• 유기물자원화
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• 제29권3호
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• pp.35-40
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• 2021

초음파로 활성화된 과황산염을 이용한 슬러지의 가용화 정도를 확인하기 위하여 VSS 감량화율, 가용화율 및 체외고분자물질을 주요 지표로 측정하여 초음파 및 수산화나트륨을 이용한 알칼리·초음파 방법과 비교하였다. 과황산염·초음파 조건에서 VSS 감량화율은 27.6%, 가용화율은 58.9%로 증가하였고, TB-EPS as Carbohydrate와 Protein은 각각 770 mg/L, 2,162 mg/L 용출되었다. 초음파 및 알칼리·초음파 방법에 비하여 VSS감량화율 및 가용화율이 높았으며, TB-EPS지표로 볼 때 세포의 파괴 및 용출에서도 과황산염·초음파 조건에서 더 효율적이었다.

• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.84-89
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• 2011

본 연구는 하수슬러지에 알칼리처리와 초음파처리를 적용하여 최적의 가용화 조건을 도출하고자 각각의 단일처리, 병합처리로 가용화율을 확인하였다. 단일처리 중 알칼리처리는 4종의 알칼리시약을 각각 적용하여 전처리한 결과, NaOH를 이용한 방법이 27.6%로 가장 높은 가용화율을 확인할 수 있었으며, 주입농도가 높아지더라도 가용화에 미치는 영향에는 한계가 있음을 확인하였다. 초음파처리는 140 W/L의 조사밀도에서 가용화율이 가장 높았으며(33~39%), 조사주기의 증대는 가용화율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 알칼리 처리와 초음파처리를 혼재한 병합처리 시 알칼리처리 후 초음파처리를 적용한 방법이 $70.4{\pm}9.4%$의 가용화율로 초음파처리 후 알칼리처리 방법에 비해 약 22% 높은 결과를 나타내었다. 각 조건에서의 SCOD 증가속도는 병합처리(알칼리처리 후 초음파처리)에서 0.076 $min^{-1}$으로 가장 높은 결과를 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.41-46
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• 2021

초음파/과산화칼슘 처리(US/CaO₂)에 따른 하수슬러지의 가용화 정도를 확인하고자 과산화칼슘의 주입량(0.01, 0.02, 0.03, 0.04 및 0.05 g CaO₂/g VSS)에 따른 처리 효율을 비교하였다. 가용화의 주요 지표인 VSS 감량화율, 가용화율, SCOD/VSS, SCOD 증가속도 및 미생물의 세포벽이 파쇄되었는지 확인하기 위하여 LB-EPS와 TB-EPS를 측정하였다. 실험결과, US/CaO₂(0.05 g CaO₂/g VSS) 조건에서 가용화율은 50.7%로 US 처리(23.4%)보다 높은 효율을 나타내었으며, VSS 감량화율도 US/CaO₂(0.05 g CaO₂/g VSS) 조건에서 17.7%, US 조건에서는 7.1%로 가용화율과 유사한 경향을 나타내었다. 조사시간 10분부터 90분까지 SCOD의 증가속도는 US/CaO₂(0.02 g CaO₂/g VSS) 조건에서 0.0151 min^-1으로 가장 빠른 속도를 나타내었다. TB-EPS는 US/CaO₂(0.05 g CaO₂/g VSS)조건에서 59.0%, US 조건에서 36.4% 감소하였다. TB-EPS는 초기 10분동안 빠르게 감소하였으며, 이후부터 상대적으로 완만하게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 과산화칼슘의 주입량에 따른 TB-EPS의 감소량은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제24권3호
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• pp.35-43
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• 2016

