초록 ▼

□ 개발 목적 및 필요성
■ 하수 재이용 촉진과 관련하여 정부정책이 발표되었으나 농축수 처리 문제 및 재이용수의 생산단가 등 경제성 부재로 인한 재이용 사업 차질 발생
■ 하수 방류수 수질기준 강화에 따른 총인 처리시설 증가, 이에 따른 총인 처리를 위한 응집제 사용량 약 240%, 비용 약 390% 증가
■ 기존 MBR공정의 경우 총인처리를 위하여 응집제를 주입함으로써 분리막 오염(Fouling)의 주된 원인이 되고 있음
■ 국내 분리막 시장은 품질과 실적이 우수한 수입막들이 주류를 이루고 국산 막은 주로 소

□ 개발 목적 및 필요성
■ 하수 재이용 촉진과 관련하여 정부정책이 발표되었으나 농축수 처리 문제 및 재이용수의 생산단가 등 경제성 부재로 인한 재이용 사업 차질 발생
■ 하수 방류수 수질기준 강화에 따른 총인 처리시설 증가, 이에 따른 총인 처리를 위한 응집제 사용량 약 240%, 비용 약 390% 증가
■ 기존 MBR공정의 경우 총인처리를 위하여 응집제를 주입함으로써 분리막 오염(Fouling)의 주된 원인이 되고 있음
■ 국내 분리막 시장은 품질과 실적이 우수한 수입막들이 주류를 이루고 국산 막은 주로 소규모 하수처리장에 적용되고 있는 실정임
■ 이에 따라 세계적 수준의 국산 분리막 개발 및 응집제를 사용하지 않고 강화된 방류수 수질기준을 만족하는 양질의 하수 처리수 생산이 가능한 MBR 공정,그리고 이를 경제적인 방법으로 재이용하는 친환경적이고 경제성을 확보한 시스템 개발이 필요함.

□ 연구개발 결과
■ 별도의 금속염 응집제를 주입하지 않고 총인을 제거하고 개발된 국산 분리막을 이용하여 안정적인 수처리 성능을 확보한 차세대 하·폐수 MBR 공정 개발 완료
① 하수처리 성능평가 결과
- UF중공사막 적용 환경 신기술 인·검증 완료(30m³/d)
- MF평막 적용 Pilot Plant를 통한기술 검증 완료(30m³/d)
- 실증시설 구축을 통한 기술검증 완료(3,250m³/d, 용인 영덕 STP)
- 목표수질 및 처리수질 현황(단위 : mg/L)

② 폐수처리 성능평가 결과(단위 : mg/L)
- BGP 반류수 처리공정 중 생물학적 처리공정 실증시설 구축을 통한 기술검증 완료(300m³/d, 포천 BGP)
- 목표수질 및 처리수질 현황(단위 : mg/L)

■ 세계적 수준의 저에너지 분리막 개발
① UF 중공사막
- 고투과성 저에너지 모듈 및 카세트 개발
- 산기효율 최적화(저에너지 소모)를 위한 산기관 개발
② MF 평막
- 장수명/고유량 분리막개발 : 공칭공경 0.2㎛ 이하 및 Flux 20LMH 달성
- 부지소요면적을 최소화한 고집적 모듈 개발 : 214㎡MembraneArea/㎡Frame
- 산기효율을 최적화한 저에너지 모듈 개발 : 0.33㎥/㎡·hr

■ 수처리 공정 진단 및 모니터링 기술 개발
- 하수 재이용 분리막 오염 최소화를 위한 분리막 전처리 기술 개발
- 생물반응조 지표교대 연속 모니터링 시스템 개발 및 구축(실증시설)
- 분리막 Leak/파열 감지를 위한 진단 및 모니터링 시스템 개발
- 차세대 하·폐수 MBR 공정 운영 시스템 개발

■ RO 재이용 및 농축수 처리기술 개발
- 고펄스 UV 공정을 통한 농축수 유기물 및 색도저감 90%이상 달성 및 C/N비 4에서 80% 이상의 질산성 질소 제거
- 하수 재이용 Pilot Plant 설계·제작 및 회수율 75%, TDS 제거율 90% 달성
- 재이용 공정의 RO 처리수를 대상으로 초순수 생산 가능성 확인

□ 활용계획
차세대 MBR 공정은 기존 총인을 처리하기 위해 다량 소비되었던 응집제 투입량을 획기적으로 절감할 수 있어 수처리 시설의 투자 및 운영에 대하여 새로운 paradigm을 제시 할 것으로 기대되는바, 본 연구를 통하여 획득한 환경신기술 인·검증 및 실증시설 설계·시공·운영 Data를 바탕으로 경쟁력 있는 공정 제안으로 기존 하수 및 폐수처리시설의 개량사업 및 재이용 사업에 활용할 예정임.

