초록 ▼

연구개요
국내의 경우 MEPC. 227(64)의 강화된 기준에 따라 국제 인증을 받은 선박용 STP가 부재하기 때문에 지난 2014년부터 시행된 해양수산부의 ‘해양안전 및 해양교통시설기술 개발사업’의 일환으로, MEPC. 227(64)의 기준을 충족하고 MED 국제 인증의 승인을 받은 선박용 STP(Sewage Treatment Plant)를 개발한 바 있다. 개발 당시, 장치의 최적운전조건 도출을 위해 유입수, 각각의 반응조 및 유출수의 수질을 측정하였으나, 장치의 규모가 커 수처리 공정 운영의 통제 및 반응조별 상세 메커니

연구개요
국내의 경우 MEPC. 227(64)의 강화된 기준에 따라 국제 인증을 받은 선박용 STP가 부재하기 때문에 지난 2014년부터 시행된 해양수산부의 ‘해양안전 및 해양교통시설기술 개발사업’의 일환으로, MEPC. 227(64)의 기준을 충족하고 MED 국제 인증의 승인을 받은 선박용 STP(Sewage Treatment Plant)를 개발한 바 있다. 개발 당시, 장치의 최적운전조건 도출을 위해 유입수, 각각의 반응조 및 유출수의 수질을 측정하였으나, 장치의 규모가 커 수처리 공정 운영의 통제 및 반응조별 상세 메커니즘 규명에 어려움이 많이 존재하였다. 따라서 본 연구를 통해 Bench-scale 규모의 Pilot-plant를 설계 및 제작하여 선박용 STP에 대한 메커니즘을 상세히 규명하고 각 반응조별로 미생물의 우점종을 알아보고, F/M비 및 Yield 등의 운전인자에 대해 분석하고자 한다.
또한, 선박 내에서 인간의 활동에 의해 발생된 생활오수에는 다양한 오염물질이 포함되어 있어 적절한 처리 없이 배출할 경우 해양 생태계에 상당한 악영향을 미치게 된다. 일반적으로, 생활오수를 처리하기 위해 별도의 수집 포트에서 펌프를 이용한 배출 방식 및 선박에서 발생되는 다른 폐수들과 섞어 수처리 장치를 통한 처리 방식을 채택하고 있다. 기존의 장치를 활용한 연구에서는 분뇨폐수만을 대상으로 연구를 진행하였기 때문에, 본 연구에서는 하수처리장의 생활오수 및 위생사업소의 분뇨폐수를 합병처리하기 위한 최적운전인자를 도출하고자 한다.

연구 목표대비 연구결과
과제를 협약할 때 세웠던 목표는 100% 달성하였으며 연구결과는 다음과 같다.
장치에서 사용된 SBR 및 MBR 복합공정의 핵심은 2가지이다. 첫 번째는 기존의 SBR 공정 메커니즘인 폭기-침전-교반-침전 공정에서 침전 공정을 제외하고 교반 공정을 통해 반응조 내부의 무산소 조건을 형성하는 것이고, 두 번째는 막(Membrane)을 폭기 공정이 진행되는 동안 가동하되 그 중 7분 정지/3분 가동하여 막의 fouling 현상을 가능한 지연시키는 것이다. 그리고 최적운전조건일 때의 F/M비 및 Yield의 값을 도출하였다. 최적운전조건인 교반 90 min, 폭기 60 min일 때의 F/M비는 0.25 (수식), Yield는 0.78 (수식)의 결과가 나타났다. ㈜MACROGEN의 NGS 분석기법을 통해 각 반응조 내의 미생물 우점종을 분석하였다. 반응조 별로 분석한 결과, 혐기조에서는 Bacteroidetes 문이 21.53%를 차지하였으며, 호기조에서는 Proteobacteria 문 - Gammaproteobacteria 강이 21.59%를 차지하는 것으로 나타났다.

연구개발결과의 중요성
기존의 선박용 STP 개발 연구에서는 장치의 규모가 큰 이유로 유입수, 유출수의 수질 및 제거효율에 대해 MEPC. 227(64)충족 여부 확인용 분석만 가능하였다. 그러나 본 연구에서 실험실 규모의 운영을 통해 선박용 STP의 세부 운전인자(미생물우점종, F/M비 및 Y 등)를 도출할 경우, 선박용 STP의 수정 보완 및 다양한 규격의 장치 개발에 대한 가이드라인으로서의 제시가 가능할 것으로 판단된다. 또한 이러한 결과 데이터는 이후 선박용 STP의 성능이 저하될 경우 그 원인인자를 찾는 데 도움이 될 수 있으며, 후속 연구를 진행함에 있어 기준점으로 활용 가능하다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• (1) 연구개발의 개요 ... 3
• (2) 연구 목적 및 목표 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• (1) 기존의 선박용 STP를 Bench-scale 규모로 제작 ... 4
• (2) 기계적 원리 설명 ... 5
• (3) 물질수지도 작성을 통한 각 반응조별 처리기작 확인 ... 6
• (4) 산소전달효율 산정 ... 7
• (5) F/M 비 및 Yield(Y) 도출 ... 8
• (6) 반응조의 미생물 우점종 분석 ... 9
• (7) 최적운전조건 도출 MEPC. 227(64) 기준 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• (1) 선박용 STP 세부 운전인자 도출을 통한 가이드라인 제시 ... 12
• (2) 선박 운용에 따른 경제성 증가 ... 12
• (3) 세계 선박시장 진출 가능성 확대 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 16
• 끝페이지 ... 26