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표제지
목차
요약문 4
Summary 10
제1장 서론 24
1. 연구 개요 24
1.1. 연구 필요성 24
1.2. 연구 목표 27
2. 국내ㆍ외 기술동향 28
2.1. 국외 기술동향 28
2.2. 국내 기술동향 45
제2장 주요 연구 수행방법 및 체계 56
1. 주요 연구내용 및 수행방법 56
1.1. 연차별 연구내용 및 수행방법 56
1.2. 1 단계 연구내용 및 수행방법 57
2. 연구추진체계 및 추진전략 58
2.1. 추진체계 58
2.2. 추진전략 59
제3장 세부 연구내용 및 결과 60
1. 다중수원 물 재이용 플랜트 고도처리시스템 구축 60
1.1. 다중수원 재이용 파일럿플랜트 구성 60
1.2. 다중수원 재이용 파일럿플랜트 설계 61
1.3. 다중수원 물 재이용 플랜트의 고도처리시스템 평가방법 68
1.4. 다중수원 물 재이용수 고도처리시스템 운전결과 71
2. 다중수원 물 재이용 고도처리시스템 최적화 기술 개발 85
2.1. 공정 최적화 기술 개발 방향 수립 85
2.2. 공정 최적화 지원 공정 모델 수립 및 시뮬레이터 개발 85
2.3. 정밀여과/한외여과 공정 해석 모델 및 시뮬레이터 90
2.4/2.3. 오존/AOP 공정 해석 모델 및 시뮬레이터 94
2.5/2.4. 나노막/역삼투막 공정 해석 모델 및 시뮬레이터 개발 102
3. 역삼투막 회수율 향상 기술 개발 112
3.1. 기술 개발 필요성 및 개발방향 112
3.2. 신재생에너지 연계 용수처리기술 113
3.3. 정삼투기술을 활용한 회수율 향상기술 116
3.4. 유도용매 회수를 위한 진공 막증류 기술 120
4. 연구원 테스트베드 구축 128
4.1. 지자체별 용수사용 현황 분석 128
4.2. 주요사업 테스트베드 부지 조사 133
4.3. KICT 용수사용 현황 및 수질분석 136
4.4. 테스트베드 구축방향 및 타세부와의 연계성 138
4.5. 태양광 UV 소독설비 설계 및 구축 140
4.6. 태양광 UV 운전결과 148
제4장 결론 152
제5장 활용방안 및 기대효과 154
1. 향후 추진계획 154
2. 활용방안 및 기대효과 155
2.1. 활용방안 155
2.2. 기대효과 156
참고문헌 158
[부록] 161
판권기 175
[표 1.2.1] 하수처리수 재이용율 주요국가간 비교 31
[표 1.2.2] 건강보호를 위해 요구되는 용도별 최저 처리수준(California) 32
[표 1.2.3] 하수처리수 재이용 처리공정법별 재이용 비율 33
[표 1.2.4] 용도별 재이용 분류 35
[표 1.2.5] 고도재생처리 사례(유량 및 농도는 평균값) 35
[표 1.2.6] 독일의 빗물관리 사례 38
[표 1.2.7] 일본의 빗물관리 사례(자료 : 일본 우수저류침투기술협의) 42
[표 1.2.8] 호주 우수저류조 사용현황(자료 : Australian Burea of Statistical 1994-2001) 44
[표 1.2.9] 외국의 빗물관리 기술의 특징 비교 45
[표 1.2.10] 스타브랜드 주요 내용 46
[표 1.2.11] 용도별 재처리 공정분류 사례 53
[표 1.2.12] 국내 재처리공정 적용 현황 54
[표 3.1.1] 원수 공급 및 전처리 공정 주요 장치 사양 63
[표 3.1.2] UF 처리 공정 주요 장치 사양 64
[표 3.1.3] 고도처리시스템의 공정 주요 장치 사양 65
[표 3.1.4] 전기 제어반(Control Panel) 사양 : MMI(통신) 66
[표 3.1.5] 계측장비 주요 사양 66
[표 3.1.6] 하수처리수 재이용 가이드 북 수질기준 권고안 70
[표 3.1.7] 본 연구의 다중수원 재이용 플랜트 처리수 수질 목표(안) 71
