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보고서 상세정보

생활폐수를 이용한 광촉매 제조기술 개발

  • 사업명

    산업단지혁신클러스터

  • 과제명

    생활폐수를 이용한 광촉매 제조기술 개발

  • 주관연구기관

    (주)빛과환경

  • 연구책임자

    김종호

  • 참여연구자

    김명완   김종범   박희주   이상미   차기봉  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2008-03

  • 과제시작년도

    2007

  • 주관부처

    산업자원부

  • 사업 관리 기관

    한국산업기술평가원

  • 등록번호

    TRKO201000008624

  • 과제고유번호

    1415082364

  • 키워드

    수처리.응집제.슬러지.재활용.광촉매.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    ...


    1. 최종목표
    ○ 수처리 슬러지 처리 공정에서 산화티탄의 대량 생산 기술 개발
    ○ 광주 지역 및 지역 외 여러 수처리장과 협력하여 다양한 성분의 산화티탄 제조
    ○ 대량 생산 산화티탄에서 환경 친화적 제품 제조 검토...

    1. 최종목표
    ○ 수처리 슬러지 처리 공정에서 산화티탄의 대량 생산 기술 개발
    ○ 광주 지역 및 지역 외 여러 수처리장과 협력하여 다양한 성분의 산화티탄 제조
    ○ 대량 생산 산화티탄에서 환경 친화적 제품 제조 검토
    ○ 슬러지에서 효과적으로 산화티탄을 제조하는 것을 지표로 함.
    ○ 광촉매 성능은 기존의 광촉매 분말과 동일하거나 우수한 성과를 획득.
    2. 개발내용 및 결과
    # 개발내용
    ○ 여러 수처리 공정의 지역 및 계절에 따른 오염물질 성분 조사
    ○ 수처리 공정의 슬러지 처리 문제점 및 관련 국내외 정보 수집
    ○ 표준 생활 폐수를 이용한 슬러지 제조 실험
    ○ 현장 수처리 공정에서 슬러지 제조 실증 실험
    - 참여기업이 운영하는 수처리장에서 실험
    - 탈수 케? 제조 방법 검토
    ○ 참여기업의 폐수처리장에서 파일롯 플랜트 실증 가동
    ○ 제조한 산화티탄의 물성조사
    # 개발 결과
    ○ 생활하수, 제지, 염색, 해수, 밧데리 폐수에 대한 슬러지 성분조사
    - 생활하수 원수 슬러지와 제지폐수에는 산화티탄 이외의 다양한 원소들이 다량 함유됨.
    - 생활하수 방류수 슬러지에는 산화티탄 이외에 C, P, Si 등이 함유
    - 밧데리 슬러지에는 다량의 중금속이 함유됨.
    - 염색 폐수 슬러지에도 여러 종류의 불순물이 포함되나 그 양이 많지 않음.
    - 해수는 Si의 이외의 불순물이 거의 없음.
    ○ 표준 생활 폐수 실험
    - 기존의 응집제와 비교실험 결과 동일하거나 우수함.
    - 소성조건을 실험한 결과 600℃조건에서 최상의 산화티탄 생성
    - 600℃∼800℃에서는 아나타제 형, 1000℃에서는 루타일형
    - 기존의 응집제와 혼합 사용시 응집효과 영향 없음.
    - 광촉매 활성은 P-25와 동일
    ○ 실제 폐수 실험
    - 생활하수 슬러지: 산화티탄의 함량이 낮음. 양질의 산화티탄 획득 어려움.
    - 생활하수 방류수: 산화티탄의 함량이 높음. 광촉매 활성이 우수함.
    - 제지 폐수: 불순물 다량함유. 광촉매 활성이 낮음.
    - 밧데리 폐수: 중금속 함유량이 매우 높음. 광촉매 활성 낮음.
    - 해수: 염분 제거 시 광촉매 활성 높음. 가장 순수한 산화티탄 획득 가능.
    - 염색 폐수: 다양한 불순물 함유. 광촉매 활성 높음.
    ○ 파일롯 플랜트 실험
    - 염색 폐수에 대하여 실시함.
    - 실험실내 실험 자료와 거의 동일한 결과를 얻음.
    ○ 응용 기술 검토
    - 산화티탄 분말을 직접적으로 활용하는 기술 검토
    - 산화티탄 분말을 활용한 광촉매 코팅제 제조
    - 산화티탄 분말을 활용한 볼 타입 흡착제 제조
    - 획득한 산화티탄을 개질하여 가시광 감응 광촉매 제조
    3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
    ○ 기술적인 기대효과
    - 슬러지 재활용 기술의 원천 기술 확보
    - 산화티탄 제조기술의 원천 기술 확보
    - 슬러지 처리 방안의 대안 확보
    ○ 경제적인 기대효과
    - 슬러지 처리 비용을 산화티탄 판매로 상쇄
    - 저렴한 산화티탄의 공급으로 관련 응용 제품의 단가 절감
    - 대부분 수입에 의존하는 산화티탄의 제공으로 수입 대체 효과
    4. 적용분야
    ○ 슬러지 재활용 기술 적용 분야
    - 하수처리장의 고도처리 공정에 적용
    - 제지, 염색 등의 공장 폐수 처리 공정에 적용
    - 해수 담수와 전처리 공정에 적용
    ○ 산화티탄 적용 분야
    - 건축 자재 적용: 건축 외장재, 도로 포장, 토목 자재, 블록, 건축물 도료 등에 적용
    - 토양 오염 제거 분야 적용: 골프장, 토지의 농약제거, 매립지의 침출수 정화 등에 적용
    - 대기분야: 악취 제거 필터, 살균 필터, 오염물 제거 코팅제 등 적용


