초록 ▼

1. 최종목표
◦ 수돗물의 녹물방지를 위한 수질감시항목 LI(Langelier Index) 적용 모니터링시스템 개발 및 적용성 평가
◦ 녹물 저감 수질감시 시스템 운영 평가

2. 개발내용 및 결과
◦ 부식성 지수 LI 적용 프로그램 개발 및 적용성 평가
- 부식성 지수 LI 적용 프로그램 개발을 위해서 기존 모델인 RTW 모델과 LPLWIN 모델을 검토하였음. 또한, 부식성 지수의 적용을 위하여 다양한 부식성 지수를 국내 수질의 부식 특성을 평가하기 위하여 적용해 보았음.
- RTW 모델에서는

1. 최종목표
◦ 수돗물의 녹물방지를 위한 수질감시항목 LI(Langelier Index) 적용 모니터링시스템 개발 및 적용성 평가
◦ 녹물 저감 수질감시 시스템 운영 평가

2. 개발내용 및 결과
◦ 부식성 지수 LI 적용 프로그램 개발 및 적용성 평가
- 부식성 지수 LI 적용 프로그램 개발을 위해서 기존 모델인 RTW 모델과 LPLWIN 모델을 검토하였음. 또한, 부식성 지수의 적용을 위하여 다양한 부식성 지수를 국내 수질의 부식 특성을 평가하기 위하여 적용해 보았음.
- RTW 모델에서는 LI, RI, AI값을 계산할 수 있었고, LPLWIN 모델에서는 LR, RI, LI값이 산정 가능하였음.
- 계산결과 두 모델에서의 부식지수 계산값이 차이가 나는 것으로 나타났는데, 이는 두 모델에서의 입력 과정에서 RTW모델에서는 Lime, Hydrochloric Acid 등의 농도가 LPLWIN 모델에서는 Potassium, Sodium 등의 농도가 고려되지 않아 부식지수의 값이 차이가 나는 것으로 판단됨.
- 국내 수질의 부식특성을 평가하기 위하여 부식 평가 지수로서 Langelier Index (LI), Larson's Ratio(LR), Aggressive Index(AI), Ryzar Stability Index(RI), Driving Force Index(DFI) 등 국내외 수질을 평가하는 데 널리 사용되고 있는 지수를 고찰하였음. 지수와 pH간의 상관관계를 조사한 결과, CCPP, DFI, LIn은 유사한 결과를 주는 반면 LI, RI, AI는 pH의 증가에 따라 직선적으로 증가하여 pH 10이상에서는 신뢰할 수 없었음.
- 부식성 지수인 LI를 적용한 부식평가 모델을 개발하였으며, 이는 부식지수 산정 프로그램 모듈과 주입량 결정 모듈로 구성되었으며, 부식성 수질인 경우 수질안정화 약품 주입 적정 농도를 산정하여 최적 주입량을 결정할 수 있도록 하였음.
- 본 연구를 통해 개발한 프로그램의 적용을 통해 상수 원수의 부식성 여부를 평가하고, 부식성 수질로 평가된 경우에 부식성 수질을 사용자가 목표한 수질로 변화시킬 수 있는 부식억제제의 최적 주입량을 산정할 수 있어, 목표한 수질로 변화시키기 위해 사용해야하는 부식억제제의 양을 예측할 수 있고, 또한, 부식억제제의 과량 사용을 방지할 수 있음.

◦ 녹물 저감 수질감시 시스템 운영 평가
- 녹물 저감 수질감시 시스템 의하여 제조된 반응수는 유입수에 비하여 pH 0.3의 증가와 칼슘경도 102.79 mg/L(as CaCO3), 총 알칼리도 125.3 mg/L(as CaCO3)의 상승효과가 있었으며, 물의 부식성지수 또한 유입수에서 음(-)값을 보이다 반응수에서 (+)값으로 개선되는 효과가 있었음.
- 탄소강 시편을 설치하고 시스템의 운영하였을 때, 수돗물을 이용하였을 때와 반응수를 이용하였을 때의 평균 철 용출농도는 각각 20.4, 6.9 mg/L로 시스템을 이용하여 제조한 반응수가 수돗물에 비하여 66.2%의 철 용출 억제효과를 가지는 것으로 나타났음.
- 시편의 무게감량에 의한 부식도는 탄소강시편의 경우, 수돗물에서 178.3 MDD, 반응수에서 148.4 MDD로 16.8%의 부식 제어효과가 있었음. 동시편의 경우는 부식 제어 효과가 미미하였음.

3. 사업성과
◦ 기술적 성과
(가) 수돗물 녹물 발생 저감에 따른 국민들의 수돗물 불신 해소
- 본 연구는 정수장에서 수질변화에 따른 부식성 지수 LI의 변화에 따른 상시 모니터링시스템을 개발하여 상수도관의 부식발생을 줄이는 방안을 마련할 수 있는 연구로써 기술 개발에 따른 상용화가 이루어진다면 수돗물의 녹물발생을 획기적으로 개선시킬 수 있어 국민들의 수돗물 불신을 해소할 수 있는 기회가 제공될 수 있음.
(나) 국내 정수장에 활용할 수 있는 실용화 마련
- 수돗물 부식성 제어를 위한 체계적인 연구가 진행되지 못하고 있는 국내 현실에서 LI 적용 프로그램 개발은 부식성이 강한 국내 수질특성을 감안할 때 정수장의 운전에 많은 도움을 줄 것으로 기대됨. 우리나라 수질조건에서 최적의 효과를 거둘 수 있는 조건과 장점만을 살린 새로운 프로그램의 개발로 인해 광역 및 중소규모 정수장에서도 활용할 수 있을 것으로 기대됨.

