초록 ▼

본 연구과제는 점토질 퇴적토가 많은 하천을 대상으로 펌핑 준설시 발생하는 점토질 준설토와 고농도의 오탁수에 대한 처리 시스템을 개발하는데 그 목적을 두고 있다.
기존의 양질의 모래질 준설토 발생 구간은 다단계 침전법으로도 처리가능하나 점토질 준설토 발생구간은 다단계침전법으로는 처리가 불가능하여 기존의 하폐수 처리 및 정수처리 등에서 많이 활용하는 공법을 최적화하여 준설로 인한 오탁수를 처리하고자 계획하였으며, 본 시스템을 개발하기 위해 국내의 4대강 사업 구간에서 점토질 준설토가 발생하는 구간에 대한 기초성상분석을 수행하였다.

본 연구과제는 점토질 퇴적토가 많은 하천을 대상으로 펌핑 준설시 발생하는 점토질 준설토와 고농도의 오탁수에 대한 처리 시스템을 개발하는데 그 목적을 두고 있다.
기존의 양질의 모래질 준설토 발생 구간은 다단계 침전법으로도 처리가능하나 점토질 준설토 발생구간은 다단계침전법으로는 처리가 불가능하여 기존의 하폐수 처리 및 정수처리 등에서 많이 활용하는 공법을 최적화하여 준설로 인한 오탁수를 처리하고자 계획하였으며, 본 시스템을 개발하기 위해 국내의 4대강 사업 구간에서 점토질 준설토가 발생하는 구간에 대한 기초성상분석을 수행하였다.
이를 설계인자로 사용하여 랩스케일 파일롯을 제작하고 설치 및 운영하여 운영데이타를 확보하고 실증화설비(100톤/일)를 4대강 준설 구간에 적용하여 최적화를 구현하였다.
본 연구과제에서는 하천으로 바로 방류하여도 수계에 악영향이 안가도록 친환경 키토산 응집제를 사용하여 고액분리를 하였으며, 그 결과 상등수 15NTU 이하의 발생탁도를 구현하였다.
상등수 외에 아래로 침적된 응집슬러지의 경우 기존 하수처리시설에 사용되는 탈수기 등을 활용하여 처리가능하나 필터가 막히거나 부지사용면적이 크고, 처리용량 대비 비용이 높게 산정되어 경제성이 낮았다. 이는 현장에서 사용 불가능한 기술이라는 문제가 발생하였으며, 그 대안으로 탈수기 보다는 함수율이 높게 배출되지만 처리용량이 크고 부지사용면적이 적으며 가격이 저렴한 유동판식 농축기를 사용하여 함수율 64%대의 준설슬러지를 얻을 수 있었다.
본 연구과제에서 경제성과 현장 설치 및 운영에 있어 가장 중요한 설비가 탈수기였으며, 기존의 하수슬러지에 최적화된 설비를 준설슬러지에 적합한 설비로 보완 및 개조를 하기위해 많은 시행착오를 겪으며 운전에 성공하였다. 응집슬러지는 친환경 석회계 고화재를 15%(WT) 혼합하여 양생시켰으며, 복토재 및 성토재 혹은 식생용으로 사용 가능한 성능을 얻을 수 있었으며, 별도의 식생실험을 통하여 준설슬러지 고화 후 식생용으로 사용 가능성에 대한 안정성을 검증하였다.

Abstract ▼

This study has been done to confirm the removal efficiency of turbidity and water pollutants in swedging process with usage of environment friendly coagulants. Also, it has been performed to develop the recycling technology of swedged soil using solidificator for quite amount of swedged soil.
For

