초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구과제는 하수처리장내 소독(염소, UV) 및 산화공정(오존, UV/H2O2) 적용시, 다양한 종류의 미량/신종 오염물질의 거동과 제거율을 평가하고, 공정운영조건 및 하수성상의 변화에 따른 제거율을 예측할수 있는 기술을 개발하며, 이러한 결과들을 종합한 ‘국내 하수 소독/산화 처리 시 미량/신종 오염물질 거동 및 제거율 데이터베이스(DB) 구축’을 목표로 한다.

◼ 전체 내용
1) 소독 및 산화 하수처리 공정에서 미량/신종오염물질 거동 및 제거율 데이터베이스

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
본 연구과제는 하수처리장내 소독(염소, UV) 및 산화공정(오존, UV/H2O2) 적용시, 다양한 종류의 미량/신종 오염물질의 거동과 제거율을 평가하고, 공정운영조건 및 하수성상의 변화에 따른 제거율을 예측할수 있는 기술을 개발하며, 이러한 결과들을 종합한 ‘국내 하수 소독/산화 처리 시 미량/신종 오염물질 거동 및 제거율 데이터베이스(DB) 구축’을 목표로 한다.

◼ 전체 내용
1) 소독 및 산화 하수처리 공정에서 미량/신종오염물질 거동 및 제거율 데이터베이스 구축
- 263종 대상 미량/신종오염물질에 대한 물리화학적 특성, 처리공정별 반응속도 상수, 제거율 예측 데이터 수록
- 50종 대표 미량/신종오염물질에 대한 물리화학적 특성, 처리공정별 반응속도 상수, 제거율 예측 데이터, 5개 하수 배경 실험실 spike 테스트, 현장 파일럿 테스트 결과, 제거율 예측 오차 수록
2) 소독/산화 처리에서 미량/신종오염물질 거동 평가 및 제거 예측 프로그램
- 처리공정, 산화/소독제 투입량, 처리 시간, 초기 농도 등을 변수로 하는 미량/신종오염물질 거동 예측 프로그램
- 목표 성능: 제거율 예측 오차* 평균 15% 이내
- 263종 미량/신종오염물질에 대한 거동 예측 결과 제공
- 50종 대표 미량/신종오염물질에 대한 예측 결과와 실험실 미량오염물질 spike 테스트, 현장 파일럿 테스트의 검증 결과 제공
* 제거율 예측 오차 = |실험%제거율 - 예측%제거율|
제거율 = (Cin - Cout)/Cin × 100
Cin = 공정유입농도, Cout = 공정유출농도

◼ 1단계
❏ 목표
1단계 연구에서는 대상 하수 및 미량오염물질의 선정 및 특성 파악, 대상 미량오염물질 반응속도 상수 및 광화학 특성인자 데이터베이스 구축, 소독/산화공정에서 5개 하수방류수 특성/처리조건별 미량오염물질 거동 및 제거효율 조사, 대상 미량오염물질 공정별 제거율 실험 측정 (5개 하수) 및 예측 결과 검증, 100L/일 이상 처리용량의 파일럿 오존 및 UV/H2O2 처리장치 설계 및 구축을 목표로 한다.
❏ 내용
1차년: 신종오염물질 반응속도상수 및 하수 소독/산화 제거율 정보 정리(문헌조사), 신종오염물질 50종의 선정과 분석 방법 및 실험 체계 구축, 선택 50종 오염물질에 대하여 반응속도 상수를 측정/예측 후 DB화, 대상 하수처리장의 선정 및 하수성상 파악
2, 3차년: 신종오염물질의 반응속도상수 및 광화학반응 인자 DB로 정리, 제거율 예측 모델 구축 및 평가. 5개 하수유출수에서 신종오염물질 50종에 대한 실험실규모 소독/산화실험을 수행하고 제거율을 평가하고 모델 예측 결과와 비교, 오존과 UV/H2O2 공정 파일럿 시스템 설계 및 구축

◼ 2단계
❏ 목표
2단계 연구에서는 파일럿 규모 소독/산화공정 내 대상 미량오염물질 제거율 실험 측정 및 예측 결과 검증, 파일럿 오존 및 UV/H2O2 처리장치 현장 적용 테스트, 정책 및 현장 활용을 위한 소독/산화공정 평가방법과 최적 운영 가이드라인 개발, 산화기반 초고도 하수처리 미량/신종오염물질 종합 데이터베이스 구축을 목표로 한다.
❏ 내용
4차년: 하수처리장에 오존-생물활성탄(BAC) 파일럿을 설치 및 운영 최적화, 신종오염물질 50종에 대한 제거율 평가 및 모델예측 결과와 비교
5차년: 하수처리장에 UV/H2O2-BAC 파일럿을 설치 및 운영 최적화 , 신종오염물질 50종에 대한 제거율 평가 및 모델예측 결과와 비교, 실험실 및 파일럿 실험 결과를 종합하여 신종오염물질 반응속도 및 제거율 DB로 구축, 신종오염물질 제거율 예측 모델 최적화 및 활용 가이드라인을 제작, 미량/신종오염물질 저감을 위한 소독/산화 공정 효율 평가 방법과 최적 운영 가이드라인을 제안한다

□ 연구개발성과
미량/신종오염물질 DB 및 제거율 예측 프로그램

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
본 연구과제의 성과 활용방안은 다음과 같다
-환경부 하수도 관리부처에서 미량오염물질 관리 정책 수립 시 기술적 근거로서 활용 가능
-소독/산화 공정을 운영하는 하수처리사업소 및 위탁운영업체에서 미량/신종오염물질 대처 시 활용 가능
-수계 미량/신종오염물질 대량 발생 시 초고도 하수처리를 이용한 위기 대응
-하수처리시설 고도화 시 산화기반 초고도 하수처리 최적가용기법 (BAT) 평가 및 선정
-국내 산화기반 초고도 하수처리 데이터베이스 구축 및 산화/소독 공정 운영을 위한 정보 공유
-국내 고도산화공정 제작기업 기술지원
-산화기반 초고도 하수처리 공정 최적 운영기술 개발 지원
본 연구과제의 기대효과로는 초고도 하수처리에 대한 이해를 통한 기술표준화 및 선진그룹과의 기술격차 완화, 수질 향상 및 국민 보건 위협 제거, 하수의 영향을 받는 상수원의 수질 보호 및 미량/신종 오염물질로 인한 수생태계 교란 방지 등이 있다.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1) 연구개발 목표 ... 8
• 2) 연구개발 배경 및 필요성 ... 10
• 3) 연구개발 핵심내용 ... 20
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 26
• 1) 1차년도 ... 26
• 2) 2차년도 ... 43
• 3) 3차년도 ... 91
• 4) 4차년도 ... 116
• 5) 5차년도 ... 130
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 150
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 150
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 156
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 157
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 164
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 166
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 167
• 참고 문헌 ... 169
• 끝페이지 ... 187