• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.4019-4023
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• 2014

이 연구에서는 하수 처리 시 발생하는 잉여슬러지의 탈수성을 증대시켜 탈수 후 최종슬러지 케이크를 감소시키기 위해 초음파 적용 가능성을 검토하였다. 이번 연구에서 사용된 슬러지는 하수처리장에서 직접 채취한 탈수 전 잉여슬러지이며 여기에 초음파 조사시간과 조사강도를 달리 가하여 탈수성 변형특성을 고찰하였다. 실내외 실험을 동시에 수행하였으며 각각 용량이 다른 세 개(7리터, 1톤, 7톤)의 처리조를 제작 활용하였다. 초음파 처리 시간과 처리강도에 따라 탈수성 및 감량화 판단 인자로 사용되는 CST와 점도의 변화를 측정하였다. 연구결과 초음파 조사시간이 길어질수록 원 시료의 CST가 증가하는 경향을 보였으나 조사한 슬러지에 응집제를 첨가할 경우 도리어 초음파 강도와 조사시간에 따른 CST가 아주 낮게 최고점의 20%까지 측정되었다. 초음파에 의한 점도 변화는 최고점의 40%까지 감소하였다. 또한 원심력에 따른 슬러지의 침하를 분석하였는데 초음파를 가하고 응집제를 첨가한 슬러지의 초기 침하속도가 더 빠르며, 최종침하량에도 더 빨리 도달한 것으로 나타났다. 연구결과 초음파 조사시간과 초음파 강도가 탈수성에 큰 영향을 주는 것으로 나타났으며 연구결과를 현장에 도입할 경우 잉여슬러지의 탈수능 향상과 최종 탈수케이크 감량화에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 가능성 평가를 위하여 대형 처리조를 처리장에 설치 운영하여 탈수케이크의 CST 및 함수율 변화를 고찰하였으며 실험실과 유사한 결과(최고 50% 감소)를 도출하였다.

• 유기물자원화
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• 제9권3호
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• pp.104-110
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• 2001

본 연구에서는 음식물 쓰레기의 혐기성 소화 슬러지의 탈수 효율을 증대시키기 위하여 응집제 및 응집보조제의 선정 및 탈수 특성을 규명하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 혐기성 슬러지는 음식물 쓰레기를 $55^{\circ}C$에서 15일간 소화시켜 얻었으며 이 때의 평균 가스 발생량 및 메탄 함량은 각각 $1.1m^3/kg$ VS 및 63%였으며 소화액의 성상은 각각 pH 7.8, 총고형물 1.5%, CODcr 18,500mg/L이었다. 또한, TKN과 TP는 각각 2,800mg/L과 582mg/L이었으며 암모늄 이온과 인산이온은 2,077mg/L과 415mg/L이었다. 이러한 혐기성 소화액에 각종 응집제를 투입하여 응집 실험 결과, $FeCl_3$와 강양이온계 고분자 응집제만이 응집 효과가 있었으며 $FeCl_3$와 강양이온계 고분자 응집자의 적정 투입 농도는 각각 500mg/L과 50 - 100mg/L였다. 또한, $FeCl_3$ 500mg/L을 첨가하여 1차 얻은 혐기성 슬러지에 고분자 응집제의 농도를 달리하면서 CST(Capillary Suction Time)를 측정한 결과, 강양이온계 고분자 응집제 80mg/L을 혼합하였을 때 최적의 탈수 조건이 형성됨을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.63-70
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• 2014

