초록 ▼

고전압 arc discharge system을 이용하여 하천 호수 인근연안에서 번식하며 오염시키는 algae 및 녹 적조류의 제거 기술 개발은 호소, 하천의 녹조현상과 인근 연안의 부영양화로 인한 적조현상으로 인해 수중 산소 부족, 물고기 폐사, 경관 훼손을 일으켜 사회적 경제적 피해가 증가하고 있기에, 친환경적인 처리 기술 개발과 전체적인 환경부하를 저감시킬 수 있는 고효율 저비용의 기술 개발을 목적으로 연구되었다. 고전압 arc discharge system 개발을 위해, 1차년도에는 Lab scale의 규모의 arc disch

고전압 arc discharge system을 이용하여 하천 호수 인근연안에서 번식하며 오염시키는 algae 및 녹 적조류의 제거 기술 개발은 호소, 하천의 녹조현상과 인근 연안의 부영양화로 인한 적조현상으로 인해 수중 산소 부족, 물고기 폐사, 경관 훼손을 일으켜 사회적 경제적 피해가 증가하고 있기에, 친환경적인 처리 기술 개발과 전체적인 환경부하를 저감시킬 수 있는 고효율 저비용의 기술 개발을 목적으로 연구되었다. 고전압 arc discharge system 개발을 위해, 1차년도에는 Lab scale의 규모의 arc discharge system을 이용한 녹조 처리와 아크방전 발생에 필요한 전극을 개발하였다. 2차년도 5kW급 고전압 펄스 discharge system을 개발하여 90%이상의 녹조 및 30%이상의 직조 제거기술 확보와, 방전후 생태계 영향 보존 방안을 제시하기 위하여 민물고기를 대상으로 생존도를 테스트하였다. 3차년도에는 10kw급 arc discharge system 개발 기술과 6m x 6m x 15m의 호소를 물속 아크 방전을 이용하여 처리시 90%이상 제거하였으며, 적조 처리를 위해 침상(Needle type) 전극으로 10kW급 system에서 반응기를 scale-up하여 50%이상 제거하였다. 아크방전시 생태 평가를 실시하기 위하여 수질 실험과 식물성 플랑크톤의 생리적 활성도를 측정하였다. 물속 아크방전 기술 개발 결과 기존 응집제, 화학 약품, 황토 살포를 대체하여 2차 오염 부산물이 없는 친환경적인 기술로 국내 골프장내 수질 정화 시스템, 소형어항 및 관상용 수조 정화 시스템, 인근 연안의 적조 처리 시스템에 적용하여 처리비용의 절감 효과와 난분해성 물질 처리에 대한 플라즈마 기술응용이 가능할 것으로 예상된다.

Abstract

(1) Development of high-voltage pulse discharge system to occur discharge in water
(2) Improvement of arc discharge system to remove more than 90 % of green tide algae and 50% of red-tide algae in mere/coast

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...6
• 보고서 초록...7
• 요약문...8
• SUMMARY...9
• CONTENTS...10
• 목차...12
• 제1장 서론...15
• 제1절 연구개발의 목적...15
• 제2절 연구개발의 필요성...16
• 제2장 국내외 기술개발 현황...21
• 제1절 국외 기술개발 현황...21
• 제2절 국내 기술개발 현황...24
• 제3절 국내외 유사기술과의 차별성...27
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...29
• 제1절 고전압 펄스 아크방전(pulse arc discharge) 시스템 설계...29
• 1. 고전압 방전의 원리...29
• 2. 고전압 펄스 파워의 발생...33
• 3. 물속 방전 회로의 모델링 및 시뮬레이션...36
• 제2절 고전압 펄스 아크방전(pulse arc discharge) 시스템 제작...50
• 1. 1 kW급 펄스 아크방전(pulse arc discharge) 시스템...50
• 2. 10 kW급 펄스 아크방전(pulse arc discharge) 시스템...56
• 3. Field test용 1kW 급 Pulse arc discharge 시스템 제작...60
• 제3절 방전 전극 설계 및 제작...62
• 1. 전극 종류에 따른 물속 방전 실험...62
• 2. 10kW 급 고전압 펄스 아크(Arc)방전 시스템을 이용한 아크(Arc)방전 조건분석...101
• 제4절 녹조, 적조 배양 시스템 및 배양...107
• 1. 녹조 배양 시스템 구축 및 배양...107
• 2. 적조 배양 시스템 구축 및 배양...113
• 제5절 녹조, 적조 제거 효율 평가 기술...117
• 1. SR 챔버(chamber)를 이용한 개체수 평가...117
• 2. 헤모싸이토메타(Hemocytometer)를 이용한 개체수 평가...119
• 3. 클로로필 a 측정 방법을 통한 평가...120
• 4. 주사전자 현미경(SEM )을 통한 평가...123
• 제6절 고전압 펄스 아크방전 시스템(arc discharge system)을 이용한 녹조, 적조 제거 실험...127
• 1. 메커니즘 분석 결과...127
• 2. 고전압 펄스 아크 방전 시스템을 이용한 녹조 제거 결과...136
• 3. 고전압 펄스 아크 방전 시스템을 이용한 적조 제거 실험...150
• 4. 결론...160
• 제7절 녹조 제거 필드 테스트(Field test)...161
• 1. 1차 필드 테스트-두0 저수지...163
• 2. 2차 필드 테스트-일0 저수지...175
• 3. 생태영향평가...180
• 4. 물속 방전시 생태에 미치는 영역 조사...197
• 5. 결론...202
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 관련분야 기여도...205
• 1. 최종목표...206
• 2. 평가항목 및 평가방법에 따른 년차별 결과...206
• 3. 최종 목표 달성도...206
• 4. 관련분야 기여도...207
• 5. 연구결과의 성과...208
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...211
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...213
• 제1절 부상분리기술...213
• 제2절 플라즈마를 이용한 조류 제거...215
• 제7장 참고문헌...217
• 제8장 부록...221
• 부록 1. 연구진 회의 회의록...221
• 부록 2. 고전압 펄스 arc discharge system...225
• 부록 3. 특허 자료...228