• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.851-856
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• 2011

본 연구에서는 하수슬러지의 열분해로 촤를 제조하였고, 열분해 반응 조건이 슬러지 촤의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 열분해 온도가 $300^{\circ}C$에서 $800^{\circ}C$로 증가함에 따라 슬러지 char의 비표면적은 증가하였으나, $700^{\circ}C$에서는 일시적으로 감소하였다. 열분해 속도는 char의 비표면적과 기공부피에 미치는 영향이 크지 않은 것으로 나타났다. 반면, 열분해 반응시간이 증가함에 따라 비표면적과 기공부피는 증가하였으나, 평균 기공크기는 감소하는 결과를 나타내었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권4호
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• pp.591-599
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• 2019

To convert sewage sludge to energy, drying-gasification characteristics during microwave heating were studied. During the gasification of carbon dioxide, the main products were gas, followed by char, and tar in terms of the amount. The main components of the producer gas were carbon monoxide and hydrogen including a small amount of methane and light hydrocarbons. They showed a sufficient heating value as a fuel. The generated tar is gravimetric tar, which is total tar. As light tars, benzene (light aromatic tar) was a major light tar. Naphthalene, anthracene, and pyrene (light polycyclic aromatic hydrocarbon tars) were also generated, but in relatively small amounts. Ammonia and hydrogen cyanide (precursor for NO_x) were generated from thermal decomposition of tar containing protein and nitrogen in sewage sludge. In the case of sludge char, its average pore diameter was small, but specific area, pore volume, and adsorption amounts were relatively large, resulting in superior adsorption characteristics.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.192-200
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• 2016

A characteristics of microwave drying-gasification was analyzed for converting a dewatered sewage sludge generated a wastewater treatment plant. Gas (60%) was the largest component of the product of microwave gasification, followed by sludge char (33%) and tar (2%). The main components of the producer gas were hydrogen (33%) and carbon monoxide (40%), and there was some methane and hydrocarbons ($C_2H_4$, $C_2H_6$, $C_3H_8$). Larger nitrogen and smaller oxygen amounts were generated. Gravimetric tar generated $414g/m^3$. This means a total tar which is a heavy hydrocarbons from the volatile organic substance in the sewage sludge. Selected light tars were benzene, anthracene, naphthalene, pyrene, showing lower concentrations as 2.62, 0.37, 0.49, $0.28g/m^3$, respectively. Sludge char has larger meso pores which is a mean pore size of $50.85{\AA}$ and has high adsorptivity. An amount of adsorption was $228.71cm^3/g$, showing higher quantity than acommercial adsorbers. This indicates that the gas obtained from the microwave gasification of wet sewage sludge can be used as fuel, but the heavy tar in the gas must be treated. Sludge char can be used as a tar reduction adsorbent in the process, and then burns as a solid fuel.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1999년도 제19회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.81-91
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• 1999

Fuel characteristics of sewage sludge as required for the fluidized bed incinerators have been evaluated. Sewage sludge is basically a solid fuel with high percentage of moisture. Moisture content of the fuel directly affects the heating value of the fuel and the exhaust gas composition. When the sludge of transported into the incinerator, sludge cake is subject to the mixing, break-up and heat-up. Fluidization process would enhance these physical processes. The sludge fuel could then undergo the moisture evaporation and devolatilization process. Subsequent oxidation of volatiles as well as the remaining char would then follow. Sludge samples are characterized with high percentage of volatiles out of total combustibles. Quantitative understanding of above listed subprocesses would certainly help in the utilization of fluidized bed incinerators. A limited set of fuel characterization tests including calorimetric analysis, proximate analysis, elemental analysis and thermogravimetric analysis were conducted for the selected sludge samples. The measurement reasults of sludge samples were reported along with some published data. Limited experience in the actual incinerator plant is also presented.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.34-39
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• 2017

현재까지 에너지의 지속적인 요구는 대부분 화석연료에 의해 충족되고 있다. 하지만 화석연료의 한계성과 온실가스 발생 등의 환경문제로 인해 새로운 대체에너지 연구 개발에 대한 관심이 크다. 탈수 하수 슬러지를 연료 에너지로 전환하기 위해 슬러지 촤와 흑연의 두 가지 열수용체를 적용한 경우 마이크로웨이브 열분해 특성을 파악하였다. 두 수용체 모두 열분해 생성물 발생량은 가스, 슬러지 촤 그리고 타르 순으로 생성되었다. 열분해의 경우 생성가스의 주성분은 수소와 메탄이고 일부 경질 탄화수소 등이 포함되었다. 흑연 수용체의 경우 중질타르가 다량 발생되었고, 많은 양의 경질탄화수소가 발생되었다. 이 상의 실험결과로 볼 때 탈수 하수 슬러지의 마이크로웨이브 열분해에 의해 생성된 가스를 연료로 이용이 가능하지만, 가스 중에 함유된 응축성 PAH 타르를 처리해야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.130-137
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• 2005

