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하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 인과 질소를 회수하기 위한 정삼투 비료화 장치 및 그 방법

  • 기술번호 : KST2020005921
  • 담당센터 : 인천기술혁신센터
  • 전화번호 : 032-420-3580
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 인(P)과 질소(N)를 분리하여 비료화시키기 위해 삼투현상을 이용한 정삼투(Forward Osmosis: FO)법을 이용함으로써 하폐수 처리시설의 반류수량을 줄이면서 영양분을 회수하여 비료화할 수 있고, 또한, 정삼투(FO)의 제약요건인 유도용액의 유도용질의 역확산(RSF) 및 요소(Urea)/암모니아(NH3)로 인한 부정적인 영향 등을 해결함으로써 하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 질소(N)와 인(P)을 용이하게 회수할 수 있으며, 또한, 정삼투(FO) 막모듈을 이용함으로써 비료화 장치의 운용비용을 절감시킬 수 있는, 하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 인과 질소를 회수하기 위한 정삼투 비료화 장치 및 그 방법이 제공된다.
Int. CL C05F 17/00 (2020.01.01) C02F 1/44 (2006.01.01) C05F 17/90 (2020.01.01)
CPC C05F 17/40(2013.01) C05F 17/40(2013.01) C05F 17/40(2013.01) C05F 17/40(2013.01) C05F 17/40(2013.01) C05F 17/40(2013.01) C05F 17/40(2013.01)
출원번호/일자 1020180141646 (2018.11.16)
출원인 한국건설기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2020-0057357 (2020.05.26) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2018.11.16)
심사청구항수 2

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국건설기술연구원 대한민국 경기도 고양시 일산서구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 황태문 경기도 파주시 책향기로 ***, *
2 김은주 경기도 고양시 일산동구
3 남숙현 경기도 파주시 책향기로 ***, *
4 구재욱 경기도 시흥시 은행로 ***,

