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 Wasted Sludge

Biochemical Processes in Anaerobic Digestion Proteins Carbohydrates Lipids Amino acids Simple sugars Glycerol /LCVAs Hydrogen/CO2 Acetate SCVAs Methane Methane + Acetate CO2 Methanogenesis Acid formation Methane Fermentation

Alternative way to RR from WW: Concentration and Anaerobic Digestion Home (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; MgNH 4 PO 4 ·6H 2 O) formation from wastewater has been regarded as nutrient recovery since Booker et al, In Swiss, ash from combustion of biomass is being stored in designated landfills until P 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; )

New Toilet - 그 진지함과 진화 Conventional Toilet => No Mix => Vacuum =>No Mix Vacuum => Future??

E-W-F Nexus: Urban Eco-farming Vertical FarmingNo Soil FarmingIndoor LightHydrogel film

팀 프로젝트 과제 Mission 1: 서울특별시에서 도시하수의 발생원 에서 종말하수처리장에서 처리되어 하천으로 방류되는 과정을 조사해서 정리하시오. Mission 2: 서울특별시 하수로부터 자원회수 방 안에 대해서 제시하시오. Mission 3: 통일 후 북한의 신도시에 적용할 자 원순환형 하수관거 및 처리시설에 대해서 제안 해 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, 해 석, 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 명확 하게 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 로 제출 마감 일시 : 11 월 24 일 오후 6 시 질문이 있으면 로 사전 예약하고 통화를 통해서 상담

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