• 토지주택연구
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• 제2권1호
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• pp.87-92
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• 2011

음식물폐기물 처리 과정에서 발생되는 음폐수의 효율적인 처리를 위한 혐기소화공정을 선정하기 위하여, 단상 및 이상혐기소화공정을 대상으로 데모플랜트(일 5톤 처리용량)를 활용하여 성능을 비교하였다. TS, VS, tCOD 및 sCOD 처리율을 비교하여 보면 모든 항목에서 단상혐기소화공정의 처리율이 우수하였지만, 바이오가스는 오히려 이상혐기소화공정에서 더 많이 발생하였다. 이는 단상혐기소화공정의 경우 운전기간 동안 음폐수 투입량이 상대적으로 적어 처리효율은 뛰어 났지만, 음폐수 투입량 변동에 따른 바이오가스의 발생이 민감하게 반응을 한 결과로 해석된다. 이상혐기소화공정의 경우 총 COD가 상대적으로 매우 낮은 수준임에도 불구하고 바이오가스 발생량은 단상혐기소화공정보다 많이 발생되었다. 이는 음폐수 투입량이 일정하게 유지되었고, 산발효공정과 메탄발효공정이 분리되어 운영됨으로써 공정 전체가 안정적으로 운영되었기 때문인 것으로 판단된다. 음폐수처리를 위해서는 공정 선정이 중요하지만 단순 유기물처리율 비교만으로는 종합적인 평가가 어려우며, 이를 보완하기 위하여 원료성상, 투입량, 처리율, 운전기간, 바이오가스발생량 등을 종합하여 소화성능을 평가하여야 할 것이다.

• Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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• 제1권1호
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• pp.11-17
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• 1997

The treatment performances of anaerobic-aerobic activated sludge process were investigated under various operation conditions. The treatment system proposed in this study gave a relatively stable performance against hourly change of the flow rate and showed a satisfactory removal efficiency of nitrogen and phosphorus compounds under experimental conditions. The average removal efficiency of total nitrogen gradually decreased as the influent total nitrogen concentration was increased. High C/N ratio of the wastewater was required for the complete removal of nitrogen. Glucose as a carbon source was more efficient than starch and the removal ability for all components become higher with the increase of the fraction of glucose.

• 한국환경보건학회지
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• 제20권2호
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• pp.73-79
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• 1994

The effects of packing materials in the anaerobic reactor and inorganic chemicals in the synthetic wastewater on the anaerobic treatment during the start up period were investigated using anaeroic filter process. The Ringlace and Honeycomb tube as packing materials were used in the anaerobic reactors. The Ca$^{2+}$ and Fe$^{2+}$ ion concentration as inorganic chemicals contained higher 40 times and 100 times as compared to the control synthetic wastewater, respectively. A start up period 104 and 150 days were necessary to achieve loading rate of 0.37 and 0.74 kg-Toc/m$^3$.d in the anaerobic filter process packed by Ringlace and Honeycomb tube, respectively. The loading rates of the reactor using the synthetic wastewater containing Ca$^{2+}$ (40 times) could be increased faster than in the reactors using the synthetic wastewater containing Fe$^{2+}$ ion (100 times) and control synthetic wastewater. The results of XMA analysis that a lot of the Ca$^{2+}$ ion on the surface of the anaerobic sludge in the anaerobic reactor packed by Ringlace which were fed supplied with synthetic wastewater containing Ca$^{2+}$ ion (40 times) observed as compared to the reactors supplied with control synthetic wastewater and containing Fe$^{2+}$ ion (100 times).

