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과제기본정보

탄소저감형 BAT 융합기술을 이용한 음식물쓰레기와 하수악취 및 부하 동시 저감시스템 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C160660-02
국가과학표준분류 1순위 에너지·자원 | None | None 적용분야 환경
2순위 에너지·자원 | 석탄생산시스템 | None 실용화대상여부 실용화
3순위 에너지·자원 | None | None 과제유형 개발
과제명 탄소저감형 BAT 융합기술을 이용한 음식물쓰레기와 하수악취 및 부하 동시 저감시스템 개발
주관연구기관 (주)에코탄소
총괄연구 책임자 성명 정원식
소속 (주)에코탄소 직위 대표이사
전화번호 031-910-0678 FAX 031-925-7002
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 128,000,000 4,400,000 39,000,000 43,400,000 171,400,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ? 기술명 : 탄소 저감형 BAT 융합기술을 이용한 음식물 쓰레기와 하수 악취 부하 동시 저감 기술

? 핵심 기술
? 음식물 쓰레기를 가정 내 분쇄 후 고형물은 회수하고 배출수는 이온 미생물을 이용하여 자체 부하 저감
? 하수도로 배출전 IoT 센서로 수질농도를 한국환경공단 TMS 시스템에 연결 감시
? 하수관로 내 이동시 미생물에 의한 유기물 부하 및 악취까지 동시 제거
? 하수처리장 유입 후 부하 감소에 따른 악취 및 슬러지 동시 저감

? 상세 내용
? 음식물 쓰레기르 분쇄 후 회수하여 염분농도 0.3% 이하 자원화 용이한 고형물로 변환
- 기존 단순퇴비화에서 바이오차, 흑운모 등을 추가하여 고기능 토양개량제, 조경용 비료로 개발
? 탈리액은 미생물 투입된 셀프다이장치에서 부하 저감 후 배출될 때 IoT 배출수질감시시스템 연계
* 셀프다이 : 셀프다이제스쳔의 줄임말로 자체 분해 기능을 가진 반응조
- 배출수 내 활발한 미생물 활동으로 하수도관 내 악취 문제를 해결함과 동시에 유기물 부하 저감
- IoT 수질감시시스템을 이용하여 적정 배출수 농도 및 미생물 투입 농도를 관리
- 최종적으로, 유입수 내 부하 저감을 통해 하수처리장의 처리 효율 향상과 슬러지 저감
최종목표 ? 최종 목표
- 탄소 저감형 BAT 융합기술을 이용한 음식물 쓰레기와 하수 악취 및 부하 동시 저감 시스템 개발
- 도시에서 발생되는 유기성폐기물인 음식물 쓰레기 및 하수의 효율적인 부하 저감을 위해 적정기술의 융복합을 통해 탄소저감시스템을 개발
- 음식물 쓰레기 및 하수처리의 개별 처리시 이산화탄소 배출량과 본 개발시스템을 통한 이산화탄소 저감 효과를 제시

? 세부 목표
- 고형물 회수율 70% 이상 탈수 고형물 회수 배수전처리시스템
- 탈리액 부하 저감 셀프다이장치 및 미생물 최적화 기술 개발
- IoT 센서 기반 배출수질 적정 감시 관리시스템
- 부하 동시 저감 시스템의 현장 테스트
연구내용 및 범위 ① 1단계 연구내용 및 범위
? 주거 환경 등 다양한 발생원별 음식물 쓰레기 특성 조사
- 건물 단위 유기성 폐자원 처리 및 순환 기술 국내외 자료 조사
- 주거 시설 및 단지의 규모 등을 고려한 발생 현황 조사
· 공동주택형, 단독주택·상가형, 도시 하수형 등
- 음식물 쓰레기의 발생 특성 및 성상(염분, 오염농도, 입도 크기 등) 분석