하수처리장에서 배출되는 잉여슬러지 감량율을 증가시키기 위해 사용된 전처리 가용화시설에서, 가용화율에 따른 COD 성상변화를 살펴보았다. 대상하수처리장의 농축 잉여슬러지에 포함되어 있는 난분해성 COD는 총 COD의 37.0 % 이었다. 전처리 가용화시설에서 배출되는 잉여슬러지의 COD 세부성상 변화를 살펴보면 가용화율(5%, 10%, 20%, 30%, 35%)의 증가에 따라 고형성 생분해성 COD는 점차적인 감소를 보이고 있으며 이로 인한 용존성 생분해성 COD와 고형성 난분해성 COD가 증가하는 것을 볼 수 있었다. 잉여슬러지를 가용화하기 위하여 물리적 전처리시설을 적용할 때 생물학적 2차처리시설의 SRT가 상대적으로 길게 운영되면 잉여슬러지의 고형성 난분해성 COD의 함유율이 높고 상대적으로 고형성 생분해성 COD 농도가 낮게 된다. 고형성 생분해성 COD가 상대적으로 낮은 잉여슬러지의 경우 전처리 시설에 의한 가용화의 효과가 당초 예상보다 낮아질 수 있으므로, 가용화하여 혐기성 소화 할 경우 잉여슬러지에 대한 COD 성상 조사가 요구된다. 가용화율 5%에서 혐기성소화조에서의 COD 제거율은 2.1% 증가하였고, 가용화율 35%에서는 COD 제거율이 15.1% 증가 되었다. 전처리 시설에서 잉여슬러지 고형성 COD를 35% 가용화하였을 때 혐기성소화조에서의 COD 제거율은 25%에서 40%로 향상되었고 메탄가스발생량은 $607m^3$/일에서 $907m^3$/일으로 증가하는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제27권4호
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• pp.43-49
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• 2019

본 연구는 알칼리·초음파 전처리를 통한 하수슬러지의 가용화 정도를 확인하기 위해 슬러지 가용화율과 VSS 감량화율을 측정하였다. 또한 슬러지 가용화와 EPS간의 관계를 확인하기 위해 LB-EPS(Loosely-Bound EPS), TB-EPS(Tightly-Bound EPS)를 측정하였다. 실험 결과, TS 1.0%, pH 12 조건에서 슬러지 가용화율은 27.7% 증가하였고, LB-EPS as Carbohydrate와 Protein은 각각 14.6, 13.3 mg/L/g TS가 증가하여 가용화에 따른 유기물의 변화와 유사한 경향을 나타내었다. 또한 VSS는 26.7% 감량되었고, TB-EPS as Carbohydrate와 Protein은 각각 15.7, 21.9 mg/L/g TS 용출되어 가용화에 따른 고형물의 변화 역시 유사한 경향을 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.35-43
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• 2011

본 연구에서는 하수슬러지를 전처리 과정을 통해 가용화한 후 혐기성 생물학적 분해를 실시하였다. 산 또는 알칼리 조건과 초음파처리를 복합적으로 적용하여 전처리 후 슬러지의 가용화율을 비교하였으며 알칼리 조건에서 초음파처리를 병행하였을 때 최대 가용화율을 얻을 수 있었다. 가용화된 슬러지의 생물학적 유용성은 복합전처리를 실시한 경우 빠른 생물학적 분해와 더불어 총 가스 발생량은 10배 이상 증가하였으며 가용화된 슬러지에서 바이오가스 생산 가능성을 확인 하였다. 전처리를 실시한 슬러지를 이용하여 생물학적 분해를 실시하였을 때 약 50%정도 높은 수소생성율의 지표가 되는 B/A비를 확인할 수 있었으나 수소생성에 저해가 되는 lactic acid와 propionic acid가 검출되는 것으로 보아 후속연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.60-68
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• 2015

폐활성슬러지의 감량화 및 혐기성소화 효율 향상을 위한 가용화 기술로 microwave (MW)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. MW에 의한 가용화는 유전가열에 의해 가열적, 비가열적 효과 및 이온성 전도를 유도하여 매우 짧은 시간에 반응이 일어나므로 폐활성슬러지의 가용화에 효과적으로 적용될 수 있다. 본 연구에서는 폐활성슬러지 가용화에 대해 전도 가열대비 MW의 우수성을 평가하였고, 고출력 조건에서 수행된 기존 연구들과 달리 저출력 조건에서 MW의 효율 향상을 위해 강산인 $H_2SO_4$ 및 이온성 물질인 $CaCl_2$, NaCl을 촉매로 이용하였다. 전도 가열 대비 MW를 이용한 폐활성슬러지의 가용화 효율은 $50^{\circ}C$ 조건에서 6.2배, $100^{\circ}C$ 조건에서 1.4배 높게 나타났으며, 본 연구의 MW 저출력 조건에서 최대 COD 가용화율은 10.0%로 나타났다. 동일한 MW 출력 및 반응시간 조건에서 촉매물질인 $H_2SO_4$ 및 NaCl의 첨가를 통해 폐활성슬러지의 COD 가용화율이 18.1%, 12.7%로 증가하였으며, $CaCl_2$를 첨가하였을 경우에는 COD 가용화율이 10.7%로 MW의 효율에 향상에 효과가 없는 것으로 나타났다. 이는 가용화 효율을 향상시킬 것으로 예상된 $Ca^{2+}$가 슬러지 가용화에 따라 발생하는 ${PO_4}^{3-}$와 반응하여 침전물 형성에 소모되었기 때문으로 판단된다. 본 연구에서 MW 효율 향상을 위한 가장 적합한 촉매물질은 $H_2SO_4$인 것으로 나타났으며, 0.2 M의 $H_2SO_4$를 첨가한 MW 조건이 폐활성슬러지의 가용화에 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권2호
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• pp.147-152
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• 1998

