정화조 - 편집 역사

Env202017: /* 기술개발 과제 */

2020-12-15T10:16:30Z

‎기술개발 과제

Env202017: /* 기술개발 과제 */

2020-12-15T10:13:01Z

‎기술개발 과제

Env201801: /* 경제적, 사회적 기대 및 파급효과 */

2018-06-19T01:55:51Z

‎경제적, 사회적 기대 및 파급효과

Env201801: /* 경제적, 사회적 기대 및 파급효과 */

2018-06-19T01:55:39Z

‎경제적, 사회적 기대 및 파급효과

Env201801: /* 기술적 기대효과 */

2018-06-19T01:55:28Z

‎기술적 기대효과

Env201801: /* 관련 기술의 현황 및 분석(State of art) */

2018-06-19T01:55:15Z

‎관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

Env201801: /* 개발 일정 */

2018-06-19T01:53:59Z

‎개발 일정

Env201801: /* 상세설계 내용 */

2018-06-19T01:51:28Z

‎상세설계 내용

Env201801: /* 상세설계 내용 */

2018-06-19T01:51:06Z

‎상세설계 내용

Env201801: /* 상세설계 내용 */

2018-06-19T01:50:40Z

‎상세설계 내용

@@ 3번째 줄: / 3번째 줄: @@
 ==프로젝트 개요==
 === 기술개발 과제 ===
-''' 국문 : ''' 양방향 지하철 환기구 분무집진 시스템
+''' 국문 : ''' 음용수 확보를 위한 소형 소변 처리 장치
-''' 영문 : ''' 2-way Spraying System for Purification of Subway Vent Air
+''' 영문 : ''' Design of Small Urine Treatment device for Drinking water
 ===과제 팀명===

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 ==프로젝트 개요==
 === 기술개발 과제 ===
-''' 국문 : ''' 음용수 확보를 위한 소형소변처리장치.
+''' 국문 : ''' 양방향 지하철 환기구 분무집진 시스템
-''' 영문 : ''' Small Urine Treatment Device for Drinking Water.
+''' 영문 : ''' 2-way Spraying System for Purification of Subway Vent Air
 ===과제 팀명===

@@ 77번째 줄: / 77번째 줄: @@
 ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====
 . 방독면 마스크와 같이, 지하철과 공공기관 정부부처 건물, 가정집에 필수적으로 구비함으로써 재난상황 발생 시 대처 및 재난사고 경각심 유발
 . 초·중·고 학교에 의무적으로 구비하게 함으로써 학생들의 재난상황 교육
 . 고층건물과 고속도로 터널에 구비
 . 오지 산간지방에서 산사태와 지친, 폭설 등의 이유로 외부와 단절 상황이 발생할 시, 구호물자 도착 전까지 생존 기간 연장
 . 핵전쟁과 생화학 전쟁 대비를 위한 지하벙커에 구비
 ===기술개발 일정 및 추진체계===

@@ 76번째 줄: / 76번째 줄: @@
 ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====
 . 방독면 마스크와 같이, 지하철과 공공기관 정부부처 건물, 가정집에 필수적으로 구비함으로써 재난상황 발생 시 대처 및 재난사고 경각심 유발
 . 초·중·고 학교에 의무적으로 구비하게 함으로써 학생들의 재난상황 교육
 . 고층건물과 고속도로 터널에 구비
 . 오지 산간지방에서 산사태와 지친, 폭설 등의 이유로 외부와 단절 상황이 발생할 시, 구호물자 도착 전까지 생존 기간 연장
 . 핵전쟁과 생화학 전쟁 대비를 위한 지하벙커에 구비

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 ====기술적 기대효과====
 . 소형화 기술
-기존의 배설물 정화시설의 소형화 가능하다. 기존의 옴니 프로세서, ISS 소변처리시설 등은 대형 시설로 접근성과 휴대성이 떨어지지만, 소형화 기술을 통해 이를 보완할 수 있다.
+ 기존의 배설물 정화시설의 소형화 가능하다. 기존의 옴니 프로세서, ISS 소변처리시설 등은 대형 시설로 접근성과 휴대성이 떨어지지만, 소형화 기술을 통해 이를 보완할 수 있다.
 . 처리 성능 향상
-기존의 라이프 스트로우에서 처리되지 않은 염분, 화학물질, 맛 등의 요소들을 제거함으로써 처리 성능의 향상을 도모한다.
+ 기존의 라이프 스트로우에서 처리되지 않은 염분, 화학물질, 맛 등의 요소들을 제거함으로써 처리 성능의 향상을 도모한다.
 ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====

