• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.34-42
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• 2015

본 연구는 단순매립 및 소각처리 되고 있는 염색공단 슬러지의 재활용을 목적으로 Ti염과 Fe염으로 화학 처리된 염색공단 슬러지를 이용하여 인공경량골재를 제조하고, 인공경량골재로의 활용성 검토를 위하여 골재의 물리적 특성과 환경유해성 등을 평가하였다. 인공경량골재 제조는 점결제로 점토를 이용하여 점토와 슬러지 배합비율에 따른 성형성을 평가하여 최적 함수량을 선정하고, 최적 배합비를 기준으로 둥근 모양의 형태로 가공한 후 건조과정과 2단계의 소성과정을 거쳐 제조하였다. 제조된 경량골재는 KS F 2534 "구조용 경량 골재"를 기준으로 인공경량골재의 입도 및 조립률, 밀도 및 흡수율, 단위용적질량, 안정성 및 환경유해성 등을 평가하였다. 실험 결과 입도와 조립률에서 기준 범위를 일부 벗어났으나 다른 모든 물리적 특성은 기준 값을 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 입도와 조립률도 향후 제조공정에서 충분히 해결할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제7권2호
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• pp.47-55
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• 1999

최근에 음식물쓰레기의 증가에 따라 폐기불의 처리가 현대사회의 큰 문제로 되었다. 본 연구는 음식물 쓰레기와 하수슬러지 혼합물의 2단 혐기성소화조에 의하여 소화의 가능성을 검토할 목적으로 수행되었다. 음식물쓰레기와 하수슬러지를 1:9의 비율로 하여 파이롯트 2단 소화시스템을 사용하여 현장에서 운전하였으며, 체류기간은 20일로 유지했다. $3.03kg\;TCOD/m^3day$의 유기물 부가에서 COD와 VS 제거효율이 57.7%와 47.7%를 보였으며, 가스 생성율과 메탄의 함량은 $0.4m^3/kg$ vs.day와 65.3%로 나타났다. 이러한 결과로부터 하수슬러지와 음식물쓰레기의 혼합처리가 효과적인 것으로 밝혀 졌다.

• 유기물자원화
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• 제14권4호
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• pp.151-160
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• 2006

침출수의 혐기성 처리시 오염물질 거동과 미생물 특성을 평가하기 위하여 10개월간 실험을 수행하였다. 상향류 혐기성 슬러지 블랭킷 (UASB) 반응조의 경우 최대 유기물 부하 $20kgCOD/m^3.d$까지 약 90%의 COD 제거율을 나타내었다. 높은 유기물 부하 ($18-20kgCOD/m^3.d$)에서는 프로피온산의 농도가 상대적으로 증가하여 프로피온산의 초산으로의 전환이 율속단계로 나타났다. UASB 반응조를 이용한 침출수 처리는 높은 유기물 제거능에도 불구하고 입상슬러지와 반응조 내부 등의 무기물 축적으로 인한 운전상의 문제가 발생하였다. 입상슬러지 내 주된 무기물의 성분은 칼슘화합물로 나타났다. 본 연구에서는 비메탄 활성도의 급격한 감소는 발생되지 않았으나 무기물 축적으로 인한 운전상의 문제를 저감하기 위해서는 무기물 제거를 위한 전처리 공정의 도입이 필요할 것으로 판단된다.

• 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.

• 유기물자원화
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• 제31권2호
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• pp.53-61
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• 2023

하수슬러지의 대부분은 생물학적 처리에 의한 미생물에 의해 분해 가능한 유기물질을 다량 함유하고 있는 유기성 폐기물이다. 기존의 하수슬러지 처리방법으로는 건조, 소각, 반탄화 그리고 탄화 등의 기술을 이용하여 감량화 및 연료화를 진행하고 있다. 그러나, 건조를 기반으로 하여 539kcal/kg의 잠열이 소비됨으로 에너지 소비가 높은 단점이 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 열화학적 처리인 수열탄화(HTC)를 통해 고형연료를 생산하고자 한다. 고형연료의 가치를 평가하기 위하여 탄화도 및 연료비의 특성을 분석하였다. 그 결과 수열탄화 반응온도가 증가할수록 탄화도의 상승으로 저위발열량도 약 500kcal/kg 상승하였다. H/C, O/C, Ratio는 1.78, 0.46에서 1.57, 0.32로 감소하는 경향을 보였다. 건조슬러지의 가연분(고정탄소+휘발분) 대비 회분(Ash)의 비율이 0.25 이상으로 나타날 경우는 수열탄화를 진행하여도 탄화도 및 발열량의 증가되지 않는다는 것을 도출하였다.

