초록 ▼

1. 최종목표
하수 처리장에서 발생하는 하수 잉여 슬러지의 육상 매립과 해양투기가 금지 됨에 따라 효율적인 하수 슬러지 처리방안의 마련이 필요하지만 괄목할만한 대안을 마련하지 못하여 큰 사회 문제로 대두되고 있는 하수 처리장에서 발생하는 잉여슬러지를 파괴시켜 혐기성 소화시킬 때 소화조에서의 소화 효율을 높여 최종 슬러지 발생량을 감소시키고, 발생되는 바이오가스의 양을 증가시켜 에너지 회수율을 높이기 위한 방안으로 이용될 수 있는 초음파 장치를 개발하여 외국의 초음파 장치와 성능을 비교하고, 실용화 가능성에 대하여 검증함으로써

1. 최종목표
하수 처리장에서 발생하는 하수 잉여 슬러지의 육상 매립과 해양투기가 금지 됨에 따라 효율적인 하수 슬러지 처리방안의 마련이 필요하지만 괄목할만한 대안을 마련하지 못하여 큰 사회 문제로 대두되고 있는 하수 처리장에서 발생하는 잉여슬러지를 파괴시켜 혐기성 소화시킬 때 소화조에서의 소화 효율을 높여 최종 슬러지 발생량을 감소시키고, 발생되는 바이오가스의 양을 증가시켜 에너지 회수율을 높이기 위한 방안으로 이용될 수 있는 초음파 장치를 개발하여 외국의 초음파 장치와 성능을 비교하고, 실용화 가능성에 대하여 검증함으로써 국산 연속식 대용량 초음파 장치의 개발에 목표를 두었다.
2. 개발내용 및 결과
○ 20kHz probe형 초음파 장치를 개발하여 슬러지 파괴 실험을 수행하고, 미국 Sonics 제품과 그 성능을 비교하였을 때 유사한 성능을 나타내는 것으로 결과를 얻어 내었으나, 발생장치의 안정성은 다소 떨어지는 것으로 나타나 차후 제조업체와의 긴밀한 협조하에 보완하기로 하였으며, 연속 사용이 가능하도록 flow cell의 개발 완료 하였음.
○ 28kHz급 연속식 대용량 장치를 설계/제작하여 슬러지 파괴실험과 처리된 슬러지의 혐기성 소화 실험을 거쳐 성능을 확인함으로써 개발을 완료 하였으며, 실용신안 출원 준비 중에 있음.
하수슬러지를 대상으로 실험한 결과 슬러지의 파괴효율이 우수하고, 파괴된 슬러지를 20L 크기의 회분식 반응기를 이용하여 혐기성 소화시켰을 때 소화효율이 초음파 처리되지 않은 슬러지를 시켰을 때의 결과와 비교하였을 때 10 ∼ 15% 정도의 증가효과가 나타남을 확인할 수 있었다.
○ 이로써 본 과제의 수행결과 하수슬러지를 처리하기 위한 대용량 초음파 장치의 국산화가 가능하게 되어 하수 슬러지의 처리에 있어서 경제적이고 효율적인 처리가 가능한 기술력을 확보할 수 있게 되었다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
○ 20kHz probe type 초음파 장치의 국산화 및 flow cell 개발 완료
○ 하수슬러지 처리를 위한 28kHz 급 연속식 대용량 초음파 장치의 설계/제작 기술력 확보
○ 개발된 28 kHz 급 연속식 대용량 초음파 장치를 이용하여 큰 사회문제로 대두되
고 있는 하수슬러지의 처리효율을 향상시키고 에너지를 회수할 수 있는 처리 기술력 확보
○ 경제적 성과
○ 20kHz probe type 초음파 장치의 국산화 및 flow cell 개발에 따라 수입대체효과
○ 28kHz 대용량 연속식 초음파 장치의 국산화에 따라 하수 슬러지의 효율적이고 경제적인 기술을 확보함으로써 사회경제에 기여할 수 있으며, 재생에너지 회수를 통하여 처리비용 감소 뿐 아니라 연료비 절감효과를 얻을 수 있는 기술력을 확보하여 참여기업의 매출 증대에 기여할 수 있을 것으로 기대됨.
○ 활용성과 등
○ 28kHz 대용량 연속식 초음파 장치는 중·대형 하수 처리장의 잉여 슬러지 공정에 직접 도입하여 슬러지 감량화와 에너지 회수에 활용할 수 있을 것으로 기대됨.
4. 향후추진계획
○ 20kHz probe 형 초음파 장치의 발생부의 안정화를 위하여 초음파 제조회사와 긴밀한 협조를 통하여 안정된 PCB 회로 개발을 예정하고 있음.
○ 28kHz 대용량 연속식 초음파 장치를 대형 하수처리장에서 직접 이용할 수 있는 초대형화 시스템 개발을 계속하여 기술력을 확보하고 현장에 적용시키고자 한다.
○ 베트남 열대환경기술연구소와 공동연구를 통하여 베트남 환경시장에 접목할 예정.

목차 Contents

• 최종보고요약서(초록) ...1
• 목차 ...3
• 제 1 장 서론 ...4
• 제 1 절 연구개발 목표 ...4
• 제 2 절 개발대상기술(또는 제품)의 개요 ...4
• 제 3 절 국내.외 시장규모 ...6
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ...7
• 제 1 절 20kHz probe type 초음파 발생장치와 flow cell의 개발 ...7
• 제 2 절 28kHz 소형 초음파 장치의 개발 ...7
• 제 3 절 28kHz 대용량 연속식 초음파 장치의 개발 ...7
• 제 4 절 초음파 처리된 하수슬러지의 혐기성 분해 ...8
• 제 3 장 사업성과 ...9
• 제 1 절 기술적 성과 ...9
• 3-1-1 20kHz probe 형 초음파 장치의 개발 ...9
• 3-1-2 28kHz 급 소용량 초음파 장치의 개발 ...11
• 3-1-3 28kHz 연속식 대용량 초음파 반응시스템의 개발 ...12
• 3-1-4 초음파 처리된 하수 슬러지의 혐기성 소화특성 ...13
• 제 2 절 경제적 성과 ...15
• 제 3 절 기타 ...15
• 제 4 장 결론 ...16
• 제 1 절 20kHz probe 형 초음파 장치의 국산화 성공 ...16
• 제 2 절 28kHz 대용량 연속식 초음파 장치 개발 성공 ...16
• 제 3 절 향후 계획(하수 슬러지 및 유기성 폐기물 처리에 활용) ...16