(출처 : 요약서 8p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
■ Development of the Next generation MBR process for sewage/wastewater treatment removing T-P without metallic-salts coagulants and securing stable performance with domestic membrane
① Results of evaluating sewage treatment performance
- Completion of the New environmental techno

Ⅳ. Results
■ Development of the Next generation MBR process for sewage/wastewater treatment removing T-P without metallic-salts coagulants and securing stable performance with domestic membrane
① Results of evaluating sewage treatment performance
- Completion of the New environmental technology certification and verification applying UF hollow fiber membrane(30m³/d)
- Completion of technology verification through Pilot Plant applying MF Flat sheet membrane(30m³/d) : Achievement of target water quality
- Completion of technology verification through Test bed applying UF hollow fiber membrane(3,250m³/d, Yongin-Si Yeongdeok STP) : Achievement of target water quality
- Target water quality & Current water quality (Average, Unit : mg/L)

② Results of evaluating wastewater treatment performance(Unit : mg/L)
- Completion of technology verification through biological treatment Test bed of BGP reject water treatment process(400m³/d, Pocheon BGP) : Achievement of target water quality
- Target water quality & Current water quality (Average, Unit : mg/L)

■ Development of world class low-energy consuming membrane
① UF hollow fiber membrane
- Development of high-flux/energy-saving module and cassettes : Achievement of the Permeability 400LMH/bar
- Development of aerator optimizing aeration efficiency : Achievement of the aeration rate 0.08m³/m²/hr
② MF flat sheet membrane
- Development of long-life/high-flux membrane : Achievement of the diameter under 0.2㎛ and Flux 20LMH
- Development of high integrated module minimizing site area : 214m²_MembraneArea/m²_frame
- Development of low-energy consuming module optimizing aeration efficiency : 0.33m³/m²·hr

■ Development of diagnosis and monitoring technology of water treatment process
- Development of membrane pre-treatment technology minimizing membrane fouling from sewage reuse
- Establishment and development of continuous monitoring system with indicator rotation for bio reactor(Test Bed)
- Development of diagnosis and monitoring system for membrane leak
- Development of operation system for the Next generation MBR process for sewage/wastewater

■ Development of RO reuse and RO brine treatment technology
- Decrease of organic matter and chromaticity of RO brine through high-pulsed UV process and removal of nitrogen over 80% at C/N ratio 4
- Design/manufacturing sewage reuse Pilot Plant and achieving recovery over than 75% and TDS removal efficiency over than 90%
- Determination of feasibility for producing ultrapure water targeting RO brine of reuse system

(출처 : SUMMARY 20p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서(제출서) ... 2
• 제 출 문 ... 4
• 요 약 서 ... 8
• 요 약 문 ... 13
• SUMMARY ... 18
• 목차 ... 23
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 24
• 1-1. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 24
• 1-2. 연구개발 범위 ... 42
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 43
• 2-1. 국내·외 MBR 기술개발 현황 및 시장 동향 ... 43
• 2-2. 국내·외 분리막 기술개발 현황 및 시장 동향 ... 51
• 2-3. 수처리 효율향상을 위한 전처리 및 모니터링 기술 현황 ... 57
• 2-4. 국내·외 재이용 개발 현황 및 시장 동향 ... 59
• 2-5. 국내·외 재이용 농축수 처리 개발현황 ... 77
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 81
• 3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 ... 81
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 118
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 555
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 570
• 4-1. 목표달성도 ... 570
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 576
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 578
• 5-1. 개발기술의 활용계획 ... 578
• 5-2. 사업화 계획 ... 583
• 5-3. 기대성과 ... 588
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 591
• 6-1. 하·폐수 MBR 공정 ... 591
• 6-2. 하·폐수 재이용 ... 593
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 598
• 8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 599
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 600
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 601
• 11. 기타사항 ... 623
• 12. 참고문헌 ... 624
• 끝페이지 ... 631