• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제18권3호
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• pp.193-197
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• 2003

슬러지로부터 발생하게 되는 인체에 유해하고 독성이 강한 악취물질들은, 대다수 슬러지내의 단백질, 탄수화물등의 물질들이 미생물의 호기성 및 혐기성 분해과정을 통해서 생성되는 유ㆍ무기 물질들을 포함하게 된다. 슬러지로부터 발생하는 주된 악취물질로서 hydrogen sulfide, methanethiol, dimethyl sulfide, dimethyldisulfide,dimethyltrisulfide등이 발견되어졌는데 이 다섯 종의 악취물질들은 모두가 황을 포함하는 물질들이다. 본 논문에서는 인체에 유해한 슬러지 악취의 강도 및 세기를 결정하고 비교하는 데 이용되어 질 수 있는 odor index(ODI)라는 방식이 제시되어졌다. 세가지 종류의 슬러지, 즉 hypochlorite 용액으로 처리한 슬러지와 향수 물질로 처리한 슬러지 및 아무런 처리를 하지 않은 슬러지 세 종류를 대상으로 30일이 넘는 기간동안 인체에 유해한 악취물질들에 대한 누적 odor index(ODI)값을 생성하여 비교하였다. 아무런 처리를 하지 않은 슬러지에서 가장 높은 odor index(ODI)값들이 나타났으며, 이것은 슬러지 처리에 있어서 심각한 단기 및 장기적인 유해 악취발생 문제가 야기될 수 있음을 나타낸다. 이에 대하여 hypochlorite용액으로 처리한 슬러지로부터는 인체에 유해한 악취 발생을 처리 즉시부터 30일이 넘는 기간동안 측정한계치 이하 단계로 낮출 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.82-90
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• 2023

하수와 산업폐수를 처리하는데 생물학적 공정이 전세계적으로 이용된다. 생물학적 공정은 복합미생물로 구성된 슬러지를 사용한다. 슬러지 미생물이 성장함에 따라 폐수처리공정에서는 잉여슬러지가 발생한다. 잉여슬러지의 일부는 미생물을 보충하기 위해 폐수처리공정에 반송되지만 나머지는 폐기물로서 처리된다. 매년 전세계적으로 폐수발생이 증가함에 따라 폐수처리장의 수도 증가하여 많은 양의 폐슬러지가 생산된다. 따라서 폐슬러지에 대한 관리와 처리가 중요하다. 폐슬러지 처리비용은 폐수처리장 총운영비의 50-60%를 차지한다고 보고되었다. 슬러지 분해기술은 폐슬러지의 부피를 최소화하고 유용한 성분(예, P, N, 용해성 유기물)을 회수할 수 있는 새로운 기술이다. 물리적, 화학적, 그리고 생물학적 처리 또는 복합 처리에 기반을 둔 다양한 슬러지분해방법들이 개발되었다. 본 총설은 슬러지 분해방법들 중에서 비교적 덜 연구된 산 가수분해에 의한 슬러지 분해에 대해 중점적으로 다루었다. 본 총설에서 다룬 정보는 폐슬러지 처리를 위한 더 나은 기술을 개발하고 이식하는데 유용하게 사용될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.401-401
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• 2022