본 연구에서는 강우가 석산개발 주변에 위치한 하천의 오염도에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 강우량과 중금속 오염도의 관계 및 강우량과 수질 오염도의 관계를 분석하였다. 석산개발 부지 인근의 하천에 대한 중금속 오염도 조사 결과, 매립부지에 사용된 전석, 잔사 및 석분이 직접적인 오염원으로 작용한 것으로 분석되었다. 또한 강우량 증가에 따른 하천 내 유수량이 중금속 오염도에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 수질오염도는 우기철에서 건기철로 변화되는 시기에 증가하였으며, 강우량이 증가하면서 과거 석산개발 부지로부터 많은 부유물질이 배출된 후, 강우가 감소함에 따라 하천에 저류되어 오염도가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 S하천에서 지속적인 중금속 오염 및 수질오염이 발생하고 있는 원인으로는 과거 석산개발 완료 후, 매립층에 사용된 재료 및 석산개발 부지에서 오염원이 강우에 의해 배출되는 것으로 판단되었다.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.15-20
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• 2012

유기성폐기물의 처리 방식은 친환경적이고 지속가능한 에너지 회수 및 슬러지 발생량의 저감이 가능한 혐기성 소화를 통한 에너지화로 전환되고 있다. 본 연구에서는 PFR 흐름(Plug Flow Reactor)과 수직 다단형 구조로 고농도 고형분과 높은 유기물 부하에 견딜 수 있도록 개발된 ECOPAD(ECOdays' Plug-flow Anaerobic Digster) 혐기성 소화 공법의 음식물 폐기물과 도계폐수에 대한 적용성과 효율을 파악하였다. 적용사례별 ECOPAD의 처리효율을 분석한 결과 P시와 S시의 음식물 폐기물 처리시설의 유기물 제거효율은(VS 기준 P시 84%, S시 88%) 였으며, 이때 발생하는 바이오가스량(P시: $1.1Nm^3/kg$-VSrem, S시 $1.0Nm^3/kg$-VSrem)과 메탄가스의 함유량(P시 70%, S시 71%)은 유사하게 측정되었다. 도계 폐수 슬러지의 경우 VS당 가스발생량은 $1.6Nm^3/kg$-VSrem로 측정되었으며, 메탄 함량은69%로 측정되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.746-752
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• 2005

본 연구에서는 저임계 습식산화 조건에서 반응온도, 시간 및 압력 등 반응조건이 슬러지의 분해 및 유기산의 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 저임계 습식산화의 분해경로 및 수정된 동력학적 모델을 제안하였으며, 다양한 조건에서 수행된 실험결과와 예측치를 비교, 검토하였다. 회분식 실험결과 반응온도는 산화반응보다는 열적가수분해 반응에 직접적으로 영향을 미치며, 반응온도와 시간이 증가할수록 슬러지의 분해효율과 유기산의 생성효율이 증가하는 것으로 나타났다. 반응온도 $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $220^{\circ}C$ 및 $240^{\circ}C$, 반응시간 10 min에서 SS 농도의 제거율이 52.6%, 68.3%, 72.6% 및 74.4%로 나타나 반응 초기에 유기성 고형물(총 고형물의 약 75%)의 대부분이 액상화가 진행된 것으로 판단된다. 반응온도 $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $220^{\circ}C$ 및 $240^{\circ}C$, 반응시간 40 min에서 제거 슬러지당 생성된 유기산은 각각 93.5 mg/g SS, 116.4 mg/g SS, 113.6 mg/g SS 및 123.8 mg/g SS이며, 아세트산 생성은 24.5 mg/g SS, 65.5 mg/g SS, 88.1 mg/g SS 및 121.5 mg/g SS로 나타나 반응온도가 증가할수록 유기산의 생성율도 증가하였으며, 분해되기 쉬운 유기산이 아세트산으로 전환되는 것으로 나타났다. 제안한 수정 동력학적 모델에서 반응온도가 증가함에 따라 반응속도상수 $k_1$(고형물의 액상화), $k_2$(중간산물의 유기산 생성), $k_3$(중간산물의 최종분해) 및 $k_4$(유기산의 최종 분해) 모두 증가하였다. 이는 반응온도의 증가에 따른 유기성 고형물질의 액상화와 유기산 생성율의 증가를 의미한다. 반응속도상수($k_1{\sim}k_4$)에 대한 활성화에너지를 산정한 결과, 각각 20.7 kJ/mol, 12.3 kJ/mol, 28.4 kJ/mol 및 54.4 kJ/mol로 나타나 열적가수분해 반응 보다는 산화반응이 율속단계인 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제21권4호
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• pp.429-437
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• 2007

