초록 ▼

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
□ 저에너지 막오염 절감 MBR 기술 개발 및 고내구성 분리막 제품 개발
- 분리막 생물반응조(MBR) 공정에 기존 공기폭기 방식이 아닌 분리막 수평 왕복운동 방식을 적용하여 분리막 세정에너지의 획기적인 절감과 함께 균일한 유체 흐름에 의한 막오염 저감
- 미생물간의 신호체계를 억제하는 정족수 감지 억제 기술을 융합시켜 막오염을 원천적으로 저감하는 새로운 개념의 융·복합 MBR 공정 개발
- 분리막 수평왕복운동 MBR 공정에 최적인 분리막의 내구성을 개선하여 고내구

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
□ 저에너지 막오염 절감 MBR 기술 개발 및 고내구성 분리막 제품 개발
- 분리막 생물반응조(MBR) 공정에 기존 공기폭기 방식이 아닌 분리막 수평 왕복운동 방식을 적용하여 분리막 세정에너지의 획기적인 절감과 함께 균일한 유체 흐름에 의한 막오염 저감
- 미생물간의 신호체계를 억제하는 정족수 감지 억제 기술을 융합시켜 막오염을 원천적으로 저감하는 새로운 개념의 융·복합 MBR 공정 개발
- 분리막 수평왕복운동 MBR 공정에 최적인 분리막의 내구성을 개선하여 고내구성 분리막 제품(막/모듈/스키드) 개발

◼ 전체 내용
□ MBR 기술 및 공정 개발
- 세정에너지 절감 장치 최적 설계조건 도출 및 반응조내 유체거동 평가 술 확보
- 막오염 저감을 위한 세정에너지 절감 장치의 최적 운영조건과 MBR 공정 설계 기술 확보를 통해 최적의 MBR 공정 파일롯 구축 및 운영
□ 파울링 억제 기술 개발
- 정족수 감지 억제 기술 개발로 부상 유동형 & 부착 고정형 정족수 감지 억제 담체 제조 기술 개발
□ 고내구성 분리막 개발
- PVDF 보강막, 침지식 모듈 및 스키드의 내구성을 향상시킴

◼ 1단계
❏ 목표
□ 저에너지 막오염 절감 MBR 기술 개발 및 고내구성 분리막 제품 개발
- 세정에너지 절감 장치 최적 설계 도출 및 운영 조건 확보
- 유체거동 평가 및 MBR 공정 설계 기술 확보
- 분리막 수평왕복운동 기계적 구동축 안정성 확보 방안 제시
- 유동형 및 고정형 생물담체 개발 및 성능 평가
- 담체 유동성 유지 및 유출 방지 방안 확보, 기술 실용화 축진 방안 제시
- 고내구성 분리막 개발
❏ 내용
○ 1차년도
- MBR 분리막조의 다양한 유체 흐름 시뮬레이션, 실험실 규모 공정 성능 및 막오염 특성 평가, 기존 보유 파일롯과 초기 실제 플랜트 결과 분석
- 부상 유동형 담체 설계 기술 개발
- 실험실 규모 MBR 제작 및 운전
- PVDF 보강막 박리강도 개선, 내경 확대로 압력 손실 개선
- 모듈내 막의 Slack율(처지는 정도) 최적화 및 편차 최소화, 모듈내 포팅부분막의 뽑힘강도 개선
- 스키드 크기별 구조 최적화, 모듈/스키드 체결 부분 최적화
○ 2차년도
- 구동방식, 레일, 프레임 등 구동축 예비테스트를 통한 안정성(내구성) 확보 방안 도출
- 부상 부착 고정형 담체 설계 기술 개발, 담체 대량 생산 방안 도출
- 유동성 유지 방안과 유출방지 구체적인 방안 제시
- 기 보유 파일롯을 활용하여 상용화 가능성 도출
- UF grade(0.05μm이하) 막 개발

◼ 2단계
❏ 목표
□ 저에너지 막오염 절감 MBR 기술 개발 및 고내구성 분리막 제품 개발
- MBR 공정 파일롯 구축 및 최적 운영 도출
- 담체의 파일롯 규모 무폭기 수평왕복운동 MBR 공정 적용 및 성능평가, 막오염 제어 최적화
- 고내구성 분리막 개발
❏ 내용
○ 1차년도
- MBR 분리막조 파일롯 구축, 막오염 최소화 운영 조건 제시
- 담체 파일롯 적용, 막 오염 억제 성능 및 안정성(내구성) 평가
- 개발 분리막 제품 생산 및 파일롯 적용
○ 2차년도
- 파일롯 설계 인자, 도면, 현장 운전 성능 자료 및 시스템 운영 매뉴얼 제시
- 막 오염 제어 최적화 조건 도출, 담체의 대량 생산 매뉴얼 작성
- 분리막 제품 및 파일롯 사용 분리막 장기 내구성 평가

