• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.561-569
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• 2014

본 연구는 인제거를 위한 하수처리시설에서 발생하는 약품 잉여슬러지의 혐기성소화 특성을 조사하기 위한 것이다. 잉여슬러지의 최종생분해도 값은 Biogas발생량을 기준으로 약 31%, PACl 슬러지는 24%이며, Alum 슬러지는 26%이었다. 20일 동안 잉여슬러지는 $S_1$이 75%로써 $k_1$ ($0.1129day^{-1}$)의 속도로 분해되었으며, PACl 슬러지는 $k_1$ ($0.0998day^{-1}$)의 속도로 $S_1$인 74%의 BVS를 분해시켰고, Alum 슬러지는 $S_1$이 76%로써 $k_1$ ($0.1091day^{-1}$)의 속도로 분해되었다. SCFMR 반응조 운전시 모든 슬러지는 pH 6.7~7.0을, Alkalinity는 1,800~2,200 mg/L 범위로 차이가 미미하며 유사한 값을 유지하였다. HRT 20일에서 PACl 슬러지와 Alum 슬러지 Biogas 발생량은 각각 0.089, 0.091 v/v-d로 Control 0.124 v/v-d에 비해 낮은 27~28%이었다. 운전 전반에 걸처 메탄의 함량은 세 반응조 모두 70~76%로 PACl과 Alum을 주입함에 따른 영향은 없는 것으로 판단된다. PACl과 Alum을 주입한 슬러지의 TVS 제거효율은 HRT 20일에서 각각 평균 19.6%, 19.9%로 Control (23.8%)에 비해 약 4% 가량 작은 값을 나타내었으며, BVS 제거효율은 HRT 20일 조건에서 Control 반응조의 경우 평균 34.5%, PACl과 Alum 슬러지는 각각 평균 25.8%, 26.9%로 나타내어 PACl과 Alum 슬러지가 Control 보다 약 8% 낮은 제거효율을 보였다.

• 한국환경과학회지
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• 제7권6호
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• pp.867-873
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• 1998

Laboratory study was conducted to provide basic data for operating anaerobic sequencing batch reactor(ASBR) process for treatment of nightsoil. The experiments were concerned with digestion characteristics, settleabiltity and dewaterability of digested sludge in ASBR system. Completely-mixed dally-fed control reactor without solid-liquid separation step was also operated to evaluate the baseline performance since the nature of nightsoil was changed with time. In all case, gas production from the ASBR shows 1.3 to 1.44 times higher than that from control, in spite of almost similar trend in organics removal. During thickening period, remarkable decrease in surface settling velocity was observed at the ASBRs compared with the control. In case of the ASBR run, flotation of mixed digested sludge was not occurred. Also, ultimate thickened volume of ASBRs increased 1.2~1.5 times compared with control. Dewaterability of digested sludge without conditioning decreased when the completely-mixed daily-fed reactor for ASBR run was converted to the ASBR. However, improvement of dewaterability of digested sludge from the ASBRs was observed as a result of addition of FeCl$_3$ to digested sludge for conditioning.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권3호
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• pp.199-204
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• 2006

The purpose of this work was to evaluate the development of the anammox process by the use of granular sludge selected from a digestion reactor as a potential seed source in a lab-scale UASB (upflow anaerobic sludge blanket) reactor system. The reactor was operated for approximately 11 months and was fed by synthetic wastewater. After 200 days of feeding with $NH_4^+\;and\;NO_2^-$ as the main substrates, the biomass showed steady signs of ammonium consumption, resulting in over 60% of ammonium nitrogen removal. This report aims to present the results and to more closely examine what occurs after the onset of anammox activity, while the previous work described the start-up experiment and the presence of anammox bacteria in the enriched community using the fluorescence in situ hybridization (FISH) technique. By the last month of operation, the consumed $NO_2^--N/NH_4^+-N$ ratio in the UASB reactor was close to 1.32, the stoichiometric ratio of the anammox reaction. The obtained results from the influent-shutdown test suggested that nitrite concentration would be one key parameter that promotes the anammox reaction during the start-up enrichment of anammox bacteria from granular sludge. During the study period, the sludge color gradually changed from black to red-brownish.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권2호
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• pp.166-171
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• 2004