우리나라 대규모 하수처리장에 상용화되어있는 응집공정의 운영상 난점을 극복하고자 대체공정으로 고안된 인 결정여과공정(HCF, Hydroxyapatite Crystallization-Filtration process)의 pilot plant를 구축하고 부산슬러지의 자원화를 위해 그 특성을 검토하였다. 기존의 hydroxyapatite(HAP) 결정화공정 내 탈탄산(decarbonation) 단계를 생략하는 HCF공정의 경우에 고농도의 Ca²⁺ 주입과 처리수내 탄산염으로 인해 HAP을 포함하는 석회계 슬러지가 발생하는데, 이는 산성화된 토양의 개량제(중화제)로 널리 사용될 수 있다. 본 연구를 위해 경기도 I하수처리장 2차침전지 후단에 구축된 처리용량 27.1 - 135.6 m³/day HCF pilot plant의 전처리 조건은 pH 10.0 - 11.0, Ca²⁺ 농도 80 mg/L이었다. 결정여과조는 선속도 1.0 - 5.0 m/hr, 상향류로 운전되며, 여재는 2.0 - 3.0 mm의 석회석 모래를 충전하였다. 역세척은 중앙에 Air lifting pipe를 설치하여 역세척수가 처리수와 분리배출되도록 설계하였고, 침전시켜 역세척 슬러지를 회수하였다. 처리수의 평균 T-P, PO₄-P 및 SS는 각각 0.05, 0.04, 1.1 mg/L으로 모든 항목에서 방류수 수질기준 이하로 안정적으로 유출되었다. 회수된 HCF 슬러지는 SEM-EDX, XRD, FT-IR을 활용하여 그 특성을 분석하였다. SEM-EDX로 분석된 슬러지의 원자분율은 CaCO₃ 또는 HAP으로 추측되었다. 또한, XRD spectrum 분석결과, 슬러지의 주요 구성성분은 calcite, HAP, phosphoric acid(H₃PO₄) 및 brusite로 나타났다. FT-IR 분석결과, 슬러지는 대부분 인산염 및 탄산염의 무기물로 구성되어 있으며, 유입수의 인 농도가 높을수록 슬러지 내 HAP의 함량이 calcite보다 높은 것으로 나타났다. 고농도의 Ca²⁺을 주입하여 탈탄산단계를 생략한 HCF의 부산슬러지는 HAP 이외에도 CaCO₃와 칼슘-인 화합물로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 하수 인 고도처리를 위한 HCF공정의 하수처리시설 인 고도처리 적용이 검증되었으며, 부산슬러지를 산성화된 토양의 개량제(중화제) 또는 비료로서의 재활용 및 자원화 가능성이 시사되었다.

• 청정기술
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• 제13권2호
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• pp.87-98
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• 2007

대도시의 인구집중과 환경문제에 대한 관심의 고조에 따른 환경배출기준의 강화로 환경처리시설에서 배출되는 슬러지의 양은 매년 급증하고 있는 실정이다. 2003년부터는 하수처리 슬러지의 매립지에의 직매립을 금지하고 있을 뿐만 아니라, 2012년부터는 해양투기 또한 전면 금지됨에 따라 육상에서의 자원화 혹은 감량화 등을 통한 소각, 퇴비화 등의 방법으로 처분해야 하는 실정이다. 그러나 이들 슬러지의 성상은 슬러지발생원, 발생 시기, 처리공정 등에 따라 그 성상이 다양하게 변하는 특성을 가지므로 슬러지처리, 재활용 및 처분방법을 결정하는데 있어서 슬러지성상에 대한 평가가 중요하게 작용한다. 이를 위하여 물리화학적 처리, 생물학적처리 등 서로 다른 처리방법에 의해 발생되는 슬러지의 성상평가방법을 표준화할 필요성이 크다고 하겠다. 그러나 아직까지 우리나라에서는 표준화된 슬러지 성상평가방법이 제정되어 있지 않다. 본 총설에서는 우리나라의 슬러지 성상평가방법에 관한 현황과 문제점 등을 파악하고, 독일 등 선진국의 사례를 바탕으로 적절한 슬러지의 재활용과 처분을 위한 우리나라에 적합한 15가지 항목의 표준화된 슬러지 성상평가방법을 제시하고자 하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2003년도 봄 학술발표회 발표논문집
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• pp.113-116
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• 2003