◼ 해당 연도(2단계 1차년도)
❏ 목표
□ 저에너지 막오염 절감 MBR 기술 개발 및 고내구성 분리막 제품 개발
- MBR 공정 파일롯 구축 및 초기 운영을 통한 막오염 최소화 조건 제시
- 담체의 파일롯 적용 및 안정성(내구성) 평가
- 개발된 분리막 제품의 장기 내구성 평가
❏ 내용
- MBR 분리막조 파일롯 구축, 막오염 최소화 운영 조건 제시
- 담체 파일롯 적용, 막 오염 억제 성능 및 안정성(내구성) 평가
- 개발 분리막 제품 생산 및 파일롯 적용

▣ 연구개발성과
● 논문, 특허, 기술 인검증 및 사업화 성과 목표
- 논문 mrnIF (국내외 SCI급 학술지 게재 논문 수준) 65 이상
- 논문 게개 (국내외 SCI급 학술지 게재 논문 건수) 4편 이상
- 학술 발표(국내외 학술회의(학회) 발표 건수) 10건 이상
- 특허등록 SMART 지수 (국내외 특허 등록 수준) B등급 이상
- 특허출원 건수 (국내외 특허 출원 건수) 2건 이상
- 기술 인·검증 (국내외 기술 인·검증 결과) 2건 이상, - 사업화 매출액 (매출 실적)5억원 이상
● 연구개발 최종 성과물
- 분리막 파울링 저감 저에너지 MBR 공정 설계서, 성능자료 및 운영 매뉴얼
- 처리용량 50m3/d(생산수 기준)이상의 저에너지 분리막조 파일롯 플랜트
- 분리막조 파일롯 설계 인자, 도면, 현장 운전성능 자료 및 시스템 운영 매뉴얼
- 정족수 감지 억제 미생물 담체 생산 기술, - 고내구성 분리막 제품

▣ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
□ 활용계획 : 무폭기 수평왕복운동 MBR 공법, 정족수 감지 억제 기술 및 고내구성 분리막 제품(PVDF 보강막 및 침지식 모듈)은 제품화하여 상업화 추진하여 기존 폭기 방식의 에너지 효율이 낮고 막오염의 문제가 있는 MBR 공법 대비 저에너지 막오염 저감 기술로 하수처리장의 MBR 공법 시장 확대 및 창출
□ 기대효과 : 세계 최고의 경쟁력을 갖춤에 따라, 국내 수입 대체뿐만 아니라, 해외 진출의 계기를 마련하고(국내 시장은 세계 시장의 4%이하 차지). 국내 MBR 시장 중 대형중심으로 약 1,000억원 이상의 수입대체 효과가 기대되고,. 분리막 산업의 시장 확대로 100명 이상의 양질의 일자리 창출에도 기여할 것으로 예상됨. 또한 국내 30년 이상 노후화 하수처리장의 개보수, 기존 하수처리장의 확장, 하수재이용 수요 증대, 처리 수질의 규제 강화 등에 부지절감, 지하화, 고품질 수질 유지 등의 장점이 있는 MBR 기술로 시장 확대

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1) 연구개발 목표 ... 6
• 2) 연구개발 배경 및 필요성 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 10
• (1) 1년차 (1단계 1차년도) ... 10
• (2) 2년차 (1단계 2차년도) ... 105
• (3) 3년차 (2단계 1차년도) ... 178
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 274
• 1) 연구수행 결과 ... 274
• 2) 목표 달성 정도 ... 285
• 3) 연구개발비 사용실적 ... 286
• 4. 다음 연도 연구개발계획 ... 287
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 287
• 2) 국내외 관련 분야 환경변화 ... 290
• 3) 연구개발 추진전략 ... 291
• 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 293
• 5) 연구개발비 사용 계획 ... 294
• 6) 사업화 추진 계획 ... 299
• 7) 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 302
• 끝페이지 ... 303