are biotoxic, and therefore difficult to decompose, requiring specific functional microorganisms or advanced oxidization process.
The optimal treatment process [coagulation sedimentation - anoxic - filtration - activated carbon - membrane] has a complicated composition, and the highest installation cost (7.41 million won/ton) and a relatively low operational cost (660 won/ton). Wastewater recovery system will be necessary to process minerals, and copper and fluorine resources should be especially regulated as substance for recovery. Because toxic organic material inhibits the activity of microorganisms, extensive research is needed to discover microbial resources that are highly efficient in electronic wastewater treatment.
Leading companies of the electronics wastewater treatment and reclamation sector in the United States and Japan include Ionics RCC and Organo Corporation, respectively. Ionics RCC owns the core technology in membrane separation, ultra-pure manufacturing facility, industrial water treatment, and wastewater treatment process related to water purification technology. Organo Corporation supplies electronics industrial water in Japan based on ion exchange resin technology and non-heat distilled water production equipment. Domestic semiconductor wastewater reclamation industry is very underdeveloped, and it’s market is being encroached by advanced foreign technologies. To overcome this situation, we need government’s support for policy that cultivates domestic water resources industry including wastewater reclamation technology.
Development of core technologies is necessary to ease the domestic market from being encroached by advanced foreign companies. Because electronics wastewater needs to be purified at ultrapure level, desalination and membrane separation technology is critical. Core unit process includes softening, reverse osmosis, electrodialysis, and cleansing. The trends in the latest technological development by sector includes: nanofiltration to replace softening, energy-saving reverse-osmosis technology, reverse electrodialysis technology to prevent membrane contamination, and reverse osmosis hybrid technology that complements positive osmosis technology.
Core patents related to production of high quality reclaimed water are being actively published in reverse osmosis, ultraviolet ray, and ion exchange resin sectors. High quality semiconductor wastewater saves operational cost but increases installation cost. So installation cost for wastewater treatment can be lowered when purchasing industrial water treatment system that is highest in capacity or enlarged by industrial complex. The future of technological development in high quality electronics wastewater will be in mass production of domestic equipment, integrated process design, and Smart operation based on Internet-of-Things.
In order to cope with foreign market encroachment, it is necessary to overcome high technology barriers. Water treatment technology and reuse technology, which have been developed over the past two decades, provide a good basis for commercialization, so it is necessary to develop an active next generation commercialization project. In order to supplement the high equipment cost of the reuse facilities, it is necessary to have a centralized water supply system to enhance competitiveness, to operate all processes harmoniously, and to control the supply and demand. In addition, a specialized training program for training professionals should be established.
AI-Helper
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