다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 수처리연구과-1846 결재일자 2020.5.21. 공개여부 대시민공개 방침번호 시 민 ★주무관 수처리연구과장 수도연구부장 서울물연구원장 이광제 김종원 代함영국 05/21 엄연숙 협 조 수질분석부장 김복순 신물질분석과장 박영복 2020 연구과제 세부 추진계획 나노여과막을 이용한 성능평가 변경계획 보고 서울물연구원 수처리연구과 나노여과막을 이용한 성능평가 변경계획 보고 기존 고도처리 공정의 대체 기술확보를 위해 나노여과막을 이용하여 막여과 성능 및 제거효율을 평가하여 향후 정수시설 개량·개선시 활용하고자 함 Ⅰ 개 요 □ 근 거: 2019 신규연구과제 세부추진계획, 수처리연구과-5511(2019.6.30.) □ 과 제 명: 나노여과막을 이용한 미량물질 제거연구 □ 연구목적: 막여과를 활용한 미량물질 제거 효과 및 현장 적용성 평가 □ 연구기간: 2019. 3. ~ 2021. 12.(34개월) □ 연구담당: 이광제 ○ 수처리연구과(총괄): 나노여과 성능 및 제거효율 평가 ○ 신물질분석과: 미량물질 분석 □ 연구내용 ○ 1차년도: 나노여과 랩실험장치 구축 및 운영 조건 도출 ○ 2차년도: 조합공정 운영효율 및 미량물질 제어평가 ○ 3차년도: 파이롯설비 장기운영 평가 □ 주요연구내용 ○ 처리공정별 수처리 효율 비교평가 ○ 나노여과막 운영효율과 미량물질 제거효율 상관성 ○ 조합공정 계열별 미량물질 제거효율 ○ 막오염에 따른 유지관리 방안 및 계절별 장기운영 평가 Ⅱ 계획변경 □ 변경사유 ○ 나노여과막 랩실험장치를 이용하여 기초자료 확보 및 미량오염물질 제어평가 통해 추후 실증실험 추진하는 것이 바람직하여 변경 □ 변경내용 당 초 변 경 나노여과 파이롯설비(100 ㎥/일) 운영평가 나노여과 랩실험장치(100 L/일) 운영평가 총유기탄소 분석 총유기탄소와 겉보기 분자량분포 특성비교 ※ 주요사항 ○ 랩실험장치를 이용하여 막여과 성능 및 제거효율 평가 기초자료 확보 ○ 막오염물질에 대한 분자량 분포별 특성 및 총유기탄소와의 상관성 분석 ○ 조합공정 운영 효율 및 제거율 평가는 랩실험장치로 실시하며 미량물질 제거를 위한 효과검증을 통해 안전한 처리공정 기술 확보 Ⅲ 추진일정 월별 내용 2019년도 2020년도 2021년도 1분기 2분기 3분기 4분기 1분기 2분기 3분기 4분기 1분기 2분기 3분기 4분기 · 나노여과 랩실험 계획수립 및 장치 구축 · 고도처리공정 비교 효율평가 · 조합공정 구성에 다른 미량물질 제거 평가 · 겉보기 분자량분포 특성 · 파이롯설비 장기운영 · 보고서 및 논문작성 · 중간평가 및 자문 Ⅳ 활용방안 ○ 기존정수처리 위기상황 대비 대체 고도처리 대안 제시 - 맛·냄새 및 미량물질에 대한 효과검증을 통해 안전한 처리수 기술 확보 ○ 정수처리시설 개량 및 개선 필요시 다양한 처리공정 기술확보 및 운영상 문제점 해결 ○ 막여과 기초자료 확보로 파이롯플랜트 적용을 위한 토대 마련 Ⅴ 2019년 추진실적 □ 추진내용: 나노여과 랩실험장치 설치 및 운영(2019. 