• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1225-1232
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• 2000

연간 발생량이 1,563천톤에 달하는 하수슬러지의 효율적인 감량화 및 안정화를 위하여 전자선조사시의 물리 화학적 특성변화를 살펴보고 탈수에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 슬러지에 3~20kGy의 전자선을 조사한 경우, pH와 알칼리도는 증가하는 양상을 띠었으며, 3kGy 조사시 용존단백질농도는 2.2배, SCOD는 10배 이상 증가하여 후속처리로 혐기성소화와 연계시 양질의 기질을 제공할 수 있어 전처리로서의 효과가 매우 우수함을 알 수 있었다. 여과비저항을 통해 살펴본 슬러지의 탈수성은 소화슬러지에 6kGy의 전자선을 조사한 경우 원슬러지에 비해 8.8배 가량 향상되었으며, 동일조건에서 화학개량한 경우에도 전자선을 조사한 슬러지의 탈수성이 4~10배 우수한 것으로 나타났다. 또한 여과비저항 측면에서만 볼 때 전자선조사만으로도 무기응집제를 통한 개량효과를 대치할 수 있는 것으로 조사되어 슬러지의 탈수성향상에 있어 전자선조사가 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8665-8672
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• 2015

본 연구에서는 하수처리장의 소화슬러지(digest sludge)를 대상으로 악취제거 및 유기물제거에 대한 타당성을 검토하고자 BIO-CLOD를 넣은 반응조와 넣지 않은 반응조에 대하여 24시간, 48시간, 72시간 후 ammonia, methyl mercaptan(MMC) 및 $H_2S$에 대해서 측정하였다. BIO-CLOD를 침적시킨 반응조(BIO-CLOD)에서 24시간 내에 ammonia는 48%인 것에 비해 $H_2S$와 MMC는 98%이상의 높은 제거율을 보인 반면에 BIO-CLOD를 침적시키지 않은 반응조(Non BIO-CLOD)에서는 24시간 내에 ammonia가 45%, $H_2S$는 71%, MMC는 84%로서 악취제거 가능성을 보였다. 암모니아 농도는 시간이 지남에 따라 감소하면서 질산성질소농도는 증가하는 질산화 현상을 보였으며, 소화슬러지내의 유황계 악취성분들이 호기성 미생물들에 의해 산화 분해되어 용액 중의 황산염농도를 증가시키는 데는 BIO-CLOD효과가 있었음을 알 수 있었으며, 황산염농도증가와 대기중의 $H_2S$ 제거율간에는 상관관계가 있음을 알수 있었다. 반응조 유출수에서 유기물의 감소는 짧은 시간 내에서는 BIO-CLOD가 영향을 주지 않았으며, HRT 12시간과 HRT 24시간으로 운전하였을 때 경제적인 면에서 HRT 12시간을 고려해야 할 것으로 판단되었다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.93-101
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• 2000

음식 쓰레기 중 성분별 메탄 전환율을 측정한 결과, 배추의 경우 $297ml\;CH_4/g$ VS로 최대였으며 음식 쓰레기의 메탄화율은 $306.7ml\;CH_4/g$ VS 였다. 또한, 산발효 조건 선정 실험을 수행한 결과, 발효 36시간 경과 후 호기성처리의 경우, acetate, propionate, iosbutyrate, valerate 및 4-methyl-n-valerate의 농도는 각각 7,000 ~ 7,200 ppm, 260 ~ 280 ppm, 380 ~ 400 ppm, 40 ~ 50 ppm 및 250 ~ 280 ppm으로 유기산의 85%이상이 acetate였으며 유기물의 분해율은 30%였고 혐기성 처리 경우, 유기산 농도는 각각 1,400 ~ 1,600 ppm, 30 ~ 40 ppm, 220 ~ 250 ppm, 260 ~ 300 ppm 및 75 ~ 100 ppm으로 유기산의 70% 이상이 acetate였다. 유기물 분해율 25 % 였으며 적정 혐기성 산발효시간은 12시간 이었다. NaCl 1.0 %이하, 유기산 1,000 ppm이하 및 pH 6.8 ~ 7.2 범위에서 혐기성 소화가 정상적으로 이루어졌으며 음식 쓰레기:농축 슬러지의 혼합비를 달리하여 소화 실험을 진행한 결과, 최대 처리 가능량은 2:8이었다. 이 때 BOD 및 TS 분해율은 40 ~ 50%및 30%이상이었으며 메탄 발생량은 $107.7ml\;CH_4/g$ VS였다. 음식 쓰레기의 혐기성 소화 잔사의 발아율은 83 ~ 95 %였으며 중금속은 구리 30.1 ppm, 크롬 23.6 ppm만 검출되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.783-789
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• 2011

