초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
협동기관에서는 통복하수처리장에서 발생되는 연계수를 대상으로 전기화학적 기술이 결합된 전기펜톤공정 및 질소 산화전극과 질산성 질소 환원전극이 결합된 전기화학적 총 질소 산화/환원공정을 개발한다. 총괄주관기관에서는 협동기관에서 개발한 고효율 펜톤공정을 기존 하수처리장에 적용하여 고부하 유입수의 적정 운영방법을 제시하고, 에너지 절감형 시스템 개발 및 솔루션을 제공하는데 그 목적이 있다.

□ 연구개발성과
○ 총괄주관 : 환경시설관리주식회사
□ 지적재산권 확보
○ 특허출원 7건

□ 연구의 목적 및 내용
협동기관에서는 통복하수처리장에서 발생되는 연계수를 대상으로 전기화학적 기술이 결합된 전기펜톤공정 및 질소 산화전극과 질산성 질소 환원전극이 결합된 전기화학적 총 질소 산화/환원공정을 개발한다. 총괄주관기관에서는 협동기관에서 개발한 고효율 펜톤공정을 기존 하수처리장에 적용하여 고부하 유입수의 적정 운영방법을 제시하고, 에너지 절감형 시스템 개발 및 솔루션을 제공하는데 그 목적이 있다.

□ 연구개발성과
○ 총괄주관 : 환경시설관리주식회사
□ 지적재산권 확보
○ 특허출원 7건
- 센서기반 하폐수 회분식 처리시스템(10-2017-0020570)
- 센서기반 오염부하 모니터링을 통한 하폐수 처리시스템(10-2017-0020571)
- 산소소모율측정기반 하폐수 회분식 처리시스템(10-2018-0010464)
- 하폐수 회분식처리 시스템(10-2018-0044239)
- 워터필름현상을 이용한 산기보조장치(10-2018-0126764)
- ESS를 이용한 환경기초시설 에너지관리 시스템(10-2018-0141608)
○ 특허등록 6건
- 센서기반 하폐수 회분식 처리시스템(10-1833002-0000)
- 오염부하 모니터링을 통한 하폐수 처리시스템(10-1833003-0000)
- 산소소모율 측정기반 하폐수 회분식 처리 시스템(10-1876786-0000)

□ 매출 실적 9건(75,291,840천원)
- 안산시 공공하수처리시설 관리대행(2017.4.31, 21,568,972천원)
- 여주시 환경기초시설 관리대행(2016.9.1, 16,925,000천원)
- 고령군 환경기초시설 관리대행(2016.9.7, 10,710,597천원)
- 동해시 공공폐수처리시설 관리대행(2018.02.08, 1,216,162천원)
- 동해시 공공하수처리시설 관리대행(2018.02.08, 2,392,775천원)
- 이천시 공공하수도 및 축산분뇨공공처리장 통합운영 관리대행 (2018.09.01., 17,140,000천원)
- 경산시 분뇨 및 가축분뇨공공처리시설 운영 (2019.02.25, 2,980,380천원)
- 금산군 공공하수도시설 관리대행 (2020. 01.01, 1,323,054천원)
- 진천 공공하수도시설 대행사업 용역 (2020.01.01., 1,034,900천원)
□ 국내외 전시회 개최 및 참가 4건- 2017, 2018, 2019 WEFTEC, 2018 R&*D 성과발표회

□ 부가적 성과
○ 녹색기술 인증
- 산소소모율 측정기반의 송풍에너지 절감형 연속회분식 하폐수처리기술 (녹색기술 제 GT-10-00454호)
○ 저작권
- 전력관리시스템
- 빅테이터를 이용한 하수처리장 유량산정시스템
- 하수처리장 에너지 관리시스템(E-EMS)
○ 협동기관 : 한국과학기술연구원

