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Executive Summary
목차
제1장 서론 15
1. 연구 필요성 15
1.1. 연구 필요성 15
1.2. 연구 차별성 20
2. 연구 목표 27
2.1. 최종목표 27
2.2. 당해연도 연구목표 29
제2장 연구 방법 및 체계 31
1. 연구 수행방법 31
1.1. 유기성 폐기물 유래 고농도 악취 고도처리기술 개발 31
1.2. 유기성 폐기물 유래 복합폐수 고도처리기술 개발 32
1.3. 가스정제용 고강도 중공사 세라믹 분리막공정 개발 34
1.4. 고효율·저비용 바이오가스 습식 정제 및 활용기술 개발 35
2. 추진전략 및 추진체계 38
2.1. 연구 추진전략 38
2.2. 연구 추진체계 40
제3장 연구 추진내용 및 결과 41
1. 유기성 폐기물 유래 고농도 악취 고도처리기술 개발 41
1.1. 기존 문헌 검토를 통한 대표악취물질의 선정 41
1.2. Lab-scale 실험 장치의 설계 및 제작 44
1.3. 전해수세정 장치에 의한 악취제거 특성 평가 48
1.4. UV산화 장치에 의한 악취제거 특성 평가 51
1.5. 복합악취 제거효율의 산정 51
1.6. 전해수세정 장치의 경제성 평가 52
2. 유기성 폐기물 유래 복합폐수 고도처리기술 개발 54
3. 가스정제용 고강도 중공사 세라믹 분리막공정 개발 57
3.1. 가스 분리막 평가장비 프로토타입 시제품 제작 57
3.2. Polyimide 중공사 분리막 개발 60
4. 고효율·저비용 바이오가스 습식 정제 및 활용기술 개발 65
4.1. 고효율·저비용 바이오가스 습식 정제기술 개발 65
4.2. 고효율·저비용 바이오가스 활용기술 개발 76
제4장 결론 83
1. 유기성 폐기물 유래 고농도 악취 고도처리기술 개발 83
2. 유기성 폐기물 유래 복합폐수 고도처리기술 개발 83
3. 가스정제용 고강도 중공사 세라믹 분리막공정 개발 84
4. 고효율·저비용 바이오가스 습식 정제 및 활용기술 개발 85
4.1. 고효율·저비용 바이오가스 습식 정제기술 개발 85
4.2. 고효율·저비용 바이오가스 활용기술 개발 85
제5장 활용방안 및 기대효과 87
1. 활용방안 87
1.1. 유기성 폐기물 유래 고농도 악취 고도처리기술 개발 87
1.2. 유기성 폐기물 유래 복합폐수 고도처리기술 개발 89
1.3. 가스정제용 고강도 중공사 세라믹 분리막공정 개발 90
1.4. 고효율·저비용 바이오가스 습식 정제 및 활용기술 개발 91
1.5. 수요처 실용화 추진 계획 94
2. 기대효과 95
2.1. 기술적 파급효과 95
2.2. 사회적 파급효과 95
2.3. 경제적 파급효과 96
참고문헌 99
서지자료 101
Bibliographic Data 102
판권기 103
[표 3.1] 음식물쓰레기 자원화시설 기인 악취물질의 특성별 분류 및 대표악취물질 43
[표 3.2] 대표악취물질의 복합악취 산정 회귀방정식 52
[표 3.3] 2단 약액세정 공정과 전해수세정 공정의 연간 소요비용 비교 53
[표 3.4] 소화탈리액 폐수처리공정 성능평가 장치 사양 54
[표 3.5] 중공사 분리막의 투과도와 선택도 64
[표 3.6] 장폭비에 따른 환산계수 68
[표 3.7] 바이오가스 습식 고도정제 Pilot Plant 설계 내역 74
[표 3.8] 바이오가스 On-site 에너지변환시스템 비교 80
[표 3.9] 바이오가스 On-site 에너지변환용 연료전지시스템 비교 81
[그림 1.1] 바이오가스 자원·에너지재생시스템의 기술개발 필요성 18
[그림 1.2] 바이오가스 생산 및 활용 개요도 22
[그림 1.3] 바이오가스 정제공정(예시) 23
[그림 1.4] 기존 습식스크러버 공정(예시) 25
[그림 1.5] (좌)일산 하수처리장, (우)인천환경공단 송도사업소 음식물자원화 시설 26
[그림 1.6] 바이오메탄 활용 고분자연료전지 발전시스템 26
[그림 1.7] 바이오메탄 활용 세라믹연료전지 패키지발전시스템 26
[그림 1.8] 연구 비전 27
[그림 1.9] KICT 바이오가스 자원·에너지 재생시스템 28
[그림 2.1] 침출수 및 소화탈리액 성상 32
[그림 2.2] 시설별 소화탈리액 성상 33
[그림 2.3] 소화탈리액의 생분해도 평가 33
[그림 2.4] 중공사 스피닝 머신 35