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 *전 세계적인 기술현황
 . ISS, 국제우주정거장
-국제우주정거장(ISS)에 사는 우주인들은 식수와 생활용수를 어떻게 조달할까. ISS에서 사용되는 물의 93%는 정수과정을 거쳐 다시 사용한다. NASA 소속 우주인들은 호흡이나 땀으로 배출된 수분뿐만 아니라 샤워하고 남은 물, 인간의 소변과 실험용 동물의 소변까지 몽땅 끌어다 정수해 식수로 쓴다. 반면 러시아 측 우주인들은 호흡이나 땀으로 배출된 수분과 쓰고 남은 물은 재활용하지만 소변은 사용하지 않는다. 러시아 우주인들의 소변은 미국 우주인들이 가져다가 정수해 식수로 재활용한다. NASA 마셜 우주항공센터의 물시스템 관리자 래인 카터는 “심리적 거부감만 극복한다면 병에 든 생수와 똑같은 맛”이라고 블룸버그에 말했다. 소변 처리 방식만 다른 것이 아니다. 미국과 러시아 우주인들은 우주개발 초기부터 서로 다른 정수 방식을 사용해왔다. 미국 우주인들은 요오드를 이용해 물을 살균소독한 뒤 필터 처리를 한 번 더 거친다. 반면 러시아는 항균작용이 뛰어난 은이온으로 정수를 한다. NASA는 앞으로 러시아처럼 은이온 정수 방식을 채택할 계획이지만, 카터는 “한쪽 정수 시스템에 문제가 생길 가능성을 생각한다면 양측이 서로 다른 시스템을 사용하는 게 낫다”고 말했다.
+ 국제우주정거장(ISS)에 사는 우주인들은 식수와 생활용수를 어떻게 조달할까. ISS에서 사용되는 물의 93%는 정수과정을 거쳐 다시 사용한다. NASA 소속 우주인들은 호흡이나 땀으로 배출된 수분뿐만 아니라 샤워하고 남은 물, 인간의 소변과 실험용 동물의 소변까지 몽땅 끌어다 정수해 식수로 쓴다. 반면 러시아 측 우주인들은 호흡이나 땀으로 배출된 수분과 쓰고 남은 물은 재활용하지만 소변은 사용하지 않는다. 러시아 우주인들의 소변은 미국 우주인들이 가져다가 정수해 식수로 재활용한다. NASA 마셜 우주항공센터의 물시스템 관리자 래인 카터는 “심리적 거부감만 극복한다면 병에 든 생수와 똑같은 맛”이라고 블룸버그에 말했다. 소변 처리 방식만 다른 것이 아니다. 미국과 러시아 우주인들은 우주개발 초기부터 서로 다른 정수 방식을 사용해왔다. 미국 우주인들은 요오드를 이용해 물을 살균소독한 뒤 필터 처리를 한 번 더 거친다. 반면 러시아는 항균작용이 뛰어난 은이온으로 정수를 한다. NASA는 앞으로 러시아처럼 은이온 정수 방식을 채택할 계획이지만, 카터는 “한쪽 정수 시스템에 문제가 생길 가능성을 생각한다면 양측이 서로 다른 시스템을 사용하는 게 낫다”고 말했다.
 . 옴니프로세서
-빌 게이츠는 예전부터 개발도상국의 시급한 문제들을 해결하기 위해 노력해왔다. 특히 개발도상국의 배설물 처리 문제에 주목해왔다. 그 이유는 전세계 250만 명이 이로 인해 오염된 식수에 노출돼 있기 때문이다. 오염된 물을 마시고 질병에 걸려 사망하는 어린이는 매일 2,000명, 매해 70만 명에 이른다. 식수와 위생문제는 사람들이 병원을 찾거나 입원하게 되는 이유 중 무려 절반을 차지하며, 호흡질환에 이어 5살 이하 어린이의 사망 원인 2위이기도 하다. 나아가 경제적 타격도 크다. 위생 및 식수 문제로 매년 260억 달러가 소모되고 있는데 이는 보통 개발도상국의 1년 총 GDP와 맞먹는 규모라고 한다. 위생 문제로 위협받고 있는 아이들의 생명과 건강을 지키기 위해 빌 게이츠는 부인과 세운 비영리재단 '빌&멀린다게이츠 재단'을 통해 사람의 배설물을 안전하게 처리할 수 있는 기술연구와 프로젝트를 진행하였고, 그 결과물의 하나로 오늘 날의 옴니프로세서가 나오게 되었다. 옴니프로세서는 미국 시애틀에 본사를 둔 재니키바이오에너지(Janicki Bioenergy)가 개발하고 디자인했는데, 원래 재니키바이오에너지는 하수 쓰레기를 태워 전기를 생산하는 발전기를 만드는 회사였으나 재단의 지원을 받아 식수까지 생산할 수 있도록 이를 개조하였다.
+ 빌 게이츠는 예전부터 개발도상국의 시급한 문제들을 해결하기 위해 노력해왔다. 특히 개발도상국의 배설물 처리 문제에 주목해왔다. 그 이유는 전세계 250만 명이 이로 인해 오염된 식수에 노출돼 있기 때문이다. 오염된 물을 마시고 질병에 걸려 사망하는 어린이는 매일 2,000명, 매해 70만 명에 이른다. 식수와 위생문제는 사람들이 병원을 찾거나 입원하게 되는 이유 중 무려 절반을 차지하며, 호흡질환에 이어 5살 이하 어린이의 사망 원인 2위이기도 하다. 나아가 경제적 타격도 크다. 위생 및 식수 문제로 매년 260억 달러가 소모되고 있는데 이는 보통 개발도상국의 1년 총 GDP와 맞먹는 규모라고 한다. 위생 문제로 위협받고 있는 아이들의 생명과 건강을 지키기 위해 빌 게이츠는 부인과 세운 비영리재단 '빌&멀린다게이츠 재단'을 통해 사람의 배설물을 안전하게 처리할 수 있는 기술연구와 프로젝트를 진행하였고, 그 결과물의 하나로 오늘 날의 옴니프로세서가 나오게 되었다. 옴니프로세서는 미국 시애틀에 본사를 둔 재니키바이오에너지(Janicki Bioenergy)가 개발하고 디자인했는데, 원래 재니키바이오에너지는 하수 쓰레기를 태워 전기를 생산하는 발전기를 만드는 회사였으나 재단의 지원을 받아 식수까지 생산할 수 있도록 이를 개조하였다.
 *특허조사 및 특허 전략 분석

