An effective technique of sludge separation is required for excess sludge of sewage or wastewater plant. The separation of bulking sludge of paper manufacturing plant was studied using DAF(Dissolved Air Flotation) system. The effects of parameters such as nozzle type, A/S(air/solid) ratio. pressure, injection time of pressured water and saturation time were examined. The results showed that the best nozzle type was flat which had small orifice hole, The optimum A/S ratio and pressure were $7.070\times10^{-3}$(recycle ratio of pressured water $20\%$) and 5atm, respectively. Injection times of pressurized water around 20-25 sesc and flotation time of 30 min appeared to be optimal for the DAF operation. The order of performance of packing was 18 mm > 22 mm > 32 mm.
Life cycle assessment (LCA) on total sewage sludge treatment system from thickening to incineration and melting was performed for estimating global environmental impact as $CO_2$. In general, the life cycles of actual treatment facilities consist of construction, operation and dismantlement. In this study, the amount of $CO_2$ produced from both whole and each life cycle step of currently used unit sludge treatment processes were calculated by inventory analysis. In addition, in the all processes investigated in this study, individual $CO_2$ production unit (CPU), i.e. total produced $CO_2$ by treating a unit weight of sludge was also calculated. By using the CPU matrix of the unit processes, it was possible to simulate the $CO_2$ production for any type of complex-system as well as to trace a dominant cause of $CO_2$ production in each process. Four selected alternatives examined here, each involve the same disposal way but differ substantially in the $CO_2$ exhaust.
Chung, Chong Min;Kim, Yun Jung;Cho, Kang Woo;Lee, Sang Hyup;Hong, Seok Won;Chung, Tai Hak
Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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v.22
no.5
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pp.551-559
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2008
An experimental study was carried out to evaluate the potential of flotation process for the secondary clarifier of an activated sludge process. Flotation techniques, applied in this study, include electrofloation (EF) which generated fine bubbles smaller than $35{\mu}m$ in average and diffuser flotation (DF) which generated fine bubbles smaller than $55{\mu}m$ in average. The batch experiments were done with activated sludge displaying various characteristics. It was shown that the efficiency of solids/liquid separation was reduced as the diluted sludge volume index ($DSVI_{30}$) of activated sludge increased. The dependency, however, gradually decreased as the gas to solids (G/S) ratio increased. Thickening efficiency of EF was more than 2~10 times and DF process was more than 1.5~5 times as compared with gravity sedimentation (GS). Stable sludge blanket was maintained regardless of sludge settleability when the G/S ratio was 0.019 in the EF. On the other hand, Serious deterioration in the sludge blanket was observed in the DF depends on G/S ratio and sludge settleability. And For EF and DF, the suspended solids concentration of effluent was not nearly influenced on settleability of activated sludge and more clear than GS. A biological nutrient removal (BNR) process, combined with EF as a secondary clarifier was operated for three months. The mean MLSS (mixed liquid suspended solids) concentration in the reactor and mean solids concentration of return sludge were estimated to be 5,340 mg/L and 16,770 mg/L, respectively. The water quality of effluent was considerably stable and low value was accomplished, that was, standard suspended solids concentration $0.07{\pm}0.51mg/L$ and standard turbidity $1.44{\pm}0.56NTU$. The EF could be applicable for enhancement of efficiency of activated sludge system as well as improvement of the water quality of effluent.
Kang, Hee-Seok;Park, Ki-Tae;Park, Jung-Woo;Kim, Hyung Soo
Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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v.29
no.2
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pp.203-209
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2015
The purpose of this study is to estimate the applicability of a stable anaerobic digester using a separator membrane to the preprocessing thickening process. The results of the experiments showed about a 47.16% weight loss rate for the sludge under anaerobic condition, and about 41.17% under intermittent aeration condition. The concentrations of rejection water were $SCOD_{Cr}$ 25 mg/L, T-N 16.6 mg/L, and T-P 1.4 mg/L on the average under the intermittent aeration condition, which were lower than the concentrations of rejection water under an anaerobic condition. As for the factors affecting the reduction of the flux, correlation analyses of TTF, MLSS, $SCOD_{Cr}$, and $EPS_{Protein}$, $EPS_{Polysacchride}$ resulted in -0.97, -0.95, -0.84 and -0.86, -0.95, respectively, which showed that TTF had the highest correlation to the reduction of the flux. In addition, it was concluded that MLSS, $SCOD_{Cr}$ and $EPS_{Protein}$, $EPS_{Polysacchride}$ also have close correlations. The results are considered to show that, in the case of the process using a tubular membrane in the preprocessing process of an anaerobic digester, an intermittent aeration condition of the thickener considering the contamination of the membrane and load of rejection water is appropriate for the stable preprocessing process.
