초록 ▼

본 연구는 2년간의 연구기간동안 진행한다. 1년차에는 고순도 이산화염소 발생기 실용화 기술 개발 연구와 방류수에 소독능 및 고도처리가능성에 대한 연구로 방류수 적용시 고도처리 가능성, 소독효율, 기존 소독설비와 경제성부분에서의 경쟁력 등의 평가에 역점을 두고 추진한다. 2년차는 1차년도 연구자료를 토대로 하여 고도처리공정개발과 자동화 System 개발에 중점을 두고 연구함으로서 하 폐수처리장 적용 할 수 있는 완벽한 고순도의 이산화염소 소독 System을 연구/개발 하고자 한다.
□ 1차년도
1. 고순도의 이산화염소 발생

본 연구는 2년간의 연구기간동안 진행한다. 1년차에는 고순도 이산화염소 발생기 실용화 기술 개발 연구와 방류수에 소독능 및 고도처리가능성에 대한 연구로 방류수 적용시 고도처리 가능성, 소독효율, 기존 소독설비와 경제성부분에서의 경쟁력 등의 평가에 역점을 두고 추진한다. 2년차는 1차년도 연구자료를 토대로 하여 고도처리공정개발과 자동화 System 개발에 중점을 두고 연구함으로서 하 폐수처리장 적용 할 수 있는 완벽한 고순도의 이산화염소 소독 System을 연구/개발 하고자 한다.
□ 1차년도
1. 고순도의 이산화염소 발생기 실용화 기술 개발
고순도의 이산화염소 생성 평가로 시작품에서 생성된 이산화염소액 중 5,000ppm이상 이산화염소 함유 여부, 시간당 10kg이상의 이산화염소 생성 가능 여부, 기존 제품과 비교하여 $ClO_{2}^{-}$, $ClO_{3}^{-}$등 반응 부산물이 80%이상 제거 여부를 평가하였다. 또한 시스템의 안전성 평가를 위해 기존공정의 문제점이었던 반응소음으로 인한 기계 결함 제거와 이산화염소 생성시 발생하는 약품냄새를 제거하기 위한 시스템 개발을 하였다. 마지막으로 경제성 평가를 위해 기존공정에 대비해 60∼80%의 용수 절감 및 15%원료 약품비 절감을 할 수 있는 시스템 개발을 목표로 하였다.
2. 이산화염소 살균능 연구 및 고도처리기술 개발
처리수의 수질기준 확보 평가를 위해 수질기준이내의 조건유지를 위한 투입량 결정을 위해 하수처리장 방류수의 소독시 대장균수 1,000마리/ml 이하의 처리수질 m유지 여부를 Pilot Scale로 적용 소독능의 우수성을 평가하였으며, 염소소독과 비교해서 소독부산물인 THMs, HAAs 90%이상 제거, 방류수의 COD 제거 가능성 적용실험을 실시하여 고도처리 가능성 여부를 평가하여 이산화염소의 하수소독 적용 타당성을 평가 하였다.
□ 2차년도
1. 이산화염소를 이용한 소독 공정 개발
전년도의 이산화염소 소독능 확인에 따라 소독시스템 적용간 최적 운전조건 도출을 위한 대안제시에 목적을 두고 이산화염소 주입량과 반응시간에 따른 대장균수 연구, 소독조의 혼화 방법에 대한 연구, 소독 부산물에 대한 연구를 통해 하수처리장에서의 실제 pilot scale 운전 모니터링을 통해 최적의 운전조건 제시하였다.
2. 자동화 이산화염소 소독시스템 개발
기존의 수동조건으로 개발된 기술을 운영하기 편리하게 전환하고자 자동화 설비로 무인운전이 가능토록 자동화시스템을 개발하였으며, 기기의 안전성 확보를 위해 일정한 수율로 생성된 이산화염소를 방류량에 비례투입 할 수 있는 시스템 개발을 완료해 실제로 하수처리장에 적용이 가능하게 개발 하였다.

Abstract ▼

1. Development of automatic disinfection system
It does research in system development that it can inject follow on system development and flow rate that can product chlorine dioxide uniform high grade rate automatically.
So it makes a plan raw materials injection line of the biggest effects a

