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과제기본정보

중금속 흡착제 개선을 통한 지하수 처리 시스템 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 18TBIP-C125113-02
국가과학표준분류 1순위 환경 | 토양 지하수 복원 관리 | 오염정화기술 적용분야 환경
2순위 재료 | 소성가공 분말 | 달리 분류되지 않는 소성가공 분말 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 건설 환경설비 기술 | 달리 분류되지 않는 건설환경설비기술 과제유형 개발
과제명 중금속 흡착제 개선을 통한 지하수 처리 시스템 개발
주관연구기관 (주)다산컨설턴트
총괄연구 책임자 성명 박준규
소속 (주)다산컨설턴트 직위 부사장
기관 대표번호 02-2222-4014 FAX 02-539-1115
총 연구기간 2017-04-01 ~ 2019-12-31
당해연도 연구기간 2018-01-01 ~ 2018-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
2차년도 493,000,000 33,334,000 300,000,000 333,334,000 826,334,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 국내 암반대수층의 지하수 및 해외 지역의 지하수에 포함된 오염물질(As, 중금속, 영양염류, E-coli 등)을 정화하여 사용목적에 적합한 수질기준을 만족하는 처리공정개발
국내외 상용기술 대비 처리비의 경제성 확보
개발된 미립자 흡착제를 성형소결하여 입자화시켜 물리적 특성 향상 및 흡착 평가
국내 및 해외 현지에 적용 가능한 맞춤형 시스템(모듈화)을 통해 편리한 유지관리
자가발전시스템으로 외부전력이 없이, 처리공정 연속성 유지
최종목표 개발된 미립자 흡착제를 성형소결하여 입자화시켜 물리적 특성 향상 및 흡착 평가와 대량 생산라인 구축
지하수 또는 지표수에 포함된 다양한 오염물질 및 비소를 제거가 가능한 대용량 정수시스템 개발
국내 및 해외 현지에 적용 가능한 맞춤형 모듈화를 통해 편리한 유지관리
국내외 현지 맞춤형 실증시설 운전을 통해 매뉴얼 확보
자가발전시스템으로 외부전력이 없이, 처리공정 연속성 유지
실증시설 운전을 통한 신기술인증 신청
연구내용 및 범위 1. 추가 연구개발의 필요성
- 국내외 실증화시설 운전결과 ABA의 파우더형태의 미세한 흡착제로 인하여 모듈제작과 유지관리의 문제점이 발생함.
- 파우더의 형태로 인해 모듈에 투입 시 공기가 섞이면서 밀도가 낮게 제작되는 문제점이 발생하며 모듈의 교체가 어려움.
- 미세한 파우더형태로 인하여 모듈에서 유출가능성이 있어 충분한 유속이 유지되기 어려우며 막힘, 뭉침현상이 발생되어 역세공정이 필요한 단점이 있음.
- ABA의 보유 흡착제를 성형소결하여 모듈의 제작과 교체가 쉽고 운영상의 문제점을 보완할 필요가 있음.
- ABA의 성형소결로 비소 및 양이온중금속(Pb, Cu, Cd, Zn)흡착이 가능한 ICZ와 혼합이 가능하여 폐광산 및 갱내수 처리에 사용이 가능함.
- 폐광산 및 광산폐수에 적용이 가능하여 사업영역확대 효과가 발생함.
- 태양에너지를 사용하여 외부전력 없이 사용 가능하여 유지비용을 절감과 동시에 전력공급이 낙후된 지역에도 설치 가능함.
- 또한, 정수시스템에서 처리하는 오염물질의 필터를 묘듈화시켜 교환이 원활하게 만들어 유지관리가 편리함.
2. 개발기술의 생산 특성
- 개발 생산품은 지하수 또는 폐·활광산에서 발생된 지표수에 포함된 중금속을 제거할 수 있는 정수시스템임.
- 또한, 정수시스템에 적용되는 핵심기술인 중금속 제거의 흡착제가 우수한 성능을 발휘할 수 있도록 최적화함.