[그림 2.5] 습식 바이오가스 고도정제 시스템 개요도 36
[그림 2.6] 습식 바이오가스 고도정제 시스템 Prototype 36
[그림 2.7] 바이오가스 On-site 에너지변환시스템 모식 37
[그림 3.1] 음식물쓰레기 자원화시설 공정별 주요 악취물질 42
[그림 3.2] 음식물쓰레기 자원화 시설에서 배출되는 주요 악취물질 비율 43
[그림 3.3] 전해수세정 실험장치 구성 모식도 44
[그림 3.4] 전기분해 반응기 설계도면 46
[그림 3.5] 전기분해 반응기 상부 설계도면 46
[그림 3.6] 스크러버 설계도면 47
[그림 3.7] 기타 부속품 설계도면 47
[그림 3.8] Lab-scale 전해수세정 및 UV산화장치 설계도 48
[그림 3.9] 전류밀도별 황화수소의 제거 성능 49
[그림 3.10] Lab-scale 전해수세정 및 UV산화장치 설계도 49
[그림 3.11] 전류밀도별 암모니아의 제거 성능 50
[그림 3.12] 인가전력별 아세트알데히드의 제거 성능 51
[그림 3.13] 대표악취물질별 복합악취농도 환산 52
[그림 3.14] 소화탈리액 폐수처리공정 모식도 54
[그림 3.15] 미세기포노즐 구성도 55
[그림 3.16] 자외선 램프 사양 55
[그림 3.17] 자외선 공정의 유기물 저감성능 56
[그림 3.18] 자외선 공정의 질소제거 성능 56
[그림 3.19] 가스분리막 평가장비 1단계 초기 설계 모식도 57
[그림 3.20] 프로토타입 가스분리막 평가장비 2단계 기초 설계의 P&ID 58
[그림 3.21] 프로토타입 가스분리막 평가장비 최종 설계 P&ID 59
[그림 3.22] 최종적으로 제작된 프로토타입 가스분리막 평가장비 60
[그림 3.23] 1단 중공사 분리막 성능 평가 결과 61
[그림 3.24] 2단 다단 중공사 분리막 평가 결과 62
[그림 3.25] 실험실에서 제작된 중공사 분리막의 접촉각 평가 결과 63
[그림 3.26] 바이오가스 습식 정제반응조 CFD 기초해석 조건 모식도 65
[그림 3.27] VOF(Volume of Fluid) 모의 66
[그림 3.28] Velocity Magnitude 모의 66
[그림 3.29] 반응조 내부 압력변화 모의 66
[그림 3.30] 바이오가스 습식 정제공정 프로토타입 67
[그림 3.31] 바이오가스 습식 정제 Semi-pilot Plant 68
[그림 3.32] 운전압력에 따른 기포크기 특성 실험 결과 70
[그림 3.33] 운전압력에 따른 유입유량 및 소비전력 분석 결과 70
[그림 3.34] 운전압력에 따른 최적 공기유량 및 최대공기용해율 검토 결과 71
[그림 3.35] 바이오가스 습식 고도정제 Pilot Plant 공정 모식도 72
[그림 3.36] 바이오가스 습식 고도정제 Pilot Plant 설계도 72
[그림 3.37] 바이오가스 습식 고도정제 Pilot Plant 제작 전경 74
[그림 3.38] 바이오가스 습식 고도정제 Pilot Plant 설치 Test-bed 위치도 및 기반시설 75
[그림 3.39] 바이오가스 실험·분석 인프라 설계/구축/활용 로드맵 76
[그림 3.40] 바이오가스 실험·분석 인프라 Layout 77
[그림 3.41] 고압가스 이송 설비 78
[그림 3.42] 바이오가스 실험·분석 인프라 주요 시설 79
[그림 3.43] 고압가스 이송배관 설비 설치현황 79
[그림 3.44] 바이오가스 실험분석실 기반설비 구축 79
[그림 3.45] 바이오가스 On-site 에너지변환시스템 설계도 82
[그림 5.1] Pilot-scale 시제품 운영 방안 예시 87
[그림 5.2] 전해수세정 공정 시 전류밀도와 황화수소 유입부하가 제거효율에 미치는 영향 88
[그림 5.3] 고농도 악취를 유발하는 환경기초시설 88
[그림 5.4] Data Monitoring System(예시) 90
[그림 5.5] 소화탈리액 폐수처리공정 개발 기술 활용방안 로드맵 90
[그림 5.6] 바이오가스 실험분석실 활용 계획(안) 92
[그림 5.7] 바이오가스 On-site 에너지변환시스템 구축(안) 93
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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