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 송세근 대한민국 서울특별시 서초구 서초대로 ***, **층 ****호 한영국제특허법률사무소 (서초동, 서초지웰타워)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국건설기술연구원 경기도 고양시 일산서구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2018.11.16 수리 (Accepted) 1-1-2018-1142433-01
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2019.03.15 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2019.05.09 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2019-0133890-67
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.01.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0051032-65
5 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2020.03.23 수리 (Accepted) 1-1-2020-0300736-16
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.03.23 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-0300740-00
7 거절결정서
Decision to Refuse a Patent		 2020.07.22 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0498660-23
8 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2020.08.24 수리 (Accepted) 1-1-2020-0885846-49
9 [명세서등 보정]보정서(재심사)
Amendment to Description, etc(Reexamination)		 2020.08.24 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2020-0885878-00
10 등록결정서
Decision to Grant Registration		 2020.09.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0613991-41
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번호 청구항
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막증발법(Membrane Distillation: MD)으로 마그네슘 이온(Mg2+) 기반 유도용액을 고농도로 농축시키는 유도용액 농축모듈(110);상기 유도용액 농축모듈(110)에 의해 고농도로 농축된 유도용액을 정삼투 비료화 반응조(130)에 공급하는 유도용액 저장조(120);정삼투 막모듈(131) 및 산기관(132)을 구비한 반응조로서, 상기 정삼투(FO) 막모듈(131)이 반류수와 유도용액의 삼투압 차이로 인해 처리수를 생산하고, 유도용질의 역확산(Reverse Salt Flux: RSF)을 통해 스트루바이트(Struvite) 결정을 생성하는 정삼투 비료화 반응조(130);상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 하부에 연결되며, 비료 결정의 순도를 향상시키도록 상기 정삼투 비료화 반응조(130)에서 결정화된 입상비료를 탈수시키는 입상비료 탈수화 모듈(150); 및상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 상부에 연결되고, 상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 상등액을 이용하여 유기물을 제어하고, 처리수의 생산을 증대시키는 여과모듈(140)을 포함하되,상기 유도용액 농축모듈(110)은 하폐수 처리시설 내의 폐열인 혐기성 소화를 활용하여 유도용액을 고농도로 농축하며, 상기 유도용액의 농축을 통해서 상기 정삼투 막모듈(131)의 삼투압이 유지되고, 재이용수가 생산되고;인(P)과 질소(N)가 포함된 반류수가 외부의 하폐수 처리시설로부터 배출되어 상기 정삼투 비료화 반응조(130)로 공급되며, 상기 유도용액은 상기 반류수보다 고농도로 농축되어 상기 유도용질의 역확산(RSF)에 따른 스트루바이트 침전을 통해 인(P)을 회수하고, 암모니아 탈기에 의해 질소(N)를 회수하며; 상기 유도용액은 유도용질의 역확산(RSF)에 따라 마그네슘 이온(Mg2+)을 방출하는 고농도의 유도용액으로서, 황산마그네슘(MgSO4) 또는 질산마그네슘(Mg(NO3)2))이고;상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 산기관(132)은 상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 하부에 설치되어 공기(산소)를 공급하며, 상기 산기관(132)을 통해 공급되는 공기(산소)는 상기 반류수 내의 유기물을 산화시키고, 상기 정삼투 막모듈(131)의 막오염을 억제하며, 스트루바이트 결정을 교반시키는 하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 인과 질소를 회수하기 위한 정삼투 비료화 장치를 이용한 하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 인과 질소를 회수하기 위한 정삼투 비료화 방법에 관한 것으로서,a) 인(P)과 질소(N)가 포함된 반류수를 정삼투 비료화 반응조(130)에 공급하는 단계;b) 정삼투 비료화 반응조(130) 내의 산기관(132)을 통해 산소를 공급하고, 상기 반류수를 교반시키는 단계;c) 상기 정삼투 비료화 반응조(130) 내의 정삼투 막모듈(131) 내부에서 상기 반류수 농도보다 높은 고농도 유도용액 순환을 통해 정삼투를 형성하는 단계;d) 상기 정삼투 막모듈(131) 사이의 유도용액과 외부의 반류수의 농도차이로 인해 상기 정삼투 막모듈(131) 내부로 담수를 투과시키고, 외부로 마그네슘(Mg) 이온을 투과(RSF)시키는 단계; e) 상기 투과된 마그네슘 이온(Mg2+)과 상기 반류수 내의 인(P) 또는 질소(N) 이온이 산기관(132)의 교반을 통해 결합하여 스트루바이트 결정을 생성하는 단계;f) 상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 유도용액을 막증발 공정으로 농축시키고, 상기 정삼투 비료화 반응조(130) 하부에 연결된 입상비료 탈수화 모듈(150)을 통해 비료 결정을 회수하는 단계; 및g) 상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 상부에 설치된 여과모듈(140)에 의해 상기 정삼투 비료화 반응조(130)의 상등액을 이용하여 유기물을 제어하고, 처리수의 생산을 증대시키는 단계를 포함하되,상기 f) 단계에서 유도용액 농축모듈(110)에 의해 하폐수 처리시설 내의 폐열인 혐기성 소화를 활용하여 유도용액을 고농도로 농축하며, 상기 유도용액의 농축을 통해서 상기 정삼투 막모듈(131)의 삼투압이 유지되고, 재이용수가 생산되고;상기 유도용액은 상기 반류수보다 고농도로 농축되어 상기 유도용질의 역확산(RSF)에 따른 스트루바이트 침전을 통해 인(P)을 회수하고, 암모니아 탈기에 의해 질소(N)를 회수하며; 상기 유도용액은 유도용질의 역확산(RSF)에 따라 마그네슘 이온(Mg2+)을 방출하는 고농도의 유도용액으로서, 황산마그네슘(MgSO4) 또는 질산마그네슘(Mg(NO3)2))이고;상기 b) 단계에서 상기 정삼투(FO) 막모듈(131)의 정삼투막의 오염을 방지하고, 상기 반류수 내의 유기물을 산화시키는 것을 특징으로 하는 하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 인과 질소를 회수하기 위한 정삼투 비료화 방법
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제1항에 있어서, 상기 여과 모듈(140)은 정밀 여과막(Micro Filter: MF), 한외 여과막(Ultra Filter: UF) 또는 나노 여과막(Nano Filter: NF)인 것을 특징으로 하는 하폐수 처리시설로부터 배출되는 반류수 내의 인과 질소를 회수하기 위한 정삼투 비료화 방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 환경부 (주)이시엘 환경산업선진화기술개발사업 막증발/결정화 기술을 이용한 질소 및 유용자원 비료화 기술 개발