초록 ▼

1. 최종년도 목표
본 과제의 최종목표는 살균용 미세기포, 오존미세기포의 조건 및 평가방법에 대한 ISO 국제표준안 NP 신청 및 CD 채택 (2건), 살균용 미세기포, 오존미세기포의 조건 및 평가방법에 대한 KS 국가표준 제정 (2건)을 목표로 한다.

2. 해당 사업 목적 및 중요성
미세기포는 크기에 따라 Sub-micro bubble, Micro bubble, Macro bubble로 구분될 수 있으며, 이에 대한 활용과 살균용에 적용되는 미세기포의 조건 등은 매우 다양한 메커니즘으로 이루어져 있다. 따라

1. 최종년도 목표
본 과제의 최종목표는 살균용 미세기포, 오존미세기포의 조건 및 평가방법에 대한 ISO 국제표준안 NP 신청 및 CD 채택 (2건), 살균용 미세기포, 오존미세기포의 조건 및 평가방법에 대한 KS 국가표준 제정 (2건)을 목표로 한다.

2. 해당 사업 목적 및 중요성
미세기포는 크기에 따라 Sub-micro bubble, Micro bubble, Macro bubble로 구분될 수 있으며, 이에 대한 활용과 살균용에 적용되는 미세기포의 조건 등은 매우 다양한 메커니즘으로 이루어져 있다. 따라서 미세기포의 잠재된 에너지의 분석을 통해 적용처에 적합한 미세기포의 조건을 규명하여 실균활용성을 높이고자 부력, 물질전단력, 폭발에너지 등을 살펴 미세기포 및 오존미세기포의 조건에 대한 CD채택 추진을 준비자 한다.

3. 수행 내용 및 범위
○ 미세기포의 크기별 조건을 실험하여 다양한 활용성 성능 기준 및 살균능력에 대한 특성을 분석 평가하여 KS 추진 및 CD 채택을 위한 과학적 근거를 제시함

○ ISO/TC281 총회 한국대표인 총괄책임자 강헌의 역할로 P-국가간 협력을 구축함으로써 NP 및 CD 채택이 원활하게 진행되도록 추진함

○ TC281 국제회의를 국내 유치를 추진하여 국내 미세기포 및 오존미세기포의 활용방안 전문성에 각 회원국에 알리고, 국가의 기술경쟁력 향상을 추진함

○ 다양한 전문성을 보유한 전문가들의 자문을 통해 살균용 미세기포, 오존 미세기포의 조건 및 평가방법에 대한 ISO 국제표준안이 원활하게 진행되도록 유기적인 협력관계를 구축하여 추진함

4. 과제 수행 성과
○ 국제 학술대회 발표 – 12건
- Oil Washing using Fine Bubble with Different Surface Charges
(김충일, 한무영, 강헌) Particulate Systems Analysis 2014. 9. 17

- Analysis of Dissolved Ozone Concentration and Oxidation Efficiency by Sub-macron Ozone Bubble
(한무영, 김충일) Particulate Systems Analysis 2014. 9. 17

- Generation and measurement of fine bubble from mm to nm
(한무영, 김충일) Particulate Systems Analysis 2014. 9. 17

- Measuring and controlling the surface charge of ultra fine bubbles
(한무영) Particulate Systems Analysis 2014. 9. 17

- Advances in Tailored Bubble Technology: from ㎜ to ㎚ scale and beyond
(한무영, 김충일) [IWA] Particle Separation 2014. 6. 18 Sapporo, Japan

- The Importance of Detention time at High rate DAF process
(한무영, 김충일) [IWA] Particle Separation 2014. 6. 18 Sapporo, Japan

- Development of Low cost, Low energy, Bubble Generator Exceeding Henry’s law on Bubble Volume Concentration
(한무영, 김충일) [IWA] Particle Separation 2014. 6. 18 Sapporo, Japan

- Zeta potential of positively charged bubble flotation and its impact on removal of Phormidium sp.
(한무영, 이민주, Bui Thi Thuy, 박현주, 김충일) The 6th IWA-Aspire 2015. 9. 20~24 Beijing, China

- Algae removal efficiencies of different coagulants depending on pH variation in natural system
(한무영, 이민주, 곽동근) 2015 International Conferance on Challenges in Environmental Science & Engineering 2015. 9. 28~10. 3 Sydney, Australia

- Rainwater-Graywater Hybrid System to Enhance the Self Sufficiency of Water Supply in the Building
(한무영, 심인태, 곽동근) 2015 3th SWGIC 국제학술대회 2015. 10. 27~28 Korea - Improvement of solar based rainwater disinfection by using the photocatalyst TiO2
(한무영, Nguyen Duc Canh) 2015 International Environmental Engineering Conference and Annual Meeting of Korean Society of Environmental Engineers 2015. 10. 28~30 Korea