본 연구는 요즘 하수처리공정의 결과로 발생되는 슬러지에 의한 환경오염 문제를 극복하기 위하여 슬러지 처리 방안으로서 중요시되고 있는 슬러지 전처리 공정 중에서 오존과 효소에 의한 전처리 공정을 연구하고 최적의 처리효율 향상을 위한 방안으로 슬러지 전처리 효율향상과 최적화를 위한 요건을 연구하였다. 슬러지 전처리 최적화를 위하여 오존과 효소의 양을 조절하였다. 그 결과효소의 양에 따라 슬러지내의 SCOD증가량이 비례하여 증가하였다. 오존 자체적인 슬러지의 SCOD증가량은 오존의 양에 따라 증가하였다. 따라서 0.049g $O_3$/g SS일 때 가장 높게 증가하였다. 각기 다른 오존양을 이용하여 슬러지를 전처리한 후 효소에 의한 슬러지 전처리 효율을 비교하면, 오존처리에서는 가장 많은 양의 오존으로 처리한 0.04g $O_3$/g SS에서 높은 처리효율을 보인 반면, 효소에 의한 SCOD증가는 0.03g $O_3$/g SS에서 가장 좋았다. 종합적인 오존과 효소의 전처리에 의한 SCOD증가는 ().03 g $O_3$/g SS일 때 가장 좋았다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권4호
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• pp.299-307
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• 2019

The purpose of this study was to investigate the effect of low temperature thermal pre-treatment on biodegradation of waste activated sludge for anaerobic digestion as a countermeasure for increasing sludge generation. The experimental condition was accomplished in 2 %, 4 %, and 6 % TS concentration, and $70^{\circ}C$, $80^{\circ}C$, $90^{\circ}C$ of temperature for a maximum of 120 minutes retention time. Then, it was followed by analysis of physical/chemical properties, BMP test and composition of biogas. The biogas characteristic was evaluated by applying the modified Gomperz model. As a result, solubility of dissolved substrate, such as $SCOD_{Cr}$, soluble carbohydrate, and soluble protein, and biogas production increased as temperature increased. Solubilization efficiency at $90^{\circ}C$ was 18.4 %, 17.03 % and 16.88% in 2 %, 4 %, and 6 % TS concentration respectively. Also, solubilization rates of carbohydrate and protein similarly increased. BMP test results also showed that methane production in excess sludge increased to 0.194, 0.187 and $0.182m^3/kg$ VS. respectively, and lag phase decreased to 0.145, 0.220, 0.351 day due to acceleration of the hydrolysis step. Consequently, low-temperature thermal pre-treatment could increase biodegradability of sludge, positively affecting biogas production and sludge reduction.

• 한국물환경학회지
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• 제35권4호
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• pp.362-369
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• 2019

In this study, biodegradation efficiency improvement of mixed sludge for the anaerobic digestion process in wastewater treatment plant was investigated. In order to release the organic material contained in the sludge cell and promote the hydrolysis step, mixed sludge of 7% TS (Total Solids) was physically shear-treated at a shear strength of 1,000 ~ 4,000 rpm and a maximum of 120 mins. As a result of the comparison between mixed sludge before and after the treatment, the concentration of $SCOD_{Cr}$(Soluble Chemical Oxygen Demand-chromium method) was increased through the conversion of granular organic matter into dissolved organic matter as shear strength and treatment time increases. The solubilization efficiency increased rapidly after 30 min of solubilization application time, and they were 11.23 %, 20.10 %, 22.52 % and 25.43% at 120 min for each shear strength conditions, respectively. Additionally, the BMP(Biochemical Methane Potential) test was conducted with the optimized samples to determine the increase of methane production by the shear pre-treatment. Consequently, methane production of each samples were 0.275, 0.310, 0.323 and $0.335m^3/kg\;VS_{add}$, which indicates that methane production was increased to a maximum of 21.28% compared to the control without the solubilization process ($0.262m^3/kg\;VS_{add}$). As a result, the physical shear-treatment is a promising process for sewage sludge pre-treatment to reduce the organic waste and increase the energy production.

• 유기물자원화
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• 제11권3호
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• pp.75-86
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• 2003

최근에는 차집관거의 확충, 생활하수의 유입량 증가 및 인근 신규 APT의 분뇨 직유입으로 인해 유입 총고형 물량이 증가됨에 따라 기존 소화조의 용량이 부족할 것으로 예상되고 있다. 본 연구는 기존 소화조 용량부족에 따른 효율감소에 대응하기 위해 미생물제재로써 Bio-dh를 이용하여 소화조내 소화효율 증가(유기물 분해속도 증가)에 따른 최종슬러지 발생량을 감소시키고 가스발생량을 증가시키는데 그 목적이 있다. 실제 하수슬러지를 처리하고 있는 소화조 장치와 동일한 2단혐기성소화조 형태로 설치하였으며, 용량이 $1.3m^3$인 혼합조에 하수슬러지와 미생물제재인 Bio-dh를 주입하였다. 소화방식은 중온성 2단혐기성소화조로서 $35{\pm}1^{\circ}C$를 유지하였고, 1단소화조는 반응조내 미생물과 기질의 원활한 혼합을 위하여 교반기를 부착하였으며, 교반기는 120rpm으로 운전하여 반응조내 완전혼합이 이루어지도록 운전하였다. 2단소화조에서는 소화슬러지와 상등수가 분리되도록 교반을 수행하지 않았다. 소화가스량 측정을 위하여 각 소화조 상부에 가스메타를 설치하였으며, 가스분석을 위하여 상부에 가스포집구를 설치하였다. 교반기 축사이로 발생할 수 있는 발생가스의 누출과 공기의 유입을 막기 위해 water sealing 장치를 교반기 축에 부착시켰다. 실험결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 미생물제재를 투입하지 않은 경우 소화효율은 평균 48.6%(46.0~50.9%)로 나타난 반면, 미생물제재인 Bio-dh를 투입한 경우 소화효율은 평균 54.2%(52.8~57.3%)로 나타나 미생물제재를 투입한 경우가 미생물제재를 투입하지 않은 경우보다 소화효율이 약 1.12배 정도 높은 것으로 나타났다. 2. 2차소화조 월류수의 수질은 미생물제재 미투입시 $COD_{Mn}$은 평균 1,639mg/L, SS는 평균 4,888mg/L로 나타난 반면, 미생물제재(Bio-dh) 투입시 $COD_{Mn}$은 평균 859mg/L, SS는 평균 2,405mg/L로 나타나 미생물제재 투입시 $COD_{Mn}$은 약 47.6%, SS는 약 50.8% 정도 더 낮게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.5-12
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• 2014

