• 자원리싸이클링
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• 제27권5호
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• pp.61-68
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• 2018

알루미늄 드로스는 알루미늄 용해 공정에서 용탕 표면에 발생하는 산화물 덩어리로서, Salt 유무에 따라 화이트드로스와 블랙드로스로 구분된다. 화이트드로스의 경우 금속 함량이 높아 용해 공정으로 재활용 되지만, 블랙드로스는 금속 함량이 낮고 성분 분리가 어려워 대부분 매립 처리되며, 물과 반응하면 가스와 발열 반응이 일어나 토양오염의 원인으로 작용한다. 하지만 블랙드로스에는 NaCl과 KCl과 같은 Salt 성분과, $Al_2O_3$, MgO와 같은 무기소재가 포함되어 있어 이러한 유가자원을 회수하고 소재화하는 기술 연구가 필요하다. 본 연구에서는 알루미늄 블랙드로스를 재활용하기 위한 공정을 제시하였다. 파쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 거치는 공정을 통하여 블랙드로스에 존재하는 무기물과 용해성 물질을 분리하였다. 물과 블랙드로스 함량을 제어하여 조건에 따라 분리물의 회수율을 최적화하였으며, 블랙드로스:물 비율이 1:9 일 때 91 wt.%의 Salt flux 회수율을 보임을 확인하였다. 추가적으로, 회수된 무기물을 이용한 제올라이트의 합성을 통하여 블랙드로스의 소재화 가능성을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.327-327
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• 2021

하수재이용에서 전처리 막여과 공정은 완벽한 고액분리로 인해 후단 역삼투막 손상을 줄일 수 있는 공정으로 각광을 받고 있다. 일반적으로 막여과 공정은 여과->물리세정->충진->여과 와 같은 제막사에서 제공하는 운전 사이클에 맞춰 적용하고 있으며 유지세정 역시 1회/일 또는 1회/주 단위로 정해진 범위에서 수행되고 있다. 이러한 운전 방식은 시시각각 변화하는 막 유입수질에 적절하게 대응하지 못해 장기적으로 막오염 발생에 따른 생산수량 감소는 물론 막오염 제거를 위한 화학세정 주기가 짧아져 전체적인 생산수량이 감소하는 원인이 되고 있다. Raffine(2012)에 따르면 가역적 막오염의 경우 Flux 증가에 큰 영향이 없으나 비가역적 막오염은 Flux 증가에 따라 급격히 증가한다고 보고하고 있으며 이는 제한된 분리막 면적당 처리수 생산량을 증가시키기 위해 비가역적 막오염의 발생량을 줄이는 것이 필요하며 이를 위해 주기적인 강화역세(Chemical Enhanced Backwashing, CEB)가 도입되고 효율적인 유지세정 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 당사에서는 일산에 있는 I 수질복원센터내에 25 m³/일 규모의 막여과 하수재이용 파일롯 플랜트를 설치하고 막여과 하수재이용 공정의 운영 효율을 높이기 위하여 W사에서 개발한 IntelliFluxControl(IFCr) 소프트웨어를 이용하여 하수재이용 막여과 성능을 확인 하였다. IFCr은 실시간으로 변화하는 수질에 따른 막오염 정도에 따라 역세 강도 및 빈도와 CEB 적용 정도를 변화시켜 분리막 운전의 효율을 높일 수 있는 운영 소프트웨어이다. I 수질복원센터의 하수 방류수를 막여과 유입수로 적용하여 40 LMH를 기준으로 IFCr을 적용하지 않은 경우 23.7일 운전 가능하였으나 IFCr을 적용한 경우 50일 연속 운전이 가능하였다. 또한 역세척수를 운전 기간 동안 약 50 m³을 사용한 반면 IFCr을 적용한 경우 이에 절반 수준인 24.1 m³ 만 사용하여 회수율이 91%에서 95%로 증가한 것을 확인 할 수 있었다. 본 연구의 결과는 기존의 제막사에서 제시하는 막 공정 운영방법을 탈피하여 분리막이 갖고 있는 성능을 최대한 끌어 올릴 수 있는 연구 결과라고 판단되며 향후 스케일 업 연구를 통해 실제 플랜트에 적용 가능성이 확인 될 경우 시설의 설치 막모듈 개수와 유지관리비를 동시에 절감할 수 있는 기술이 될 수 있을 것이다

• 유기물자원화
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• 제25권1호
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• pp.93-101
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• 2017

본 연구에서는 고농도 유기성 폐수인 분뇨 처리를 위한 MBR 공정에 마이크로버블을 적용하여 처리효율을 검토하고, 안정적 운영의 가능성을 평가하고자 하였다. 연구결과, 마이크로버블을 분리막이 침지되어 있는 호기조에 직접 공급하였을 때에는 과도하게 스컴이 발생하여 처리공정의 안정적 운영이 불가능하였다. 생물반응조 전단에 마이크로버블을 공급하는 전처리조를 설치하여 고액분리와 유기물 산화를 실시한 다음 MBR 공정으로 처리한 결과 전처리조에서의 SS 제거율은 2kg, 4kg, 6kg, 그리고 $8kg\;COD_{Cr}/m^3{\cdot}day$의 유기물 부하에서 각각 평균 74.3%, 82.8%, 75.0%, 52.1%를 나타내었으며, 전체 처리공정 처리수의 SS 제거율은 평균 99.4% 이상이었다. 또한 최종처리수의 $TCOD_{Cr}$ 제거율은 평균 94.0% 이상이었으며, $SCOD_{Cr}$ 제거율은 평균 74.1% 이상이었다. 한편, 마이크로버블을 호기조에 직접 공급할 경우 마이크로버블과 오염물질들이 함께 분리막에 부착되어 fouling 현상이 가속되는 현상을 확인할 수 있었다. 따라서, 분뇨와 같은 고농도 유기성 폐수 처리공정에는 SS 제거와 유기물 산화를 목적으로 생물반응조 전단에 마이크로버블을 적용함으로써 안정적인 처리가 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.21-29
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• 1985

