New Innovation of Urban Water Infrastructure

in Korea

November 10, 2016

토목환경공학과 박준홍

Top 5 World’s Future Issues

• Energy• Water• Food• Health• Environment

Resource Recovery from Wastewater

• Water• Energy resource chemicals

(methane, H2, N2O, electricity)• Nutrient fertilizers (N, P)• Value-added chemicals (medicines,

food and/or additives, polymers for industrial purposes)

Current wastewater treatment system

Home-toilet (black water; high BOD)-bathroom(grey water; low BOD)-kitchen (food waste + water; low BOD in Korea)

Storm water( 우수 /오수 합류관거 )

Waste Water(BOD= 200

mg/l)

Influent(BOD < 200

mg/l)

Aerobic Activated Sludge Process

in Wastewater Treatment Plant

(aeration cost > 60% of total energy cost)

Effluent

Problems: energy consuming system without resource recovery

WastedSludge

Biochemical Processes in Anaerobic Digestion

Proteins Carbohydrates Lipids

Amino acids Simple sugars Glycerol

/LCVAs

Hydrogen/CO2 Acetate SCVAs

Methane Methane + Acetate

CO2Methanogenesis

Acid formation

MethaneFermentation

Alternative way to RR from WW: Concentration and Anaerobic

DigestionHome (High BOD)-toilet black-water-food waste

No storm water( 우수 /오수 병류관거 )

High-Strength Waste Water

(BOD > 10,000 mg/l)

Influent(BOD < 10,000

mg/l)

Anaerobic Digestion(methane production)

Post-Treatments

(N, P removal from effluent)

Disadvantage: Long hydraulic retention time (HRT) and effluent post-treatment required

Home (Low BOD)-bathroom grey-water -kitchen grey-water

Concentration by Membrane

or Reuse by WWT

( 중수도 )

Nutrient Recovery

Phosphorus (P) mining resource will be completely consumed within 40 years.

Magnesium ammonium phosphate (struvite; MgNH4PO4·6H2O) formation from wastewater has been regarded as nutrient recovery since Booker et al, 1999.

In Swiss, ash from combustion of biomassis being stored in designated landfills untilP mining resource will be completed.

N/P recovery from no-mix toilet [source-separated urine]: urine contains most of the nutrients in domestic wastewater but makes up less than 1% of total wastewater. In addition, better ways to remove organic micropollutants from human metabolites (see Maurer et al., 2006; Gethke et al., 2007; )

<Crystal structure of struvite>

New Toilet - 그 진지함과 진화

http://www.youtube.com/watch?v=TvhgpHHSZA0

Conventional Toilet => No Mix => Vacuum => No Mix Vacuum => Future??

E-W-F Nexus: Urban Eco-farming

• http://www.youtube.com/watch?v=XIdP00u2KRA• http://www.youtube.com/watch?v=XWUt6hT_8Lo

Vertical Farming

No Soil Farming

Indoor Light

Hydrogel film

팀 프로젝트 과제• Mission 1: 서울특별시에서 도시하수의

발생원에서 종말하수처리장에서 처리되어 하천으로 방류되는 과정을 조사해서 정리하시오 .

• Mission 2: 서울특별시 하수로부터 자원회수 방안에 대해서 제시하시오 .

• Mission 3: 통일 후 북한의 신도시에 적용할 자원순환형 하수관거 및 처리시설에 대해서 제안해 보시오 .

보고서 제출• A4 용지 ( 한글 11pt, 줄 간격 160 %) 15 페이지 ( 각 Mission 당 5 페이지 분량 )

• 팀원을 3 등분해서 각 Mission 에 대한 논술을 작성하고 , 각 논술 별로 작성자 성명 기술

• Mission 1 은 조사 보고서이므로 , 서론에서 조사의 중요성과 목표를 기술하고 본론에서 각 단계 별로 사용되는 시설과 운영관리 현황을 기술하고 , 마무리인 토론 분석에서 자원순환 관점에서 현황에 대한 비판 및 평가를 제시할 것 ( 다른 팀과 개관적인 비교가 되므로 , 많은 자료의 취합 , 해석 , 분석이 필요함 )

• Mission 2 와 Mission 3 은 본인의 개인적인 의견을 제시하는 것이므로 , 서론에서 연구의 중요성과 필요성을 기술하고 이를 기반으로 본인들의 연구 목표를 설정하고 , 본론에서 본인의 안을 명확하게 제시하되 , 이때 문헌조사를 기반으로 근거를 제시해야 함 . 토론에서 본인들이 제시된 안에 대한 평가를 기술하고 , 결론에서 최종 의견을 개진하여야 함

• Mission 1 보고서 , Mission 2 보고서 , Mission 3 의 보고서는 한 팀이 작성하는 것이므로 , 커다란 논리는 일관성이 있어야 하고 , 집필 방식이나 편집도 일관성이 있어야 함

• 제출 방법 : 이메일 (parkj@yonsei.ac.kr) 로 제출

• 마감 일시 : 11 월 24 일 오후 6 시

• 질문이 있으면 parkj@yonsei.ac.kr 로 사전 예약하고 통화를 통해서 상담 가능

23年 4月 20日

문헌조사 추천 URL

• 학술 논문 검색 사이트국내 논문 : http://www.riss.kr/index.do국외 논문 : http://www.scopus.com/home.url

• 특허 검색 사이트 - http://search.wips.co.kr/

• 언론 및 뉴스 검색 사이트 - http://www.kinds.or.kr/

• 법제처 ( 관련 법령 및 규제 ) 사이트 - http://www.moleg.go.kr/main.html

• 국가 연구 과제 보고서 통합 사이트 - http://report.ndsl.kr/index.do

• 참조 : 구글 및 네이버 검색은 자유롭게 이용가능