초록 ▼

본 연구에서는 하수처리장 처리수의 재이용을 위한 LCHE-WRT (Low Cost High Efficiency-Water Reuse Technology) 시스템 개발 및 적용을 위하여 다음과 같은 연구결과를 2단계에 도출하였음
$\circ$ 경제적인 Polyurethane 소재의 여재인 Eco-Chip에 대하여 물리?화학적 특성별로 Eco-Chip에 대하여 비교실험을 수행한 결과 Eco-Chip 이 탁도와 SS의 제거율에서 가장 우수한 것으로 나타났음
$\circ$ LCHE-WRT

본 연구에서는 하수처리장 처리수의 재이용을 위한 LCHE-WRT (Low Cost High Efficiency-Water Reuse Technology) 시스템 개발 및 적용을 위하여 다음과 같은 연구결과를 2단계에 도출하였음
$\circ$ 경제적인 Polyurethane 소재의 여재인 Eco-Chip에 대하여 물리?화학적 특성별로 Eco-Chip에 대하여 비교실험을 수행한 결과 Eco-Chip 이 탁도와 SS의 제거율에서 가장 우수한 것으로 나타났음
$\circ$ LCHE-WRT 시스템 설계인자인 선속도, 압축율, 여재깊이변화에 따른 여과 효율을 평가하여 최적인자를 도출하기 위해 여재깊이를 100cm로 고정하고 선속도는 10m/hr～30m/hr로, 압축율은 0%～70%로 변화시켜 실험한 결과 선속도가 10m/hr, 압축율이 70%일때 여과 효율이 가장 뛰어났지만 막힘 현상이 빨라 빈번한 역세척 우려가 있어 유입수의 성상 및 처리수의 용도를 고려할 필요 있었음
$\circ$ 실험결과를 바탕으로 $500m^{3}/day$ LCHE-WRT 시스템의 실증플랜트를 설계하였으며, 이를 과천시환경사업소에 설치하여 장기운전을 수행하며 기술개선 및 신기술신청을 위한 현장 자료를 축적하였음
$\circ$ 실규모 LCHE-WRT 시스템의 최적화 실험을 통하여 유량 500 $500m^{3}/day$ ($20.8m^{3}/hr$), 여과선속도 $10m^{3}/m^{2}$ㆍhr, 역세선속도 $10m^{3}/m^{2}$ㆍhr, 역세수 투입시간 20분, 숙성시간 20분, 총역세시간 60분, 역세유량 비율 1～2%, 압축율 0% 등으로 현장운전기술을 최적화하여 시스템에 적용하여 운전보완을 수행하였음
$\circ$ 실규모 LCHE-WRT 시스템을 운전하며 발생되는 예측되지 않은 문제점들의 troubleshooting을 수행하며 현장운전에 필요한 기술적 know-how를 축적하고 시스템의 개선을 시도하였음
$\circ$ LCHE-WRT 시스템의 자동화 운전을 위하여 PLC를 이용한 제어로직을 완성하고 제어판넬을 구성하여 시간 시퀀스에 따른 여과 및 역세운전이 가능하도록 자동화 시스템과 프로그램을 완성하였음
$\circ$ 실규모 LCHE-WRT 시스템에서 처리된 재이용수는 재이용기준에 적합한 수질을 유지하고 있으며 과천시환경사업소의 요청에 따라 우수저류조로 유입시키는 배관공사를 수행하여 일부는 저류 후 하수처리장내 탈수기동에서의 세척 및 청소용수로 사용하고 일부는 양재천의 하천유지용수로 공급 중에 있음
$\circ$ LCHE-WRT 시스템과 응집공정과의 결합을 통한 시스템 고도화 가능성을 검토함으로써 LCHE-WRT 시스템기술의 적용에 있어서 수질총량관리제하에서의 3차처리 또는 합류식하수관거 월류수 및 강우유출수처리 기술로 적용분야를 확대할 수 있는 기술로 개량을 시도하였음
$\circ$ LCHE-WRT 시스템의 기술이전을 위하여 참여기업과의 공동운영을 통하여 설계 및 운전에 관련된 know-how를 이전받도록 하였으며 참여기업과 공동으로 환경신기술을 추진하여 기술이전 및 사업화가 가능하도록 하였음

Abstract ▼

In this research, LCHE-WRT system equipped with rapid eco-chip filter was used for the removal of suspend solids, turbidity, and color. During the research period, the experiment in regard of filter medium selection for LCHE-WRT was carried by testing various types of media made by polyurethane. Als