[표 3.1.8] 하수 방류수 및 역삼투막 유입수의 성상 77
[표 3.1.9] 화학적 세정수의 성상 82
[표 3.1.10] 다중수원 재이용 플랜트 최종 처리수 수질 결과 83
[표 3.2.1] 지아디아와 바이러스의 불활성화율 97
[표 3.2.2] 오존에 의한 크립토스포리디움의 CT 값 99
[표 3.2.3] 오존에 의한 크립토스포리디움 불활성화율(kc) 99
[표 3.2.4] 역삼투막 공정 해석 모델 108
[표 3.2.5] 하수 방류수 처리를 위한 Single-pass 역삼투막 공정 입력 조건 109
[표 3.2.6] 하수 방류수 처리를 위한 Single-pass 역삼투막 공정 시물레이션 결과 110
[표 3.3.1] VMD 시스템 모듈에 사용된 막사양 125
[표 3.4.1] 업종별 수도요금 부과대상(2011 상수도 통계) 128
[표 3.4.2] 지자체별 공업용 정수시설 현황(2011 상수도 통계) 129
[표 3.4.3] 정수처리 방식별 시설용량(2011 상수도 통계) 130
[표 3.4.4] 마이크로 그리드 적용단지 현지조사 결과(장소: 제주도 구좌읍 시범단지) 134
[표 3.4.5] 지하수 및 수돗물 자체 분석결과 137
[표 3.4.6] 테스트베드의 세부과제별 핵심 구축시설 138
[표 3.4.7] 이동형 태양광 필터 및 자외선 장치의 세부 사양 141
[표 3.4.8] UV 시스템 상세규격 147
[그림 1.1.1] 스마트 워터그리드 개념도 24
[그림 1.1.2] 스마트 워터그리드 연구방향 26
[그림 1.2.1] 재이용 용도별 추가처리 방식(일본) 33
[그림 1.2.2] 전형적인 2차 하수 처리수의 재처리공정 36
[그림 1.2.3] MIT STATA 센터 빗물이용 사례 37
[그림 1.2.4] Texas 주 Hunt School 38
[그림 1.2.5] Innodrain 시스템 개요 41
[그림 1.2.6] 신성장동력 고도 물처리 산업의 범위 46
[그림 1.2.7] 새만금 Smart Water Complex 구상 47
[그림 1.2.8] 울산 대화강 사례 48
[그림 1.2.9] 화성동탄신도시 사례 48
[그림 1.2.10] 주요 관심 기업 현황 49
[그림 1.2.11] 연도별 하수처리수 재이용율 변화추이 50
[그림 1.2.12] 연도별 중수도시설 설치 추이 51
[그림 1.2.13] 2008년도 대상시설별 중수도시설 설치현황 51
[그림 1.2.14] 연도별 빗물이용시설 설치 추이 52
[그림 1.2.15] 2008년도 대상시설별 빗물이용시설 설치현황 52
[그림 3.1.1] 다중수원 플랜트의 공정 구성도 62
[그림 3.1.2] 현장 설치사진 67
[그림 3.1.3] 다중수원 물 재이용 고도처리시스템 공정 72
[그림 3.1.4] 다중수원 물 재이용수 역삼투 시스템 유입압력 및 유출유량 변화 75
[그림 3.1.5] 다중수원 물 재이용수 역삼투 시스템 회수율 변화 75
[그림 3.1.6] 다중수원 물 재이용수 역삼투 시스템 생산수량 및 막간차압 변화 76
[그림 3.1.7] 여과 및 물리ㆍ화학적 세정에 의한 막오염 저항 78
[그림 3.1.8] 3단계별 세정 효율 79
[그림 3.1.9] 3단계별 유입압력 및 유입유량 변화 80
[그림 3.1.10] 화학적 세정 전후 유입유량 변화 80
[그림 3.1.11] 화학적 세정 후 생산수량 및 막차압 변화 81
[그림 3.1.12] 운전 3개월 동안 처리수질 83
[그림 3.1.13] 운전 3개월 이후 8개월 동안 처리수질 83
[그림 3.1.14] 역삼투 시스템 유입 및 유출수 전기전도도 변화 84
[그림 3.2.1] GPS-X 프로그램의 그래픽 화면 86
[그림 3.2.2] 정수처리 플랜트 공정 시뮬레이터 88
[그림 3.2.3] 역삼투막 공정 설계 프로그램 화면 89