@@ 88번째 줄: / 88번째 줄: @@
 ===기술개발 일정 및 추진체계===
 ====개발 일정====
-내용
+[[파일:정화조_개발일정.jpg]]
 ====구성원 및 추진체계====

@@ 124번째 줄: / 124번째 줄: @@
   ◇ 본 설계에서 사용되는 필터는 총 5가지이다. 기존의 역삼투(Reverse Osmosis) 방식의 필터가 채택하고 있는 4가지(침전, 선카본, 역삼투, 후카본)에 요소분해효소 고정막 필터를 추가한다. 현재 정수기에서 사용되고 있는 방식은 크게 두가지가 있다. 중공사막(Ultrafiltration) 방식과 역삼투 방식이다. 소변 내 염분을 효과적으로 제거하기 위해 역삼투 방식을 채택했다. 그러나 기존의 역삼투 방식으로도 소변 내 주요 성분인 요소(Urea)가 효과적으로 제거되지 않는다. 역삼투 필터를 통한 요소 제거율은 70%정도로 알려져있다. 요소의 효과적인 제거를 위해 요소분해효소(Urease) 고정막 필터를 선카본 필터 후, 역삼투 필터 전에 설치한다. 그러면 요소는 요소분해효소에 의해 99% 이상 암모니아(NH3)로 분해된다. 암모니아는 역삼투 필터로 대부분 제거가 가능하다. 이렇게 기존의 ‘역삼투방식+요소분해효소고정막필터‘를 이용하면 소변에서 문제시 되는 색도, 냄새, 염분, 요소까지 모두 효과적으로 제거할 수 있다.
-  ◇ 역삼투 필터를 이용한 정수  역삼투 필터는 해수담수화를 위해 연구되던 정수필터이다. 해수담수화를 위해서는 염분의 효과적인 제거가 필수적이다. 역삼투 필터는 해수의 염분을 제거하는 데에 강점을 갖고 있다. 음용수 확보를 위한 소변정화에도 같은 문제가 발생한다. 소변은 기본적으로 섭취하는 데 아무 문제가 없으나, 장기적으로 섭취할 경우 염분이 문제가 된다. 그러므로 소변의 염분을 효과적으로 제거한다면 장기간 섭취에도 문제가 없다. 또한 염분 뿐 아니라 역삼투 필터는 요소분해효소 고정막 필터로 인해 추가 발생되는 암모니아 제거에도 탁월하다.
+  ◇ 역삼투 필터를 이용한 정수
 [[파일:정화조_역삼투필터효율.jpg]]
   ◇ 요소분해효소 고정막 필터를 통한 요소 제거
-신장기능에 결함이 있는 환자들을 위한 혈액투석을 위해 연구되고 있는 기술이다. 제대로 된 혈액투석을 위해서는 요소 제거가 필수적이다. 요소 제거를 위해 기존에 사용하던 방법은 활성탄 흡착 방법인데, 소량의 요소를 제거하기 위해 너무 많은 활성탄을 사용해야 함이 한계로 지적되었다. 그래서 생체 내 단백질 효소인 요소분해효소(Urease)를 이용해 요소를 제거하기 위한 연구가 진행되고 있다. 요소분해효소는 요소를 암모니아와 이산화탄소로 가수분해한다. 그림3은 요소농도에 따른 요소제거율을 나타낸 그래프이다. 요소 농도가 1mol/L 이하일 때 요소제거율은 99%에 달한다. 소변 내 요소의 평균적인 농도는 9.3g/L로, 환산하면 0.155mol/L이다. 이는 요소분해효소 고정막이 효과적으로 기능할 수 있는 농도범위 내이다. 그러므로 요소분해효소 고정막 필터를 이용하면 소변 내 요소를 99%이상 제거할 수 있다.