• 농업과학연구
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• 제22권2호
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• pp.143-150
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• 1995

새로운 퇴비화 방법과 메탄 발효잔사에 대한 처리를 모색하기 위해 메탄 발효잔사, 제지슬러지, CMC 슬러지를 $50^{\circ}C$ 고온과 air pump로 공기를 주입하여 고온 호기적 조건하에 퇴비화하였고, 제조된 퇴비로 열무를 대상으로 NPK 시용구, 발효 잔사 퇴비+ NPK(AWC+NPK), 제지 생슬러지 퇴비 + NPK(RSC+NPK), CMC 슬러지 퇴비 + NPK(CSC+NPK)로 처리구를 나누고 비효를 평가한 결과는 다음과 같다. 1) $50^{\circ}C$ 고온 및 공기 주입을 통한 고온 호기 발효는 AWC와 CSC는 3일, RSC는 6일에 속성 퇴비화하여 양질의 퇴비를 생산할 수 있었다. 2) 열무의 생육을 통한 비효 평가는 슬러지 퇴비의 시용이 무처리구와 비교해서 열무의 고른 생육을 유도하여 생체중은 3배 이상, 건물중은 5배 이상의 증가를 보였다. 3) 슬러지 시용에 따른 열무의 시기별 3요소 흡수율은 질소와 칼리는 AWC+NPK가 가장 좋았고, 인산은 CSC+NPK가 초기에, RSC+NPK가 후기 흡수율이 가장 높았다. 4) 3요소 흡수 증가폭이 큰 4주차에 질소는 대조구에 비해, 각 시용구 모두 2~2.7배 인산은 1.8~3배 수준이었다. 5) 최종 수확기까지의 3요소 흡수율은 대조구에 비해 슬러지 퇴비 시용구가 질소은 6.7~9.3배였고, 인산은 17~21배였으며, NPK 시용구는 대조구와 비슷한 수준이었다. 그리고, 칼리는 2~3배 수준으로 높았다. 6) 열무 수확 후 토양은 슬러지 퇴비 시용구의 유기물 함량이 1.5~2.3배 증가되었으며, CEC는 4.5~5.3배의 증가를 보였다. 7) 위의 결과로 고온 호기퇴비화는 높은 함수율의 유기물을 단기간내에 퇴비화할 수 있었고, 이들의 시용은 작물의 수량 증대 및 토양의 물리화학성을 개선시켰으며, 화학비료 과다시용에 따른 영양염류 유출을 방지하여 수질오염을 막고, 장기적으로 화학비료의 시용을 줄일 수 있다고 생각된다.

• 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.

• 대한환경공학회지
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• 제32권1호
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• pp.97-104
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• 2010

현재 강화된 방류수 수질 기준에 발맞춰 질소 인 제거를 포함한 고도처리 공정을 건설 중이거나 기존 표준활성슬러지 공정에서 고도처리공정으로의 개선이 추진되어지고 있다. 그러나 다양한 고도처리공정의 적용을 검토함에 있어 제거 효율 측면에서의 단순 평가만이 사용되고 있다. 따라서 고도처리공정 적용 시 제거 효율 뿐 아니라 슬러지 생산, 포기 비용 등을 복합적으로 평가할 수 있는 방법이 필요하였다. 따라서 본 연구에서는 표준활성슬러지 공정으로 운영 중인 S 하수처리장을 Biological nutrient removal(BNR) 공정으로 개선할 경우를 가정한 대안 공정 평가 방법을 제안하였다. 시간적, 비용적 장점을 가지며 객관적인 평가 기준으로 대두되고 있는 수학적 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 대안 공정으로 선정된 Anaerobic/anoxic/oxic ($A^2$/O), Virginia initiative plant (VIP), Daewoo nutrient removal (DNR) 공정에 대해 평가하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 공정의 처리 성능 뿐 아니라 슬러지 생산량 및 에너지 효율을 포함한 5가지 성능 지수들을 적용함으로써 개별 항목간의 비교 평가가 가능하였으며, 최적 공정을 제시하기 위한 객관적 판단과정을 퍼지 추론을 통하여 구현하였다.