? 다양한 주거 형태의 주거환경에 맞는 음식물 쓰레기 처리 장치 개발
(탈수기의 스크린장치 개선, 셀프다이 부하 저감시스템, 최적 미생물 선정)
- 기존 가정에서 사용되는 장치들의 문제점 조사
- 음식물 쓰레기 처리 장치의 개발
· 분쇄기의 운전 조건에 따른 성상 변화 분석
· 고형물 수거 장치의 입도 크기별 조절에 따른 수거 방안 검토
· 50% 이상 고형물 회수를 위한 분쇄 실험 : 시간, 처리량, 물 사용랑 등 분석
· 회수 고형물의 탈수 실험 : 최적 탈수 성능 분석, 40~70% 수준의 탈수 성능 방안
· 배출수 내 유해물질 생성 및 거동 분석
⇒ 유기물, SS, T-P, T-N, Cl, 미량 유기물질 분석
⇒ 배출수의 시간 경과에 따른 난분해성 COD 농도 변화 분석
⇒ 시간 경과에 따른 독성 유해물질, 미량 유기물질 생성 및 변화 분석
· 배수전처리시스템 : 저장조 ? 탈수기 ? 고형물 회수조
· 셀프다이 부하저감시스템 : 미생물 투입 ? 유기물 분해조 ? 배출라인 측정 센서 - 배출

? 현장 적용을 위한 테스트베드 대상 조사 및 선정
- 일정 규모 이상의 테스트베드 조사 및 선정
- 주관기관(참여기업), 지자체, 주민협의회 등 협의
- 기 설치 현장의 경우 적용 장치의 운영 및 유지관리에 대한 기술적 평가
· 주 고장의 원인 분석
· 사용 횟수에 따른 전기료 비용 부담과 기타 기기적인 상태 분석 및 개선방안 도출

② 2단계 연구내용 및 범위
? ICT 기술과 실시간 모니터링이 결합된 융복합 감시기술의 적용으로 하수관거내 탈수액 유입 성상 감시 시스템 개발 및 적용
- 하수관로 유입시 발생되는 악취 및 수질오염 농도 측정 센서의 설치 및 실시간 통신 시스템 결합
- 악취 및 수질오염 농도 실시간 감시 시스템의 개발 및 설치
· 주민 관리사무소, 하수 처리 운영기관, 관할 지방자치단체 등에서 실시간 모니터링
· 관거 막힘 현상이나 악취 발생, 하수처리장 부하 저감을 위한 감시시스템

? 테스트베드 내 현장 적용성 평가 및 개선점 도출
- 옥내 및 하수관거 내 상태 변화 평가(유해물질 거동)
· 맨홀 내 퇴적 여부 및 하수관거 유속별 관거 퇴적상황 조사 분석
- 하수처리장 오염물질 부하량 변동 및 처리능 평가
· 유입 ? 방류수질, 유입 ? 방류 유량 및 오염 부하량 변화 조사 분석
· 슬러지 발생량 및 성상 변화 조사 분석
· 공공하수도 유지관리비용 및 운영비용 변화 조사(운영자료 활용)
- 시스템의 성능 최적화 및 국산화
- 시스템의 테스트베드 결과를 바탕으로 기술성, 경제성 평가
- 설치비 및 유지관리 비용 분석

? 소규모 지역단위 최적관리기법 제시
- 기존 자원화시설 연계 처리능 평가
· 기술 적용 지역의 최종 처리 처분시설에 따른 연계 처리를 위한 시나리오 개발
· 사료화, 퇴비화, 바이오가스화 등 재자원화 가능성 평가
- 다양한 소규모 지역별 특성을 고려한 최적 시스템 적용 기준을 제시
- 공동 주거단지 내 도시 농업 및 치유 농업 등의 커뮤니티를 생성
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 ? 주거 환경 등 다양한 발생원별 음식물 쓰레기 특성 등 사전 조사

? 배수전처리시스템 장치의 개발
(탈수기의 스크린장치, 셀프다이 부하저감시스템, 최적 미생물 선정)
? 주거 환경 등 다양한 발생원별 음식물 쓰레기 특성 조사
- 건물 단위 유기성 폐자원 처리 및 순환 기술 국내외 자료 조사
- 주거 시설 및 단지의 규모 등을 고려한 발생 현황 조사
· 공동주택형, 단독주택·상가형, 도시 하수형 등
- 음식물 쓰레기의 발생 특성 및 성상(염분, 오염농도, 입도 크기 등) 분석

