In this study, the treatment of livestock wastewater using an aerobic granular sludge based sequencing batch reactor was investigated. The reactor operation was carried out by general injection and split injection methods. The average removal efficiency of organic matter after the adaptation period was 71.5 and 87.4%, respectively. Some untreated organic matter was attributed to recalcitrant organic matter. The average removal efficiency of total nitrogen was 65.6 and 88.4%, respectively. These results indicate that the denitrification reaction by split injection was carried out smoothly. As for the solids, the ratio of aerobic granular sludge/mixed liquor suspended solid can be determined as the main factor of the process operation, and the ratio increased gradually and finally reached 86.0%. Correspondingly, the sludge volume index (SVI) was also improved, reaching 54 mL/g at the end of operation, and it is believed that the application of a short settling time contributed to the improvement of settleability.
In this study, a series of experiment was carried to improve dewaterability of the sludge produced in a treatment plant, located in Hongcheon, Gangwondo, which has been treating municipal wastewater and livestock wastewater. Optimum sludge mixing ratio and the amount of sludge conditioner were determined. As sludge conditioners, alum and ferric salt were selected and tested. For the measurement of sludge dewaterability, capillary suction time(CST) and the specific resistance were measured, The specific resistance was detemined by running a series of Buchner Funnel Test. Mixing the two sludges at a 50:50 ratio with the addition of 20 mL alum gave the best results in terms of dewaterability. The moisture content decreased by 2% at this condition.
In order to investigate the purification effects of livestock waste water, Modified Activated-Sludge Process(MASP) containing marine silica and volcanic ash-rock as the contact media and Sawdust-Soil Filter Method were used. The results obtained are as follows: 1. MASP which treated two metric tons' livestock waste water a day decreased BOD by 97.5% from 4,400.0mg/I to 108.8mg/I and SS by 98.0% from 5,335.0mg/I to 111.0mg/I. 2. MASP decreased BOD by 93.9% from 2,549.1mg/I to 156.6mg/I and SS by 96.3% from 3,521.9mg/I to 132.0mg/I when ten metric ton's livestock waste water was treated a day. 3. BOD and SS were decreased by 83.4% from 45.1mg/I to 7.5mg/I and by 83.4% from 47.5mg/I to 7.9mg/I when the supernatant layer treated by MASP was purified by Sawdust-Soil Filter Method.
가축분뇨 슬러지는 유기물의 농도가 높고 일부 중금속이 높은 농도로 혼합되어 있어 해양에 배출될 경우 환경에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다. 본 연구에서는 가축분뇨 슬러지 처리에 열가수분해 기술을 적용하여 연료화 가능성을 판단하고 최적 운전조건을 도출하고자 하였다. 밀폐형 고압반응기를 사용하여 가축분뇨 슬러지를 $170{\sim}210^{\circ}C$까지 온도변화를 주면서 열가수분해 하였고, 반응 후 생성된 액상생성물과 탈수케이크의 분석을 실시하였다. 반응온도 $190^{\circ}C$로 운전하는 것이 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 반응온도 $190^{\circ}C$일 때 고체생성물의 고위발열량은 5,050 kcal/kg, 저위발열량은 4,740 kcal/kg으로 연료로서 충분히 가치가 있는 것으로 판단되었다.
The influences of contact time and ratio of food to microorganism (F/M) on uptake of wastewater organic matter in a short contact process were investigated using three activated sludge batch reactors fed with synthetic wastewater, sewage and livestock wastewater. About 64% of influent soluble chemical oxygen demand (SCOD) in the synthetic wastewater and 61% of SCOD in the sewage and 43% of SCOD in the diluted livestock wastewater were adsorbed into the activated sludge within 30 min. The specific mass of organic matter uptaken in the synthetic wastewater was 55 mg SCOD/g mixed liquor suspended solids (MLSS). In the same manner, 20 and 14 mg SCOD/g MLSS were calculated as the values in the sewage and livestock wastewater, respectively.
축산분뇨는 화학적산소요구량과 구리함량이 각각 평균 $930,726{\pm}380.801mg/kg$와 $679{\pm}341mg/kg$으로 높아 해양투기 시에는 해양환경에 악영향을 초래할 수 있다. 반면에 육상에서는 유기물 분해를 통해 발생되는 바이오가스 에너지 활용과 양질의 축산분뇨는 풍부한 질소 및 인을 함유하여 퇴비로서의 충분한 경제적 가치를 갖고 있다. 그럼에도 불구하고, 우리나라 축산분뇨 해양투기량은 1997년에 51천 $m^3$에서 시작되어 2005년 2,745천 $m^3$으로 급격히 증가하였고, 2007년 폐기물 해양투기량(7,451천 $m^3$)에서 축산분뇨는 약 27%로서 큰 비중을 차지하였다. 축산분뇨 해양투기 비용은 $20,000{\sim}33,000$원으로서 퇴비(20,000원), 정화처리(10,000원) 보다도 높지만, 축산농가들은 아직도 퇴비와 정화처리 등 육상 활용보다는 해양투기를 선호하고 있다. 이에 따라 본 소고에서는 축산농가들의 해양투기 선호 요인들에 대한 분석을 통해 개선안을 제시하여 축산분뇨 해양투기로부터의 해양환경오염을 방지하고자 한다.