• 유기물자원화
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• 제10권4호
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• pp.65-74
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• 2002

본 연구는 하수처리장에서 발생되는 슬러지를 열분해공정에 대한 운전특성을 연구하였다. 운전조건의 중요한 변수로는 열분해시간, 건조와 열분해 공정의 시간비율, 슬러지 함수율, 슬러지 고형물량(TS비율), 열분해 온도조건의 영향을 조사하였다. 슬러지 열분해 단계의 반응속도는 1차 반응으로 나타났다. 이 반응식은 슬러지 열분해반응의 메카니즘의 기초가 된다. 열분해 온도증가에 따라서 생산물은 오일 및 타르 변화가 일어났고, 열분해 가스화에 의해서 생산된 생성물의 조성도 변화가 일어났다. 열분해 온도변화에 따라서 주요 부산물인 가스와 탄소성분은 다르게 분포되어졌다. 생성가스 구성성분은 대부분이 $CH_4$, $C_2H_4$, $C_3H_8$, $C_4H_{10}$, toluene, $C_6H_6$, $SO_2$, CO와 타르로 구성되었다. 열분해 온도 $670^{\circ}C$의 조건에서는 $C_1-C_4$탄소계열의 가스 생성이 증가되어졌고, $600^{\circ}C$의 열분해 조건에서는 $C_1-C_4$탄소계열의 가스생성량은 감소하는 반면 톨루엔과 벤젠 성분을 가진 오일류 생성이 증가되었다. 특히 고형물의 산물인 타르는 $670^{\circ}C$일 때 슬러지 1t당 134kg으로 낮게 발생된 반면, 열분해온도가 $600^{\circ}C$일 때 134kg/t으로 생성량이 감소되었다. 타르는 분석결과 대부분이 탄소성분이었고, 슬러지의 열분해에서 가스로 생성되는 과정은 온도가 높은 경우 효과적임이 밝혀졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.979-984
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• 2011

지속적인 하수처리장 증설에 따른 하수 슬러지 발생량이 증가하고 있으나, 런던협약 발효에 의해 2012년부터 해양투기가 금지되어서 효과적인 슬러지 감량화 및 처분에 대한 기술 수요가 꾸준히 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 슬러지 처분법의 대안으로 전기분해를 활용한 슬러지 가용화 연구를 수행하였다. 전극은 티타늄 (Titanium)에 이리듐 (Iridium)을 코팅한 불용성 전극을 사용하여 직류전원 공급장치 (DC power supply)를 이용하였다. 전압은 20V로 고정하여 폐슬러지 가용화 실험을 수행하였다. 전기분해에 의해 처리된 슬러지의 여액을 분석한 결과 Soluble COD, TN, TP가 각각 151%, 22%, 6% 가량 증가하였다. 또한, 슬러지의 플록 크기가 전기분해 후에 0.1 ~ 1.0 ${\mu}m$ 영역에 있는 입자들이 다량 증가하였다. 이상의 결과는 전기분해에 의하여 미생물 세포가 파괴되어 세포 내 유기물질이 세포 밖으로 용출됨으로써 미생물이 이용 가능한 상태로 전환되었음을 의미한다. 이는 고도처리 공정에서 슬러지발생 저감과 함께 전기분해에 의해 가용화된 슬러지를 반송시킴으로써 외부 탄소원으로 활용할 수 있는 장점이 있다.