"남성이좋죠"의 두 판 사이의 차이

2018년 6월 26일 (화) 05:20 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 구조물을 이용한 녹조수집

영문 : green tide kill chain

과제 팀명

남성이좋죠

지도교수

문영일 교수님

개발기간

2018년 3월 ~ 2018년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 토목공학과 2015860014 민병헌(팀장)

서울시립대학교 토목공학과 2011XXX0** 양동휘

서울시립대학교 토목공학과 2011XXX0** 강윤성

서울시립대학교 토목공학과 2011XXX0** 강래현

서울시립대학교 토목공학과 2011XXX0** 김종진

서울시립대학교 토목공학과 2011XXX0** 홍기대

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

- 2012년 6월부터 현재까지 녹조 문제는 사회에서 큰 문제점으로 자리잡고 있다. 하지만 어느 기관에서도 확실한 해결책을 마련하지 못하고 있고 해결책을 마련하더라도 근본적인 해결이 아닌 일시적인 해결방안이고 비효율적인 해결방안이다. 지금 현 시점에서 녹조의 가장 심각한 문제는 야간에 과도한 호흡에 의한 산소소비와 독성물질 분비 그리고 어패류 아가미 폐쇄를 일으키며, 냄새를 발생시킨다. 조류가 번성하면 물 색깔이 변하고 탁해지며, 표면을 뒤덮은 조류가 햇빛을 차단하여 깊은 물속에 사는 수생식물은 광합성을 방해받게 된다. 이로 인해 생태계의 균형이 깨지게 되는 것이다.

- 따라서 ‘남자가 좋조’는 국내, 국외에서 시행 중인 방안(생물학적 방법, 최첨단 과학적 방법)들을 제외하고 토목공학적인 관점으로 구조물을 설계하여 효과적인 녹조 수집을 고려하며, 시뮬레이션을 통해 구조물(중앙 구조물 + 날개식 구조물)의 적절성을 판별하고자 한다.

개발 과제의 배경

현재 녹조 문제는 사회에서 큰 문제점으로 자리잡고 있다. 이를 단순히 폐기-처리하기보다는 저비용-고효율 기술로 수집후 활용하여 경제적 이익을 살리는 방향으로 생각하였다. 이를 위해 현 기술들의 현황, 장단점을 비교하여 남성이 좋죠가 한가지 사안을 제안한다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ 녹조현상 발생 시 효과적으로 제거가 가능

◇ 녹조의 에너지화로 신재생 에너지로 이용이 가능

◇ K-water가 추진하도록 제안하고 녹조제어, 자원화기술에 대한 오픈 플랫폼을 제공

◇ 2차적으로 중소기업과 협력하여 일자리 창출 및 향후의 수질관리기술발달 도모

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

• 전 세계적인 기술현황

가. 태양광을 이용한 녹조방지 물순환장치

- 태양광을 이용한 녹조방지 물 순환장치의 주요공정 내용은 아래 그림과 같이, 미세 산소기포 공급 장치를 통해 산소수로 펌핑된 물을 수표면을 따라 펴져나가게 하고 수직흡입관 하부에서는 차가운 물이 흡입되어 저온수와 중온수의 혼합을 통한 성층화를 파괴하는 것이다. 이 과정을 조금 더 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

- 순환에 의해 연속적으로 표층수가 교체되면 호수 저면에 있던 물이 표면에서 자외선과 대기의 산소에 접촉한다. 자외선과 산소에 의해 소독된 후, 산소를 흡수한 표층수는 난류를 일으키지 않고 호소수 표면에서 천천히 부드럽게 확산을 하여 미생물의 호기성 활동영역을 넓힌다. 표층수 교환이 진행함에 따라서 호소 하부로 호기성 영역은 확장되고 물 밑 깊은 곳까지 부유물질과 용해물질을 감소시킨다. 호소의 물이 표면에서부터 깨끗해지면서 투명도가 높아지면 햇빛은 더 깊이 침투하고 동시에 열이 전달된다. 성층현상은 깨지며 여러 종류의 가스는 호수 바닥에서 올라와 물 표면에서 대기와 교환하여 방출된다. 또한 신축주름관 서브 홀에 의한 중간물질 교환도 일어나며 저층수에 미세기포 장치로 산소를 공급함으로써 부영양화가 진행되는 호수의 각종 수질악화 문제를 친환경 및 친 생태적으로 치료와 예방을 할 수 있게 된다.

나. 초음파를 이용한 녹조제어 기술

1) 기술의 원리

- 이 기술은 수중에서 조사된 초음파가 남조류의 기낭을 파괴하여 부력 조절능력을 상실케 함으로써, 호소 바닥에 가라앉게 하여 빛을 이용한 광합성을 원천적으로 차단하고, 결과적으로 남조류의 생장을 억제하는 것이다.

- 초음파는 기낭 파괴뿐만 아니라 남조류의 세포분열을 억제하는 효과도 가지고 있다. 따라서 수심이 깊지 않고 투명도가 높아, 광합성 차단 효과를 크게 기대하기 어려운 호소에서도 초음파에 의한 남조류의 제어는 충분히 가능하다.

- 하지만 초음파가 녹조 뿐만 아니라 물고기나 기타 해조류에도 피해를 주는 경우가 생기기 때문에 이 방법은 주변 생태계를 충분히 고려해야 한다.

• 특허조사 및 특허 전략 분석

토목사업은 국가사업으로써 각기업이 평가를 받을떄 경쟁을 하기에 견적서를 비공개한다.

• 기술 로드맵

물리적 제거 수중폭기장치-성층파괴를 통한 심층의 빈산소, 무산소 상태제거를 위해 간헐식으로 수중폭기

선택취수설비-취수수심을 선택하여 조류 생물량을 최소한으로 취수

차광막 설치-광합성 저해

조류 차단막-막설치로 녹조 확산 방지

초음파-초음파에 의한 기낭을 파괴하여 녹조 광합성 저해

전자선조사-수중에 고전압 펄스를 이용하여 조체의 생장과 증식 억제

녹조 제거선-흡입, 집수, 여과등의 장치로 구성된 선박을 이용해 녹조제거

화학적 제거

응집제 처리-응집제를 살포하여 녹조발생억제

황토살포장치-황토를 살포하여 녹조의 제거와 차광효과

세라믹-세라믹 원적외선의 항균효과 이용

천연물-국내 잣 잎, 솔잎 등을 이용하여 조류제어

생물적 방법-수생식물

인공습지 또는 인공식물섬의 수생식물 이용하여 영양염 제거

세균, 미생물-미생물을 이용하여 녹조를 직접 사멸

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

◇ 녹조현상 발생 시 효과적으로 제거가 가능

◇ 녹조의 에너지화로 신재생 에너지로 이용이 가능

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

◇ K-water가 추진하도록 제안하고 녹조제어, 자원화기술에 대한 오픈 플랫폼을 제공

◇ 2차적으로 중소기업과 협력하여 일자리 창출 및 향후의 수질관리기술발달 도모

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

정보수집(대표 피해구역 설정)-수리분석(Soft-ware활용)-녹조활용기술 자료정리-녹조 제어 시스템 구축-녹조 에너지화 방안 검토-새로운 model 제시

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

관련사업비 내역서

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용