하수처리장에서 발생되는 잉여슬러지가 고온 호기 소화 반응을 거치면 슬러지부피가 크게 감소하게 된다. 그러나 고온 호기 소화 상등액에는 고농도의 유기물, 질소 및 인이 함유되어 있기 때문에 이들을 별도로 제거해 주어야만 한다. 본 연구에서는 고농도의 질소와 인의 제거에 많이 사용되는 방법인 Struvite 결정화 공법을 이용하여 고온 호기 소화 여액에 함유되어 있는 질소와 인을 제거하였다. 대상폐수의 암모니아성 질소와 인산염인의 평균농도는 각각 1716.5 mg/L 및 325.5 mg/L였다. 최적의 결정화 반응 조건을 결정하기 위하여 $Mg^{2+}$와 $PO_4^{3-}$의 주입량, pH, 교반 시간($t_d$), 교반 강도(G), 결정핵 주입 그리고 반응 온도를 결정하였다. Struvite 결정화 반응시 마그네슘원으로 $MgCl_2{\cdot}6H_2O$, 인산염인염의 원으로 $K_2HPO_4$를 이용하였다. 질소와 인의 제거를 위한 $Mg^{2+}:PO_4^{3-}:NH_4^+$의 적정 주입 몰비는 2 : 1 : 1과 2 : 2 : 1로 압축되었는데 각각의 주입 몰비에 따른 암모니아성 질소 및 인산염인의 제거효율은 전자의 경우에 각각 71.6% 및 99.9%였고, 후자의 경우에는 93.8%와 98.6%였다. Struvite 결정화 반응에서 반응 시간($t_d$)과 교반 강도(G)는 암모니아성 질소와 인산염인의 제거율에 큰 영향을 미치지 않았다. 또한 결정핵 주입과 온도의 영향에서도 같은 결과가 나타났다. 그러나 결정핵의 주입량이 증가함에 따라 슬러지 발생량이 감소하였으며, 온도의 증가에 따라 생성된 슬러지의 부피는 증가하는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1052-1057
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• 2005

본 연구에서는 오존분해 된 슬러지를 인 방출을 위한 외부 탄소원으로 사용하기 적절한지 평가하기 위하여 오존 주입량 변화에 따라 오존분해된 슬러지의 성상변화와 함께 인 방출 실험 및 VFA(Volatile Fatty Acid) 생성량을 살펴보았다. 슬러지를 오존 주입량 0.5 g $O_3/g$ SS로 분해했을 경우 TCOD(Total Chemical Oxygen Demand)와 TSS(Total Suspended Solid)는 오존분해 전 7050, 4900 mg/L에서 5850, 2867 mg/L로 각각 17, 41% 감소하였다. 또한, pH는 6.6에서 3.8로 감소하였고, SCOD(Soluble Chemical Oxygen Demand)는 38.7 mg/L에서 2760 mg/L로 약 70배 증가함을 보였다. 오존 분해에 의해 acetic acid와 같은 VFA도 새로이 생성됨을 확인하였다. Acetic acid의 경우 0.05 g $O_3/g$ SS로 분해된 슬러지에서 50.24 mg/L가 생성되었으며, 0.5 g $O_3/g$ SS로 분해된 슬러지의 경우는 123.56 mg/L로 증가되었다. 그러나 혐기성 소화에 의한 VFA의 증가량은 0.05 g $O_3/g$ SS로 분해된 슬러지에서 Acetic acid가 50.24 mg/L에서 219.28 mg/L로 가장 많이 증가되었다. 또한 낮은 오존 주입량(0.05, 01 g $O_3/g$ SS)으로 분해된 슬러지에서 관찰되지 않았던 Propionic acid는 46 mg/L가 새로이 증가하였다. 그 외 혐기성 소화로 인해 n-Butyric Acid, Propionic Acid, n-Butyric Acid, Isovaleric Acid, Valleric Acid의 농도도 증가하였다. 오존 주입량에 따라 SCOD, VFA의 농도는 증가하지만 인 방출 속도 및 경제성을 고려하여 적정 오존 주입 농도는 0.05-0.1 g $O_3/g$ SS로 조사되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권3호
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• pp.214-221
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• 2009

본 연구에서는 혐기성 슬러지의 적응 기질에 따른 탈질능력을 관찰하고자 탄소기질로서 포도당 이외에 기질등을 사용하여 탈질 및 메탄반응의 변화 및 SDNR(Specific Denitrification Rate) 등을 관찰하였다. 순수 메탄생성 슬러지에서 아세테이트를 사용하였을 경우, SMA 값은 $0.76gCOD/g{\cdot}VSS{\cdot}day$로 가장 높았고, SDNR 측정결과 탈질균의 비율이 상대적으로 높은 C/N 비 5에 적응된 슬러지에서 아세테이트를 탄소기질로 사용하였을 경우에 가장 높은 $1.38g{\cdot}NO_3{^-}N/g{\cdot}VSS{\cdot}day$이었다. 혐기성 탈질반응 및 메탄 생성반응은 탄소기질 및 슬러지의 종류에 따라 영향을 받았고, C/N 비 5에 적응된 슬러지에서 다른 탄소기질보다 아세테이트를 사용하였을 경우에 탈질반응상수 값은 $1.96hr^{-1}$로 가장 높았다. 다양한 탄소기질에 적응된 혐기성 슬러지에 포도당을 전자공여체로 이용하여 비탈질속도(SDNR)를 측정한 결과 포도당, 축산폐수, 아세테이트 기질에 적응된 슬러지 순으로 나타났다. 탄소기질에 대한 미생물의 적응여부와 혐기성 소화공정 각 단계에서 성장하는 미생물군(bio-community)의 상호공생관계가 탈질 속도를 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제16권4호
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• pp.91-97
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• 2008