1) 지렁이를 이용한 하수슬러지의 분변토화 공정에서 실험실 규모의 처리에서는 장기간의 부숙 기간이 필요하였으나 개방된 대형 비닐하우스 시설을 사용한 처리 시스템에서는 전처리 공정의 생략이 가능하였다. 2) 하수슬러지의 이화학적 특성을 분석한 결과 지렁이 생육 조건은 만족하였으나 중금속 함량은 부숙토 원료기준을 초과하는 경우가 있었다. 3) 인위적으로 사육상 온도 조절이 없는 비닐하우스내 사육상의 온도는 기상 조건의 영향을 직접 받고 있으므로 계절별로 슬러지 처리기간 및 지렁이 성장밀도에 차이를 나타내었다. 4) 지렁이를 이용하여 하수슬러지를 처리하고자 할 때 유해성분에 의한 지렁이의 생육에는 문제가 없었다. 그러나 슬러지와 분변토의 중금속 함량을 부숙토의 원료기준 및 제품기준과 비교하였을 때 기준을 초과하는 경우가 있었다. 따라서 지렁이를 이용하여 하수슬러지를 처리하고자 할 때 원료 및 분변토의 특성개량과 재활용성을 높이기 위하여 부원료의 개발과 활용이 필요하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권9호
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• pp.636-643
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• 2011

초음파를 사용한 슬러지 가용화는 슬러지 부피 감소 및 혐기성 바이오가스 생산시의 소화효율 강화를 위해 그 이용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 세 종류의 슬러지(G 하수처리장의 반송슬러지, 잉여슬러지와 혼합슬러지)를 대상으로 가장 효율적인 가용화를 위해 전기장단독처리와 초음파단독처리 및 전기장-초음파 복합처리를 연구하였다. 폐쇄된 회로로서, 평균 $0.7m^3/h$의 유량으로 200 L의 슬러지(이는 1시간당 3.5회 처리에 해당)를 24시간 동안 84회까지 연속적으로 가용화 공정을 통과시켰다. 전기장만 단독으로 적용하였을 때의 경우 슬러지 종류와 관계없이, 처리 전과 후에 어떤 sCOD/tCOD 변화도 발생하지 않았다. 그러나 초음파 단독 또는 복합된 공정을 이용한 경우 통과횟수에 따라 두 방법 모두 슬러지 가용화율이 증가하였고 복합된 경우 더 크게 증가하였다. 또한, 입자의 직경(0.9)과 직경(0.5)이 원 슬러지보다 감소하는 동시에 VSS/TSS는 2~6% 범위까지 감소하였다. 잉여슬러지와 혼합슬러지에는 전기장 및 초음파 복합처리가 더 적합했던 것에 비해 반송슬러지는 초음파 처리가 더 가용화를 효과적으로 촉진하였다. 가장 효율적인 슬러지 파괴를 위해서는 슬러지 종류에 따라 가용화 공정이 선택적으로 적용되어져야 할 것으로 판단할 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1991년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.41-42
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• 1991

본 연구는 활성슬러지공법의 침전조를 막으로 대체하여 고액분리를 효과적으로 수행하도록 하는 막분리 활성슬러지 공법에 관한 것이다. 이와같은 방법은 공정자체가 간략화되는 동시에 종래법에서 슬러지 팽화(bulking)등에 의해 침전조에서 SS carry-over, 슬러지 침강성 향상을 위한 고부하처리의 곤란성, 침전조 처리수에의 SS 유출등 고액 분리의 문제점을 해소하므로, 여과, 응집침전, 혹은 활성탄흡착등의 고도처리설비없이 양질이 처리수를 얻을 수 있다고 보고 되고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권1호
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• pp.103-109
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• 2010

하폐수 처리과정에서 발생되는 슬러지는 주로 혐기소화에 의해 처리되며 슬러지를 감량하고 메탄을 생산할 수 있어 많이 이용되고 있다. 슬러지의 전처리는 혐기소화의 율속단계인 가수분해를 높여 처리속도를 향상시키므로 많은 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 열, 초음파, 열-알칼리의 전처리 기술에 따른 슬러지의 가수분해(가용화) 효과와 전처리한 슬러지를 혐기소화하여 메탄 생산량과 슬러지의 감량 효과를 비교하였다. 하수와 폐수 슬러지 가용화율은 열-알칼리 동시 처리한 경우에는 67과 70%로 가장 높았고 다음으로 초음파 처리와 열처리가 40% 이상의 비슷한 가용화율을 보였다. 혐기소화 가스의 메탄 함량은 45~70% 범위로 유지되었고 전처리한 슬러지가 control에 비해 높게 나타났다. 메탄 생산량은 열처리, 초음파 처리, 열-알칼리를 같이 처리한 경우가 control에 비해 각각 하수슬러지는 2.6, 2.7, 3.5배, 폐수 슬러지는 3.5, 4.1, 4.2배 증가하였다. 혐기소화 슬러지의 감량효과는 전처리한 슬러지가 control에 비해 5~19% 포인트 높게 나타났으며 열-알칼리 처리한 경우가 초음파와 열처리에 비해 우수한 감량 효과를 보였다. 위의 결과로부터 전처리가 메탄 생산량에서 뿐만 아니라 슬러지 처리처분 비용 절감에 있어서도 중요한 역할을 함을 확인할 수 있었고 열-알칼리 동시 처리가 가장 우수한 성능을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.93-100
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• 2005