수산가공 부산물을 기능성 식품가공 소재로 이용하기 위한 일련의 연구로 기능성 어류 뼈 칼슘제의 제조 조건(회수방법 및 autoclaving 시간) 및 칼슘제의 특성에 대하여 살펴보았다. 명태 뼈에 물을 가하고 autoclaving한 칼슘제가 기타 방법으로 제조한 칼슘제에 비하여 칼슘함량은 낮았고, 수율 및 칼슘 가용화율은 높았다. 칼슘제 제조를 위한 autoclaving 처리시간은 40분간 처리한 것이 이보다 단시간 처리한 것보다 칼슘의 함량 및 가용화율은 높았고, 수율은 낮았다. 그러나 이보다 장시간 처리한 것과는 이들 성분에서 차이가 없었다. 이상의 결과로 미루어 보아 명태 뼈에 물을 가하고 40분간 autoclaving한 칼슘제가 기타 어종, 방법 및 autoclaving 시간으로 제조한 것보다 우수하다고 판단되었다. 이 조건으로 제조한 칼슘제는 산성조건(pH 2)에서 1시간동안 진탕$(37^{\circ}C)$으로 거의 가용화 되었고, 이를 중성조건(pH 7.0)에서 3시간동안 진탕$(37^{\circ}C)$함으로서 약 59%가 가용화 되었다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.194-201
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• 2012

본 연구에서는 소화가스 효율 향상을 위한 전처리로 전기분해를 이용한 하수슬러지 가용화 연구를 수행하였다. 전기분해 처리시간과 전류밀도가 증가함에 따라 SCOD 농도가 증가하였고, 처리시간 60분에 SCOD, TN, TP가 각각 7.4배, 1.9배, 1.3배로 가장 높은 증가율을 보였다. 하수슬러지 초기 pH별 전기분해 처리효과는 강산성, 강알칼리성에서 가용화율이 높았고, 특히 pH 12에서 32.9%의 높은 가용화율을 보였다. 이상의 결과는 전기분해에 의한 직 간접산화작용으로 인해 슬러지의 플록, EPS 구조가 파괴되어 미생물이 이용가능한 유기물들이 증가되었음을 의미한다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권4호
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• pp.186-193
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• 2017

마이크로웨이브(MW)는 유전가열에 의한 열적, 비열적 그리고 이온성 전도 효과를 가지며 높은 에너지 효율을 보이므로 유기성 폐기물의 가용화에 대해 효과적인 방법이다. 본 연구는 고형물 함량이 높은 우분을 대상으로 MW를 이용하여 가용화 최적 조건을 도출하고 이를 토대로 MW의 유전가열 특성을 향상시키기 위해 화학적 촉매물질인 $H_2SO_4$과 NaCl을 첨가하여 우분의 가용화율과 가용화 방법에 따른 biochemical methane potential (BMP)을 평가하였다. 우분 고형물 농도 12%와 MW 출력 800 W 및 설정온도 $40^{\circ}C$ 조건에서 70.5 mg $SCOD_{increased}/kJ$로 에너지 대비 최대 가용화율을 보여주었으며, 이때의 SCOD 농도는 원시료 대비 53.2% 증가하였다. 가용화 최적 조건에서 화학적 촉매로 $H_2SO_4$를 주입하였을 경우 MW 단독 처리 대비 SCOD 농도는 36% 증가하였으며, NaCl을 주입하였을 경우 22.7% 증가하였다. BMP test에서도 우분 원시료 대비 MW를 이용한 가용화는 메탄 생성량이 6.7%, $H_2SO_4$를 주입한 MW 가용화는 13.3%, NaCl을 주입한 MW 가용화는 11.3% 증가하였다. 따라서 마이크로웨이브는 우분의 가용화 전처리에 효율적인 수단이며, 마이크로웨이브의 가용화 효율을 높이기 위해서는 화학적 촉매를 이용할 필요가 있다.