• 제목/요약/키워드: 3단 여과

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퇴비단 여과상이 부착된 혐기소화조를 이용한 돈분뇨 슬러리 메탄생산 효율분석 (Efficiency of methane production from pig manure slurry using anaerobic digestor combined with compost filtration bed)

  • 정광화;;최동윤;이동현
    • 유기물자원화
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    • 제21권1호
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    • pp.53-61
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    • 2013
  • 본 연구에서는 혐기소화액을 여과함과 동시에 퇴비화가 이루어지도록 하는 기능을 지닌 퇴비단 여과상과 이 퇴비단 여과상에서 발생하는 열로 외부 측벽이 가온되는 방식의 혐기소화조를 이용하여 돼지분뇨 슬러리로부터 발생하는 메탄생성 효율을 분석하였다. 혐기소화조의 형태는 약 $250m^3$ 규모의 긴 장방형 구조로 구성하여 운영하였다. 이 혐기소화조 내에 돼지분뇨 슬러리를 투입하여 혐기 소화하는 과정에서의 메탄생성 특성을 조사하였고, 또 한편으로는 혐기소화 폐액을 처리하는 방안으로서의 퇴비단 여과상의 소화폐액 여과효과를 분석하였다. 돼지분뇨 슬러리는 본 실험 시설인 장방형 중온성 혐기소화조에서 25일 동안 소화되었으며, 이 과정에서 발생한 소화폐액은 톱밥층과 왕겨층 등의 2겹의 층으로 구성된 퇴비단 여과상을 통과시키는 방법으로 처리하였다. 또한 퇴비단 여과상을 통과한 후의 최종 여과액을 대상으로 하여 액비로서의 이용가치를 가늠하기 위해 비료성분 함유량을 분석하였다. 혐기소화조에서 배출된 소화폐액의 성분을 분석한 결과 BOD, COD, SS, T-N 그리고 T-P 의 농도는 각각 1,800 mg/L, 3,500 mg/L, 11,800 mg/L, 1,200 mg/L, 그리고 350 mg/L 수준을 나타냈다. 이 소화액을 톱밥층과 왕겨층 등의 2겹의 층으로 구성되어 여과상 역할을 하는 퇴비단 여과상에 통과시킨 후에 채취한 여과수의 BOD, COD, SS, T-N 그리고 T-P 농도는 여과상 유입수에 비해 각각 97%, 62%, 89%, 39% 그리고 57% 수준의 감소정도를 보였다. 퇴비단 여과상을 거친 후 소화폐액의 질소, 인산, 칼륨의 농도는 각각 1,024, 111 그리고 407 mg/L 수준이었다. 또한 소화폐액 내의 chlorophenol, benzenedicarboxylic acid, dodecane, hexadecane dimethyloctane 등의 유기성 오염물질은 퇴비단 여과상을 거치는 과정에서 95%이상 제거되었다.

다층구조의 퇴비단을 이용한 돈분뇨 슬러리 혐기소화액의 여과효과에 대한 연구 (A Study on the Filtration of Swine Anaerobic Digestate Using Multi-Layered Compost Beds)

  • 한덕우;이동현;김중곤;양승학;배진우;곽정훈;최동윤;정광화
    • 유기물자원화
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    • 제21권4호
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    • pp.72-81
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    • 2013
  • 본 실험에서는 돈분뇨의 혐기소화 과정에서 발생하는 소화폐액을 액비로 자원화하기 위해 기존의 SCB 기법(퇴비단 여과)을 적용하여 그 효과를 검토하였으며, 여과재의 선택과 여과단 구성방법이 여과작용에 어떠한 영향을 미치는 지를 평가하였다. 주요 결과를 요약하면 (a) 퇴비단 여과상을 이용하여 돈분뇨 슬러리 혐기소화폐액을 여과하였을 경우, EC, BOD, SS는 낮아지고 T-N, T-P는 상승하는 것을 확인하였으며, 이러한 변화는 여과액이 액비로서 지니는 가치를 상승시키는 효과라고 볼 수 있다. (b) 3가지의 퇴비단 조합들(T1, T2, T3)을 비교해 볼 때 대부분의 지표에서 별다른 차이를 보이지 않았다 따라서 값비싼 원료인 톱밥을 저가의 왕겨 또는 목편으로 일부 대체하였을때 퇴비단의 여과 능력에는 큰 변화가 없을 것으로 판단된다. (c) 초기 여과액에서는 BOD가 매우 높게 유지되었으나 여과상의 미생물이 충분히 증식함에 따라 하향 안정되었다. 반면 T-N, T-P의 경우 초기에는 낮은 수준을 유지하다가 15일 이후 원수와 비슷한 수준으로 유지되었다. 이 결과에서 퇴비단 운영 시작 후 20일 이내에 얻어진 여과액은 액비로 사용하기에는 적합하지 않으며 사용을 제한할 필요가 있다고 판단된다. (d) 계절적인 영향에 의한 외기온도의 저하로 퇴비단 내부 온도가 저하되었으나 여과효율에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

