• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.230-236
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• 2009

국내 하수슬러지는 2012년부터 런던협약에 의해 해양투기가 금지될 예정에 있어 이에 대한 처리방법이 절실한 실정이다. 본 연구에서는 하수슬러지 케익을 재활용하기 위한 방법으로 탄화공정을 이용하여 탄화물 제조 및 에너지 특성에 대한 검토를 실시하였다. 하수슬러지 케익의 기초적 특성과 조성에 의하면, 하수슬러지 케익에는 27%의 인산염이 포함되어 있으며 이는 환원제로서 유해물질 처리에 이용될 수 있다. 하수슬러지 케익의 발열량을 파악한 결과, 저위발열량은 38.7 kcal/kg으로 하수슬러지 케익을 탄화하지 않고 직접 에너지원으로 사용하는 것은 바람직하지 않다. 하수슬러지 케익의 탄화공정에서 최적 탄화온도와 최적 탄화시간은 $250^{\circ}C$와 15분으로 설정되었다. 이 조건에서의 탄화물의 발열량은 비교적 낮아 하수슬러지 케익 탄화물 자체는 신재생 에너지원으로의 가능성은 크지 않다고 판단되나 인산염이 27% 정도가 포함되어 있어 다른 유기성 폐기물과 혼합하여 탄화하는 것이 적합하다고 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권5호
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• pp.525-534
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• 2005

하상여과의 효율적인 적용에 대한 지침을 얻기 위해 이를 모사하는 칼럼실험을 수행하여 적용되는 수두차와 슬러지 케익의 발달에 따른 수질변화를 조사하였다. 하상여과에서 유기오염물을 제거하는데 가장 중요한 요소는 슬러지 케익의 발달임을 알 수 있었다. 본 연구의 조건에서 슬러지 케익의 발달에 따라 COD제거율은 17%에서 50%로 증가하였고, 이를 BCOD로 환산하면 22%에서 67%로 증가한 것이었다. BCOD가 활발히 제거되는 구간은 슬러지 케익층과 하상 약 40 cm 깊이까지였다. 수두차에 의한 유량이 클수록 칼럼입구에서 COD가 완만하게 제거되었으나 약 40 cm 이상에서는 COD 농도곡선이 유량에 따라 다르지 않고 모두 일정하게 수렴함을 알 수 있었다. 10일 동안의 슬러지 케익 발달 이후에는 70 cm 깊이에서 용존산소가 고갈되어 탈질이 가능하였으며, 케익이 더욱 발달함에 따라 용존산소의 고갈깊이가 $20{\sim}40\;cm$까지 단축되었다. 본 연구의 결과로부터 우리나라에 널리 분포되어 있는 3 m 깊이 정도의 하상에서 하상여과를 통해 유기오염물은 충분히 제거되지만 탈질에 의한 질소제거는 제한적임을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제18권2호
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• pp.62-70
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• 2010

하수슬러지에 전자빔(3kGy)을 조사하여 퇴비화를 촉진하기위한 타당성연구가 수행되었다. 전자빔을 조사한 하수슬러지 탈수케익에 수분조절 및 탄소공급원으로 건조한 나뭇잎을 첨가하고 목편을 혼합한 퇴비단과 전자빔을 조사하지 않은 퇴비단(Control) 과의 시간에 따른 온도변화, 유기물 및 영양염류변화 그리고 미생물 활동도 차이 등을 비교평가하였다. 그 결과 전자빔조사한 하수슬러지퇴비단은 1일이내에 $60^{\circ}C$이상 온도가 상승하였고 Control 퇴비단에 비해 고온기간이 5일 이상 더 지속되었다. 또한 초기 5일 이내에 주발효기간 20일 동안 분해된 전체 유기물양의 70%가 분해되는 등 신속한 퇴비화가 진행되었으며, 퇴비화기간 내내 Control 퇴비단에 비해 DHAe-INT로 측정한 미생물 활동도가 높게 유지되어 전자빔 전처리에 의해 하수슬러지 탈수케익의 퇴비부숙이 신속하고, 효율적으로 이루어짐을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제16권3호
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• pp.29-37
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• 2008

