표제지
제출문
보고서 초록
요약문
Summary
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 26
제1절 연구개발의 목적ㆍ필요성 26
제2절 연구개발의 범위 29
제2장 국내ㆍ외 기술개발 현황 30
제1절 국외 30
제2절 국내 33
제3절 국내ㆍ외 유사기술과의 차별성 34
제3장 연구개발의 내용 및 범위 35
제1절 국내 도시지역 비점오염원 특성 35
1. 비점오염원 유출특성 35
2. 강우 및 유역특성 42
제2절 비점오염원 처리시설 46
1. 비점오염원 관리기술 46
2. 기존 장치형 설비 기술 52
제3절 실험실 규모(Lab-scale) 처리시설 제작 및 시험운영 68
1. HDS형 처리시설 제작 68
2. HDFS(Hydrodynamic Filter Separator)형 처리시설 76
3. HDSS(Hydrodynamic Settler Separator)형 처리시설 98
제4절 전산유체역학(CFD)을 이용한 처리장치 설계 102
1. κ -ε모델 개요 102
2. HDS 장치의 격자화(meshing) 103
3. 경계조건 및 초기조건 103
4. HDFS 장치 내 유속분포 106
5. Fluid Separator Filter의 모의 설계 110
제5절 개발된 처리시설(FSF)의 구성 및 운전결과 112
1. 최적 처리시스템 구성방안 112
2. 최적 처리시스템 구성 114
3. 처리장치 운전결과 116
제6절 Pilot 실험 126
1. Pilot 설비의 제작 126
2. Pilot 설비의 설치 및 실험 127
3. Pilot 운영 129
4. 실험 결과 고찰 140
제7절 상용 설비 설계 143
1. 기본 사항 143
2. 설계 사항 144
제8절 표준 설계 151
1. 기본 사항 151
2. 제품 사양 152
3. 유지 관리 154
제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 159
제1절 연도별 연구목표 및 달성도 159
제2절 관련분야의 기술발전 기여도 164
제5장 연구개발 결과의 활용계획 166
제1절 추가연구의 필요성 166
제2절 타 연구에의 응용 166
제3절 기업화 추진방안 167
제6장 참고문헌 168
〈표 1-1〉 점오염과 비점오염의 특성비교 27
〈표 3-1〉 도시지역 비점오염원 유출농도 35
〈표 3-2〉 조사지점 현황 및 지점특성 36
〈표 3-3〉 강우사상별 강우량 및 유출량(D시) 38
〈표 3-4〉 강우사상별 강우량 및 유출량(G시) 39
〈표 3-5〉 강우사상별 강우량 및 유출량(D군) 40
〈표 3-6〉 강우사상별 EMC 41
〈표 3-7〉 대상지에서 강우기와 비강우기간 동안의 수질 41
〈표 3-8〉 2003년 서울의 월별 강수량 현황 43
〈표 3-9〉 2004년 서울의 월별 강수량 현황 44
〈표 3-10〉 2005년 서울의 월별 강수량 현황 44
〈표 3-11〉 저류형시설의 종류 50
〈표 3-12〉 침투형시설 개요 50
〈표 3-13〉 Stormfilter의 규격별 처리능력 55
〈표 3-14〉 주요 장치형시설의 오염물질 제거효율 65
〈표 3-15〉 Stormceptor의 규격별 처리능력 66
〈표 3-16〉 Lab-scale HDS형 처리시설의 Type별 제원 69
〈표 3-17〉 HDS 유형별 모래 입자에 대한 SS 제거효율 72
〈표 3-18〉 HDS 유형별 모래와 flyash에 대한 SS제거효율 비교 75
〈표 3-19〉 실험대상 여재의 종류 및 특성 76
〈표 3-20〉 여재별 여과속도에 대한 fly ash의 SS제거효율 78
〈표 3-21〉 여재별 여과지속시간에 대한 SS제거효율 80
〈표 3-22〉 Flyash에 대한 여재별, 수면적 부하율별 처리효율 비교 86
〈표 3-23〉 모래에 대한 여재별, 수면적부하율별 처리효율 비교 86
〈표 3-24〉 여재별 총괄적 처리효율 88
〈표 3-25〉 HDFS의 유형별 제원 90
〈표 3-26〉 HDFS-O, HDFS-I 장치 운전결과의 요약 96
〈표 3-27〉 Gambit 2.0을 이용한 HDFS-O, HDFS-I 장치의 격자화 103