본 연구는 1차슬러지와 생물학적 영양소제거 슬러지의 처리에 있어서 분리 및 혼합처리에 대한 농축과 탈수특성을 조사하였다. 슬러지의 탈수를 위해서는 고분자 폴리머, 증기주입 및 초음파처리등의 슬러지 개량방법을 이용하여 슬러지의 개량특성을 분석하였고, 비저항계수측정법과 Wedge zone simulator 그리고 원심분리를 이용하여 탈수특성을 분석하였다. 농축실험결과 1차슬러지와 생물학적 2차슬러지를 분리농축하는 것이 바람직한 것으로 나타났으며, 특히 3.5%이상의 고농도 1차슬러지의 경우는 농축단계에서 상징수의 고액분리는 부정적이었다. 농축된 슬러지의 개량에 있어서는 폴리머 주입, 증기처리 및 초음파처리 등의 개랑법중에서 폴리머를 주입한 경우가 가장 우수한 탈수성을 나타내었다. 1차와 2차 및 혼합슬러지의 최적 폴리머 주입조건은 건조고형물 기준으로 각각 0.26%, 0.43% 및 0.38%이었다. 농축슬러지의 탈수실험에서는 1차와 2차슬러지를 혼합하여 처리하는 것이 고액분리측면에서나 반류수의 수질측면에서 보다 효과적으로 나타났다. 여과포를 이용하는 탈수방식은 폴리머의 사용이 필수적이었으나 이 경우 2차슬러지의 단독탈수는 효과가 없었다. 원심탈수 방법은 가장 우수한 탈수효율을 보였으며, 이때 폴리머의 주입으로 탈수케익의 고형물함량을 조금 더 향상시킬 수 있었다. 이상의 실험결과에 근거하여 반류수의 수질특성과 고형물회수를 고려한 합리적인 슬러지 처리공정을 제안하였다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.613-619
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• 2018

본 연구에서는 유입 슬러지에 다양한 전처리 방법과 고액분리장치를 이용한 유출수의 잉여슬러지를 농축 후 내부반송을 적용하여, 중온혐기-고온호기 혼합 슬러지 처리 공정의 슬러지 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 실험실 규모의 혼합 소화공정장치를 제작하여 서로 다른 유입 슬러지 전처리방법을 적용하여 5단계로 실험을 진행하였다. 1단계에서는 열-알칼리처리 전처리를 하여 슬러지를 공급하였고, 2, 3, 4단계에서는 유출수로부터 농축된 잉여슬러지의 내부반송과 각각 열-알칼리처리, 열처리, 알칼리 처리(7일)를 거친 유입 슬러지를 공급하였다. 마지막 5단계에서는 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였다. 실험 결과, 1단계에서 4단계까지 진행되는 동안 Volatile Suspended Solid (VSS) 제거율은 유입 슬러지 전처리와 내부반송을 적용하는 경우 크게 증가하였으며, 메탄생성량 또한 2단계에서 슬러지 내부반송과 열-알칼리처리 전처리 적용의 경우 285 mL/L/day까지 크게 증가하였다. 한편, 5단계에서 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였을 경우 VSS 제거율과 메탄 생성량이 크게 감소하였다. 결론적으로, 유입 슬러지의 열-알칼리처리 전처리와 유출수의 농축 잉여슬러지의 내부반송을 통해 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 제거 효율과 메탄생성량을 크게 증가시킬 수 있었다.