본 연구는 연속적 연풍건조와 열분해 장치를 이용한 Full Scale 최적조건 하에서 하수슬러지 케익를 처분하는 방안을 제시하는데 목적이 있다. 본 연구는 P시 N하수처리장의 탈수슬러지 케익를 사용하였으며, 열풍건조와 열분해로의 연계 공정에서 운전조건은 건조온도가 $130{\sim}180^{\circ}C$와 열분해 장치의 온도는 $650{\sim}750^{\circ}C$의 조건에서 장치를 실행하였다. 열풍식 컨베이어식 열풍건조 온도는 $130{\sim}180^{\circ}C$. 부하량 600~750kg/h(W =79.5%)와 체류시간은 110~120분대에서 최적조건을 연구하였다. 연속적 로타리식 열분해공정의 온조조건은 $650{\sim}750^{\circ}C$, 유입부하량 100~158kg/h와 체류시간은 20~40분대에서 최적운전 조건을 평가하기 위해서 실험을 실행하였다. 하수슬러지 케익의 함수율은 78~80%의 조건에서 운전을 실행한 결과 내부수 세포벽 파괴로 인하여 최종적으로 1~3%범위 내까지 수분이 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 증발건조와 열분해의 연속공정에 발생되는 동역학적인 변화에 영향을 미치는 주요 매개 변수는 체류운전시간, 슬러지내 수분함량, 슬러지 고형물량, 컨베이어속도, 회전속도 등의 결과에 따라서 최적조건을 산출하였다.

• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.66-78
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• 2003

갓 발생한 하수슬러지를 전처리 없이 줄지렁이에게 급이할 경우 하수슬러지 발생지역과 무관하게 슬러지 급이 32일~45일 경과후 지렁이 개체군의 치사현상이 일어났다. 하수슬러지내 중금속, 고분자 유기응집제(폴리아크릴 아마이드) 또는 미생물 생체가 직접적인 독성 물질로 작용하지는 않는 것으로 나타났다. 하수슬러지를 수분률 65%가 되도록 제지슬러지와 혼합하여 21일 이상 부숙시킨 먹이에서는 지렁이 개체군에 대한 생태독성 현상이 유발되지 않았으며 하수슬러지에 인분케익을 혼합하여 부숙시킨 먹이를 공급한 경우보다 지렁이의 폐기물 처리속도와 지렁이 생체량 증가율이 높았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.261-269
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• 2002

본 논문에서 고함수비 슬러지나 퇴적물들의 탈수에 지오텍스타일 튜브들의 이용이 연구되었고, 튜브들의 사용에 대한 실용성과 영향을 미치는 요인들도 평가되었다. 개조된 실험기를 사용하여 고함수비물질들과 두종류의 woven지오텍스타일 튜브에 대해서 압력여과시험들이 실험되었다. 실험결과, 1) 지오텍스타일 튜브안쪽에 형성된 필터케익이 튜브안에서 세립자 유지의 주 원인이며, 또한 튜브의 투수율 감수의 원인이고, 2) 필터케익형성을 조정해서 토사유지율과 투수율사이의 균형을 얻는것이 성공적인 지오텍스타일 튜브사용에 가장 중요한 것이며, 3) 지오텍스타일, 슬러지 특성, 여과압력등이 탈수효과 및 탈수율에 영향을 미침을 알 수 있었다

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.31-37
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• 2006