〈표 3-28〉 처리유량, 수면적부하율, 하부배출유량비의 범위별 처리효율결과 요약 119
〈표 3-29〉 FSF-I장치의 filter 유무에 따른 90㎛ 이하 입자에 대한 오염물질 제거효율 121
〈표 3-30〉 FSF-II장치의 제작제원 123
〈표 3-31〉 매체의 입경별 수면적부하율에 대한 SS제거효율 124
〈표 3-32〉 Pilot 설비의 제원 126
〈표 3-33〉 G시지역의 pilot 실험 결과 131
〈표 3-34〉 T시지역의 pilot(piolt) 실험 결과 137
〈표 3-35〉 설계유량 및 오염물질 부하량 144
〈표 3-36〉 예상최적처리효율 145
〈표 3-37〉 설계 사양 145
〈표 3-38〉 구조물 사양 146
〈표 3-39〉 시설물별 수리계획 147
〈표 3-40〉 구조물별 수리계획 148
〈표 3-41〉 HDS형 실험결과 요약표 148
〈표 3-42〉 표준제품 주요 사양 152
〈표 3-43〉 관리인별 주요업무 155
〈표 3-44〉 여과형설비 유지관리방안 157
〈표 3-45〉 유지관리주기 157
〈표 4-1〉 수면적부하율에 따른 SS 제거효율 162
〈표 4-2〉 Pilot 설비 사양 162
〈그림 3-1〉 유량계측 결과(D시) 37
〈그림 3-2〉 유량계측 결과(G시) 38
〈그림 3-3〉 유량계측 결과(D군) 39
〈그림 3-4〉 도시 및 농촌지역의 비점오염원 관리방안 분류 48
〈그림 3-5〉 M-filter 구조도 53
〈그림 3-6〉 Linear 방식의 Stormfilter 54
〈그림 3-7〉 Precast 방식의 Stormfilter 54
〈그림 3-8〉 Sand Filter 설치 개념도 57
〈그림 3-9〉 침전지를 겸한 모래여과 시스템 57
〈그림 3-10〉 Stormsys 처리공정도 58
〈그림 3-11〉 Stormsys 단면도 58
〈그림 3-12〉 Stormsys 설치사진 59
〈그림 3-13〉 아쿠아필터 단면도 59
〈그림 3-14〉 CDS 장치의 개념도 60
〈그림 3-15〉 Downstream Defender 61
〈그림 3-16〉 Swirl 수처리 장치 62
〈그림 3-17〉 우수의 고형물과 부유물 분리장치 62
〈그림 3-18〉 수유입처리장치의 일반적 처리효율 64
〈그림 3-19〉 3실 수유입장치의 구조 64
〈그림 3-20〉 3실 수유입 장치의 가동 예 64
〈그림 3-21〉 Stormceptor의 유형 66
〈그림 3-22〉 Stormgate의 구조 67
〈그림 3-23〉 Stormgate의 다른 시설과의 연계설치 예 67
〈그림 3-24〉 HDS형 처리시설 (Type 1) 69
〈그림 3-25〉 HDS형 처리시설 (Type 2) 70
〈그림 3-26〉 HDS형 처리시설 (Type 3) 70
〈그림 3-27〉 HDS 처리시설의 장치구성도 71
〈그림 3-28〉 수면적 부하율에 대한 SS 제거효율 비교 73
〈그림 3-29〉 HDS형 처리시설의 체류시간별 SS 제거효율 74
〈그림 3-30〉 여과실험장치 77
〈그림 3-31〉 여재별 fly ash 입자크기별 제거율 비교(여과속도 200m/d) 78
〈그림 3-32〉 여재별 fly ash 입자크기별 제거율 비교(여과속도 400m/d) 79
〈그림 3-33〉 여재별 fly ash 입자크기별 제거율 비교(여과속도 600m/d) 79
〈그림 3-34〉 여재별, 상ㆍ하향류별 여과지속시간에 대한 SS 제거율 비교 80
〈그림 3-35〉 여과속도별, 여재별 도로측구 퇴적물의 SS 제거효율 비교 82
〈그림 3-36〉 여재별 특성을 비교하기 위한 HDFS 처리시설 84
〈그릴 3-37〉 여재별 특성을 비교하기 위한 HDFS 처리시설 장치구성 전경 84
〈그림 3-38〉 여재별, 수면적부하율별 처리효율 비교그래프 87
〈그림 3-39〉 여재별 부유물질 처리효율 비교 그래프 88
〈그림 3-40〉 HDFS 처리시설 91
〈그림 3-41〉 HDFS장치의 구성도 91
〈그림 3-42〉 Perlite media와 Cartridge 92
〈그림 3-43〉 HDFS-O형 장치 본체 및 filter cartridge 92