본 연구에서는 상향류 혐기성 블랭킷 반응조를 이용한 침출수 처리시 입상활성탄과 입상슬러지의 첨가가 반응조의 성능에 미치는 영향을 평가하였다. Control 반응조의 경우 식종물질로 혐기성 소화슬러지를 이용하였으며 GAC 반응조와 Granule 반응조의 경우 Control 반응조와 동일 방식으로 식종하였으며 단지 GAC와 입상슬러지를 소량 첨가하였다. Granule 반응조가 초기 운전기간 동안 가장 짧은 순응기간을 보였으며 GAC 반응조의 경우에도 운전초기에 만족할 만한 성능을 보였다. 그러나 활성탄의 흡착능이 소모됨에 따라 유출수 COD 농도가 점차 증가하는 경향을 보였다. 반응조가 안정화된 후 GAC 반응조가 다른 반응조에 비해 약간 우수한 결과를 보였으며 모든 반응조의 COD 제거율은 수리학적 체류시간 1일에서 90% 이상을 나타내었다. 특히 GAC 반응조의 경우 COD 제거율의 변화 없이 유기물 부하 $4.0{\sim}8.2kg\;COD/m^3.d$에서 95%를 유지하였다. 소량의 입상슬러지 첨가에 의해 초기 운전기간을 단축시킬 수 있었으며 처리효율은 GAC 첨가에 의해 향상되는 것으로 나타났다.

• 상하수도학회지
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• 제31권1호
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• pp.13-19
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• 2017

Relatively low efficiency in anaerobic digestion process is mainly caused by unproper mixing method. In this study, tray motion type agitator was applied in actual anaerobic digestion tank in order to improve the digestion efficiency, equalize the flow velocity distribution and energy saving. The impeller of tray motion type agitator was reciprocated vertically. Gas lift type agitator and tray motion type agitator appears almost same mixing efficiency include digestion rates. However, tray motion type agitator have shown that lower energy consumption compared to the conventional gas lift type agitator. Implementation of tray motion type agitator in the anaerobic digestion tanks contributed to the stabilization of mixing environment, efficiency and energy efficiency of the tank.

• 유기물자원화
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• 제10권4호
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• pp.86-95
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• 2002

도시쓰레기의 혐기성 소화는 에너지원 및 온난화 가스 저감 문제 등에 의해 최근에 사회적 관심사가 되고 있다. 도시쓰레기는 고형분 함량이 높고 질소성분이 낮으며 셀루로스와 헤미셀루로스가 주성분으로 되어 있다. 도시쓰레기의 메탄 전화율은 대개 50%이며 $0.2m^2/kg$ VS에 해당한다. 고형물 농도가 높을수록 긴 수리학적 체류시간이 필요하며 주입물에 접종슬러지를 혼합하여야 한다. 도시쓰레기의 혐기성 소화 시 C/N비는 25가 상한이고 NH3-N의 적정농도는 700mg/L로 알려져 있다. pH조절을 위하여 흔히 석회와 탄산나트륨이 사용되고있는데 탄산나트륨을 3,500mg/L이상 첨가하면 나트륨 독성이 나타난다. 고온성 혐기 소화조는 운용과 관리가 어려우나 병원성 미생물 억제에 효과적인 것으로 알려져 있다. 도시쓰레기의 혐기성 소화공정의 최적화를 이룩하려면 소화공정에 관여하는 미생물의 작동기전에 대한 이해가 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1119-1125
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• 2010

하수 슬러지의 혐기성 소화성을 향상시키기 위한 다양한 전처리 방법이 제시되어 있지만, 대부분 낮은 경제성 등의 문제로 현장 적용에 제한을 받고 있다. 본 연구는 장치의 구성 및 유지관리가 용이한 수리동력학적 캐비테이션 방법을 이용한 venturi cavitation system (VCS)의 전처리 효율을 향상시키기 위한 최적 설계 및 운전조건을 도출하기 위하여 수행하였다. VCS에서 벤츄리의 직렬 연결 개수는 3개일 때 가장 높은 전처리 효율을 나타내었고, 펌프는 흡입방식이 압송방식에 비하여 단위 에너지 투입량 당 1.6배 높은 전처리 효율을 나타내었다. 캐비테이션이 발생하는 조건에서 벤츄리의 목 직경 조합은 전처리 효율에 영향을 주지 않았다. 또한 3개의 벤츄리가 직렬로 연결된 벤츄리를 병렬로 설치할 경우 에너지 투입량 당 전처리 효율이 30% 향상되었다. 병렬 연결 운전조건으로 슬러지를 처리하였을 때, 에너지 소모량 당 가용화 효율은 5.6 mg ${\Delta}SCOD/g$ TS/kWh로 기존의 수리동력학적 전처리장치보다 우수하였다.