본 논문은 매립장 복토재로 사용될 열분해 차르의 중금속 및 VOCs의 흡착거동을 조사하였다. 열분해 과정에서 슬러지에 함유된 휘발분이 가스화 됨으로서 모체에 세공이 형성되었다. 휘발분의 가스화로 인해 형성된 세공을 확인하기 위하여 질소 흡착/탈착 실험을 한 결과, 열분해 차르($14.56\;m^2/g$)가 유기성 폐슬러지($6.68\;m^2/g$)보다 비표면적이 2배 정도 증가한 것을 확인할 수 있었다. 열분해 차르는 BDDT 분류의 Type II와 V의 중간 형태의 흡착특성을 나타냈으며, 약간의 미세공이 형성되었음을 보여주었다. 에틸벤젠과 톨루엔의 흡착실험 결과를 Freundlich 흡착등온선에 적용한 결과, 열분해 차르는 화강토나 유기성 폐슬러지보다 이들 물질에 대해 흡착능이 우수하였다. 또한 열분해 차르의 중금속 흡착실험에서도 어느 정도 중금속 흡착능력을 보여주었다. 이것은 열분해 차르가 매립장 복토재로 사용될 경우, 매립장으로부터 유해물질을 흡착/흡수하여 지하수와 토양이 오염되는 것을 막아주는 효과를 가지고 있음을 말해준다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.308-311
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• 2011

하수슬러지 촤에 MnOx를 담지한 촉매를 사용하여 $NH_3$를 환원제로 하는 선택적 촉매 환원반응의 반응 메커니즘 분석을 수행하였다. XRD 분석 결과 활성 Mn phase는 $Mn_3O_4$인 것으로 여겨졌다. 또한 $150^{\circ}C$ 이하에서는 흡착반응이 주요한 질소산화물 저감 메커니즘으로 작동하였으나, $100{\sim}150^{\circ}C$에서는 환원반응도 질소산화물 저감에 관여하는 것으로 보여졌다. 실험결과에 기초하여 활성 촤와 여기에 MnOx를 담지한 촤에서의 반응속도상수를 비교하였다. MnOx 담지촤는 높은 충돌계수와 낮은 활성화 에너지에 기인하여 높은 반응속도 상수와 높은 NOx 제거 효율을 나타내었다. 두 가지 촤 모두 본 실험 조건하에서 활성화 에너지는 상대적으로 낮았다(10~12 kJ/mol).

• 청정기술
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• 제15권1호
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• pp.31-37
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• 2009

본 연구는 하수슬러지 탄화물과 활성화제의 화학적 활성화반응을 이용한 활성탄 제조공정을 다루고 있다. 일반적으로 활성화제로는 알칼리 약품을 이용하는데 본 연구에서는 탄소와 활성화반응이 잘 이루어지는 KOH와 NaOH를 사용하였다. 실험결과, KOH로 제조된 활성탄이 NaOH로 제조된 활성탄보다 요오드 흡착력과 비표면적(BET) 등의 물성이 우수하였다. 하수슬러지 탄화물과 활성화제의 최적 침적비율은 KOH 75 wt%, NaOH 50 wt%임을 알 수 있었다. 5 M 염산용액으로 세척하여 중화시킨 후 증류수로 세정하는 활성탄 세정방법을 사용하였다. 본 연구의 최적 실험조건에서 하수슬러지 탄화물을 이용하여 제조된 활성탄의 경우 BET표면적 값이 약 $600m^2/g$에 이르렀다.

• 한국기후변화학회지
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• 제5권4호
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• pp.277-284
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• 2014

Biochar application to soil is widely known to have effects of climate change mitigation and soil quality improvement. However, effects of biochar on soil ecosystem are not always positive and some biochars are reported to contain toxic materials which might influence soil ecosystem. In this context, this study aims to investigate behavioral changes of earthworms(Eisenia fetida, Eisenia andrei) in response to different application rates of biochar to artificial soil. Treatment included two types of biochars made from rice husk (RH_Char) and wastewater sludge (SL_Char) with 1% and 10% application rates, respectively. Avoidance test revealed that earthworms did not avoid SL_Char treatments at 1% and 10%, while they rather moved to the RH_Char treatments probably due to higher labile carbon content(Hot water extractable carbon) of the RH_Char. The HWC content of RH_Char was 4 times higher than that of the SL_Char. Results of reproduction test showed that the survival rates, number of juveniles and number of cocoons were not influenced by biochar application except for the treatment of SL_Char at 10% rate. In the SL_Char 10% treatment, fatality was approximately 3.3 times as high as the control and the number of cocoons was 1.3 times higher in the same treatment than the control, indicating that earthworms were under environmental stress. The possible explanation for the stress condition was related to higher Cd, Ni, Cr, and As contents in the SL_Char. Overall results imply that biochar application at low rate might not change earthworms' behavior for the short term, while the reproduction behavior might be negatively influenced under the high application rate.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.746-751
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• 2006

본 연구에서는 유동층 반응기에서 하수슬러지의 반응온도, 함수율, 입자크기, 가스유속에 따른 건조 및 탄화에 의한 열중량 변화를 관찰하였고 고정층 반응기에서의 결과와 비교하였다. 그 결과, 하수슬러지의 건조시 유동층을 이용한 건조는 고정층의 경우보다 약 6배 건조효율이 증가하였고, 탄화시 유동층을 이용한 경우가 고정층보다 약 4배 빠른 것으로 나타났으며, 슬러지는 약 10분 이내에 유동층 탄화가 완료되는 것으로 판단되었다. 또한, 탄화온도가 증가할수록 탄화물의 양은 감소되나, 873K 이상에서는 탄화물의 양이 유사하였으며, 유속이 증가함에 따라 잔류고형물이 감소하므로 하수슬러지는 873K 유동층 탄화시 유동화 유속범위내에서 저속 유동을 유지하는 것이 효율적인 것으로 판단되었다.