1. Development of automatic disinfection system
It does research in system development that it can inject follow on system development and flow rate that can product chlorine dioxide uniform high grade rate automatically.
So it makes a plan raw materials injection line of the biggest effects as the least operation cost. Chlorine gas is designed that can injected automatically by a vacuum pressure with throwing diluted sodium chlorine.
At this time, sodium chlorite can inject automatically by a fixed quantity pump. Also diluted solution is design that can supply automatically by use of a booster pump of invertor form for maintaining fixed pressure. The reason why selecting an invertor form is reducing a gap of occurring at a pump and loaded of machine due to frequent on/off to a minimum. A safety device can stop automatically when shortage in raw materials. Also it can stop automatically when it happen a problem of occurring chlorine dioxide pressure increase or decrease of raw materials injection line.
Automatic injection system is the reminder solution in occurring chlorine dioxide stores at subsidiary storage tank. Chlorine dioxide is filled with water then it can stop automatically. And it can develop for using a storeded chlorine dioxide. This subsidiary storage tank has a storage capacity more than 30 minutes because of reducing loading of machine to a minimum.
It emphasized on sealing tightly of by occurring stench of chlorine dioxide strongly.
2. Disinfection process development of chlorine dioxide
Sterilizing power of all colon bacillus amount by injection volume of chlorine dioxide differs the removal rate greatly as contact time at 0.5ppm/injection density. It has a removal rate of 99% at 15min/contact time. The removal rate of more than 90% have to rise a injection volume or contact time. Also it shows a high removal rate more than 0.5ppm/contact time at 0.5ppm. The removal rate of more than 90% needs to a contact time more than 10min. And the removal rate of more than 99% needs to a contact time more than 15min. The removal rate of Jeneral bacillus disinfection ability shows a little difference by injection density. But it has a removal rate of more than 90% by whole contact time. For the removal rate of more than 99% needs 0.5ppm and 5∼30min/injection.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• Summary...11
• CONTENTS...13
• List of Tables...16
• List of Figures...18
• 목차...23
• 제1장 서론...26
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성...26
• 제2절 연구개발의 범위...27
• 제2장 국내외 기술개발 현황...30
• 제1절 이산화염소의 특성...30
• 1. 이산화염소의 물리화학적 특성...30
• 2. 이산화염소의 수용액상에서의 반응...31
• 3. 이산화염소의 소독 부산물...32
• 제2절 국내.외 관련기술 동향...34
• 1. 국외기술동향...34
• 2. 국내기술동향...35
• 3. 국내외 유사기술과의 차별성...37
• 제3절 기술개발시 예상되는 파급효과 및 활용방안...38
• 1. 환경적 효과(환경개선효과, 제도개선효과)...38
• 2. 직접적 경제효과(개발품의 내수판매액, 수출효과)...38
• 3. 간접적 경제효과...40
• 4. 기타 예상되는 효과...40
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...41
• 제1절 고순도 이산화염소 발생기 실용화 기술 개발...41
• 1. 고순도/고농도의 이산화염소 대량 생산 공법 개발...41
• 2. 반응시 Reactor 반응소음 제거 공법 개발...65
• 3. 기존 염소소독설비와 연계이용이 가능한 경제적인 공법개발...66
• 4. 기존공정에 비해 반응부산물 저감 공법 개발...70
• 5. 결론...71
• 제2절 자동화 이산화염소 소독시스템 개발...72
• 1. 자동화 소독시스템 개발...72
• 2. 균일한 수율의 이산화염소를 생성할 수 있는 시스템 개발...90
• 3. 이산화염소 투입량 자동조절 시스템 개발...90
• 4. 결론...91
• 제3절 이산화염소 살균능 및 고도처리연구...109
• 1. 생산된 이산화염소의 순도에 대한 조사...109
• 2. 이산화염소 주입량에 따른 소독능 조사...122
• 3. 생산된 이산화염소를 이용한 색도제거 조사...135
• 4. 이산화염소를 이용한 철(Fe)과 망간(Mn)제거 조사...150
• 5. COD제거 및 SS제거에 대한 조사...155
• 6. 생산된 이산화염소의 페놀 제거에 관한 조사...163
• 7. 실험분석 결과...167
• 제4절 Y시 하수종말처리장 방류수 Pilot 장비 적용 결과...169
• 1. 이산화염소 대장균 제거율 평가...169
• 2. 현장 소독설비 평가...173
• 3. 분석 및 평가...178
• 제5절 이산화염소소독공정 개발...180
• 1. Pilot 운전 방법 및 조건...180
• 2. 10kg/hr급 Pilot 이산화염소 발생기 성능 평가...183
• 3. Pilot 소독 시스템 적용시 소독능에 대한 조사...192
• 4. Pilot 소독 시스템에서 THMs와 HAAs에 대한 조사...223
• 5. pH에 따른 생성된 이산화염소의 경시변화 분석...229
• 제4장 연구개발달성도 및 대외 기여도...238
• 제1절 연구개발 목표 달성도...238
• 제2절 연구개발에 대한 대외 기여도...241
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...243
• 제1절 추가연구의 필요성...243
• 제2절 연구개발결과의 활용계획...244
• 제6장 참고문헌...247