  • 목차(Contents) 

    1. 제출문 ...1
    2. 초록 ...2
    3. 목차 ...4
    4. 제1장 서론 ...6
    5. 제1절 개발대상기술의 중요성 ...6
    6. 제2절 국내외 관련기술의 현황 ...9
    7. 1. 국내 기술 현황 ...9
    8. 2. 국외 기술 현황 ...11
    9. 2-1. 미국 기술 현...
    1. 제출문 ...1
    2. 초록 ...2
    3. 목차 ...4
    4. 제1장 서론 ...6
    5. 제1절 개발대상기술의 중요성 ...6
    6. 제2절 국내외 관련기술의 현황 ...9
    7. 1. 국내 기술 현황 ...9
    8. 2. 국외 기술 현황 ...11
    9. 2-1. 미국 기술 현황 ...11
    10. 2-2. 유럽 기술 현황 ...12
    11. 2-3. 일본 기술 현황 ...14
    12. 제3절 기술개발시 예상되는 파급 효과 및 활용방안 ...16
    13. 1. 기술적인 측면 ...16
    14. 2. 경제 산업적 측면 ...17
    15. 3. 활용방안 ...18
    16. 제2장 본론 ...19
    17. 제1절 기술개발 목표 및 내용 ...19
    18. 1. 기술개발 목표 ...19
    19. 2. 기술개발 내용 ...20
    20. 2-1. 기술개발 결과물 ...20
    21. 2-2. 기술평가 방법 ...21
    22. 2-3. 기술개발 내용 ...22
    23. 가. 주관기관 ...22
    24. 나. 참여기업 ...24
    25. 제2절 기술개발 결과 ...25
    26. 1. 기본 계획 수립 ...25
    27. 2. 문헌 조사 ...27
    28. 2-1. 소각 ...27
    29. 2-2. 용융 ...30
    30. 2-3. 열분해 ...31
    31. 2-4. 고형화 ...32
    32. 2-5. 퇴비화 ...33
    33. 2-6. 건조 ...34
    34. 2-7. 해양배출 ...35
    35. 2-8. 처리기술 비교 ...36
    36. 3. 표준 폐수 실험 ...38
    37. 3-1. 응집 기초 실험 ...40
    38. 3-2. 소성 기초 실험 ...44
    39. 4. 실제 폐수 실험 ...51
    40. 4-1. 생활 하수 실험 ...52
    41. 가. 하수슬러지에 티탄염 투입 실험 ...53
    42. 나. 하수 방류수 실험 ...58
    43. 4-2. 밧데리 폐수 실험 ...63
    44. 4-3. 제지 폐수 실험 ...66
    45. 4-4. 해수 실험 ...69
    46. 4-5. 염색 폐수 실험 ...72
    47. 4-6. 응용 기술 개발 ...79
    48. 제3장 결론 ...82
    49. 제1절 기술개발 결과 ...82
    50. 제2절 활용 방안 및 기대효과 ...84
    51. 부록1. 특허 등록 ...86
  • 참고문헌

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