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.228-231
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• 2012

본 연구에서는 혐기성 생물 반응조에서 35일 동안 배양된 하수슬러지와 판지슬러지를 혼합한 후, 초음파 파쇄기를 이용한 고농도 유기성 폐기물의 회분식 혐기 소화 공정에서 메탄 생산 특성이 고찰되었다. 초음파 파쇄기의 진폭이 높아질수록 Soluble Chemical Oxygen Demand (SCOD)가 증가함으로써 판지슬러지의 효과적 가용화가 이루어졌다. 또한, 메탄 생산성 향상을 위한 초음파 파쇄기의 최적 진폭이 $142.5\;{\mu}m$임을 구하였으며, 혐기소화 기간이 길러질수록 메탄 생산량은 증가하였다. 그리고, 바이오매스 변화(6000, 9000, 12000 mg/L)에 의한 혐기성 소화처리가 이루어졌을 때, 미생물 농도가 높아질수록 메탄 생산량이 모두 증가함을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과들은 판지슬러지와 하수슬러지가 혼합된 고농도 유기성 폐기물의 혐기성 소화 공정에 의한 메탄 생산성을 향상시키는 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 상하수도학회지
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• 제21권4호
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• pp.467-475
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• 2007

This study was conducted to examine temperature effects on hydrogen production in anaerobic fermentation. 18 batch reactors were operated at mesophilic ($35^{\circ}C$) and thermophilic conditions ($55^{\circ}C$) to achieve maximum hydrogen production in anaerobic fermentation. Optimum hydrogen production conditions were also investigated at each temperature. Different trends were observed regarding pH effects on hydrogen production. This effect was not significant for mesophilic fermentation ($35^{\circ}C$). In this case, pH may not drop to interfere hydrogen production during the test. However, hydrogen production decreased without pH control for thermophilic condition ($55^{\circ}C$). Effects of heat treatment were observed for both fermentation process. Hydrogen production with heat treatment was higher than hydrogen production without heat treatment for both fermentation processes. The amount of produced hydrogen for each substrate concentration with temperature changes showed that more hydrogen was produced at $35^{\circ}C$ than at $55^{\circ}C$.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1993년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.41-41
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• 1993

Recently, the advanced membrane separation technology has even been applied to the post treatment to biological process of wastewater treatment, since the efficiency of biological treatment significantly depends on maintaining a high biomass concentration in the bioreator. Particularly, anaerobic microbes in the biological system have slower growth rates than aerobic microbes and thus it takes a long hydaulic retention time(HRT) to prevent biomass washout in the completely mixed anaerobic digester. The anaerobic sludge also has poor settleability owing to its diffusible and somewhat filamentous nature. Moreover, the residual gasification and consequent sludge rise in the clarifier compartment become a considerable problem, which proves that complete separation of biological solids is difficult.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권12호
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• pp.7443-7450
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• 2014

본 연구는 높은 상향유속을 가지는 고율 혐기성 공정의 단점을 해결하고자 반응조의 구조개선을 통한 고율 혐기성 반응조의 성능평가를 실시하였다. 개선된 반응조는 반응조의 직경을 조절하여 반응조를 세부분으로 구분하여 제작하였다. 구조 변경된 반응조의 성능평가 결과, 반응조 하부의 단회로 및 고형물 축적현상과 미생물 유출을 방지하여 반응조 내 미생물을 안정적으로 유지할 수 있었다. 혐기성 소화 과정에서 반응조내 pH와 알카리도 상승은 유기물 분해과정 및 biogas의 일부 재용해에 의해 생성된 중탄산염에 기인한 것으로 판단되며, 높은 유기물 제거효율을 이루기 위해서는 HRT 9 hr 이상, 유기물 부하 $10.0kgTCODcr/m^3{\cdot}d$ 이하 범위로 운전하여야 한다. 혐기성 소화과정에서 발생하는 메탄가스는 유기물 부하 $7.7kgTCODcr/m^3{\cdot}d$ 이상에서 65~83 %의 높은 함량을 나타냈으며, CODcr 제거당 메탄 발생량은 $0.10{\sim}0.23m^3CH_4/kgCOD_{rem}.$으로 STP 상태의 이론적 메탄가스 발생량(0.35)보다 낮은 것으로 조사되었으며, 고율 혐기성 공정후단에 질소제거를 위한 고도처리 공정이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권1호
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• pp.54-60
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• 1999