This study has been done to confirm the removal efficiency of turbidity and water pollutants in swedging process with usage of environment friendly coagulants. Also, it has been performed to develop the recycling technology of swedged soil using solidificator for quite amount of swedged soil.
For removal of turbidity and pollutants with water treatment process, chitosan which is natural polymer coagulant or Wood vinegar was selected as a coagulant capable of separating solid and liquid in turbid water. Through Jar – test, optimal amount of chitosan coagulant has been determined. It has been found that the removal efficiency of turbidity, T-P, T-N, and CODcr was 99%, 100%, 41.86%, 98.93%, respectively. For the removal efficiency of heavy metals, As, Cd, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, was 71.54%, 37.74%, 47.61%, 58.52%, 21.42%, 49.74%, 72.29%, respectively.
Physicochemical characteristics of swedged soils have been analyzed, and in accordance with mixing ratios of solidificator and swedged soils, solidification characteristics have been studied. In order to develop lime solidificator with no use of cement, the capability of solidification in accordance with compositions of solidificator has been tested. The water content was observed to be less than 20%. And, Cu, Zn, Pb were reduced by 96.8%, 99%, 93% respectively. Cr6+ and Hg were not leached out. compressive strength was 2.24 kgf/cm. Solidificator with best compositions for optimal mixing ratios was selected to show that the highest capability of solidification was at 7.5% of ratio.
Overall, from this study, the feasibility of separation of solid and liquid in turbid water by usage of natural polymer coagulants was confirmed. And also, solidification study on the capability of swedged soils as soil amendment was performed.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 초록 ... 2
• 요약문 ... 4
• Abstract ... 5
• 목 차 ... 6
• 표목차 ... 9
• 그림목차 ... 12
• 제1장 서론 ... 16
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 16
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 18
• 1. 국내 기술개발 동향시장 ... 18
• 2. 해외 기술개발 동향 ... 26
• 3. 선행특허조사결과 ... 33
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 40
• 1. 연구개발 시스템의 개요 ... 40
• 2. 차별성 ... 41
• 3. 주관기관의 관련기술 보유현황 ... 47
• 제2장 본 론 ... 48
• 제1절 사용약품의 개발 ... 48
• 1. 키토산 응집제 ... 48
• 2. 석회계 고화재 ... 58
• 제2절 수처리 설비의 개요 ... 66
• 1. 용존공기부상법(Dissolved Air Flotation) ... 66
• 2. MDF(Micro Disk Filter)의 장치 성능 실험 ... 91
• 제3절 현황 조사 ... 96
• 1. 한강 조사 ... 96
• 2. 낙동강 19공구와 36공구 조사 ... 96
• 3. 낙동강 3공구 조사 ... 98
• 4. 영산강 1공구 조사 ... 99
• 5. 각 구간의 실험데이타 분석 ... 100
• 제4절 연구장비 설계 ... 106
• 1. 물질수지검토를 통한 선별기 설계 ... 106
• 2. 예비실험(Lab Scale 실험)을 통한 설계 인자 도출 ... 107
• 3. 고액분리조의 설계인자 개발 ... 113
• 4. MDF(Micro Disk Filter) 설계 ... 120
• 5. DAF의 설계 ... 123
• 6. 농축기 설계 ... 125
• 7. 준설토 응집슬러지 이송 컨베이어 벨트와 고화재 혼합시설 그리고 배출 컨베이어 ... 127
• 8. 연구장비 전체 개통도 ... 133
• 9. 전체 시스템 구조분석 ... 133
• 10. 단위 시스템 구조분석 ... 134
• 11. 연구장비 전력 사용량 ... 134
• 12. 연구장비의 공간활용성 검토 ... 135
• 제5절 실증화 설비 낙동강 41공구 적용 ... 136
• 1. 낙동강 41공구 준설토 및 오탁수 기초 성상 조사 ... 136
• 2. 준설토 성상 분석 ... 141
• 제6절 실증화 설비 시험 결과 ... 145
• 1. 실증화 설비의 전경 ... 145
• 2. 오탁수 처리설비 시험 결과 ... 146
• 3. 준설토 슬러지 기본분석 결과 ... 153
• 4. 준설토 슬러지 고형화 ... 158
• 5. 식생시험 ... 176
• 6. 하천 및 호소 퇴적물 제거기준, 재활용대상 폐기물의 유해물질 함유기준 ... 188
• 제7절 실적 ... 189
• 1. 연구과제를 통한 사업화 실적 ... 189
• 2. 연구개발 실적 ... 194
• 3. 각종 성적서 발급 실적 ... 196
• 제3장 결론 ... 212
• 제1절 연구과제 결론 ... 212
• 제2절 준설토 재활용 방안 ... 213
• 1. 골재로 재활용 ... 213
• 2. 식물재배 ... 213
• 3. 토목구조물 등에 활용 ... 214
• 제3절 실증화 설비의 운영과 사업화 전략 ... 215
• 1. 사업화에 따른 경제성 분석 ... 216
• 제4절 연구개발 결과의 활용계획 ... 220
• 참고문헌 ... 223