초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
● 고주파 하이브리드 침출 기반의 중금속 재활용 및 재자원화를 위한 회수 기술개발
● 컬럼형태의 친환경 생물흡착과 고주파 하이브리드 침출 회수 시스템 상용화를 위한 현장 적용 실험 및 실효성 평가
● 흡착 및 회수 공정의 효율성 및 경제성 평가
전체 내용
● 흡착된 특정수질유해물질 일반/열적/전기화학적 특성파악
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 설계 : 실내시험규모
● 미세조류 기반 생물흡착공정 성능 평가 장치 설계 : 실내시험규모 (반응조, 연

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
● 고주파 하이브리드 침출 기반의 중금속 재활용 및 재자원화를 위한 회수 기술개발
● 컬럼형태의 친환경 생물흡착과 고주파 하이브리드 침출 회수 시스템 상용화를 위한 현장 적용 실험 및 실효성 평가
● 흡착 및 회수 공정의 효율성 및 경제성 평가
전체 내용
● 흡착된 특정수질유해물질 일반/열적/전기화학적 특성파악
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 설계 : 실내시험규모
● 미세조류 기반 생물흡착공정 성능 평가 장치 설계 : 실내시험규모 (반응조, 연속식)
● 흡착된 생물흡착담체 특정수질유해물질 특성파악 : 물리/화학/광물학/열적/전기화학적 분석
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 제작 : 실내시험규모
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 운영 최적화 : 침출율 90% 이상
● 미세조류 기반 생물흡착공정 성능 평가 장치 제작 및 운영 : 흡착율 80% 이상
● 미세조류 기반 생물흡착공정 시제품 운영 및 유지관리 : 중금속 3종 이상의 산업 폐수 6개월 이상 연속운전
● 고주파 하이브리드 침출공정 시제품 운영 및 유지관리 : 수정 보완 및 운전 매뉴얼 작성
● 회수 금속 정련공정 시제품 설계, 제작 및 운영 : 수정 보완 및 운전 매뉴얼 작성
● 전체 개발 공정 경제성 분석 : 생산비 및 회수비용 고려

1단계
목표
< 1차년도 >
● 흡착된 특정수질유해물질 특성 파악
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 설계
< 2차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 성능 평가 장치 설계
● 흡착된 생물흡착담체 특정수질유해물질 특성 파악
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능장치 제작 및 운영
< 3차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 성능평가 장치 제작 및 운영
● 침출된 유가금속 특성 파악
● 회수 금속 정련공정 기술 선정 및 회수 금속 정련공정 성능장치 설계
내용
< 1차년도 >
● 흡착된 특정수질유해물질 일반 특성파악 : 물리/화학/광물학적 분석
● 흡착된 특정수질유해물질 열적 특성파악 : 열적변화에 따른 물질 변화 특성 파악
● 흡착된 특정수질유해물질 전기화학적 반응성파악 : 고주파 조사 조건에 따른 물질 변화 특성 파악
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 설계 : 실내시험규모
< 2차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 성능 평가 장치 설계 : 실내시험규모 (반응조, 연속식)→ 유입수 성상(Cu, Pb, As etc.) 및 농도에 따른 제거특성 파악
● 흡착된 생물흡착담체 특정수질유해물질 특성파악 : 물리/화학/광물학/열적/전기화학적 분석
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 제작 : 실내시험규모
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 운영 최적화 : 침출율 90% 이상
< 3차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 성능 평가 장치 제작 및 운영 : 흡착율 80% 이상→ 운영일지 작성을 통한 생물흡착공정 장치 수정 보완
● 침출된 유가금속 특성파악 : 물리/화학/광물학/열적/전기화학적 분석
● 회수 금속 정련공정 기술 선정
● 회수 금속 정련공정 적용성 시험 및 확립 : 화학 침전/결정화, 용매추출, 흡착/이온교환, 전해정련, 휘발 등→ 회수 효율성 및 경제성을 고려한 정련공정 선정 및 설계
● 정련공정 성능평가 장치 설계 : 실내규모

2단계
목표
< 4차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 시제품 설계, 제작 및 운영
● 고주파 하이브리드 침출공정 시제품 설계, 제작 및 운영
● 회수 금속 정련공정 성능평가 장치 제작 및 운영
< 5차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 시제품 운영, 유지관리 및 상용화
● 고주파 하이브리드 침출공정 시제품 운영, 유지관리 및 상용화
● 회수 금속 정련공정 시제품 운영, 유지관리 및 상용화
● 전체 개발 공정 경제성 분석
내용
< 4차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 시제품 설계, 제작 및 운영 : 중금속 3종 이상의 산업 폐수 시운전
● 고주파 하이브리드 침출공정 시제품 설계, 제작 및 운영 : 중금속 3종 이상 침출율 90% 이상
● 회수 금속 정련공정 성능평가 장치 제작 및 운영 : 실내시험규모
< 5차년도 >
● 미세조류 기반 생물흡착공정 시제품 운영 및 유지관리 : 중금속 3종 이상의 산업 폐수 6개월 이상 연속운전
● 고주파 하이브리드 침출공정 시제품 운영 및 유지관리 : 수정 보완 및 운전 매뉴얼 작성
● 회수 금속 정련공정 시제품 설계, 제작 및 운영 : 수정 보완 및 운전 매뉴얼 작성
● 전체 개발 공정 경제성 분석 : 생산비 및 회수비용 고려