본 논문에서 고함수비 슬러지와 퇴적물 탈수에 지오텍스타일 튜브의 이용가능성과 이에 영향을 미치는 요인들에 대한 평가를 수행하였다. 네 가지 고함수비물질을 사용하여 두 가지 지오텍스타일에 대해 다른 두 여과압력으로 실험을 실시하였다. 실험결과, 직포지오텍스타일 튜브는 일반적인 토사보유성기준을 만족하지 않지만 상류측의 필터케익 형성에 의해 세립자의 많은 부분을 유지하였고, 필터케익 형성 후, 투수성은 급속하게 감소하였다. 높은 여과압력은 탈수율을 증가시키는 경향이 있지만 여과효율에는 매우 적은 영향을 미치고, 탈수능력은 지오텍스타일에 관계된 여러 요인에 의해 영향을 받는데 슬러지 재료 자체의 특성이 탈수효율에 지배적인 요소로 나타남을 알 수 있었다.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제13권3호
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• pp.12-18
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• 2004

불가사리와 조개껍질의 폐 수산자원을 개량제로 이용한 도시하수 슬러지의 탈수능 향상 연구를 수행하였다. 불가사리와 조개껍질을 105∼$700^{\circ}C$로 열처리하여 사용하였으며, 탈수방법으로는 원심분리와 벨트프레스를 사용하였다. 총 고형물 기준으로 개량제를 1∼8g/100mL 주입하여 탈수 후 슬러지 케익의 함수율을 15∼22% 저감시키는 결과를 얻었다. 개량제 주입 후 슬러지의 탈수 특성을 평가하기 위하여 CST(Capillary Suction Time)를 측정하였다. 불가사리 첨가 후 CST는 증가하는 경향을 나타내었으나, 조개껍질 첨가 후 CST는 감소하는 경향을 나타내었다. 조개껍질이 불가사리보다 탈수 효율이 나은 결과를 보였으며, 열처리 온도에 대한 효과는 무시할 수 있을 정도로 적게 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제16권2호
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• pp.47-56
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• 2008

본 연구는 하수슬러지 케이크를 사용하여 연속적인 마이크로파 건조기를 적용한 재활용 방안을 제시하는데 목적이 있다. 연구에 적용된 시료는 P시 N하수처리장에서 발생되는 탈수슬러지 케이크를 사용하였다. 기초실험 장치에 적용된 마이크로파 주파수는 2450MHz와 전력사용량은 1~4kW로 사용하였다. 연속적 마이크로파 건조기는 주파수 2450MHz와 전력량은 1~6kW의 범위내에서 조절하여 사용하였고, 마이크로파의 가열은 유전가열방식이고, 수분감량은 초기수분이 78~80%의 고함수율이라도 짧은 시간 안에 수분이 0.2%~2%(wt)까지 감소되어 졌다. 슬러지에 함유하고 있는 수분이 증발되는 과정에서 마이크로파 거동의 변화에 미치는 주요 매개 변수로는 제공되는 운전시간, 슬러지내 수분함량, 전력량, 슬러지 고형물량에 따른 결과로서 이에 대한 조사가 이루어졌다. 마이크로파 전력량이 4kW의 일정한 조건에서 유입되는 부하량이 3kg/min인 경우 한계건조 도달하는 시간이 60분대에, 6kg/min의 부하량 조건에서 120분대에 나타났다. 연속적인 실험장치에서 컨베이어속도는 2.5cm/min, 공급량이 6kg/min일 때 전력량의 변화에 따라 4kW일 때 한계함수율에 도달하는 시간은 120min과 6kW의 전력량인 경우 110 min에 나타남으로서 전력량에 대비하여 한계함수율에 도달하는 시간의 관계에서 4kW가 경제적임이 나타났다. 장치에 공급되는 부하량이 6 kg/min과 마이크로파 전력량이 4kW의 조건에서 컨베이어 건조장치내 공급된 슬러지 단위면적당 두께별 건조효율을 실험한 결과는 건조장치 단위면적당 두께가 2cm인 경우가 1cm와 3 cm인 경우가 한계건조에 도달하는 증발시간이 짧게 나타났다.