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요약서
요약문
SUMMARY
목차
Acronyms(용어정리) 34
제1장 서론 36
제1절 연구개발과제의 개요 38
1. 연구개발의 목적 및 필요성 39
2. 연구대상 개발기술의 차별성 39
제2절 연구개발의 국내외 현황 44
1. 해외 기술개발 동향 44
2. 막여과 정수시설 45
3. 지능형 정수처리 시스템 통합운영관리 방향 46
4. 우리나라 물산업 성장전략 점검 48
5. 국내 기술개발 동향 52
6. 수도용 막의 재질·종류·성능 56
제3절 연구개발의 내용 및 범위 57
1. 연구개발의 최종목표 57
2. 연도별 연구개발 목표 및 평가방법 57
3. 연도별 추진체계 58
제2장 연구개발 수행내용 및 결과 60
제1절 연구개발 결과 및 토의 62
1. 시설의 구성 62
2. 운전모드 도출 71
3. 한계 Flux 산정 73
4. 화학세정(CIP, CEB) 76
5. GAC를 이용한 맛·냄새 원인물질 제어 86
6. 망간제어 시스템 89
7. 수질평가 105
8. 경제성 평가 126
9. PCF(Pore Control Fiber Filter, 공극제어필터) 131
10. 기존정수장과의 통합관리 운영 133
제2절 연구개발 결과 요약 137
1. 기술의 주요원리 137
2. 연구개발 결과의 효과 139
제3장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 140
제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 142
제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) 147
제4장 연구개발결과의 활용계획 150
제1절 연구개발 결과의 활용계획 152
1. 개발기술의 활용 전망 152
2. 개발기술의 활용/적용 계획 154
3. 물산업의 특성 154
4. 국내 물산업 "SWOT" 분석 155
5. 연구과제 자체 "SWOT" 분석 156
6. 국내외 물 시장 전망 158
제2절 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 161
제3절 연구개발결과의 보안등급 164
제4절 NTIS에 등록한 연구시설·장비현황 164
제5장 연구개발비 집행실적 166
제6장 참고문헌 170
부록 176
1. 기타첨부서류 178
2. 설계보고서(변경) 229
목차 231
제1장 사업의 개요 239
1.1. 과업의 배경 및 목적 240
1.2. 과업의 범위 240
1.3. 사업의 개요 242
1.4. 재정계획 244
1.5. 사업의 효과 245
제2장 기초자료 및 현지조사 246
2.1. 지역개황 및 자연조건 247
2.2. 관련계획 조사 255
2.3. 현지조사 260
제3장 막여과 공정 도입계획 261
3.1. 개요 262
3.2. 막여과 공법의 일반이론 267
3.3. 막여과공정 도입계획 282
제4장 막여과 시설 기본설계 283
4.1. 개요 284
4.2. 가압식 막여과 시설 290
제5장 가압식 막여과 시설 설계 299
5.1. 설계 개요 300
5.2. 계획 설계수질 및 목표수질 300
5.3. 막여과 정수처리 시설계획 301
5.4. 기계설비 310
5.5. 전기설비 339
5.6. 계측제어설비 348
5.7. SUB-VENDOR LIST 371
5.8. CEB & CIP Procedure 372
5.9. CEB & CIP 운전 매뉴얼 375
제6장 기반시설 실시설계 387
6.1. 시설물 배치계획 388
6.2. 토목구조 계획 391
6.3. 부대시설 계획 416
6.4. 건축설계 417
6.5. 기계설계 424
6.6. 전기설비 426
6.7. 계측제어설비 435
제7장 종합시운전 및 운영관리계획 437
7.1. 종합시운전 438
7.2. 운영관리 계획 449
7.3. S/W 기능 검토 462
7.4. 각종 양식 첨부파일 465
3. 운영매뉴얼 480
목차 482
1. SYSTEM 483
2. 수처리설비 운전방안 488
2.1. HMI SYSTEM 주요항목 488
2.2. 계측기에 대한 설명 489
2.3. 운전 작동 방법 490
2.4. 약품화면 492
2.5. TREND 화면 496
2.6. 알람화면 497
2.7. 자료수집 498
2.8. PROCESS 운전개요 503
2.9. PROCESS 운전방법 505
2.10. 이산화염소 발생기 작동 방법 532
2.11. 중공사막 모듈의 취급 방법 533
2.12. 프로그램 접속방법 535
3. P & ID 538