축산폐수의 효율적 처리와 최적 메탄발생을 위하여 AF 그리고 이단의 ASBF-PR과 ASBF-SP 실험실적 생물반응기를 구성하고 $35^{\circ}C$ 항온조에서 수리학적체류시간 $1{\sim}2$일 그리고 유기물부하 $1.1{\sim}63kg-COD/m^3{\cdot}d$까지 연속 운전하여 처리효율을 비교, 분석하였다. 하수종말처리장의 혐기성 소화조 잉여 슬러지에 의한 혐기성 생물반응기의 식종은 효과적이었으며, 적응 기간은 약 40일 정도가 소요되었다. 생물반응기는 COD 제거율 $66.4{\sim}84.9$% 그리고 바이오 가스 발생량은 제거된 COD 기준 $0.333{\sim}0.796m^3/kg-COD{\cdot}d$. 으로 축산폐수의 처리에 효율적이었으며 유입 COD의 증가와 수리학적체류시간의 감소에 의한 유기물부하 증가의 경우 COD 제거율은 감소하고 바이오가스 발생량은 증가하였다. 높은 유기물부하에서 AF와 ASBF-PR의 처리효율은 비슷하였으며 ASBF-SP보다 우수하였다. 생물반응기에 충진된 미디어의 공극율과 공극의 크기가 비표면적에 비교하여 유기물질 제거능력 향상에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유입수 TKN 농도가 $1,540{\sim}1,870mg/L$ 범위에서 메탄발효 미생물의 활동은 저해영향을 받아 생물반응기의 처리효율과 바이오가스 발생량은 각각 50% 이하로 감소되는 것으로 나타났으므로 혐기성 소화가 축산폐수의 처리에 주 공정으로 응용된다면 전처리에 의한 TKN의 제거는 필수적이다.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권1호
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• pp.59-66
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• 2014

The aim of this study was to assess the effect of pre-aeration on sludge solubilization and the behaviors of nitrogen, dissolved sulfide, sulfate, and siloxane. The results of this study showed that soluble chemical oxygen demand in sewage sludge could be increased through pre-aeration. The pre-aeration process resulted in a higher methane yield compared to the anaerobic condition (blank). The pre-aeration of sewage sludge, therefore, was shown to be an effective method for enhancing the digestibility of the sewage sludge. In addition, this result confirms that the pre-aeration of sewage sludge prior to its anaerobic digestion accelerates the growth of methanogenic bacteria. Removal rates for $NH_3$-N and T-N increased simultaneously during pre-aeration, indicating simultaneous nitrification and denitrification. The siloxane concentration in sewage sludge decreased by 40% after 96 hr of pre-aeration; in contrast, the sulfide concentration in sewage sludge did not change. Therefore, pre-aeration can be employed as an efficient treatment option to achieve higher methane yield and lower siloxane concentration in sewage sludge. In addition, reduction of nitrogen loading by pre-aeration can reduce operating costs to achieve better effluent water quality in wastewater treatment plant and benefit the anaerobic process by minimizing the toxic effect of ammonia.

• 한국물환경학회지
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• 제34권1호
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• pp.121-131
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• 2018

Domestic sewage treatment plants (STPs) consume about 0.5 % of total electric energy produced annually, which is equivalent to 207.7 billion Korean won per year. To minimize the energy consumption and as a way of mitigating the depletion of energy sources, the sewage treatment strategy should be improved to the level of "energy positive". The core processes for the energy positive sewage treatment include A-stage for energy recovery and B-stage for energy-efficient nitrogen removal. The integrated process is known as the A/B-process. In A-stage, chemically enhanced primary treatment (CEPT) or high rate activated sludge (HRAS) processes can be utilized by modifying the primary settling in the first stage of sewage treatment. CEPT utilizes chemical coagulation and flocculation, while HRAS applies returned activated sludge for the efficient recovery of organic contents. The two processes showed organic recovery efficiencies ranging from 60 to 70 %. At a given recovery efficiency of 80 %, 17.3 % of energy potential ($1,398kJ/m^3$) is recovered through the anaerobic digestion and combustion of methane. Besides, anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) can recover 85% of organic contents and generate $1,580kJ/m^3$ from the sewage. The recovered energy is equal to the amount of energy consumption by sewage treatment equipped with anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX)-based B-stage, $810{\sim}1,620kJ/m^3$. Therefore, it is possible to upgrade STPs as efficient as energy neutral. However, additional novel technologies, such as, fuel cell and co-digestion, should be applied to achieve "energy positive" sewage treatment.