초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
● 특정오염물질을 배제한 공업용수 수질 급의 처리수질 확보(원수수질대비 TOC 90%, TMAH 95%제거, SiO₂ 80%, Urea 90% 제거)
● 10 TPD 반도체 폐수 재이용 공정 개발 및 구축을 통한 연속 운전 데이터 확보
● 원수 유입유량 대비 재이용수 생산량(회수율) 80% 달성(RFP 기준 생산량 70% 이상)
● 파일럿 규모의 반도체 폐수재이용 공정에서의 특정오염물질 및 중금속류 거동 분석
● 실험실규모의 공정에서 특정오

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
● 특정오염물질을 배제한 공업용수 수질 급의 처리수질 확보(원수수질대비 TOC 90%, TMAH 95%제거, SiO₂ 80%, Urea 90% 제거)
● 10 TPD 반도체 폐수 재이용 공정 개발 및 구축을 통한 연속 운전 데이터 확보
● 원수 유입유량 대비 재이용수 생산량(회수율) 80% 달성(RFP 기준 생산량 70% 이상)
● 파일럿 규모의 반도체 폐수재이용 공정에서의 특정오염물질 및 중금속류 거동 분석
● 실험실규모의 공정에서 특정오염물질 및 중금속류 Spiking을 통한 고농도 오염물질 제거 평가
● 반도체 폐수 재이용시설 경제성 평가 및 고순도 공업용 원수 최적 재이용율 의사 결정 절차 프로그램 개발
● 반도체 폐수 재이용 공정 중·대규모 상세설계를 통한 반도체 폐수재이용 공정의 표준설계도 도출
● 과학적 성과로 SCIE논문 6편 게재 (mrnIF 68이상)(RFP기준 mrnIF 60이상), 기술적 성과로 SMART 지수 BB등급 이상 3건 등록 (지식재산권) 달성을 목표로 함.

◼ 전체 내용
● 특정오염물질을 배제한 공업용수 수질 급의 처리수질 확보
- 재이용수 TOC, TMAH, SiO₂, Urea 등 목표를 달성하고, 추가적으로 중금속류를 제거하여 재이용수의 공업용수 수질 달성을 목표로 수행
● 10 TPD 반도체 폐수 재이용 공정 개발 및 구축을 통한 연속운전 데이터 확보
- 폐수 재이용을 위한 최적 분리막 공정 운영방안, 세척방안 등을 제시
● 원수 유입유량 대비 재이용수 생산량(회수율) 80% 달성(RFP 기준 생산량 70% 이상)
- 회수율을 가변적으로 70%, 75%, 80% (생산수 기준 10 TPD)로 운전을 하여 본 제안서에서 제시한 수질목표와 연계하여 최적의 회수율 제시
● 파일럿 규모의 반도체 폐수재이용 공정에서의 특정오염물질 및 중금속류 거동 분석
- 전처리, 세라믹, RO 분리막 공정별 특정오염물질 및 중금속류 제거 메커니즘 규명
● 실험실규모의 공정에서 특정오염물질 및 중금속류 Spiking을 통한 고농도 오염물질 제거 평가
- 실험실규모의 공정 구성과 특정오염물질 및 중금속류의 고농도 Spiking을 통해 고농도 오염물질 유입에 대비할 수 있는 공정운영 매뉴얼 제시
● 반도체 폐수 재이용 공정 중·대규모 상세설계를 통한 반도체 폐수재이용 공정의 표준설계도 도출
- 실규모 반도체 폐수 발생 시설에 적용할 수 있는 표준 설계안 제시
● 반도체 폐수 재이용시설 경제성 평가 및 고순도 공업용 원수 최적 재이용율 의사 결정 절차 프로그램 개발

◼ 1단계
❏ 목표
● 생산수 기준 10 TPD 반도체 폐수 재이용 프로토타입 구축
● 반도체 폐수 재이용 공정에서의 특정오염물질 거동 분석
● 반도체 폐수 오염물 표준 분석 방법 도출
❏ 내용
- 생산수 기준 10 TPD 프로토타입 구축 및 프로토타입 운전을 통한 생산수 기준 60 TPD 규모 반도체 폐수 재이용 공정 기본 설계 도출
- 프로토타입의 운전을 통한 최종 목표 대비 80% 수준의 생산수 수질 확보
- 반도체 폐수 원수 기초 성상 및 특정 유/무기 오염물질 분석
- 반도체 폐수 내 특정오염물질 거동 메커니즘 도출
- 공정 별 오염물질 분석 모니터링