◦ 경제적 성과
(가) 특허 획득을 기반으로 한 국제적인 기술 인정
- 본 기술은 부식으로 인해 발생하는 상수도 시설물들의 수명단축, 관종의 부식으로 인한 교체와 보수작업으로 인한 재산손실을 최소화할 수 있을 것임. 또한 부식방지를 위한 감시시스템 개발과 국제 특허의 획득은 우리 기술의 국제경쟁력 강화에 크게 기여할 것임. 이를 기반으로 한국수자원공사 및 지자체 정수장에 본 기술이 적용될 수 있을 것임.
(나) 기업의 국제 경쟁력 강화
- 기존의 부식성 제어 모델 연구에 의한 학문적 기반 아래 프로그램의 단점을 보완하고 성능을 정확하게 판단하여 기업의 국제 경쟁력을 한층 더 강화시킬 것임.
(다) 국산화 프로그램의 구매촉진 및 기업의 수출증대
- 우수한 국산화 프로그램의 개발은 국민들에게 자국 상품에 대한 자긍심을 고취시켜 주고 구매를 촉진시켜 주는 역할을 함. 또한 해외의 기존 기술을 능가하는 본 프로그램은 해외시장에서도 호평을 받아 수출의 기회를 증진시켜줄 것으로 기대됨.

4. 기술개발결과 활용계획
◦ 본 연구종료 후, 즉시 참여기업인 (주)아름다운환경과 기술실시계약을 체결할 예정임. 특히, 현재한국수자원공사와 서울시에 개발기술의 적극적인 홍보를 통해 수돗물의 녹물 저감을 위한 감시제어 시스템을 광역 및 중소규모 정수장에 적용하도록 할 예정임.
(가) 수익창출 방안
- 개발제품의 품질과 확고한 가격경쟁력을 확보하기 위해 고객사와는 지속적인 관계를 통해 양산 장비 납품으로 이어갈 것이며, 확대 마케팅 전략으로 매출 증대 및 고용창출에 노력할 것임.
- 마지막으로 모든 검증이 완료되면 신기술 인증을 신청하여 본격적인 사업화 추진해 갈 것이며 환경산업 분야의 R&D 중심의 중소기업으로 성장해 가도록 노력하겠음.
(나) 사업화 방안
- 생산 계획

5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원ㆍ등록 실적
- 특허출원번호 : 10-2015-0087322
- 출원명 : 상수 원수의 부식억제 평가를 위한 랑게리아 지수 적용 시스템에 의한 부식억제제 최적주입량 산정 방법

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 제출서 ... 2
• 개 발 결 과 의 견 서 ... 4
• 최 종 보 고 요 약 서 ... 5
• 목차 ... 8
• 제 1 장 서 론 ... 9
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 9
• 1. 연구개발의 필요성 ... 9
• 제 2 절 국내ㆍ외 기술개발 동향 ... 12
• 1. 국내 관련기술 현황 ... 12
• 2. 국외 관련기술 현황 ... 12
• 제 3 절 대상기술개발의 차별성 ... 14
• 1. 기술개발 차별화 및 선행특허 회피 전략 ... 14
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 15
• 제 1 절 기술개발 목표 및 평가방법 ... 15
• 1. 기술개발의 최종목표 ... 15
• 2. 기술개발의 평가방법 및 평가항목 ... 15
• 제 2 절 기술개발 내용 ... 16
• 1. 수돗물의 부식성 지수 LI(Langelier Index) 적용 프로그램 개발 ... 16
• 2. 녹물 저감 수질감시 시스템 운영 평가 ... 31
• 3. 부식성 지수 LI 적용 프로그램의 적용성 평가 ... 40
• 제 3 절 과제개발 추진체계 ... 43
• 제 3 장 사업성과 ... 44
• 제 1 절 기술적 성과 ... 44
• 제 2 절 경제적 성과 ... 45
• 제 3 절 연구적성과 ... 45
• 제 4 절 기술개발 활용계획 ... 45
• 제 4 장 결 론 ... 46
• 제 1 절 과제개발 결과 및 고찰 ... 46
• 1. 부식성 지수 LI 적용 프로그램 개발 및 적용성 평가 ... 46
• 2. 녹물 저감 수질감시 시스템 운영 평가 ... 46
• 제 2 절 기술개발 목표의 달성도 ... 47
• 1. 평가의 착안점 및 기준 ... 47
• 2. 기술개발의 평가방법/항목/달성도 ... 47
• 제 3 절 향후추진 계획 ... 48
• 1. 사업화 방안 ... 48
• 2. 수익창출방안 ... 48
• 참고문헌 ... 49
• 끝페이지 ... 50