Kim, Daeyoung;Kim, Heejun;Park, Kiyoung;Choi, Younggyun;Chung, Taihak
Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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v.17
no.4
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pp.550-558
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2003
Digestion of primary sludge was conducted to evaluate the effects of reactor configuration using UAD, CUAD, TPAD, and semi-continuos CSTR. Highest VSS reduction and gas production were obtained in CUAD at all HRT. More efficient digestion was accomplished in upflow digesters compared to TPAD and CSTR. Higher thickening of solids in reactor and longer solids retention were main reasons for the enhanced digestion in CUAD and UAD. Performance based on the SRT of CUAD was nearly identical to that of UAD. However, those of TPAD and CSTR were lower than that of CUAD. Particulate and soluble organics in upflow reactors were well adsorbed due to secreted extracellular polymeric substances from the sludge granules. These might result in close proximity of microorganisms and substrates and enhanced hydrolysis. Additionally, diverse anaerobic microorganisms and neutral pH in upflow reactor could induce more activity of hydrolytic enzymes and sludge granules might offer lower thermodynamic energy state. While, excessive mixing in CSTR could break conglomerates of enzymes and substrates into fine particles, which resulted in lowered hydrolysis. Low pH level in acid fermenter of TPAD lowered hydrolysis of the particulate substrates.
It is necessary to investigate methods for improvement by diagnosing sludge settling characteristics on inflow of slurry to thickener. The results of the settling tests are correlated to determine zone settling velocities at the various sludge solids concentrations. Conditioning of WTP residuals is generally done by either chemical or physical treatment. The settling test was conducted with 1m columns dosing polymer to WTP residuals at various solids concentration. The estimated results for dosing to WTP residuals for a sludge of 2,100 ~ 16,012 mg/L solids concentration were the zone settling velocities of 48.38 ~ 6.8 m/day, supernatant solid concentration of 3.2 ~ 19 mg/L and solid flux of $101.6{\sim}317.61kg/m^3{\cdot}day$. The values for non-polymer treatment were the zone settling velocities of 28.37 ~ 0.12 m/day, supernatent solid concentration of 8.5 ~ 108 mg/L and solid flux of $59.58{\sim}1.92kg/m^2{\cdot}day$. The limiting solid flux value by Yoshioka methods was $4.0kg\;TS/m^3{\cdot}day$ for Non-polymer and $228.0kg\;TS/m^3{\cdot}day$ for dosing polymer. These results are to indicate a possibility of improvement on the thickening characteristics and the quality of supernatant as increasing the settling velocities by dosing polymer to WTP residuals.
In the secondary settling tanks, three different types of settling phenomena occurs; i.e., zone settling for sludge thickening in the bottom part of settling tank, and discrete and flocculent settling for clarification in the upper part. In this paper, morphological parameters of the floc in sludge blanket layers along the length of a long rectangular tank were investigated. The plant used for this study had a serious bulking problem caused by Microthrix parvicella. Floc size decreased as the surface area of settling tank increases, which indicates that in the secondary settling tank where zone settling believed to be predominant, free or flocculent type of settling contributes to floc size distributions. Large floc particles deposit in the front zone of settling tank, but small and loose flocs mostly in the zone near its outlet. On the other hand, filament length contained in one gram of sludge blanket solid increases along the flow direction. Large flocs with less filaments settle faster, but small flocs having more filaments result in poor settling. These results support function of microorganism selection occurring in secondary settling tank. In addition, designing a long rectangluar settling tank with double hoppers might be one of the ways of bulking control, but this idea has to be verified with a further study.
In the present paper, batch and semi-continuous settling characteristics of a binary calcium carbonate-water system were investigated. Using experimental data of batch settling characteristics, a graphical analysis for a semi-continuous thickening column was developed and compared with experimental results on the basis of Kynch theory, only where the feed velocity line was within the limits of Kynch theorem III. The analysis showed good agreement with experiments. Quite erroneous results, however, was observed for the analysis of a sludge region on the underloaded operation, which was considered due to the deviation from the limits of theory.
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.
Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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v.11
no.1
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pp.84-89
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2003
The purpose of this study was to evaluate and improve the pre-treatment facility for foodwaste and sewage sludge mixture treatment. The process of foodwaste pre-treatment consists of storage, classification with crushing, and thickening. The effluent of sewage treatment facility was used as the diluting and washing water. The panicle size of foodwaste after pre-treatment was almost under 2mm, the mixture of foodwastes and sewage sludge showed an advantage to the anaerobic digestion. The amount of gas production increased from 0.8ton/day ($CH_4$ : 0.5ton/day) to 3.5ton/day ($CH_4$ : 2.3ton/day) after the anaerobic digestion of the foodwastes and sewage sludge mixture. The amount of sludge cake increased from 11.2ton/day to 21.2ton/day. Therefore, the proper operation of the foodwaste pre-treatment facility was contributed to the efficient anaerobic digestion of foodwaste and sewage sludge mixture treatment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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