This study aims to develop a sulfur-using denitrification process which is possible a renovation to advanced treatment plant submerging a simple module in activated sludge aeration tank. At first, the impact factor of sulfur-using denitrification was appreciated by the batch test. Secondly, reflecting a dissolved oxygen effect of sulfur-using denitrification that was confirmed by the batch test, in a continuous nitrification/sulfur-using denitrification, high-rate nitrogen removal reaction was induced at optimum condition controlling DO concentration according to phases. Also, inside and outside of sulfur-using denitrification module was covered with microfilter and the module was considered as an alternative of clarifier. Result of batch test for sulfur-using denitrification, $NO_2{^-}N$ was lower for consumption of alkalinity and sulfur than that of $NO_3{^-}-N$. These results revealed the accordance of theoretical prediction. In continuous nitrification/sulfur-using denitrification experiment, actual wastewater was used as a influent, and influent nitrogen loading rates were increased 0.04, 0.07, 0.11, $0.14kg\;N/m^3-day$ by changing hydraulic retention times. At this time, nitrogen loading rates of packed sulfur were increased 0.23, 0.46, 0.69, $0.93kg\;N/m^3-day$. As a result, nitrification efficiency was about 100% and denitrification efficiency was 93, 81, 79, 72%. Accordingly, nitrogen removal was a high-rate. Also the module of sulfur-using denitrification covered with microfilter did not make a fouling phenomena according to increased flux. And the module was achieved effluent suspended solids of below 10 mg/L without a clarifier. In conclusion, it is possible a renovation to advanced treatment plant submerging a simple module packed sulfur in activated sludge aeration tank of traditional facilities. And the plant used the module packed sulfur is expected as a effective facilities of high-rate and the smallest.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제13권11호
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• pp.1593-1597
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• 2000

In the quiescent state, cattle-manure slurry stratifies into three discernible layers, namely a floating scum layer, a bottom sludge layer and a watery middle layer. The proportions of top (scum), middle and bottom (sludge) layers were approximately 20, 60 and 20% respectively of the volume of the whole slurry. Particulate matter from the different stratified layers was characterised for particle size distribution and cellulose, hemicellulose and lignin composition. Total solids concentrations of top, middle and bottom layers were 12.7, 2.8 and 7.4% respectively. Larger particles were found in the top layer compared with the bottom. The top layer contained the highest amounts of Neutral Detergent Fibre (NDF), Acid Detergent Fibre (ADF), cellulose and hemicellulose, but the lowest amount of Total Kjeldahl Nitrogen (TKN). The bottom layer contained the highest amounts of Acid Detergent Lignin (ADL) and TKN. With increase in particle size, there were increases in NDF, ADF, cellulose and hemicellulose, accompanied by decreases in ADL and TKN. Biochemical methane potential of the three layers was also measured. The top layer was found to produce the most methane with the middle layer producing the least. Biomethanation rate from the top layer was also the highest. Differences in biomethanation rates and biochemical methane potential were attributed to differences in chemical composition of the particulate matter. About 48%, 23% and 30% of the total chemical oxygen demand (COD) in the top, middle and bottom layers respectively of the slurry was found to be degradable.