- Nano Bubble The future for water treatment technologies
(한무영, Tatek Temesgen, Tschungil Kim) 2015 International Environmental Engineering Conference and Annual Meeting of Korean Society of Environmental Engineers 2015. 10. 28~30 Korea

○ 국내 학술대회 발표 – 8건
- 미세기포와 관련된 ISO 표준동향 (강헌, 대한환경공학회 2014.8.20)
- 맞춤형 기포 기술의 발전 (한무영, 대한환경공학회 2014.8.20.)
- 양의 기포를 이용한 조류의 형태별 제거 효율 비교 (한무영, 이민주, 김미경, 2015 공동학술발표회 & 2015 WATER KOREA 2015. 8. 27~28)
- 미세기포를 이용한 퇴적물 정화 (한무영, 강상율, 박현주, 김충일, 2015 공동학술발표회 & 2015 WATER KOREA 2015. 8. 27~28)
- 막공법 하수처리시스템의 잠재적 문제점 및 개선방안 (한무영, 곽동근, 2015 한국물환경학회∙대한상하수도학회 공동학술발표회 2015. 8. 27~28)
- ISO/TC281 표준 및 국내 현황 소개(강헌, 2015 대한환경공학회 미세기포 응용기술워크샵, 2015. 10. 21)
- 물질전달률 관점에서의 sub-micron 기포(나노버블)의 특성 분석 (한무영, 김상범, 김충일, 2015 대한환경공학회 국내학술대회 2015. 10. 28~30)
- 건축물에서 물 자급률 향상을 위한 빗물·중수 하이브리드 시스템 (한무영, 심인태, 김충일, 2015 대한환경공학회 국내학술대회 2015. 10. 28~30)

○ 국내외 논문 발표 – 10건
- Importance of maintenance in rainwater harvesting systems: a case study(Ju Young Lee, Hyoungju Kim, Mooyoung Han), Water Science & Technology : Water Supply, 16(1), 97~103, 2016.

- The Waterless Portable Private Toilet : An Innovative Sanitation Solution in Disaster Zones(Yongkyun Kim, Shervin Hashemi, Mooyoung Han, Tschungil Kim, Hong-Gyoo Sohn), Society for Disaster Medicine and Public Health, 10(2), 281~285, 2016.

- Optimization of fertilization characteristics of urine by addition of Nitrosomonas europaea bio-seed(Shervin Hashemi, Mooyoung Han, Tschungil Kim), Society of Chemical Industry, 96, 4416~4422, 2016.

- Novel integrated systems for controlling and prevention of mosquito-borne diseases caused by poor sanitation and improper water management(Mooyoung Han, Shervin Hashemi, Sung Hee Joo, Tschungil Kim), Journal of Environmental Chemical Engineering, 4, 3718~3723, 2016.

- Community-based rainwater harvesting(CB-RWH) to supply drinking water in developing countries : lessons learned from case studies in Africa and Asia(Yongkyun Kim, Mooyoung Han, Julius Kabubi, Hong-Gyoo Sohn, Duc-Canh Nguyen), Water Science & Technology : Water Supply, 16(4), 1110~1121,

- Strategy to Overcome Barrieers of Rainwater Harvesting, Case Study Tanzania(Tulinave Burton Mwamila, Moo Young Han, Zacharia Katambara), Journal of Geoscience and Environment Protection, 4, 13~23, 2016.

- Sustainability evaluation of a primary school rainwater demonstration project in Tanzania(Tulinave Burton Mwamila, Moo Young Han, Soyoon Kum), Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development, 06(3), 447~455, 2016.

- Policies and Strategies to Overcome Barriers to Rainwater Harvesting for Urban Use in Ethiopia(Tatek Temesgen, Mooyoung Han, Hyunju Park, Tschung-il Kim), Water Resource Manage, 30, 5205~5215, 2016.

- Synthesis of aminated glycidyl methacrylate grafted rice husk and investigation of its anion-adsorption properties(Tatek Temesgen, Hyunju Park, Choonki Na), Journal of Applied Polymer Science, 43002(1~9), 2016.

- 미세기포를 이용한 퇴적물 정화(박현주, 강상율, 김형준, 김충일, 나춘기, 한무영), 대한환경공학회, 38(8), 420~427, 2016.

○ ISO 국제회의 참가 – 6건
- ISO/TC 281 제2차 총회 및 WG 회의 참석, 맨체스터, 영국 (한무영, 김충일, 박기학) 2014.9.17.~20
: 한국, 일본, 러시아, 싱가포르, 영국, 독일 6개국 참석

- 제5회 국제 파인버블 심포지움 참석, 도쿄, 일본 (강헌, 한무영, 김충일)
2014.12.17. : 한국, 일본, 중국, 뉴질랜드, 싱가포르, 영국, 러시아 7개국 참석

- ISO/TC 281 WG 3 회의 참석, 도쿄, 일본 (강헌, 한무영, 김충일) 2014.12.18.
: 한국, 일본, 중국, 뉴질랜드, 싱가포르, 영국, 러시아 7개국 참석

