초록 ▼

본 과제는 2007년 4월 1일부터 2009년 3월 31일까지 총 2년에 걸쳐 진행되었으며, 2002년부터 진행되어 왔던 “정수처리장 침전지의 배수로 이끼, 조류의 성장방지 및 부착방지 자동화 시스템 개발”의 성과물인 초친수성 세라믹코팅 판넬을 실제 현장에 Full Scale로 설치하고 환경부 신기술 인증을 거침으로서 완전 상품화에 성공하는 것과 나아가 수출 상품화하는 것을 목표로 하여 부착방지용 세라믹 코팅판넬 시스템의 스케일업 기술 및 시공기술최적화 연구개발은 다음과 같이 구성되었다.
1차년도에서는 친수성 항부착 세라믹 코

본 과제는 2007년 4월 1일부터 2009년 3월 31일까지 총 2년에 걸쳐 진행되었으며, 2002년부터 진행되어 왔던 “정수처리장 침전지의 배수로 이끼, 조류의 성장방지 및 부착방지 자동화 시스템 개발”의 성과물인 초친수성 세라믹코팅 판넬을 실제 현장에 Full Scale로 설치하고 환경부 신기술 인증을 거침으로서 완전 상품화에 성공하는 것과 나아가 수출 상품화하는 것을 목표로 하여 부착방지용 세라믹 코팅판넬 시스템의 스케일업 기술 및 시공기술최적화 연구개발은 다음과 같이 구성되었다.
1차년도에서는 친수성 항부착 세라믹 코팅판넬 시스템의 최적 현장화를 위해 시공기술의 개선에 중점을 두었다. 이를 위해 친수성 항부착 세라믹 코팅판넬의 최적조건을 도출하였다. 추후 친수성 항부착 세라믹 코팅판넬 시스템의 현장 설치 및 이끼, 조류 및 부유물질 부착방지 제거율 성능평가에 대해 연구수행하였다.
이를 위해 서울시 정수장의 최소 1개를 선정하여 침전지 배수로에 세라믹 코팅판넬을 시공하여 설치하고, 시간 경과에 따른 사진촬영, 조류 성장 및 침전지 관리에 대한 정수장 운영 관계자와의 면담, 시간 경과에 따른 조류 부착성장량(클로로필) 측정 및 변화 양상 관측, 현미경 및 SEM 촬영을 통한 부착조류종 파악, 친수성 항부착 세라믹 코팅판넬의 접촉각 측정 등을 통하여 제품성능을 과학적으로 검증하였다. 또한 제품설치 전후에 따른 경제성 평가도 실시하였다.
2차년도에서는 1차년도에 진행된 결과 및 평가를 바탕으로 부착조류, 이끼 등의 성장방지 및 제거효율 향상을 위한 인자를 검토하고 제품경제성 강화를 통해 최적 세라믹 코팅판넬을 완성하였다. 이를 바탕으로 환경부 환경신기술을 인증하도록 하였으며, 2개소 이상 정수처리장에 친수성 항부착 세라믹 코팅판넬 시스템을 설치, 설치 운영에 관한 시방서 작성, 해외시장 홍보를 통한 수출상품화 하고자 하였다.

Abstract ▼

Attached algae are very sensitive to the water quality and rapidly grown under appropriate light and nutrients. Also, there are various kinds of algae in water where differs the attaching characteristics of each condition. According to the literature, the factors affecting on the growth of algae are