□ 지적재산권 확보
○ 국내특허출원 8건
- 고농도 유기성폐수의 전처리장치(10-2017-0016372)
- 폐수의 암모니아성 질소를 제거하기 위한 전기화학적 수처리장치 (10-2017-0016944)
- 환원전극 물질 및 그 제조방법 그리고 이를 이용한 전기펜톤장치 (10-2017-0133834)
- 수처리용 크롬이온 흡착제 및 이의 제조 방법(10-2017-0164988)
- 암모니아성 질소 및 암모니아성 질소의 산화부산물을 제거할 수 있는 전기화학적 수처리장치(10-2018-012096)
- 전기펜톤장치의 환원전극 및 이를 이용한 폐수처리방법(10-2019-0124588)
- 축전식 탈염공정의 전처리장치(10-2019-0153688)
- 전기화학반응용 전극의 개질방법(10-2019-0142091)
○ 국외특허출원 4건
- 환원전극 물질 및 그 제조방법 그리고 이를 이용한 전기펜톤장치 (201711191467.9)
- ELECTROCHEMICAL WATER TREATMENT APPARATUS FOR AMMONIA NITROGEN AND ITS BY-PRODUCT OF ITS OXIDATION(201811503677.1)
- METHOD FOR MODIFYING ELECTROCHEMICAL ELECTRODE(201911325661.0)
- APPARATUS FOR PRETREATMENT OF CAPACITIVE DEIONIZATION(202010217514.8)
○ 국내특허등록 5건
- 폐수의 암모니아성 질소를 제거하기 위한 전기화학적 수처리장치 (10-1833833-0000)
- 고농도 유기성폐수의 전처리장치(101866425-0000)
- 환원전극 물질 및 그 제조방법 그리고 이를 이용한 전기펜톤장치 (10-1932428-0000)
- 암모니아성 질소 및 암모니아성 질소의 산화부산물을 제거할 수 있는 전기화학적 수처리장치(102044195-0000)
- 전기화학반응용 전극의 개질방법(10-2250649-0000)
□ 국내외 학회 발표 18건

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
□ 활용계획
○ 연계부하 저감을 통한 안정적 처리수질 확보
○ 하폐수처리장 증설 없이 고부하 유입수의 고효율 펜톤 처리를 통해 처리장 증설 및 운영비용 절감
○ 처리장 에너지 절감 및 공정제어 시스템 개발
○ 펜톤 슬러지 처리기술 개발과 슬러지 발생량 저감을 통한 하수처리시설 운영 효율화 및 운영비 절감
○ 전기펜톤공정
- 기존 펜톤공정 대비 약품 주입량을 최소화하여 슬러지 발생량을 절감함으로써 폐수처리 현장에서 요구하는 경제성을 확보하여 전기화학적 수처리 시스템의 저변 확대와 기술 활성화에 기여
- 전기펜톤과 전기분해 공정이 결합된 하이브리드 시스템을 제공하여 매립장 침출수, 염색, 피혁, 전자산업에서 발생하는 고농도 난분해성 폐수처리에 광범위하게 적용하여 효과적으로 오염부하를 저감시켜 안정적인 하·폐수처리장의 처리수질 확보
○ 암모니아성 질소 산화, 질산성 질소 환원전극 및 질소 제거 공정
- 저가형 전극 최적화 구현을 통해 기존 기술의 생산, 설치, 운전 단가를 낮추고 운전수명을 증진시켜 수처리 시스템의 혁신과 가격 경쟁력 향상이 기대됨
- 전기화학적 수처리 산업은 현재의 처리 효율이 낮은 생물학적 처리 또는 화학적 처리 등 한정된 범위의 접근을 확대하여 고농도의 유기물, 영양물질 및 난분해성 물질이 함유된 침출수나 축산폐수 등의 수처리 문제를 해결할 수 있는 대안으로 활용 가능함
- 본 기술은 NaCl을 충분히 함유하고 있는 선박 평형수 처리에 바로 도입될 수 있으며 NaCl 농도조절을 통하여 NaOCl을 함유하는 소독수를 만들어 친환경 수영장 등 물놀이 시설, 냉각수, 소규모 마을 정수장 및 개발도상국 먹는 물 생산시설 등에 소독기술로서 상품화할 수 있음

□ 기대효과
- 과학적측면 : 고농도 연계수의 처리에 고급 펜톤 기술을 적용하여 하폐수 처리장 고농도 유입부하를 직접 처리하는 기술로서 에너지 최적화 기술을 포함한 통합공정개발을 통하여 기존의 하수처리장 진입
- 기술적측면 : 다양한 모니터링 및 제어기술을 처리장에 적용함으로써 보다 적극적인 EMS 도입 가능
- 경제적측면 : 기존 부지에서 추가 시설을 최소화하고 에너지 절감 및 처리비용 저감에 따른 경제성까지 제고한 기술임

(출처 : 요약문 6p)