- 제7회 국제 파인버블 심포지움 참석, 시드니, 호주 (강헌, 김충일, 박현주, 김서현) 2016.7.25.
: 한국, 일본, 러시아, 싱가포르, 영국, 미국, 중국, 호주 8개국 참석

- ISO/TC 281 제4차 총회 및 WG 회의 참석, 시드니, 호주 (강헌, 김충일, 박현주, 김서현) 2016.7.26.~27
: 한국, 일본, 러시아, 싱가포르, 영국, 미국, 중국, 호주 8개국 참석

- ISO/TC 281 제5차 총회 및 WG 회의 참석, 런던, 영국 (강헌, 김충일, 박현주)
2016.11.24.~25 : 한국, 일본, 중국, 싱가포르, 영국, 미국 6개국 참석

○ ISO/TC 281 제3차 총회 및 WG 회의 개최
- ISO/TC 281 제3차 총회 및 WG 회의 개최, 제주(KAL 호텔), 대한민국
2015. 10.19~21 : 한국, 일본, 영국, 중국, 싱가포르 5개국 참석

○ 국내 미세기포 전문가 활성화 추진 : 워크샵
- 미세기포 응용기술 제3회 워크샵 개최(2014.8.20. 김대중컨벤션센터)
: 미세기포 관련 국내외 ISO 표준 동향 및 향후 방향

국내외 미세기포 응용기술의 산업 동향
- 나노기포 활용 워크샵 개최(2014.12.29. 양재 The K-호텔)
: 나노기포 폭기시스템 개발 및 활용에 관한 자문
- 미세기포 응용기술 제4회 워크샵 개최(2015.10.21.~23. 제주대학교)
: ISO/TC281 총회 참석자 중 주요 국가 기술위원과 국제협력 강화

국내 최신 기술 동향 파악 및 향후 정책/연구/기술 개발 방향 모색
○ “미세기포의 최신기술”(일본) 번역
- 한글로 번역 완료되었으며, 판권에 대한 협의를 진행 중임
○ 교육과정(과목) 개발
- 서울대학교 교육과정(과목) 개발 - “물리학적 처리공정 II"에 추가함
○ 미세기포 기술의 보급·확산 방안
- 미세기포 생성기술의 현장 적용성 검토(기업지원 프로그램 연계)

5. 활용 방안 및 기대 효과
- 국내 기포를 활용한 연구는 공기방울을 이용한 세탁기를 비롯하여 정수처리시설 등에서 폭기 등 일반 버블에 대한 기술개발이 이루어지고 있는 상황이며, 파인버블과 울트라파인 버블에 대한 활용과 기술개발은 미비함

- 본 연구의 제안으로 미세기포의 크기별 특징 및 조건을 분석하여 살균의 효과를 증대시킬 수 있는 방안을 표준화함으로써 KS를 비롯하여 국제 표준 제안을 수행할 수 있음

- 미세기포의 크기별 발생장치, 측정기술을 보유하고 있어 다양한 살균 실험 및 물리적 특성 연구를 통해 다양한 표준제안이 가능함

- 살균용 미세기포, 오존미세기포의 조건 및 평가방법의 국가표준 및 ISO 표준을 제정함으로써 국내 기술의 확대 및 버블 측정 기술의 개발로 산업전반에 걸쳐 기술적 활용이 기대됨

(출처 : 요약서(초록) 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 요약서(초록) ... 4
• 목차 ... 10
• 제1장 사업목표 및 내용 ... 11
• 제1절 최종 사업목표 ... 11
• 제2절 최종 사업 내용 ... 15
• 제2장 사업 추진실적 및 성과 ... 17
• 제1절 연차별 중점사업 및 실적 ... 17
• 제2절 연차별 중점사업 추진일정 ... 18
• 제3절 연차별 주요 추진 실적 ... 19
• 제4절 대상기술과 핵심사업의 정의 ... 25
• 제5절 기포 특성 정의 및 측정방법 ... 35
• 제6절 살균용 미세기포의 조건 ... 75
• 제7절 하 폐수처리의 마이크로 버블의 살균효과 평가방법 ... 90
• 제8절 살균용 오존 미세기포 조건(화학적-물질전달) ... 100
• 제9절 하 폐수처리 오존 미세기포의 살균효과 평가방법 ... 106
• 제10절 주요 사업 실적 ... 115
• 제3장 사업성과 ... 132
• 제1절 ISO 표준활동 ... 132
• 제2절 논문 및 학술대회 발표 ... 134
• 제3절 특허 ... 137
• 제4절 “미세기포의 최신기술”(일본) 번역 ... 138
• 제5절 교육과정(과목) 개발 ... 139
• 제6절 미세기포 기술의 보급·확산 방안 ... 140
• 제7절 과제 종료 후 활용방안 ... 147
• 참고문헌 ... 148
• 부록 ... 153
• 끝페이지 ... 187