〈그림 3-44〉 HDFS-I형 장치 본체 및 filter cartridge 93
〈그림 3-45〉 HDFS-O, HDFS-I유형 장치의 설계 93
〈그림 3-46〉 여재 없는 HDFS형 처리시설의 수면적 부하율에 대한 SS 제거율 변화 95
〈그림 3-47〉 HDFS에 의한 수면적부하율에 따른 SS제거율 (100㎛ 이하) 96
〈그림 3-48〉 HDFS-I와 HDFS-O장치의 평균처리효율(150㎛이하 입경) 97
〈그림 3-49〉 HDFS유형별 수면적부하율 증가에 따른 수두손실변화 97
〈그림 3-50〉 HDSS 처리시설의 구조도 99
〈그림 3-51〉 경사관 침전조의 SS 제거효율 100
〈그림 3-52〉 응집제 주입유무에 대한 SS의 침전효율 비교 101
〈그림 3-53〉 HDFS 장치의 격자화 형상 104
〈그림 3-54〉 HDFS 장치의 Rendering 형상 105
〈그림 3-55〉 HDFS-O장치의 유동장 107
〈그림 3-56〉 HDFS-O의 입자거동 108
〈그림 3-57〉 HDFS-I 장치 내 유속분포 및 입자거동 109
〈그림 3-58〉 FSF장치의 CFD모델링 결과 111
〈그림 3-59〉 유입조건 변화에 대응 가능한 처리시설의 구상도 114
〈그림 3-60〉 FDF-I처리장치 115
〈그림 3-61〉 입경별, 적용여재별 수면적부하율에 대한 SS제거율 117
〈그림 3-62〉 수면적부하율에 대한 입경별 SS, COD 제거율 118
〈그림 3-63〉 입경 및 운전조건별 SS제거율 범위 119
〈그림 3-64〉 Filter유무별, 입경별 SS제거효율범위 120
〈그림 3-65〉 Filter유무에 따른 오염물질 제거효율과 수면적부하율 121
〈그림 3-66〉 강우지속시간에 따른 오염물질 제거효율 122
〈그림 3-67〉 수면적부하율에 따른 오염물질 제거효율 122
〈그림 3-68〉 FSF-II장치의 구성 123
〈그림 3-69〉 FSF-II장치 124
〈그림 3-70〉 FSF-II장치의 매체별 처리효율 125
〈그림 3-71〉 매체별 처리효율범위 125
〈그림 3-72〉 Pilot 제작 사진 127
〈그림 3-73〉 Pilot 제작도 127
〈그림 3-74〉 G시 Pilot 설치 위치 127
〈그림 3-75〉 G시에 설치한 Pilot 설치 모습 128
〈그림 3-76〉 T시에 설치한 Pilot 설치 및 실험 모습 129
〈그림 3-77〉 G시지역 Pilot의 운전 모습 130
〈그림 3-78〉 G시지역의 시간대별 유입수 성상 131
〈그림 3-79〉 G시지역의 유입수의 SS 및 VSS 성상 132
〈그림 3-80〉 G시지역의 BOD5(이미지참조) 처리효율 132
〈그림 3-81〉 G시지역의 COD 처리효율 133
〈그림 3-82〉 G시지역의 SS 및 VSS 처리효율 133
〈그림 3-83〉 G시지역의 T-N 및 T-P 처리효율 134
〈그림 3-84〉 G시지역의 유입수와 유출수에 대한 평균입자직경 134
〈그림 3-85〉 G시지역의 수면적부하에 대한 SS제거율 135
〈그림 3-86〉 G시지역의 처리시 손실수두 변화 136
〈그림 3-87〉 T시지역의 BOD5(이미지참조) 처리효율 137
〈그림 3-88〉 T시지역의 COD 처리효율 138
〈그림 3-89〉 T시지역의 SS 및 VSS 처리효율 138
〈그림 3-90〉 T시지역의 T-N 및 T-P 처리효율 139
〈그림 3-91〉 T시지역의 수면적부하율에 대한 처리효율 비교 139
〈그림 3-92〉 T시지역의 유입수와 유출수 입자 평균직경 140
〈그림 3-93〉 여과층의 자연 역세 과정 141
〈그림 3-94〉 여과층 역세 방안 142
〈그림 3-95〉 처리공정도 144
〈그림 3-96〉 배치도 147
〈그림 3-97〉 Pilot Plant 실험에 의한 결과치 149
〈그림 3-98〉 제작도 150
〈그림 3-99〉 운전 모식도 151
〈그림 3-100〉 Model I 주요 제원 153
〈그림 3-101〉 Model II 주요 제원 153
〈그림 3-102〉 Model III 주요 제원 154
〈그림 3-103〉장치형 설비의 관리 인원 155
〈그림 4-1〉 처리시스템 구성 방안 160