Advanced Treatment of Piggery Slurry Using Micro Ozone Bubble, UV, Ultra Sonic and Hydroxy Peroxide

미세기포화 오존과 자외선, 초음파, 과산화수소를 이용한 돈분뇨 슬러리 고도처리

  • Jeong, K.H. (National Institute of Animal Science, R.D.A.) ;
  • Kim, J.H. (National Institute of Animal Science, R.D.A.) ;
  • Kwag, J.H. (National Institute of Animal Science, R.D.A.) ;
  • Jeong, M.S. (National Institute of Animal Science, R.D.A.) ;
  • Lee, K.H. (Hae-sung eng. Co., Ltd.)
  • Published : 2009.12.30

Abstract

The aim of this study was to investigate the removal effects of the color, nutritive salts and other pollutants on piggery slurry by advanced oxidation process (AOP) system. The experimental AOP system was designed to treat 300 L of piggery slurry per hour. To enhance oxidizing power of the experimental APO system, a ultraviolet irradiation system and the ultrasonic system were attached to the AOP system. With 5 min ultrasonic treatment, COD, SS and T-N concentrations were changed from 210, 820, and 309 to 200, 760, and 262 mg/L, respectively. With 10 min ultrasonic treatment, SS and T-N concentrations tended to decrease but T-P concentration was not changed. With the treatment of both ozone and ultrasonic waves for 30 min, COD, SS, T-N and T-P decreased from 238, 900, 400, and 5 to 165, 540, 263, and 4 mg/L, respectively. With the treatment of both ozone and ultraviolet irradiation for 30 min, COD, SS, T-N and T-P decreased from 321, 340, 204, and 15 to 151, 140, 111, and 7 mg/L, respectively, and color was changed from 4,344 to 624.

침전 및 고액분리 후 활성오니 공정 즉 분뇨 오수의 2차 처리공정까지를 거친 돈분뇨슬러리를 대상으로 하여 미세용존 오존 및 초음파와 자외선 그리고 과산화수소 등을 조합하여 적용한 고도처리 시험결과를 요약한 주요결과는 다음과 같다. 1. 돼지분뇨 오수 시료를 대상으로 하여 오존과 UV를 적용하였을 경우 전반적으로 색도와 오염성물질의 농도가 줄어드는 경향이 있었다. 2. 미세용존 오존을 이용하여 오존농도 $52\;g/Nm^3$ 조건에서 색도농도가 각기 다른 시료를 대상으로 하여 30분간 반응시켰을 경우 색도는 각각의 처리구 공히 처리시간의 경과에 따라 감소하는 결과를 보였다. COD를 포함한 오염성 물질의 농도도 처리시간의 경과에 따라 감소하였으며 자외선과 과산화수소 등 유기물질의 분해 및 산화력을 가진 물질의 첨가는 오존처리의 효율을 높이는 역할을 하였다. 3. 오존처리에 의해 처리수 중의 대장균과 살모넬라 수가 감소하였으며 과산화수소를 첨가할 경우 그 감소효과는 더 증가하였다는 경향이 있었다. 오존과 과산화수소수를 병합처리 하였을 경우에는 $7.5{\times}10^\;CFU/mL$ 이었던 살모넬라가 처리 후 10분 만에 10 CFU/L 이하로 낮아졌으며 20분 처리 후에는 오존과 과산화수소수를 병합한 처리구에서는 검출되지 않았다. 이 결과는 과산화수소의 짝염기인 ${HO_2}^-$가 OH 라디칼의 생성을 촉진함으로써 살모넬라 등의 세균감소 효과를 높인것에 기인한 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 김윤희. 이철희, 이순화. 2007. Ozone과 UV를 이용한 Cryptosporidium의 불활성화 효과. 대한환경공학회지. 29(1):31-39.
  2. 신원대, 정유진, 성낙창. 2005. 전기장에 의해 생성된 미세기포를 이용한 페놀의 오존 산화. 대한환경공학회지. 27(12): 1292-1297.
  3. 오병수, 강민구, 오현제, 강준원. 2004. 오존의 광분해에 의한 과산화수소 생성특성 및 오존/UV 공정의 최적화에 관한 연구. 대한환경공학회지. 26(5):573-578
  4. 윤영웅, 김상렬, 김동윤. 1994. 기포탑내에서 다공분산판과 기포경이 기체 체류량에 미치는 영향. 대한환경공학회지. 16(3):365-370.
  5. 이화자, 손희종, 노재순, 이상원, 지기원, 유편종, 강임석. 2006. 오존과 과산화수소수를 이용한 이취미 물질 산화제거. 대한환경공학회지. 28(12):1323-1330.
  6. AOAC. 2007. Official Methods of Analysis. "AOAC INTERNATIONAL.
  7. APHA. 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21th Edition.
  8. Beltran, F. J., Gonzalez, M., Rivas, F. J. and Martin. M. 1994. Oxidation of mecoprop in water with ozone and ozone combined with hydrogen peroxide, Ind Eng. Chem. Res., 33, 125. https://doi.org/10.1021/ie00025a017
  9. Ledakowiez, S. and Gonera. M. 1999. Optimization of oxidants dose for combined chemical biological treatment of textile wastewater, Water Res., 33, 2511. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(98)00494-1
  10. Suh, J. H., Mohseni., 2004. A study on the relation ship between biodegradability enhancement and oxidation of 1,4-dioxine using ozone and hydrogen peroxide, Water research., 38, 2596-2604. https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.03.002