- 보유기술 흡착제는 정수처리장에서 발생되는 부산물을 사용하여 친환경적이며, 상용기술 대비 처리효율 및 유지관리비용 등이 저렴하여 경제성 높음.
- 현재 보유 중인 생산장비는 하루 약 20kg을 생산하며, 추후 하루 약 200kg를 생산할 수 있는 장비가 필요함.
- 또한, Granule화 장비를 도입하여 정수시스템 효율을 증가시킴.
3. 최종제품의 제품 경쟁력 수준
- 주관기관 흡착제와 상용화된 해외흡착제 비교 결과 최대 약 15배 이상 흡착, 최대 약 9배 저렴한 생산비용을 가졌음.
- 정수시스템의 특성상 시스템 설치비용과 유지관리비용이 중용한 지표임.
- 정수시스템의 설치비용은 유입수 및 사용용도에 따라 다르나, 유지관리비용은 최대흡착량과 생산비용에 따라 차이가 큼(유지관리비용 최대 약 154배 저렴).
4. 성과물 사업화 활용방안
- 도서 해안지역 지하수자원 확보
* 수변지역 지하수 이용
* 유출지하수 이용
* 농어촌 지하수 개발
* 먹는물 이용
- 광해방지사업
- 동남아시아 지역 지하수 처리
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 흡착제의 물리적 특성 향상을 위한 성형 연구 및 평가
흡착제 Granule 대량생산 장비 설치 		흡착제를 성형 소결하여 Granule화
Granule화된 흡착제의 물리적 특성 평가
- 물리적 특성 평가
* 흡수율, 겉보기비중, 공극율, 유효경, 균등계수, 최대 및 최소경, 압축강도, 인장강도, 내열테스트, 탄성계수, 수축율 등
연구성과 기술적 기대성과 비소 흡착 메커니즘으로 인하여 유해물질의 효율적 위해성평가가 가능
또한, 과학적 정보를 활용하여 물질별 특이적 독성작용 기전을 분석하고 노출량과 인체 유해영향과의 상관성을 수학적 통계적 모델 등이 가능(정화 전·후 비교)
기존 흡착제는 3가비소를 보다 제거가 쉬운 5가비소로 산화시켜 5가비소를 흡착 제거하였으나, 본 흡착제는 3가비소, 5가비소를 동시에 제거가 가능
보유한 흡착제는 기존 흡착제 보다 최대흡착능이 약 15배 정도 높음
As, 영양염류, CaCO3, E-coli 등을 동시에 정화처리 가능
친환경적인 태양열을 사용하여 외부전기 사용 없이 가동 가능
사회 경제적 파급효과 환경매체를 관리하는 환경법규의 주요한 목적의 하나인 허용 가능한 환경기준에 달성
설정된 환경기준에 달성하여 국민의 건강을 지키고 더 나아가서는 생태계를 보존
동남아 국가 진출 가능한 경제성 확보를 통해 해외 신규시장 확보
맞춤형 처리공정 개발하여 최적운전인자 도출 및 운전매뉴얼을 작성하여 처리기술의 상용화
국내 비소처리를 위한 수입흡착제의 수입대체 효과
수입에 의존하던 비소흡착제의 국내생산을 통한 일자리 창출
정수장에서 발생되는 부산물을 사용하여, 생산단가가 저렴
비소에 만성 노출시 집단 암 발생 등으로 인한 의료 경제적 손실 발생, 이를 정화하여 경제적 손실 방지
정수장에서 발생되는 부산물을 사용하여 비소 흡착제를 제조함으로써 폐기물 재활용 기대
활용방안 공정의 단순화로 유지관리가 쉽고 모듈제작이 편리한 기술 확보
비소와 양이온중금속도 제거가 가능한 ICZ흡착제와 혼합하여 폐광산에 사용가능하여 사업영역 확대
상용기술대비 경제성 확보
비소로 오염된 지하수를 식수로 사용하고 있는 동남아시아 지역에 진출가능
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 비소 지하수 흡착제 정수시스템 유지관리
영문 Arsenic Groundwater Adsorbent Water treatment system Maintenance
최종보고서
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