정화조
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프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 음용수 확보를 위한 소형소변처리장치.
영문 : Small Urine Treatment Device for Drinking Water.
과제 팀명
정화조.
지도교수
장서일 교수님
개발기간
2018년 3월 ~ 2018년 6월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 20128900** 이*후
서울시립대학교 환경공학부 20128900** 이*주
서울시립대학교 환경공학부 20128900** 임*호
서울시립대학교 환경공학부 20128900** 최*훈
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
상수원의 극심한 오염, 전쟁이나 테러로 인한 상수도 설비 파괴 등 극한 상황에서는 음용수 접근이 어려워 무엇보다도 생존을 위해서는 음용수 확보가 필수적이다. 사람이 가장 손쉽게 접할 수 있는 수분인 소변을 처리하여 음용수로 전환해 마실 수 있다면 극한 상황에서 아주 생존가능성이 높아질 것이다. 다만 현재 국제우주정거장(ISS)에서 미국 우주인들이 이용하고 있는 대형의 처리시설은 극한 상황에서 접근성과 이동성이 떨어지고 설치 및 이용이 용이하지 못하다. 이러한 단점에서 착안하여 가정 등 좁은 공간에서 이용할 수 있고, 이동가능하고 손쉽게 설치할 수 있는 등 이용이 용이한 음용수 확보를 위한 소형 소변 처리시설을 설계하고자 한다.
개발 과제의 배경
물은 인체의 70%를 차지하며, 혈액순환, 체온조절, 영양소 운반 등의 체내 중요 대사에 사용된다. 원활한 신진대사를 위해서 세계보건기구(WHO)는 하루 물 섭취 권장량을 1.5~2L로 제시하였다. 사람의 소변은 고갈될 수 없는 무한한 자원이기 때문에 소변을 음용수로 전환시킬 방법을 찾아 재난 속에서 생명을 연장시킬 수 있는 방법을 마련한다.
개발 과제의 목표 및 내용
소변에서 처리해야할 대상은 크게 염도, 요소, 색도, 냄새 4가지로 나뉜다. 염도가 가장 중요한 처리 대상인데, 바닷물처럼 염도가 높은 물을 연속적으로 마시면 탈수 증상이 일어나 사망에까지 이를 수 있다. 염도는 해수담수화 기술에 이용되는 삼투 필터로 제거한다. 소변 내 물 이외의 성분 중 가장 높은 비율을 차지하는 요소는 인체에 악영향을 미친다. 요소는 혈액투석 기술에 이용되는 요소분해효소(Urease) 고정막 필터를 이용해 암모니아로 전환시킨다. 이 때 발생한 암모니아는 역삼투 필터에서 제거된다. 암모니아가 제거되므로 자연히 색도와 냄새도 해결된다.
더 확실한 해결을 위해 선카본 필터와 후카본 필터로 처리한다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
ISS국제 우주정거장에서 장기간 우주공간에 머무르는 ISS 우주인들이 사용하는 물의 93%는 정수과정을 거쳐 재활용된다. 지구에서 물을 조달하는 비용이 매우 비싸기 때문이다. 미국 우주인들은 호흡이나 땀으로 배출된 수분, 샤워하고 남은 물, 인간의 소변 및 실험용 동물의 소변을 정수하여 음용수로 사용한다. '옴니프로세서'는 배설물이 섞인 오염수를 깨끗한 물과 전기로 만들어내는 기계이다. 배설물을 1000도 이상의 온도로 태워서 순수한 수증기만을 걸러내 식수를 얻는다. 물을 얻음과 동시에 전기도 생산된다. 정수시설이 부족해 오물 섞인 물을 그대로 먹는 저개발국 주민들을 위해 만들어졌으며, 빌 게이츠는 빌앤드멀린다게이츠 재단을 통해 이 기계에 투자를 하고 있다. 게이츠는 "열악한 위생환경으로 인해 한해 70만 명의 어린이들이 오염된 물을 마시고 질병으로 목숨을 잃고 있다"고 투자 동기를 설명했다.
- 특허조사 및 특허 전략 분석
내용
- 기술 로드맵
내용
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
내용
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
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
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관련사업비 내역서
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완료작품의 평가
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향후계획
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특허 출원 내용
내용