• 유기물자원화
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• 제16권3호
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• pp.38-45
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• 2008

서울에는 아직도 생활하수와 빗물이 함께 흘러가는 합류식 하수관거가 많다. 합류식 관거 지역의 모든 건물은 화장실 세정수로부터 고체상 물질을 분리해서 저장하는 정화조가 설치되어 있다. 정화조는 연 l회이상 청소를 해야 하며 수거된 분뇨는 처리시설을 필요로 한다. 선행연구에 따르면 서울에서는 분뇨량이 꾸준히 증가하여 2020년에는 1일 3,549kL의 시설이 부족하다고 한다. 이 부족한 부분을 어떤 시설로 확보할 것인가에 도움을 주고자 본 연구는 수행되었다. 현재와 같은 하수병합방식에 의해 1일 3,549톤의 분뇨를 처리할 때는 연간 64억원의 비용이 소요되고 공공하수처리시설 방류수 수준으로 처리하면 연간 700억원으로 비용이 급격히 증가한다. 전력량소비량에서는 각각 연간 260만kWh, 8,161만kWh로 비용보다 더 큰 차이가 예성된다. 결국 하수처리시설에서의 분뇨의 병합처리는 비용적 환경적 측면에서 크게 유리한 방법이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.341-345
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• 2009

음식물쓰레기와 종이류로 구성된 유기성고형폐기물(고형물 함량 30% TS)을 대상으로 중온 건식혐기성소화를 시도하였고, 연속 운전 중 수리학적 체류 시간(HRT)을 150일, 100일, 60일, 40일로 감소시켰다. 기질의 고형물 농도를 30% TS (Total Solids)로 고정하였기 때문에 각각의 HRT에 해당하는 고형물 부하는 2.0, 3.0, 5.0, 7.5 kg TS/$m^3$/d였다. HRT를 줄임에 따라 단위용적 당 바이오가스 생산 속도는 증가하였고, HRT 40일에서 3.49${\pm}$0.31 $m^3/m^3/d$로 가장 높은 성능을 보였다. 이 때, 76%의 휘발성 고형물(VS) 분해율이 유지되었고, 0.25 $m^3$/kg $TS_{added}$의 메탄 생산 전환율을 보였으며, 이는 기질의 67.4%에 해당하는 에너지가 메탄 가스로 전환된 것을 의미한다. HRT 100일에서 0.52 $m^3$/kg $TS_{added}$로 가장 높은 바이오가스 전환율을 보였지만, 모든 HRT에서 0.45${\sim}$0.52 $m^3$/kg $TS_{added}$로 큰 차이가 나지 않았다. 고형물 함량이 높은 기질의 원활한 주입을 위해 소화조 발효액의 일부를 기질 투입구로 반송하여 기질과 혼합 후 주입하였다. 주입하고자 하는 기질의 5배에 해당하는 양의 소화조 발효액을 반송하여 혼합하였을 때, 가장 효과적인 기질 주입이 이루어졌다. 중온 건식 조건에서 서식하는 메탄 소화균의 활성도를 측정한 결과, 아세트산, 뷰틸산, 프로피온산을 이용할 경우 각각 2.66, 1.94, 1.20 mL $CH_4/g$ VS/d였다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권2호
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• pp.79-86
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• 2016

본 연구의 목적은 RO 농축수 내 TDS 제어에 따른 고농도 질산성 질소의 효율적인 생물학적 처리에 있다. 실험실 규모의 실험에서는 연속회분식 반응기를 이용하여 연구를 수행하였으며 TDS의 주입조건에 따른 비탈질율, 비산소소비율 분석을 수행하였다. 연구결과, 연속회분식 반응기를 이용한 운전에 따라 탈질 공정 내 고농도 TDS 주입에 따라 탈질 반응이 지연되어 SDNR이 감소하는 것으로 나타났으며 미생물 활성도가 또한 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 질산성 질소의 원활한 처리를 위하여 TDS 제어가 수반되어야 하며 특히, $Ca^{2+}$의 중점적인 처리가 필요할 것으로 판단된다. 또한 본 연구를 통하여 도출된 SDNR, SOUR 값은 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 RO 농축수의 생물학적 처리를 위한 공정 설계인자로 활용이 가능할 것으로 판단된다.