2단 섬유여과 공정의 역삼투막 전처리 성능평가 (Performance Evaluation of the Serially Connected Two Stage Fiber Filter for the RO Membrane Pre-treatment)

  • 배시열;윤창한;강동효
    • 멤브레인
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    • 제19권2호
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    • pp.165-171
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    • 2009
  • 본 연구는 SDI (Silt Density Index)를 통해 RO막 전처리 장치로서의 섬유여과기 적용 가능성을 평가한 것이다. 실험 대상 원수는 탁도가 $0.76{\sim}1.6$ NTU인 하수처리장 방류수와 탁도가 $2.2{\sim}3.3$ NTU인 해수 및 탁도가 100 NTU인 지표수이었다. 2단 섬유여과기 공정의 최종여과수인 2차 여과수의 탁도는 17% PAC $10{\sim}30ppm$주입 시 $0.07{\sim}0.25$ NTU였으며 SDI는 $1.4{\sim}2.8$이었다. 하수처리장 방류수에 대해 2단 섬유여과기 pilot 여과수와 실험실 규모의 MF, UF평막 여과수의 탁도 및 $SDI_{15}$를 측정하여 비교한 결과, 여과수 수질은 2단 섬유여과기 > MF > UF순으로 약간 향상하였으며, $SDI_{15}$ 차이는 $0.7{\sim}1.0$ 수준으로 크지 않았다. 따라서 2단 섬유여과 공정을 RO막 전처리 공정으로 사용할 경우 통상의 RO막 제조사가 요구하는 $SDI_{15}$ 5 이하를 충분히 만족시킬 수 있을 것으로 판단된다.

퇴비단 여과액비와 농축액비를 이용한 양액재배가 토마토(Lycopersicum esculentum Mill.)의 생육 및 수량에 미치는 영향 (Effects of Compost Leachate and Concentrated Slurry on the Growth and Yield of Tomato(Lycopersicum esculentum Mill.) in Hydroponic Culture)

  • 류종원;서운갑
    • 한국유기농업학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.357-370
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    • 2009
  • 본 연구는 돈분뇨 여과 및 농축액비를 이용한 양액재배의 가능성을 검토하기 위하여 여과액비와 농축액비와 부산물, 양액 혼합처리가 토마토 생육에 미치는 영향을 검토하였다. 퇴비화 과정 중 과수분 상태에서 배출되는 퇴비단 여과액비와 막분리 처리과정에서 한외 여과막을 통과하고 역삼투막 처리에서 역류되어 나오는 돈슬러리 농축액비를 공시재료로 하였다. 본 연구는 질소함량을 기준으로 액비와 부산물, 양액의 혼합하는 처리구를 두어 전기전도도와 pH를 조정하여 토마토의 양액재배를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 여과액비와 농축액비는 다량 및 미량원소를 함유하고 부유물질(SS)이 낮아 양액재배시 관배수의 막힘문제 없이 활용이 가능하였다. 여과, 농축액비는 인산, 칼슘, 마그네슘 함량이 낮고 칼륨이 높은 양분불균형를 나타내었다. 2. 여과액비는 원예연 표준양액 대비 총수량 91%, 상품수량 70%를 나타내어 여과액비 단독급액으로 토마토의 유기 수경재배 생산이 가능하였다. 3. 막처리 농축액비 100% 처리구는 토마토의 지상부의 생육이 지연되고 과중이 감소되어 화학양액 대비 40%의 수량을 나타내었다. 4. 퇴비단 여과액비+부산물, 농축액비+부산물 혼합처리구의 토마토 수량은 대조구 대비 각각 87, 76%를 나타내어 여과액비 단독시용구의 수량에 미치지 못하였다. 5. 질소기준으로 여과액비와 농축액비에 양액을 50% : 50% 비율로 혼합하여 균형처방 처리한 경우 표준양액 처리와 대등한 수량을 나타내었다. 결론적으로 토마토 양액재배에서 생육과 수량을 고려할 때 액비와 양액의 50 : 50 혼합 재배시 수량이 유지되어 가축분뇨 유래 유기액비에 의하여 화학양액를 50% 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