+ 신장기능에 결함이 있는 환자들을 위한 혈액투석을 위해 연구되고 있는 기술이다. 제대로 된 혈액투석을 위해서는 요소 제거가 필수적이다. 요소 제거를 위해 기존에 사용하던 방법은 활성탄 흡착 방법인데, 소량의 요소를 제거하기 위해 너무 많은 활성탄을 사용해야 함이 한계로 지적되었다. 그래서 생체 내 단백질 효소인 요소분해효소(Urease)를 이용해 요소를 제거하기 위한 연구가 진행되고 있다. 요소분해효소는 요소를 암모니아와 이산화탄소로 가수분해한다. 그림3은 요소농도에 따른 요소제거율을 나타낸 그래프이다. 요소 농도가 1mol/L 이하일 때 요소제거율은 99%에 달한다. 소변 내 요소의 평균적인 농도는 9.3g/L로, 환산하면 0.155mol/L이다. 이는 요소분해효소 고정막이 효과적으로 기능할 수 있는 농도범위 내이다. 그러므로 요소분해효소 고정막 필터를 이용하면 소변 내 요소를 99%이상 제거할 수 있다.
 [[파일:정화조_요소분해효소제거율.jpg]]
   ◇ 압력부과방식
-역삼투 방식 필터는 높은 압력을 요한다. 그러나 극한상황에서 압력펌프를 구동할 수 있는 전기는 확보하기 힘들 것이다. 그러므로 본 설계에서는 자연적으로 압력을 부과할 수 있도록 정수조 위에 마치 주사기처럼, 피스톤 형식의 압력조절부를 설치했다. 그러나 주사기처럼 직접 신체의 힘을 이용해 압력을 부과하기엔 정수시간이 너무 길다. 정수가 다 될 때까지 눌러주고 있을 수는 없다. 그러므로 주변에서 얻을 수 있는 다양한 물건들을 이 위에 적절하게 올려놓으면 전기를 이용하지 않고 압력을 부과할 수 있고 역삼투 필터를 통한 정수가 가능해진다.
+ 역삼투 방식 필터는 높은 압력을 요한다. 그러나 극한상황에서 압력펌프를 구동할 수 있는 전기는 확보하기 힘들 것이다. 그러므로 본 설계에서는 자연적으로 압력을 부과할 수 있도록 정수조 위에 마치 주사기처럼, 피스톤 형식의 압력조절부를 설치했다. 그러나 주사기처럼 직접 신체의 힘을 이용해 압력을 부과하기엔 정수시간이 너무 길다. 정수가 다 될 때까지 눌러주고 있을 수는 없다. 그러므로 주변에서 얻을 수 있는 다양한 물건들을 이 위에 적절하게 올려놓으면 전기를 이용하지 않고 압력을 부과할 수 있고 역삼투 필터를 통한 정수가 가능해진다.
 ==결과 및 평가==