Attached algae are very sensitive to the water quality and rapidly grown under appropriate light and nutrients. Also, there are various kinds of algae in water where differs the attaching characteristics of each condition. According to the literature, the factors affecting on the growth of algae are water velocity, substrates, phosphorus concentrations, and light. In particular, many sedimentation basin or reactors in water treatment plants in Korea are constructed in outdoor facilities without any housing which can prevent direct sun-light. Thus, plenty of microorganisms, which are algae, mosses, and bacteria, are easily bloomed and attached to drainage canal and weir in sedimentation basin of water treatment plant.
Algae have a bad influence on coagulation and precipitation process in drinking water production. The growth of algae increases pH of water and disturbs an effective floc formation. Additionally, a lot of coagulants are required to overcome the surface charge of algae inducing undesirable by-products. Sometimes, the once precipitated floc arises again due to low specific gravitational weight of algae. The part of algae which cannot be removed by coagulation and precipitation is introduced into the sand filtration process. In this case, algae block pores of sand filter, induce a serious head loss, cause tastes and odors, and decrease a backwashing period. Consequently, the growth of algae becomes one of main factors to deteriorate the quality of drinking water. In addition, aesthetic problems of attached algae rapidly growing on the drainage canal in sedimentation basin occur in summer season.

목차 Contents

• 환경기술개발사업 최종보고서.초록 ...1
• 표지 ...2
• 제출문 ...5
• 보고서 초록...6
• 요약문 ...9
• SUMMARY ...14
• 목차 ...17
• 표차례 ...19
• 그림차례 ...20
• 제1장 서론 ...22
• 가. 연구개발의 중요성 및 필요성 ...22
• 나. 연구개발의 국내외 현황 ...28
• 1. 국내수준 ...28
• 2. 국외수준 ...29
• 다. 연구개발대상 기술의 차별성 ...30
• 1. 차별성 ...30
• 2. 관련기술 보유 현황 ...30
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ...31
• 가. 연구의 최종목표 ...31
• 나. 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ...31
• 다. 연도별 추진체계 ...33
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ...34
• 가. 연구개발 결과 및 토의 ...34
• 1. 친수성 항부착 세라믹 코팅판넬 시스템의 최적화 ...34
• 가. 전자현미경(SEM)을 통한 친수성 세라믹의 표면과 단면관측 ...34
• (1). SEM관측을 통한 최적 코팅 조건 선정 ...34
• (2). 친수성 세라믹의 표면과 단면 SEM관측 ...36
• 나. 초친수성 항균세라믹의 원자재 구성성분 분석을 위한 XRD, XRF 분석 ...39
• (1). 세라믹 박막 물성 분석을 위한 XRD, XRF, 투과도 분석 ...39
• 다. 세라믹 코팅판넬의 안전성 검사 ...42
• 2. 초친수성 항 부착 세라믹 적용 대상 정수장 선정 및 설치 ...46
• 가. 대상 정수장 선정 ...46
• 나. 초친수성 세라믹 코팅 판넬 설치 ...47
• 3. 초친수성 항 부착 세라믹 코팅 판넬장치의 조류제거 성능평가 ...54
• 가. 연구 방법 ...54
• (1) Sampling 방법 ...54
• (2) 수질분석 방법 ...57
• (3) Quinone 분석 ...58
• 나. 부유조류량 변화 모니터링 ...59
• 다. 부착조류량 변화 모니터링 ...62
• 라. 부착 조류 탈리 실험 ...67
• 마. 조류 변화 모니터링 ...67
• (1) 현미경 관찰 ...67
• (2) 사진촬영 ...69
• (3) 퀴논분석 ...69
• 바. 옆면 세라믹 코팅판넬 설치 결과 ...74
• 4. 초친수성 항 부착 세라믹 코팅 판넬의 설치 후 변화 ...74
• 가. 재질별 접촉각 (Contact Angle) 측정 비교 ...74
• 나. Scanning Electron Micrographs (SEM) 촬영 ...75
• 다. 세라믹 코팅 판넬 제거 전후 비교 ...77
• 나. 연구개발 결과 요약 ...79
• 다. 연도별 연구개발목표의 달성도 ...81
• 라. 연도별 연구성과(논문특허 등) ...81
• 마. 관련분야의 기술발전 기여도 ...83
• 1. 기술적 측면 ...83
• 가. 기술의 수출 가능여부 ...83
• 나. 본 연구에서 개발하고자하는 기술의 경제성 ...83
• 2. 환경적 측면 ...84
• 3. 경제적.산업적 측면 ...84
• 바. 연구개발 결과의 활용계획 ...85
• 제4장 참고문헌 ...86
• 부 록 ...88