• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1326-1331
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• 2009

Drying process in the cylindrical thin film layer of sludge with the thickness less than a few millimeters has been investigated. Thin film drying is specially designed and used to dry the viscous materials like sewage sludge. The thin film layer of sludge is dried on the metallic cylindrical surface through which thermal energy is supplied to the layer during drying. The wall temperature is assumed to be constant during drying in the present study for the simplification. In order to solve the equations, the mass transfer rate on the drying surface should be determined. The mass flux of evaporated water vapor on the surface is estimated with the formulation given in the literature. The effect of some physical parameters on drying has been examined to figure out the drying characteristics of the sludge layer.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1128-1133
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• 2008

Drying process in the thin film layer of sludge with the thickness less than a few millimeters has been investigated using the simple one-dimensional model. Thin film drying is usually used to dry the viscous materials like sewage sludge. The thin film layer of sludge is dried on the metallic surface through which thermal energy is supplied to the layer during drying. In order to solve the equations, the mass transfer rate on the drying surface should be determined. The mass flux of evaporated water vapor on the surface is estimated with the formulation given in the literature. The effect of heating temperature, film thickness, and air velocity on drying has been examined to figure out the drying characteristics of the sludge layer.

• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.109-115
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• 2009

본 연구는 현재 크게 문제가 되고 있는 하수슬러지를 처리하고 흡착제로 재활용하기 위해 탄화와 수증기 활성화를 동시에 진행시켜 하수슬러지 흡착제를 제조하고 흡착특성을 파악하였다. 양질의 흡착제를 제조하기 위해 변수별 연구를 진행하였고, 그 결과 최적 탄화 수증기활성화 조건은 유입 탄화활성화 온도 $840^{\circ}C$, 수증기량 70 g/min, 탄화활성화 시간 30 min, 건조슬러지 주입량 10.8 kg/d로 결정되었다. 이때 요오드 흡착능은 328.1 mg/g으로 나타났다. nanoPOROSITY, FE-SEM, EDS를 이용하여 각각의 세공 발달과 구조, 원소성분 및 함량을 확인하였다. 이를 통해 하수슬러지 흡착제의 경우 매립장 침출수 흡착제, VOCs 처리용 흡착제 등의 사용이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
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• 제30권2호
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• pp.135-143
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• 2021

This study executed evaluation of drying characteristics based on the polymer injection rate (8%, 10% and 12%) and the drying method[NIF(near-infrared ray). According to this study analyzed VS, VS/TS, and calorific value compared with 'the auxiliary fuel standard of the thermoelectric power plant and the combined heat & power plant'. The results are as follows. In the case of NIR, the VS was slightly changed at the early stage of the material preheating period and the constant drying rate period with low moisture evaporation. But VS reduction was shown higher as moisture was dried. In the case of non-digested sludge with high VS content, the VS reduction rate by drying was shown lower than that of digested sludge. As the flocculant injection rate increased, the VS loss due th drying was found to be small. Also, the higher the flocculant injection rate was the longer the drying time. Especially, in the case of the NIR drying equipment, as the moisture content of sewage sludge decreased(moisture content 20~40%), the loss of net VS also showed a tendency to increase sharply. It is shown that the high calorific value according to the drying time of the non-digested sludge was changed from 590 kcaℓ/kg to 3,005 kcaℓ/kg and from 539 kcaℓ/kg to 2,796 kcaℓ/kg.

• 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.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.327-337
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• 2017

반 건조 소화 하수슬러지와 폐플라스틱을 혼합하여 파일롯 규모(85.3kg/hr)의 연속식 저온($510^{\circ}C{\sim}530^{\circ}C$) 열분해 실험을 하였다. 실험결과 열분해가스 발생량은 투입물 건량의 최대 68.3%, 발열량은 $40.9MJ/Nm^3$이었으며, 연속식 열분해에 따른 외기 유입율이 19.6%이었다. 오일은 투입물 건량의 4.2%가 발생하였고, 저위발열량은 32.5 MJ/kg이었으며 시설부식 등을 일으킬 수 있는 황과 염소의 함량이 각각 0.2% 이상이었다. 투입물 건량의 27.5%가 발생한 탄화물의 저위 발열량은 10.2 MJ/kg이었고, 용출시험 결과 지정폐기물에 해당하지 않았다. 열분해가스의 연소 배가스는 일산화탄소, 황산화물, 시안화수소 등의 배출농도가 특히 높았고, 다이옥신 (PCDDs/DFs)은 $0.034ng-TEQ/Sm^3$로서 법적 기준치 이내였다. 건조 배가스 응축으로 발생한 폐수는 수질오염물질 47개 항목 중 총질소, n-H 추출물질, 시안 등의 고농도 항목이 많아 전처리 후 하수처리장 등에서의 병합처리 방식을 고려할 필요가 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.660-667
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• 2018