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생물여과층에 의한 납의 이동억제효과에 관한 연구 (A Study on the Effects of Retardation with Pb in the Biofilter)

  • 이문현;이재영;최상일
    • 한국토양환경학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.99-105
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    • 2000
  • 본 연구는 Pb으로 오염된 토양을 Biofilter에 의한 적용가능성을 판단하고 충전물질, bed수 그리고 미생물 접종에 따른 Pb의 이동억제효과의 변화를 Pilot plants의 실험을 하였으며 토양의 분해정도를 CODcr/TOC ratio로써 안정화 지표에 대한 변화를 검토하였다. 생물여과는 오염된 물질을 생물여과상를 통과시켜 충전물질표면에 부착되어있는 생물막의 각종미생물들에 의한 경계면을 통하여 물질의 상호교환 및 전환이 생기며 생물막내에 흡수된 물질을 생물학적으로 처리하는 방법의 일종이다. 본 연구는 오염된 토양에 lead nitrate를 첨가시켜 납을 1,000㎎/kg dry soil로 인공적으로 조제한후 충전물질로는 퇴비, 바이오세라믹 그리고 퇴비와 바이오세라믹을 중량비로 7:3으로 하였고, 1단, 2단, 3단으로 하고 이에따라 생물흡착제로 'Aspergillus niger'를 이용하며 납의 이동억제효과의 변화를 검토하였다.

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초음파 무화 및 사이클론을 이용한 분산된 나노입자의 여과법 (Filtration of dispersed nanoparticles using cyclone and ultrasonic atomization)

  • 정지희;김무준;김정순
    • 한국음향학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.9-15
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    • 2022
  • 기존의 나노입자 현탁액의 분산과정의 한계를 극복하여 단분산된 나노입자만으로 이루어진 현탁액을 얻기 위하여, 기존의 방법으로 전분산 처리된 현탁액을 다시 초음파 무화효과 및 사이클론을 이용하여 여과하는 방법을 제안하였다. 평균직경 250 nm인 Al2O3나노입자로 0.5 wt%인 현탁액을 만들어 초음파세척기 및 호모지나이저를 이용하여 각각 전처리 분산된 현탁액에 대하여 제안한 여과법을 적용하였다. 그 결과 초음파세척기로 전처리 분산한 경우 단분산된 나노입자 현탁액으로 여과하기 위해서는 종속 연결된 사이클론이 3개가 요구되는 반면, 호모저나이저로 전처리 분산된 현탁액의 경우는 2개의 사이클론으로도 가능함을 확인 하였다. 초음파 무화기 주파수의 조정과 사이클론의 설계 변경에 의해 다양한 종류의 나노입자에 대한 여과가 가능할 것으로 기대된다.

센서 네트워크 기반 지능형 집진 시스템 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Intelligent Dust Collecting System by Using Sensor Network)

  • 한윤종;김시환;김성호
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2006년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제16권 제1호
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    • pp.361-364
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    • 2006
  • 현대에 들어 대기 오염의 심각성이 계속적으로 보도되고 있으며 많은 기업들이 이를 위해 산업현장에서 발생하는 대기 오염 물질의 배출을 극소화 하기 위해 많은 친환경적 노력을 기울이고 있다. 이러한 시대적 흐름에 발맞추어 대규모 공장에서는 고가의 분진 집진 시스템을 도입하여 친환경적인 기업으로 성장하고 있다. 반면 대부분의 중소 규모의 공장에서는 고가의 분진 집진 시스템을 제정적인 문제로 인하며 도입하기에 어려운 실정이다. 이러한 중소규모의 생산 환경의 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 3단 여과 시스템과 최근 각광을 받고 있는 센서 네트워크로부터 얻어지는 환경정보를 이용하여 분진 및 다양한 형태의 오염원을 선택적으로 제어함으로써 집진 효율을 극대화 시킬 수 있는 센서 네트워크 기반 지능형 집진 시스템을 제안하고자 한다.