◼ 2단계
❏ 목표
● 10 TPD 반도체 폐수 재이용 공정 연속 운전을 통한 공업용수 수질의 재이용수 확보
● 파일럿 규모의 반도체 폐수재이용 공정에서의 특정오염물질 및 중금속류 거동 분석
● 실험실규모의 공정에서 특정오염물질 및 중금속류 Spiking을 통한 고농도 오염물질 제거 평가
● 원수 유입유량 대비 재이용수 생산량(회수율) 80% 달성(RFP 기준 생산량 70% 이상)
● 반도체 폐수 재이용 공정 중·대규모 상세설계를 통한 반도체 폐수재이용 공정의 표준설계도 도출
● 반도체 폐수 재이용시설 경제성 평가 및 고순도 공업용 원수최적 재이용율 의사 결정 절차 프로그램 개발
❏ 내용
- 10 TPD프로토타입 개량과 시 운전 및 단기 운전을 통한 파일럿 운영 최적화
- 원수대비 TOC 90%, TMAH 95%, SiO₂ 80%, Urea 90% 제거 등 목표를 달성하고, 재이용수의 공업용수 수질 달성
- 연속운전을 통한 회수율 80% 달성
- 공정 내 고농도 특정오염물질 및 중금속류 유입 발생 가정 Spiking 테스트 및 운영 매뉴얼 확보
- 전처리, 세라믹, RO 분리막 공정 별 특정오염물질 및 중금속류 제거 메커니즘 규명
- 반도체 폐수 재이용 공정의 표준설계 도출
- 반도체 폐수 단위 처리 공정 별 주기적 오염물질 분석 및 모니터링

□ 연구개발성과
[최종 성과목표 및 달성률]

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 반도체 폐수 재이용을 통한 공업용수 확보기술 개발로 급격한 수자원 변화에도 안정적으로 공업용수를 공급 할 수 있게 되어 필요 이상의 수자원 낭비를 막을 수 있으며 전략적으로 수자원을 사용할 수 있음.
- 재이용수의 단계적 적용을 통해 재이용수 기술도입비용 절약과 범지구적 수자원 절약 목표의 단계적 달성을 기대할 수 있음.
- 물재사용 패러다임 확산을 통한 공업용수 순환경제의 기반을 강화하고, 향후 기후변화로 인한 사용가능한 수자원의 감소에 대비한 폐수무방류(Zero Liquid Discharge) 및 수자원 재사용 신사업 모델 발굴이 가능함
- 폐수 재이용 기술에 적용되는 RO분리막은 반도체 폐수 뿐만 아니라 전자폐수, 산업폐수, 일반폐수에도 적용이 가능하여 다양한 분야의 물재이용에 영향을 미칠 수 있음.
- 반도체 폐수 재이용 공정 기초 설계에 설계한 재이용 공정의 특허를 출원하여 반도체 산업 관련 소재·부품·장비의 국산화가 달성 가능함.
- 공업용수 생산 및 송수에 들어가는 비용을 감소시키고 에너지 사용량을 줄여 탄소발생량을 감소시킬 수 있음.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 가. 연구개발 목표 ... 8
• 나. 연구개발 배경 및 필요성 ... 9
• 다. 연구개발 핵심내용 ... 21
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 22
• 가. 1차년도 ... 22
• 나. 1단계 2차년도 ... 76
• 다. 2단계 1차년도 ... 176
• 라. 2단계 2차년도 ... 178
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 181
• 1) 연구수행 결과 ... 181
• 2) 목표 달성 수준 ... 189
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 190
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 190
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 190
• 7. 연구개발비 사용실적 ... 191
• 8. 중요 연구변경 사항 ... 193
• 9. 다음 단계 연구개발계획 ... 194
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 194
• 2) 국내외 관련 분야 환경변화 ... 209
• 3) 연구개발 추진전략 ... 209
• 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 217
• 5) 다음 단계 연구개발비 사용 계획 ... 221
• 6) 사업화 추진 계획 ... 225
• 7) 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 230
• 끝페이지 ... 232