본 연구에서는 천안시 병천 하수종말처리장의 '열건조물'로 고형연료를 제조하기 위하여 유중건조 공정의 최적 조건을 선정하는 연구를 수행하였다. 연구결과물의 특성을 평가하기 위하여 $130^{\circ}C$, $160^{\circ}C$, $190^{\circ}C$의 온도조건에서 '유증발량 측정실험' 및 '열건조물의 유중건조 실험'을 수행하였으며, 칼로리미터와 TGA 장비를 이용하여 고형연료의 성능을 측정하였다. 또한 휴대용 복합악취측정기를 이용하여 유중건조 중 복합악취, 암모니아, 황화수소 및 총 휘발성 유기화합물의 발생농도를 측정하고, EDS 장비를 이용하여 성분분석 연구를 수행하였다. 대량생산을 고려하여 기름과 열건조물의 무게비를 임의의 비율인 4:1로 고정하였고, $130^{\circ}C$에서는 일부 내부수의 순간적인 건조 이후 기름과 열건조물의 물리적인 혼합만이 진행된다고 판단된다. 환경 친화적인 측면을 고려하였을 때, $160^{\circ}C$와 $190^{\circ}C$의 건조효율에 큰 차이가 없으므로 $160^{\circ}C$의 건조온도에서 5분 이내로 처리하는 것을 최적 조건으로 선정하였다. 본 연구에서 재조한 고형연료의 신뢰성을 확보하기 위해 화력발전소 현장연료와의 성능비교 연구를 진행한 결과 발열량 4,449kcal/kg, 함수율 2%, 회분함량 34%로 현재 사용 중인 현장연료보다 대체로 우수한 성능을 나타내었으므로 기존의 목재펠릿 뿐만 아니라 석탄에너지 또한 충분히 대체할 수 있을 것이라 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권2호
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• pp.103-108
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• 2014

하수슬러지의 해양투기 규제에 따른 처리대안으로 석탄화력발전소 보조연료로서의 활용이 제안되고 있다. 슬러지를 석탄과 혼합하여 사용한다면 연료의 조성변화로 인하여 산성가스의 배출특성이 달라질 것으로 예상된다. 본 연구에서는 국내 하수처리장 7곳에서 발생한 하수슬러지를 수거하여 석탄과 혼합한 뒤 실험실 규모의 연소로에서 연소시킨 후 배출되는 질소산화물($NO_x$), 이산화황($SO_2$), 염화수소(HCl), 염소($Cl_2$) 가스를 분석하였다. $NO_x$는 슬러지 혼합에 따른 배출농도 변화가 가장 작았고, $SO_2$는 슬러지를 혼합하여 연소하였을 때 석탄 연소가스와 비교하여 높은 배출농도 증가를 보였다. HCl + $Cl_2$는 슬러지의 염소함량에 따라 서로 다른 배출농도를 보였다.

• 유기물자원화
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• 제6권2호
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• pp.45-57
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• 1998

이 실험의 목적은 혼합된 제지 하수슬러지에 최적의 공극개선재로서 woodchips의 혼합비율을 설정하기 위한 것이다. 공극개선재는 제지슬러지와 하수슬러지(건물중 2:1)혼합물에 0(W-0), 20(W-20), 33(W-33), 50(W-50)%의 부피비로 혼합되었고 강제송풍에 의한 정체식으로 퇴비화를 실시하였다. 퇴비의 부숙도를 평가하기 위하여 이화학성 변화를 조사하였다. W-33과 W-50 처리구에서 온도는 퇴비화가 시작하자마자 상승하여 5일째 $60^{\circ}C$ 이상까지 이르렀다. 열수가용성 C/N율의 감소는 퇴비화 초기에 W-0과 W-20 처리구에 비해 W-33과 W-50 처리구에서 두드러졌다. 열수가용성 $NO_3{^-}-N$은 퇴비화 초기에 거의 변화를 보이지 않다가 퇴비화 20일 이후에 빠르게 증가하였으며 W-0 처리구가 그 증가량이 가장 적었다. G.I.값은 W-50 처리구에서 20일째, W-0은 30일째 이후 80이상으로 높아졌다. 이상의 결과를 토대로 공극개선재의 혼합은 33%이상이 합리적이었으나, 특히 W-50 처리구는 송풍에 의한 온도조절이 어려웠으며, 공극개선재의 구입 및 단가 그리고 생산되는 퇴비량을 고려한다면 공극개선재를 33% 혼합하는 것이 가장 이상적이다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권2호
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• pp.114-118
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• 2009

본 연구에서는 소각재와 하수슬러지, 용융슬래그 등을 이용하여 기존의 벽돌을 대신 할 수 있는 건축외장재를 제조하고,사용 재료의 혼합비와 소성온도 등 적정 제작 조건을 도출하고자 한다. 외장재 제조는 재료를 각 비율별로 성형하여 상온과 $160^{\circ}C$에서 각각 24시간 동안 건조 후 1,080~$1,130^{\circ}C$에서 2시간 동안 소성하였다. 소성한 다음 제조한 외장재 시편의 압축강도를 측정해 본 결과 소성온도가 증가할수록 압축강도는 증가하였으며, 소각재의 함유량이 적을수록, 용융슬래그의 함량이 증가할수록 압축강도가 증가하였다. 본 연구에서 도출된 외장재 제조 적정조건은 소각재 : 용융슬래그 : 하수슬러지 : 점토의 비율이 10 : 20 : 5 : 65로 제조된 시편을 $1,115^{\circ}C$에서 소성한 시편의 압축강도가 41 MPa 이상으로 나타나 외장재로서의 사용이 가능한 것으로 나타났다. 또한 제조한 외장재의 중금속 용출실험결과 환경적으로 안전한 것으로 나타났다.