슬러지의 안정화, 휘발성 고형물 감소, 바이오가스 생산을 위해 혐기성 소화공정이 슬러지의 처리 방안으로 연구됐다. 본 연구에서는 하 폐수 슬러지(MWS, IWS), 혼합슬러지(Mix), 탈수슬러지(MWSC)를 대상으로 바이오가스 생산 가능성을 살펴보기 위해 Total solids, Volatile solids, 원소분석, BMP 실험을 하였다. Total solids 함량은 11.2~20.6 %의 값을 가지며 Volatile solids의 함량은 TS의 62.1~83.1 %의 값을 가지고 있다. C/N비는 4.96~8.33의 값을 나타났다. BMP test를 한 결과 혼합슬러지의 경우 약 20일, 하 폐수 슬러지의 경우 약 16~17일에 메탄발생이 종료되었다. 탈수케이크는 약 10일까지 메탄이 발생하였으며 가장 빨리 메탄발생이 종료되었다. 누적 메탄발생량의 경우 혼합슬러지가 395.50 mL $CH_4/g$ VS으로 가장 높은 누적 메탄 발생량을 가진다. 누적 이산화탄소 발생량은 탈수케이크를 제외하고 비슷한 값을 보이고 있다.

• 유기물자원화
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• 제9권1호
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• pp.79-89
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• 2001

본 연구에서는 유기성 폐기물의 분해시 발생되는 열을 재활용하고, 혐기성 소화액의 퇴비화를 위한 혐기성 소화 - 고온 호기법(Anaerobic Digestion-Thermophilic oxic process, ADTOP)을 고안하고, 유기물 분해와 수분의 증발 그리고 생성열의 적용성을 검토하였다. 유기성 폐기물인 중화요리 잔반은 TOP에 의해 완전처리가 가능하며, 최대 용적부하는 $55kg/m^3{\cdot}d$, 투입된 수분은 거의 완전히 증발되었으며 탄소수지에 의한 탄소성 유기물의 이산화탄소 전환율은 90.5%이었다. 고온 혐기성 소화를 위한 적정온도(약$55^{\circ}C$)를 유지하기 위한 최소용적부하는 $45.0kg/m^3{\cdot}d$이었다. 혐기성 소화조의 온도는 수리학적 체류시간이 짧아짐에 따라 지수적 온도강하를 나타내었으며 고온 혐기성소화를 위한 최소 HRT는 약 10일 정도로 판단된다. 따라서 고온 호기법을 이용한 유기성폐기물의 처리시 발생되는 열에너지는 혐기성 소화와 같은 체류시간이 비교적 긴 공정에서 효과적일 것으로 판단된다. 혐기조의 유기물 부하 $1.1kg-COD/m^3{\cdot}d$, 고온 호기조 유기물의 투입량 $50kg/m^3$, 공기 유입량 $250{\ell}/m^3{\cdot}min$의 조건에서 혐기성 소화효율은 90% 이상으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.194-201
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• 2012

본 연구에서는 소화가스 효율 향상을 위한 전처리로 전기분해를 이용한 하수슬러지 가용화 연구를 수행하였다. 전기분해 처리시간과 전류밀도가 증가함에 따라 SCOD 농도가 증가하였고, 처리시간 60분에 SCOD, TN, TP가 각각 7.4배, 1.9배, 1.3배로 가장 높은 증가율을 보였다. 하수슬러지 초기 pH별 전기분해 처리효과는 강산성, 강알칼리성에서 가용화율이 높았고, 특히 pH 12에서 32.9%의 높은 가용화율을 보였다. 이상의 결과는 전기분해에 의한 직 간접산화작용으로 인해 슬러지의 플록, EPS 구조가 파괴되어 미생물이 이용가능한 유기물들이 증가되었음을 의미한다.