초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 목표
● 본 연구개발의 최종목표는 “난분해성 물질특성을 고려한 오존마이크로버블 기반의 가변형 세라믹 막여과 복합공정 개발”로써 관리자의 손쉬운 운영 및 문제해결을 위하여 빅데이터 기반의 장수명화 통합 O&M 프로그램을 탑재하고자 함.
[난분해성 유해물질의 분해능/분석방법 메커니즘 규명을 통한 계층화]
- 업종/독성/유해성 등 분석을 통한 처리대상 유해물질 총 22종 선정
- 각 단위공정(O₃/O₃+UV/O₃+H

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 목표
● 본 연구개발의 최종목표는 “난분해성 물질특성을 고려한 오존마이크로버블 기반의 가변형 세라믹 막여과 복합공정 개발”로써 관리자의 손쉬운 운영 및 문제해결을 위하여 빅데이터 기반의 장수명화 통합 O&M 프로그램을 탑재하고자 함.
[난분해성 유해물질의 분해능/분석방법 메커니즘 규명을 통한 계층화]
- 업종/독성/유해성 등 분석을 통한 처리대상 유해물질 총 22종 선정
- 각 단위공정(O₃/O₃+UV/O₃+H₂O₂ 등) 제거율별 계층화
- 부산물생성, 독성평가 모니터링 및 대상물질 위해성 평가를 위한 운전 조건 도출
[가변형 O₃(micro bubble)기반의 세라믹 막여과 복합공정 개발 및 플랜트 설치]
- 계층화된 물질별 제거효율 향상 및 막오염 저감을 위한 선택적 O₃ 발생기포 크기(Nano/micro bubble) 노즐 제어 시스템 개발
- 난분해성 물질 제거율 달성을 위한 NF 세라믹 막여과 가변공정 개발
- 200m3/일 규모 기본/실시설계 인자 도출 및 장기운영 안정성 확보
- Online(여과운전 중) 유지세정 기술 및 O₃ 기포크기제어 세라믹 막오염 저감 Direct 세정 기술 개발

◼ 내용
● 수생태계 또는 인체유해성을 갖는 업종별 난분해성 유해물질을 제거하기 위하여 다음과 같은 세부연구목표를 설정함.
1. 난분해성 유해물질 15종+7종의 분해능/분석 계층화 단계 설정
2. 가변형 오존마이크로버블 기반의 세라믹 막여과 복합 고도처리공정 개발
3. 세라믹 막여과 운영 안정성을 위한 유지세정 기술 개발
4. 유지관리 편의성 증대 장수명화 IT기반의 O&M Simulation 매뉴얼 개발
-다양한 폐수발생 업종별 난분해성 유해물질의 종류는 다양한 분해메커니즘을 갖고 있기 때문에 오존 공정에서 목표제거율 가능 물질별 계층화를 통한 단일 또는 혼합 폐수 유입시 물질 성상을 고려하여 가 변형 공정개발을 하고자 함.
-세라믹 분리막을 적용함에 있어서 불가피하게 수반되는 막오염을 제어하기 위하여 CIP 세정 주기를 연장할 수 있도록 오존 Nano/Micro bubble size를 제어하여 AOPs 공정의 난분해성 물질 유입부하의 완충효과를 확보하고자 함. 또한 소독부산

□ 연구개발성과

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
가. 연구개발결과의 활용방안
○ 기술 확보 계획 및 홍보 방안
- 상용화에 필수적인 요소기술의 설계 방법 확보
- 상용화 적용을 위한 응용분야 기술 확보
○ 기술력 증진 계획 및 향후 연구개발 방안
- 기술력 증진 및 추후 연구개발 계획
나. 기대효과
(1) 기술적 측면
- 해당 연구 개발 시스템은 초고도 산화기술에 의한 난분해성 물질 99% 이상의 제거효율을 가짐으로 안정된 처리수 수질 확보가 가능함.
- 해당 시스템은 업종별 복합기술의 설계 및 유지관리 매뉴얼을 제공할 수 있음으로 운전을 통한 목적별 재이용수 생산이 가능하며, 이에 따라 경제적인 수처리 시스템 구축이 가능함.
(2) 경제·사회적 측면
- 현재 국내 물재이용과 관련된 사업은 환경부, 지자체 등에서 다양하게 제시하고 있으며, 국내 수자원 확보 정책과 맞물려 해당 시장 확대에 이바지할 것으로 판단됨.
(3) 환경적 측면
- 난분해성 유해물질 저감을 통해 도심하천의 생태계 회복 및 유입 부하량 감소를 통한 하천 수질개선을 도모할 수 있음.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• ① 연구개발의 목표 및 내용 ... 5
• ② 1차년도 연구개발 목표 ... 7
• 2. 1차년도 연구개발과제의 수행과정 및 내용 ... 7
• ① 분해메커니즘 확립 (위탁연구개발기관 : 서울대학교) ... 7
• - 난분해성 유해 대상물질 22종 분석방법 도출 ... 7
• - 업종별 난분해성 유해물질 계층화 ... 24
• - 제거공정 4가지 유형 이상 제시 ... 30
• - 3, 4차년도 200m3 Pilot-scale 구축 부지선정 ... 36
• ② 제거 평가 Lab.test 장치 구축 ... 41
• - 단위공정 평가장치 구축 ... 41
• - 제거 분해능 선행연구 평가 ... 47
• ③ 단위공정 난분해성 물질분석 및 제거효율 평가(위탁연구기관: 한국건설기술연구원, 서울대학교) ... 54
• - 세라믹 분리막 적합성 평가를 위한 UF, NF 기초성능평가 ... 54
• - 오존마이크로버블을 포함한 단위공정별 제거 분해능 평가 ... 62
• - 오존마이크로버블 산화로 인한 생성기능 유해 분해부산물 조사 ... 88
• - 미량유해물질 제거 효율 평가 ... 98
• ④ 22종 제거율 달성을 위한 물질수지 수립 ... 100
• - 주공정 및 가변공정 물질수지 정립 ... 100
• 3. 차년도 연구개발계획 ... 103
• ① 연구개발 목표 및 내용 ... 103
• ② 연구개발 추진전략 ... 117
• ③ 연구개발 일정 및 기대성과 ... 118
• 4. 단계별 연구개발계획 ... 119
• ① 최종 연구개발 목표 및 내용 ... 119
• ② 연구개발과제 단계별 목표 ... 121
• ③ 2단계 연구계획 (주관: 한양대학교) ... 122
• ③ 2단계 연구계획 (위탁 1: 한국건설기술연구원) ... 134
• ④ 2단계 연구계획 (위탁 2: 서울대학교) ... 136
• ⑤ 연구개발 일정 및 계획 ... 138
• ⑤ 사업화 추진계획 ... 140
• ⑥ 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 154
• 5. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 156
• 6. 1차년도 연구개발비 사용실적 ... 161
• 7. 연차별 연구개발비 사용계획 ... 164
• 별첨자료 ... 167
• 끝페이지 ... 173