4. 막모듈 기술 메뉴얼 547
4. 유지관리 지침서 573
목차 575
1. 개요 579
1.1. 공사개요 579
1.2. 정수처리시설개요 580
1.3. 수도시설관리자의 업무 582
2. 막여과시설 기본설계 586
2.1. 수질기준 586
2.2. 막여과시설 설계기준 587
3. 시설별 기자재 LIST 588
3.1. 가압식 막여과시설 588
4. 설비운영관리 593
4.1. 기본운전근무 수칙 593
4.2. 펌프 기동 기본수칙 594
4.3. 모터 기동 기본수칙 595
4.4. 밸브 조작 기본수칙 597
4.5. 크레인 호이스트 600
4.6. 전기설비조작 기본수칙 601
5. 설비별 주요기기 운영관리 605
5.1. 가압식 막여과시설 605
5.2. 전기설비의 운영관리 634
5.3. 계측제어설비의 운영관리 637
6. 시설물 유지관리 642
6.1. 일상순회 점검업무 642
6.2. 정기점검·측정·정비업무 647
7. 안전 651
7.1. 책임 651
7.2. 약품취급 656
7.3. 화재 663
7.4. 정수장 유지관리 665
7.5. 전기장비 668
7.6. 조작자 보호 670
별첨 : PCF 유지관리지침서 674
〈표 1-1〉 해외 주요 분리막 수처리 공정 적용 정수장 현황 46
〈표 1-2〉 전국 노후정수장 시설 현황(2015년 기준) 51
〈표 1-3〉 국내 분리막공정 적용 정수장 현황 52
〈표 1-4〉 국내 분리막공정 적용 산업용수 현황 53
〈표 2-1〉 개발기술과 기존기술의 비교 67
〈표 2-2〉 기존기술과의 공정·운전조건 비교분석 72
〈표 2-3〉 산세정제 citric acid를 이용한 막 저항 회복율 81
〈표 2-4〉 가압식 막여과 운전 조건 및 막간차압상승률 84
〈표 2-5〉 가압식 막여과의 고탁도 대응책 85
〈표 2-6〉 철/망간 제거 반응 90
〈표 2-7〉 망간제거 방법별 비교 90
〈표 2-8〉 망간농도에 따른 이산화염소 주입량 산정 93
〈표 2-9〉 각화정수장 상수원수인 제4수원지의 제원 105
〈표 2-10〉 정수장별 상수원수 106
〈표 2-11〉 정수장별 원수 분자량분포 비교 107
〈표 2-12〉 가압식 MF여과 처리수의 탁도 113
〈표 2-13〉 가압식 MF 막여과 원수 및 처리수의 Turbidity 월별 제거율 113
〈표 2-14〉 가압식 막여과 처리수 수질분석 결과(외부 기관) 119
〈표 2-15〉 막파단 감시방법에 따른 시스템 구축 123
〈표 2-16〉 미생물 종류별 크기 125
〈표 2-17〉 Cryptosporidium/Giardia 제거율 평가를 위한 MF여과 처리수의 탁도 평가 125
〈표 2-18〉 막여과 Test-bed에 의한 수돗물 생산비 단가(용량 2500m³/d 기준) 127
〈표 2-19〉 Test-Bed 화학 약품비(요약) 128
〈표 2-20〉 CEB 수행에 따른 연간 약품비용 128
〈표 2-21〉 CIP 수행에 따른 연간 약품비용 128
〈표 2-22〉 세정 방법에 따른 화학세정 폐액 발생량 129
〈표 2-23〉 세정 방법에 따른 화학세정 폐액 처리비용 129
〈표 2-24〉 망간계측기 유지를 위한 시약 비용 129
〈표 2-25〉 Test-Bed 월별 평균 전력사용량 및 m³당 전력사용량 130
〈표 2-26〉 Test-Bed 연간 전력비 및 m³당 전력비 130
〈표 2-27〉 Test-Bed 연간 수선비 130
〈그림 1-1〉 미국 정수처리 막여과공정의 저압형 표준화 44
〈그림 1-2〉 미국의 UF/MF 적용한 정수시설 수 45
〈그림 1-3〉 산업별 분리막 분포 46
〈그림 1-4〉 Smart Water Grid를 접목한 취수~사용자까지 상수도최적관리 구성도 47
〈그림 1-5〉 수도요금, 수돗물 생산원가 및 요금현실화율 49
〈그림 1-6〉 정수처리공정별 시설용량 및 점유율 50
〈그림 1-7〉 IT 융합 Total plant solution package 54
〈그림 2-1〉 Pilot 처리시설 공정도(시스템 구성도) 62
〈그림 2-2〉 스마트 막여과 정수시스템의 전체 계통도 63
〈그림 2-3〉 기존의 모래여과를 대체한 막모듈 64
〈그림 2-4〉 망간계측기(유입수·여과수) 및 측정지점(유입수·여과수샘플링) 64
〈그림 2-5〉 실험에 사용된 Test-Bed 장비 65
〈그림 2-6〉 ClO₂ 발생기의 주입펌프 및 ClO₂ 발생을 위한 HCI & NaClO₂ 공급탱크 65
〈그림 2-7〉 Programmable Logic Controller (빨간원 연산기능) 66
〈그림 2-8〉 PCF(Pore Control Fiber Filter, 공극제어필터) 67