가축분뇨 공공처리시설 및 개별농가에서도 적용이 가능하도록 경제적이고 운영이 비교적 쉽고 간단하며 부지가 적게 소요되는 컴팩트한 처리시설을 개발하기 위하여 안성에 있는 M농가에 실규모의 처리시설(100톤/일)을 설치하고 공공처리시설 방류수 수질기준까지 처리할 수 있도록 운영하였다. 벨트프레스 탈수기를 통해 고액분리된 액상 가축분뇨는 MBR/NF/RO를 통해 처리되고 NF/RO농축수 및 가축분뇨처리 슬러지는 혼합한 뒤 탈질을 거쳐 응집가압부상을 통해 처리된다. MBR/NF/RO처리수와 가압부상조 유출수를 혼합 방류하면 공공처리장 수질기준 BOD 30 mg/L, T-N 60 mg/L, T-P 8 mg/L 이하가 달성된다. 가압부상 농축 슬러지는 벨트프레스 탈수기로 유입되어 고상 가축분뇨와 함께 탈수되어 분리된 고형물의 수분함량은 90%로 톱밥과 혼합되어 퇴비로 활용된다.
Dewatering sludge using inorganic chemicals with polymer has been evaded for reuse on account of the risks of high heavy metals contained and soil acidification. Composting feasibility of coagulation & dewatering sludges produced from livestock waste treatment plant was investigated. The results of analysis prove that dewatering sludge is valuable matter with suitable elements for composting if high quality ferric chloride ($FeCl_3$) is used for coagulation & dewatering process. In pot-cultivation of harvestes, using effects of dewatering sludge improved with lime treatment was very effective. The results of pot-cultivation proved that harms of crops according to different acid tolerances were not detected. But it was not applied to crops with weak acid tolerance or greenhouse for free from gas damage. Also, Further studies and monitorings are necessary to use sludges because results of pot-cultivation were generated differently by characteristics of soil, nutrient demand of plants, mature degree of sludge, consecutive cultivation and etc.
The sewage sludges and livestock manures, respectively, were composted with sawdust used for control moisture in the static piles system composter. The variations of temperature, pH, moisture, C/N ratio, inorganic content, forms of organic materials and nitrogen, and contents of heavy metals were investigated. The results were summarized as follows ;
The temperature for composting the sewage sludges reached the highest temperature of 52$^{\circ}C$, after 3 days and lasted for 7 days, and then went down 3$0^{\circ}C$ after 52 days. In the case of composting livestock manures, the temperature reached to 63$^{\circ}C$ after 10 days, that lasted for 10 days, and then went down gradually. After upsetting the sewage sludges and livestock manures for composting were decreased to 30% and 36%, respectively. The contents of inorganic matters and heavy metals were changed by the characteristics of raw materials but increased gradually during composting process. The total contents of organic materials in the sewage sludges and livestock manures for composting were decreased to 7% and 9%, respectively. The contents of ether extracts, resins, hemicellulose and cellulose were decreased but those of water soluble polysaccharides and lignins were not changed. The total contents of nitrogen in sewage sludges and livestock manures were decreased to 43% and 34%, respectively.
자연정화공법에 의한 축산폐수처리장에서 효과적으로 축산폐수를 처리하기 위해 인공습지 축산폐수처리 시스템에 전처리방법으로 수생식물여과조와 활성슬러지조를 적용하여 최적 전처리방법을 조사하였다. 또한, 최적 전처리방법을 실제 현장 축산폐수처리장에 연계하여 시공한 후 전처리방법의 효율성과 안전성을 검토하였다. 수생식물여과조와 인공습지를 연계한 소형 축산폐수처리장치에서 최종방류수 중 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 83, 89, 63 및 87%이었다. 활성슬러지조와 자연정화공법을 연계한 소형 축산폐수처리장치에서 최종방류수 중 COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 96, 95, 86 및 92%이었다. 수생식물여과조 및 활성슬러지조는 인공습지 축산폐수처리장의 전처리공법으로서 질소와 인 처리효율을 향상시킬 수 있어 고농도의 축산폐수를 안정적으로 처리하기 위해 필요할 것으로 판단된다. 최적 전처리방법을 연계한 실제 현장 축산폐수처리장에서 COD, SS, T-N 및 T-P 의 처리효율은 모든 조건에서 각각 99.8, 99.9, 99.2 및 99.9%으로 높은 처리효율을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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