1차년도) ○ 나노여과 랩실험장치(100 L/일) 설치 고도정수처리 공정구성 공 정 시 료 SF A 미량물질(잔류의약품 및 맛냄새) B SF NF C GAC/NF E SF UV/­H2O2 D NF F GAC/NF H SF O3/­H2O2 G NF I GAC/NF K SF UV/Chlorine J NF L ○ 운영조건 도출 - 나노여과 랩실험장치 여과(3.5 L/min), 농축(1.0 L/min)운영시 전기전도도 (1.5 μS/㎝), TOC(0.025 mg/L) - 고도산화설비 0.1 ㎥/min 운영시 과산화수소(10 mg/L), 의약품(3종, 30ppb), 맛냄새(geosmin 1,000 ppt, 2-MIB 200ppt)물질 주입하여 운영조건 도출 ※ 의약품은 정량한계 농도, 맛·냄새 물질은 서울시 2010~2020 10년간 최대농도 검출결과를 고려하여 농도 설정 Ⅵ 2020년 세부추진계획 □ 연구제목: 나노여과막을 이용한 미량물질 제거연구 □ 2차년도 연구기간: 2020. 1 ~ 2020. 12(1년) □ 연구자(TF팀) 구성 구 분 성 명 주 요 업 무 수처리연구과 책임연구원 이광제 나노여과 성능 및 제거효율 평가, 물시료 전처리, 보고서 작성 연구원 김종원 연구관리 및 업무협력 지원 백영애 막여과 성능실험 및 공정 효율평가 지원 신물질분석과 연구원 박영복 수질분석 총괄 및 업무협력 지원 김준일 맛·냄새물질 분석 윤우현 미량물질(의약품) 분석 □ 주요 연구내용 ○ 나노여과 랩실험장치 - 공정별(NF, NF+AOP) 수처리 효율 비교평가 - Amicon stirred cell을 이용한 겉보기 분자량 분포 특성 - 나노여과 랩실험장치를 이용한 장기운영 평가 - 미래기술 및 대체 기술 적용을 방안 검토 · 수도 수요 증가 및 재해 발생시 효과적으로 대응할 수 있는 방안 · 막여과 운영으로 인한 에너지 효율성 검토 · 부지에 변화에 따른 자산 효율성 등 ○ 수질분석: 막여과 관련 일반항목 및 미량물질 분석 - 막여과 관련 일반항목(수처리연구과) · 막여과 인자 및 분석: Flux, TMP25, Rt 및 막오염 표면분석 ※ Flux: 막여과유속, TMP25: 막간차압, Rt: 막여과 총저항값 · 겉보기 분자량 분포 특성: 멤브레인 공극 크기를 이용한 유기물 분획 · 일반 및 현장분석: 수온, pH, 탁도, TOC, 입자수, 미량물질 분석 전처리 - 미량물질 분석(신물질분석과) · 잔류의약품(3종): Iopromide, Caffeine, Acetysalicylic acid · 맛·냄새물질(2종): 2­MIB, Geosmin ※ 사회적 이슈되는 신물질에 대한 분석은 필요에 따라 연구자 선정·협의 ※ 분석에 필요한 표준물질 구매는 수질실험 연구재료비를 활용하여 수시구매 - 분석주기: 월 1회(협의시 조정) - 시료수: 10점/회 내외 · 유입원수: 모래여과수 · Stock Sol.: 맛냄새(2종)+의약품(3종) · 유입수(모래여과수+Stock sol.) · 공정수: NF, UV/H2O2, UV/Chlorine 및 조합공정수 ※ 수질분석시 막여과 연구추진 방향과 일정 조절하여 연구내용 및 결과 공유 (TF팀 회의 수시 진행) ⇒ 막여과 관련 성능평가 공동연구 추진 □ 자문 ○ 연1회 실시하여 추진 □ 기대효과 ○ 수계에 맛냄새 및 미량오염물질 증가시 대체 고도처리기술 확보 ○ 미량물질 제거율 평가를 통해 추후 테스트베트 연구시 대안 제시. 끝.

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본청

수처리연구과-1846

D0000039995735