해당 연도
목표
● 흡착된 특정수질유해물질 특성 파악
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 설계
내용
● 흡착된 특정수질유해물질 일반 특성파악 : 물리/화학/광물학적 분석
● 흡착된 특정수질유해물질 열적 특성파악 : 열적변화에 따른 물질 변화 특성 파악
● 흡착된 특정수질유해물질 전기화학적 반응성파악 : 고주파 조사 조건에 따른 물질 변화 특성 파악
● 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 설계 : 실내시험규모

연구개발성과
● 연구개발의 목적은 미세조류기반 생체흡착담체를 이용한 고효율/저비용의 고주파 하이브리드 침출 회수기술 개발과 이를 통한 폐수내 유가자원 회수 시스템의 상용화 하는 것임.
● 고주파 하이브리드 침출 기반의 중금속 재활용 및 재자원화를 위한 회수 기술개
● 컬럼형태의 친환경 생물흡착과 고주파 하이브리드 침출 회수 시스템 상용화를 위한 현장 적용 실험 및 실효성 평가
● 흡착 및 회수 공정의 효율성 및 경제성 평가

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
(1) 기술적 측면
● 본 연구에서 개발하고자 하는 기술은 폐자원으로부터 소규모 유가금속 회수를 위한 핵심요소기술이며, 미세조류기반의 기능성 소재화, 고분자의 표면 특성 개질 등 다양한 학문분야로도 파급될 수 있을 것임.
● 본 과제에서 개발된 금속회수 공정은 기존의 습식공정에 비하여 운전공정의 부피가 작아짐에 따라 복잡한 금속 회수공정을 단순화 할 수 있으므로 공정운전 비용의 감소효과를 누릴수도 있다는 장점이 있음. 뿐만 아니라, 기존의 공정에서 배출될 수 있는 유독성 물질이 없기 때문에 보다 친환경적이라는 장점을 가지므로 금속처리/회수 분야에서 차별화된 선진기술이 될 것임.
(2) 경제·사회적 측면
● 선진국 수준의 산업폐금속 자원의 재활용 기술 개발을 통해 첨단산업의 핵심원료 소재를 안정적으로 확보하여 첨단산업 리더 국가로 도약할 수 있음. 산업폐자원으로부터 유가금속의 회수는 환경 보존의 측면뿐만 아니라 국가발전을 위한 지속적인 자원 확보측면에서도 중요한 의미를 가질 수 있음
(3) 환경적 측면
● 전략 금속 확보에 의한 산업 경쟁력 확보에도 기여할 것임.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 가. 연구개발의 필요성 ... 9
• (1) 연구개발의 필요성 ... 9
• (2) 연구개발 대상의 국내외 현황 ... 16
• (3) 기술개발의 차별성 ... 24
• 나. 연구개발의 목표 및 내용 ... 36
• (1) 연구개발의 목표 및 내용 ... 36
• (2) 평가의 착안점 및 기준 ... 37
• 다. 연구개발 추진전략 및 추진체계 ... 38
• (1) 연구개발 추진전략 및 방법 ... 38
• (2) 연구개발 추진체계 ... 39
• (3) 연구개발 추진일정 ... 40
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 41
• 가. 연차별 연구목표 및 내용 ... 41
• (1) 1단계 1차년도 ... 41
• (2) 1단계 2차년도 ... 41
• (3) 1단계 3차년도 ... 42
• (4) 2단계 4차년도 ... 42
• (5) 2단계 5차년도 ... 43
• 나. 1단계 1차년도 연구수행 결과 ... 44
• (1) 흡착된 특정수질유해물질 일반 특성파악 ... 44
• (2) 흡착된 특정수질유해물질 열적 특성파악 ... 57
• (3) 흡착된 특정수질유해물질 전기화학적 반응성 파악 ... 68
• (4) 고주파 하이브리드 침출공정 성능평가 장치 설계 ... 73
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 83
• 가. 정성적 연구개발성과 ... 83
• 나. 정량적 연구개발성과 ... 98
• 다. 세부 정량적 연구개발성과 ... 103
• 라. 연구개발비 사용실적(2021.11.30. 기준) ... 106
• 4. 다음 연도 연구개발계획 ... 107
• 별첨 자료 ... 117
• 끝페이지 ... 118