In this research, LCHE-WRT system equipped with rapid eco-chip filter was used for the removal of suspend solids, turbidity, and color. During the research period, the experiment in regard of filter medium selection for LCHE-WRT was carried by testing various types of media made by polyurethane. Also, the pilot-scale experiment was conducted in the Gwachon municipal wastewater treatment plant to find optimum operation parameters. In addition, LCHE-WRT system with capacity of $500m^{3}/day$ was operated and the data from the system was summarized for applying new technology certificate by Ministry of Environment. During the last year of the project, KIST, Halla Corp and city of Gweonchon will tightly cooperate to initiate demonstration plants in several locations.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...11
• CONTENTS...18
• 목차...20
• 그림목차...24
• 제1장 서론...29
• 제1절 연구개발의 배경 및 목적...29
• 제2절 연구개발의 목표 및 범위...32
• 1. 연구 개발의 목표...32
• 2. 연구 개발의 범위...34
• 제2장 국내.외 처리수 재이용 기술개발 현황...35
• 제1절 국내 하수처리시설 및 처리수 재이용 현황...35
• 1. 하수처리장 가동 현황...35
• 2. 하수처리장의 하수처리수 재이용 현황...38
• 3. 국내 중수도 수질 기준...40
• 제2절 국내외 하수 처리수 재이용을 위한 여과 기술 현황...41
• 1. 급속 여과법 개요...41
• 2. 국내외 여과기술 현황...43
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...51
• 제1절 처리수 재이용을 위한 LCHE-WRT 시스템 개발...51
• 1. LCHE-WRT 시스템 개요 및 운전방법...51
• 가. 기술 개요...51
• 나. 시스템 구성...51
• 다. 양방향 압밀여과 시스템의 여과과정...53
• 라. 양방향 압밀여과 시스템의 세정과정...54
• 마. 양방향 압밀여과 시스템에 사용되는 여재...55
• 2. Polyurethane 여재 (Eco-Chip) 물리.화학적 특성 분석...55
• 3. 단일 여재를 이용한 여과 효율 평가...58
• 가. 단일 여재를 이용한 여재 성능 비교...58
• 나. 여재 크기 및 선속도에 의한 여과효율 변화 평가...61
• 4. 이중 여재를 이용한 여과성능 비교 평가...62
• 가. 여재에 따른 Dual Media 여과장치의 운전효율 평가...62
• 나. Duel Media 여과장치의 입자제거 특성 평가...66
• 5. LCHE-WRT 시스템 운전인자 도출 및 최적화...69
• 가. LCHE-WRT시스템 운전인자 도출...69
• 나. LCHE-WRT 시스템 운전인자 최적화...70
• 제2절 500톤/일 규모 LCHE-WRT시스템 구성 및 최적화...83
• 1. LCHE-WRT시스템 설계 및 제작...83
• 가. LCHE-WRT시스템 설계...83
• 나. LCHE-WRT시스템 제작...85
• 2. LCHE-WRT시스템 현장 설치...87
• 3. LCHE-WRT시스템의 운전 조건에 따른 처리효율 변화...92
• 가. LCHE-WRT시스템의 운전을 위한 여재 압축률 결정...92
• 나. LCHE-WRT시스템의 운전을 위한 역세척 주기 결정...94
• 4. 실규모 LCHE-WRT시스템에 대한 자동화 구축...98
• 가. PLC(Programmable Logic Control)를 이용한 시퀀스 제어...98
• 나. 계측 자동화를 통한 통합 자동화 알고리즘 검토...100
• 5. LCHE-WRT시스템 시운전을 통한 개선 및 보완...103
• 제3절 장기 운전을 통한 500톤/일 규모 LCHE-WRT시스템 운전성능 평가...106
• 1. 운전조건 확립을 위한 Track study 수행...106
• 가. 양방향 압밀여과 시스템 Track 시험 결과: 탁도...106
• 나. 양방향 압밀여과 시스템 Track 시험 결과: SS...106
• 다. 양방향 압밀여과 시스템 Track 시험 결과: BOD...108
• 2. LCHE-WRT 시스템의 장기운전 성능 평가...109
• 가. 장기운전 성능 평가 내용...109
• 나. 항목별 평가 결과...110
• 다. 평가 결과 요약...113
• 3. LCHE-WRT 시스템의 처리장 내 활용...115
• 제4절 LCHE-WRT 시스템의 사업화...116
• 1. LCHE-WRT 시스템 사업화를 위한 기술의 우수성 검토...116
• 가. 방류수 처리성능 측면에서 본 LCHE-WRT시스템의 우수성...116
• 나. 경제성 측면에서 본 LCHE-WRT 시스템의 우수성...117
• 다. 현장 적용성 측면에서 본 LCHE-WRT시스템의 우수성...120
• 라. 안전성 측면에서 본 LCHE-WRT시스템의 우수성...121
• 마. 편의성 측면에서 본 LCHE-WRT시스템의 우수성...122
• 바. 내구성 측면에서 본 LCHE-WRT시스템의 우수성...123
• 2. 환경 신기술 신청...124
• 가. 신기술의 범위...124
• 나. 신기술의 신규성...124
• 3. LCHE-WRT 시스템의 기술이전 및 사업화...127
• 가. 기술이전 효율화를 위한 운전 Know-how 공유...127
• 나. LCHE-WRT 시스템의 사업화 추진을 위한 기술 개선방안 도출...128
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...142
• 제1절 연구목표 달성도...142
• 제2절 관련 분야 기여도...144
• 1. 환경적 기대효과...144
• 2. 기술적 파급효과...145
• 3. 경제적 파급효과...145
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...146
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술 정보...147
• 제1절 해외 하수처리수 재이용시설 운영관리 현황...147
• 1. 일본의 하수 재이용 현황...147
• 가. 재이용의 목적...147
• 나. 재이용의 형태...149
• 다. 재이용을 위한 하수처리수 처리 공법...150
• 2. 미국의 하수 재이용 현황...150
• 가. 재이용의 배경...150
• 나. 재이용의 형태...151
• 제2절 외국의 재이용 용도별 하수 재이용수 수질 기준...152
• 1. 일본...152
• 2. 미국...153
• 제3절 고속여과 Fuzzy 필터 조사...157
• 제7장 참고문헌...159
• 부록...163
• 연구결과 활용계획서...176
• 기술요약서...183