초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 고회수율, 고효율 달성을 위한 신개념 batch RO 및 hybrid batch RO 공정 개발을 목표로 멤브레인 내부 예측 모델과 공정 동특성 해석을 위한 dynamic simulator를 개발하였음. 또한 모델 예측과 해석을 기반으로 운전 최적화를 위한 제어 알고리즘을 제시하였으며 이를 통해 에너지 타당성 및 환경영향도를 평가하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 연구 결과
- Batch RO 시스템의 대용량 생산 규모 시뮬레이션을 위한 기본 모델 설계
- Batch

□ 연구개요
본 연구는 고회수율, 고효율 달성을 위한 신개념 batch RO 및 hybrid batch RO 공정 개발을 목표로 멤브레인 내부 예측 모델과 공정 동특성 해석을 위한 dynamic simulator를 개발하였음. 또한 모델 예측과 해석을 기반으로 운전 최적화를 위한 제어 알고리즘을 제시하였으며 이를 통해 에너지 타당성 및 환경영향도를 평가하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 연구 결과
- Batch RO 시스템의 대용량 생산 규모 시뮬레이션을 위한 기본 모델 설계
- Batch RO 시스템의 적용성 향상을 위한 batch RO - adsorption desalination 하이브리드 공정 설계 및 모델 개발
- 구축된 멤브레인 데이터를 기반으로 한 멤브레인 파라미터의 거동 해석 및 principle component analysis (PCA)를 이용한 멤브레인 파라미터 특성 분석
2차년도 연구 결과
- Batch RO 및 Hybrid batch RO 시스템의 동특성을 반영한 mathematical model 기반 dynamic simulator 개발
- 동특성을 고려한 운전 설계안 도출, 최적 설계안 및 운전조건을 제시하고 이를 제어하기 위한 알고리즘 탐색
- Batch RO 등 타 멤브레인 공정을 활용하여 농축수 저감 및 관리 전략에 응용하기 위한 멤브레인 조건 탐색
3차년도 연구 결과
- 제시한 최적 설계안과 dynamic simulator를 통해 Batch RO 및 Hybrid batch RO 운용 상황 모사 및 에너지 타당성 평가
- 고회수 설계를 통해 감소되는 농축수량을 분석하고 이를 바탕으로 환경영향도 및 타당성 평가 수행
- 환경 영향도 및 공정 타당성 평가를 기반으로 제시한 신공정의 실증화, 대용량화, 사업화를 위한 기본 설계안 및 분석 리포트 제시

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
과학기술적 기대효과
- RO 기반 담수화 기술이 고도화됨에 따라 공정의 에너지 소모 감소량에 한계점이 대두되고 이에 본 연구에서 제시한 신공정 및 최적 설계안은 기존 담수화 공정의 한계를 극복하고 타 RO기반 공정에 응용하여 기술 성숙도를 끌어올릴 수 있음.
경제-산업적 기대효과
- GWI 리포트에 따르면 세계 물산업 시장은 연 4.2%의 성장세를 가지며 2025년기준 9000억달러 이상으로 성장할것으로 예측되며 이에 관련 시장을 선도할 담수화 기술의 선점이 중요함.
- 본 연구는 고회수율, 고효율 신개념 담수화 기술개발을 위한 연구로서 9000억 규모의 물산업 시장중 약 25%를 차지하는 brackish water desalination 시장의 선도기술로서 국가 경쟁력 향상에 이바지 할 수 있을 것으로 판단됨.
사회적 기대효과
- 본 연구는 신개념 담수화 기술개발과 동시에 공정의 환경영향도 및 에너지 타당성 평가를 통해 RO 기반 담수화 공정의 탄소중립 연구 및 달성에 기여할 수 있음.
- 최근 지속 가능한 환경 및 시스템에 대해 국내외 관심이 증가하고 있으며 본 연구 결과를 통해 이를 고려한 타 담수화 공정에 다양하게 적용될 수 있는 기술을 확보할 수 있을 것으로 판단됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 연구개발 필요성 ... 4
• (2) 최종 연구 목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 13
• 끝페이지 ... 25