[그림 3.2.4] 정밀여과막/한외여과막 막오염 해석 코드 및 결과 94
[그림 3.2.5] USEPA 테이블에 의한 지아디아와 바이러스의 불활성화율 98
[그림 3.2.6] 오존 소독모델 해석 결과 101
[그림 3.2.7] 오존공정 해석 코드 및 프로그램 102
[그림 3.2.8] 막의 농도분극현상 106
[그림 3.2.9] Single pass 역삼투막 공정 구성 개략도 109
[그림 3.2.10] 물질 전달계수와 회수율과 상관성 및 전력소모량과 회수율 관계 111
[그림 3.2.11] 전력소모량, 처리수의 염 농도 및 오염물질과의 상관성 111
[그림 3.3.1] WD/RO 시스템을 대상으로 공정모델링을 통해 분석된 물 생산 비용 특성 분석 결과 115
[그림 3.3.2] 하이브리드 공정별 경제성 평가 116
[그림 3.3.3] 정삼투와 역삼투 공정의 유량 흐름 방향 118
[그림 3.3.4] 정삼투 실험 장치 개요도 119
[그림 3.3.5] 초음파를 적용 정삼투막 장치 개요도 119
[그림 3.3.6] 삼투압 구배에 의한 정삼투 공정의 투과플럭스(Cross-flow rate : 0.044 m/s) 120
[그림 3.3.7] 정삼투 공정에서 초음파를 적용한 투과플럭스 향상 실험 결과(Ultrasound: 72 kHz with 30 W, Corss-flow rate: 0.044 m/s) 120
[그림 3.3.8] 적용 가능한 유도용매별 온도에 따른 삼투압 조건(온도 25 ℃) 121
[그림 3.3.9] 진공막증류 시스템 구성도 122
[그림 3.3.10] 막증류 공정에서 발생하는 농도분극과 온도분극 124
[그림 3.3.11] 모듈의 구성 요소와 흐름 공정도 125
[그림 3.3.12] 운전조건의 변화에 따른 투과플럭스의 변화 126
[그림 3.3.13] 운영조건별 발생한 분극현상의 정도와 증기압 변화 127
[그림 3.4.1] 천안시 물수지 분석 자료 131
[그림 3.4.2] 아산시 물수지 분석 자료 132
[그림 3.4.3] 마이크로 그리드 적용단지 소개 133
[그림 3.4.4] 마이크로 그리드 용수생산을 위한 협력체계 구축 135
[그림 3.4.5] KICT 상수도 이용현황 136
[그림 3.4.6] KICT 테스트베드 용수 공급 계획 137
[그림 3.4.7] 연구원 단지의 빌딩형 워터그리드 구축방안 138
[그림 3.4.8] 연구원 단지의 빌딩형 워터그리드 구축절차 139
[그림 3.4.9] 연구원 단지의 빌딩형 워터그리드 진행 계획 139
[그림 3.4.10] 이동형 태양광 필터/자외선 장치의 적용안 140
[그림 3.4.11] 태양광 자외선 소독시스템 및 설치 대상지 사진 142
[그림 3.4.12] 태양광 활용 UV 소독시설 구축 모식도 143
[그림 3.4.13] 태양광 활용 UV 소독시설 적용성 검토 144
[그림 3.4.14] 태양광 활용 UV 소독시설 조성 내용 및 설치위치 144
[그림 3.4.15] 태양광 집광판 설치 사진 145
[그림 3.4.16] 태양광 발전 시스템 구성 및 태양광 인버터 설치 146
[그림 3.4.17] 태양광 활용 UV 소독시설 제어 판넬 설치 146
[그림 3.4.18] 태양광 활용 UV 소독설비 설치 사진 147
[그림 3.4.19] 태양광 자외선 소독실험 결과 149
[그림 3.4.20] 태양광 활용 UV 소독설비 일 전력량 비교 150
[그림 3.4.21] 태양광 활용 UV 소독설비 누적 전력량 비교 151
[그림 5.2.1] 마이크로그리드 용수생산 기술의 기대효과 157
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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