? 다양한 주거 형태의 주거환경에 맞는 음식물 쓰레기 처리 장치 개발
(분쇄와 탈수 장치, 배수전처리 시스템, 셀프다이 부하 저감시스템)
- 배수전처리시스템 : 저장조 ? 탈수기 ? 고형물 회수조
- 셀프다이 부하저감시스템 : 미생물 투입 ? 유기물 분해조 ? 배출라인 측정 센서 - 배출
- 기존 가정에서 사용되는 장치들의 문제점 조사
연구성과 기술적 기대성과 ? 음식물 쓰레기 처리 비용의 절감
- 우리나라에서 연간 발생되는 음식쓰레기는 약 500만톤(1일 약14,000톤)이며 처리비용은 약 1조3천 억원
(1톤당 약26만원 기준시 ; 음식물쓰레기 처리비용 증가로 실제 수거+이송+처리 총 비용은 톤당 30-35만원임)
- 공동주택 및 의무감량화사업장 발생량 연 380만톤인 76%에 적용시 연간 처리비용만 70% 절감

? 온실가스 배출량의 감소
- 음식물쓰레기 처리 부분만 약 80% 이산화탄소 절감되며, 76% 적용대상 적용시 약 60% 탄소절감
? 이산화탄소 량으로 연간 400만톤 저감 효과

? 유기성 폐기물인 음식물 쓰레기의 폐자원화
- 음식물 쓰레기 염분 0.5% 이하 고형물을 대상으로 퇴비화시 톱밥 등의 사용이 필요없음
- 연료화를 통한 바이오차 및 바이오 가스&오일 등을 활용한 자원의 재활용시에도 효과적
사회 경제적 파급효과 ? 산업 및 사회적 효과
- 음식물 쓰레기 배출자들로 하여금 편리성 향상과 쓰레기 분리 수거에 따른 악취 및 비위생성 등의 문제 해결
- 효율적 자원화를 통한 유기성 폐기물에 대한 인식 전환
- 공동 주거단지 내 도시 농업 및 치유 농업 등의 커뮤니티를 생성하여 고부가가치 생산활동에 활용
- 공동 주거단지 건설시 지침 및 관리대책 수립을 위한 기초자료로 활용
- 하수처리장 운영관리 및 하수관거 정비사업 지침에 활용

? 신규 일자리 및 커뮤니티의 창출
- 장치의 제작 및 설치 등 신규 사업의 확산
· 국내 아파트 동 8만개 대상으로 적용시 5만개 이상 시스템 및 감량화 자원화기기 필요함
? 설치기간 10년 기준 5천개 시스템 생산시, 이의 생산을 위한 신규 일자리 창출 약 7,200개,
그리고 이로 인한 수출 경쟁력 강화로 연간 약 4억 달러의 수출 증대로
약 7,800개의 일자리가 창출되어 연간 총 15,000개의 일자리가 창출됨
※현재 처리방식에 의한 중간처리업체 종사자 총 1,200여명 중 약 500명의 인원 감소 예상
- 시스템 유지인력 및 공동 주거단지 내에 농업활동 등의 생산성 커뮤니티 창출
· 청소/배출을 돕는 part time 일용직을 고용한다면 Apt용으로도 약 3,000개의 추가 신규 일자리가 창출됨
· 도시농업 100여개, 치유농업 3천농가 대상 퇴비생산 및 제품공급 등으로 500여개 일자리 창출
활용방안 ? 음식물 쓰레기 처리(분쇄, 건조, 발효 및 이송 등) 장치
- 하수도법 및 폐기물관리법의 기준을 만족하는 장치를 개발하여 제공함으로써 음식물 쓰레기 배출자들로 하여금 편리성 향상과 쓰레기 분리 수거에 따른 악취 및 비위 생성 등의 문제 해결
- 공동 주거단지의 음식물 쓰레기 수거의 편의성 제공
- 배출 수질 향상을 통한 하수처리장 부하 저감
- 하수처리장 운영관리 및 하수관거 정비사업 지침에 활용
- 향후 공동 주거단지 건설시 지침 및 관리대책 수립을 위한 기초자료로 활용

? 음식물 쓰레기 부산물의 재활용
- 음식물 쓰레기의 효율적 자원화를 통한 유기성 폐기물에 대한 인식 전환
- 폐기물을 이용한 자원 순환이 적용된 주거단지 개발
- 노원도시농업네트워크 등 도시농업팀과 부산물 활용
- 공동 주거단지 내 도시 농업 및 치유 농업 등의 커뮤니티를 생성하여 고부가가치 생산활동에 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 음식물류 폐기물 분쇄탈수시스템 자원화 친환경 최적처리기술
영문 food waster garbage disposer recycling eco-friendly BAT
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