〈그림 2-9〉 Flux 변화에 따른TMP의 변화, CIP에 의한 TMP 회복 73
〈그림 2-10〉 한계Flux 산정기간 중 수온의 변화 74
〈그림 2-11〉 Flux 20LMH에서 시간의 변화에 따른 막간차압 변화 74
〈그림 2-12〉 Flux 40LMH에서 시간의 변화에 따른 막간차압 변화 74
〈그림 2-13〉 Flux 56LMH에서 시간의 변화에 따른 막간차압 변화 75
〈그림 2-14〉 Flux 62LMH에서 시간의 변화에 따른 막간차압 변화 75
〈그림 2-15〉 한계 Flux 산정 76
〈그림 2-16〉 시간의 변화에 따른 막간차압의 변화, 수온과의 관계 77
〈그림 2-17〉 연속적인 CIP 후의 TMP 변화 82
〈그림 2-18〉 ClO₂를 이용한 망간제어에서 원수·처리수의 망간농도 82
〈그림 2-19〉 시간의 변화에 따른 막간차압의 증가(skid A) 83
〈그림 2-20〉 시간의 변화에 따른 막간차압의 증가(skid B) 83
〈그림 2-21〉 원수와 처리수의 2-MIB 농도(Nov 4~5, 2015) 87
〈그림 2-22〉 원수와 처리수의 Geosmin농도(Nov 4~5, 2015) 88
〈그림 2-23〉 망간 감시체계 92
〈그림 2-24〉 망간 최적화 관리체계 92
〈그림 2-25〉 산화제를 이용한 망간을 포함한 중금속 제거율 비교(pH 6.0일 때) 94
〈그림 2-26〉 산화제를 이용한 망간을 포함한 중금속 제거율 비교(pH 7.5일 때) 94
〈그림 2-27〉 반응시간의 변화에 따른 산화제별 망간제거율 변화 95
〈그림 2-28〉 산화제 별 망간제거 효율 비교 96
〈그림 2-29〉 ClO₂를 이용한 망간제거에서 반응시간 변화에 따른 제거효율 96
〈그림 2-30〉 ClO₂를 이용한 망간제거에서 pH변화에 따른 제거효율 비교 97
〈그림 2-31〉 반응시간 및 pH 변화에 따른 이산화염소를 이용한 망간제거율 98
〈그림 2-32〉 산화제 주입 없을 때의 유입수·처리수의 망간농도 99
〈그림 2-33〉 산화제 주입 없을 때의 유입수·처리수의 망간농도... 100
〈그림 2-34〉 pH 7.5 및 9.0에서의 망간 제거율 101
〈그림 2-35〉 pH 6.9일 때, ClO₂주입농도 「Mn²+농도×5」에서 망간 제거율(이미지참조) 101
〈그림 2-36〉 bench scale 망간제거 실험 장비 103
〈그림 2-37〉 실험에 사용된 Test-Bed 실험장비 103
〈그림 2-38〉 제4수원지 전경 105
〈그림 2-39〉 광주지역 정수장별 원수의 분자량분포 107
〈그림 2-40〉 유입수와 처리수의 탁도 변화(2014. 1~2월, 자동측정) 108
〈그림 2-41〉 Flux변화에 따른 TMP의 변화 비교(2014. 1~2월, 자동측정) 108
〈그림 2-42〉 Pilot Plant 월별 탁도 변화 109
〈그림 2-43〉 Pilot Plant 월별 탁도 변화(자동측정) 110
〈그림 2-44〉 Pilot Plant 처리수의 탁도(자동측정) 110
〈그림 2-45〉 Test-Bed 설계를 위한 Pilot Plant의 월별 탁도 변화 111
〈그림 2-46〉 Pilot Plant의 월별 탁도 변화(자동측정) 111
〈그림 2-47〉 Test-Bed 설계를 위한 Pilot Plant의 연간 탁도 변화(자동측정) 112
〈그림 2-48〉 Test-Bed 여과수의 탁도 변화(자동측정) 114
〈그림 2-49〉 Test-Bed 여과수의 탁도변화(자동측정) 114
〈그림 2-50〉 월별 Test-Bed 탁도 변화 및 수온과의 상관성 115
〈그림 2-51〉 개발기술에 의한 여과수와 모래여과공정 여과수의 탁도 비교 115
〈그림 2-52〉 개발기술에 의한 여과수와 모래여과공정 여과수와의 암모니아성질소 비교 116
〈그림 2-53〉 처리수의 TOC 및 NO3-N의 농도변화 116
〈그림 2-54〉 Test-Bed의 색도 및 질산성질소 농도 117
〈그림 2-55〉 처리수의 SO₄+² 및 Cl-의 농도변화(이미지참조) 117
〈그림 2-56〉 Test-Bed 여과수의 pH, 염소이온농도, 황산염이온 농도 118
〈그림 2-57〉 Test-Bed의 전기전도도 118
〈그림 2-58〉 여과막 종류별 공칭공경과 제거대상 병원성미생물 크기와 비교 122
〈그림 2-59〉 막여과 처리수의 입자분포도 123
〈그림 4-1〉 상하수도 시장 전망 152
〈그림 4-2〉 국내 물시장 전망 159
〈그림 4-3〉 세계 물시장 규모 및 전망 160
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