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퇴비단 여과액비와 막분리 농축액비를 이용한 고형배지경 양액재배가 고추의 생육과 수량에 미치는 영향 (Effects of Compost Leachate and Concentrated Slurry on the Growth and Yield of Pepper in a Substrate Hydroponic Culture)

  • 류종원
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.161-170
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    • 2009
  • 본 연구는 고형배지경 양액재배에서 화학 양액 대체가능성을 검토하기 위하여 여과액비, 농축액비에 양액 및 부산물의 혼합처리가 고추의 생육과 수량에 미치는 영향을 검토하였다. 처리는 질소함량을 기준으로 여과액비, 농축액비에 부산물과 양액을 혼합하는 처리구를 두어 전기 전도도와 pH를 조정하여 고추 양액재배를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 여과, 농축액비에는 다량 및 미량원소를 함유하고 있으며 부유물질(SS)이 낮아 수경재배시 관배수의 막힘문제 없이 활용이 가능하였다. 또한 여과, 농축액비는 인산, 칼슘, 마그네슘 함량이 낮고 칼륨이 높은 양분불균형를 나타내었다. 2. 양액재배에서 고추의 합계수량은 여과액비 단독시 용구에서 원예연 표준양액재배 대비 총수량 59%를 나타내었으며 농축액비의 경우 양액 대비 14%에 불과하였다. 퇴비단여과액비+부산물, 농축액비+부산물 처리구의 수량은 대조구 대비 각각 60, 54%를 나타내어 여과액비 단독시 용구와 비슷한 수량을 나타내어 부산물 첨가 효과가 나타나지 않았다. 3. 여과액비와 농축액비에 양액을 50%: 50% 비율로 혼합 처리구의 수량은 표준양액과 대등한 수량을 나타내었다. 결론적으로 여과액비, 농축액비 50%에 양액을 50% 첨가하면 고추 양액 재배에 활용이 가능 할 것으로 판단된다.

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에너지 소모를 고려한 역삼투 해수담수화 플랜트 주요 성능인자 영향 분석 (Comprehensive Analysis of Major Factors Associated with the Performance of Reverse Osmosis Desalination Plant for Energy-saving)

  • 김지혜;이경혁;임재림
    • 멤브레인
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    • 제29권6호
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    • pp.314-322
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    • 2019
  • 기후변화로 인해 가속화되고 있는 충남 지역 가뭄현상에 대응하고 대산 임해산업단지의 증가하는 용수 수요를 만족하기 위해서, K-water에서는 100,000 ㎥/일 규모 역삼투 해수담수플랜트 건설 사업을 추진하고 있다. 이에 본 연구에서는 해수담수플랜트 운영비용의 70% 이상을 담당하는 역삼투 공정 성능에 영향을 미치는 주요 인자에 대한 성능 분석을 수행하였다. 대산 지역 해수 염분농도 및 수온 변화 조건에서 RO 공정의 전력소모는 2.39 ± 0.13 kWh/㎥로 나타났으며, 막여과유속과 회수율이 낮을수록 전력소모가 절감되어 연간 운영비용이 감소하였다. 주요 막 제조사별 고유량 막의 성능 비교 결과, 전량 2단 여과공정(full two pass) 기준 생산수 TDS는 평균 3.84 mg/L로 양호하였고, 전력소모는 2.22 ± 0.13 kWh/㎥ 수준으로 확인되었다. 역삼투 공정 구성을 전량 2단 여과방식에서 partial 또는 split partial 방식으로 변경함에 따라 전력소모는 최대 0.29 kWh/㎥, 막모듈 설치비용은 최대 15.6% 절감 가능할 것으로 기대된다.

낮은 C/N비에서 운영되는 유로변경식 생물여과 공정의 질소 제거 특성 (Nitrogen Removal Characteristics in DynaFlow Biofilter System Using Sewage Wastewater of Low C/N Ratio)

  • 김진식;김규리;강한솔;원인섭;김금용;이상일
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.189-194
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    • 2012
  • 본 연구는 유로변경식 3단 BAF를 사용하여, C/N ($TCOD_{cr}$/TKN)비가 낮은 생활하수를 대상으로 질소 처리 효율을 향상시키기 위해 제안되었다. 체류시간 6시간에서의 유로변경 3단 BAF의 효과를 평가하기 위해 실험실 규모로 실시하였다. 유로변경식 3단 BAF 공정이 3단 BAF보다 총 질소 제거효율이 약 7% 높은 것으로 나타났는데, 이것은 유기물을 효율적으로 사용하였기 때문이다. 또한 암모니아성 질소의 제거는 독립적인 호기조에서 질산화만을 수행하였기 때문에 질산화 효율이 안정적이었다. 이것은 본 연구에서 제안한 유로변경식 3단 BAF공정이 유기물 흡착을 이용하여 질소의 제거, 탈질 및 질산화에서 우수한 효율을 보였다.