활성(活性)슬러지가 팽화(膨化)를 하였거나 환기조내(環氣槽內)의 MLSS 농도(濃度)가 높은 경우, 종래(從來)의 중력침전법(重力沈澱法)으로는 슬러지의 분리(分離)가 어렵다. 이 문제(問題)의 해결책으로 가압부상법(加壓浮上法)을 이용(利用)하는 방법(方法) 연구(硏究)하였다. 가압부상법(加壓浮上法)의 효과(效果)에 영향(影響) 주는 인자중(因子中) 중요(重要)하다고 생각되는 환기조내(環氣槽內)의 MLSS 온도(溫度), 슬러지의 성상( 性狀), 가압수량비(加壓水量比), 압력(壓力)의 변화(變化)에 따른 가압부상법(加壓浮上法)의 효율(效率)에 관하여 회분식(回分式) 실험(實險)과 연속식(連續式) 실허(實驗)을 실시하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 활성(活性)슬러지가 혼합액(混合液)의 분리(分離)가 종래(從來)의 중력침전법(重力沈澱法)으로는 어려운 경우에도 가압부상법(加壓浮上法)은 매우 좋은 효과(效果)를 나타낸다. 가압부상법(加壓浮上法)에는 한계(限界) 가압수량비(加壓水量比)가 존재(存在)하며 이 한계치(限界値)는 압력(壓力)에 따라 변화(變化)한다. 압력(壓力)은 단지 가압수량비(加壓水量比)에만 영향(影響)을 미치고 그 외(外)의 가압부상(加壓浮上) 효율(效率)에는 거의 영향(影響)이 없다. 연속식(連續式) 실험(實驗)이 회분식(回分式) 실험(實驗)보다 다소 효율(效率)이 떨어진다.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.357-362
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• 2016

생물학적 처리공정의 이차침전지의 고액분리 효율 증대는 전체 시스템 운전의 효율를 증대시키는 것으로 알려져 있다. 하수처리장 방류수 SS는 대부분 유기물질로 구성되어 있어 이차침전지 방류수에서 SS성분을 낮추기 위해서는 이 성분을 구성하는 미세 SS성분을 자체 응집(self flocculation)을 통해서 그 크기와 무게를 증대시켜 이들의 침전을 통해서 제거할 수 있다, 이에 이차침전지내에 이중정류벽 설치를 통한 이차침전지 유출수 부유물질 (SS) 농도 감소를 확인하였고, 유입수의 일간 변화에 의해 하수가 급격히 증가할 경우 유량변동에 따른 충격부하에 의한 유출 부유물질이 안정적으로 처리되는 것을 확인하였다. 따라서 장방향 이차침전지 부유물질 저감을 위해 자체응집을 시킬 수 있는 시설물의 설치가 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.234-238
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• 2008

활성슬러지 공정에 막을 침지한 MBR(Membrane Bioreactor)공정에서 고가의 막을 대체하여 부직포 같은 섬유 여과막을 이용한 연구가 수행되었다. 부직포는 저렴한 가격, 저압에서 높은 투과유속의 확보 등 막을 대체할 수 있는 대안으로서 가치가 높다. 그러나 부직포 여과막 모듈은 막에 비하여 비표면적이 현저하게 작기 때문에 이를 증가시키는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 활성슬러지 공정에 부직포 여과 관형 막모듈을 침지하여 설치형태와 관직경에 따라 여과압력에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 관형 필터의 직경이 같을 때, 반응조내 필터 모듈의 설치형태가 여과압력 변화에 미치는 영향은 없었다. 그러나 필터의 관 직경이 작을수록 여과압력의 상승이 빠르게 나타났고 이는 관내 수리학적 손실에 기인된 것으로 해석되었다. 따라서 관형 부직포 여과막은 관경 10 mm 이상에서 비표면적을 고려하여 설계하고, 반응조내 수직형으로 설치함이 적정한 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제20권2호
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• pp.20-23
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• 2012

본 연구는 유기성폐기물을 처리하고 그것을 이용하여 고체연료 또는 퇴비를 생산하는 종합시스템에 관한 것이다. 유기성폐기물은 90% 전후의 높은 함수율을 나타내고 있기 때문에 처리에 중점을 두어야 할 부분이 수분 처리 방법이다. 따라서 기존의 처리방법으로는 고액분리하여 처리 후 하천에 방류하는 시스템에 의해 처리되고 있다. 하지만 본 연구에서는 기술개발의 차별화 및 선행기술의 회피 전략을 위해, 유기성폐기물의 수분을 건조시키는 방법으로 미생물이 유기성폐기물의 유기물을 분해하여 발생 되는 $80^{\circ}C$ 이상의 열에너지에 의해 수분을 제거하는 발열반응을 적용하여 수분을 제거하는 무방류시스 템이다. 뿐만 아니라 고체연료의 발열량을 높이기 위해서 무연탄, 코크스, 기름 등의 열량보조제를 첨 가하는 대신에 유기성폐기물을 첨가 한 후 적당한 발열반응 및 건조시켜 고체연료를 제조하는 방법으 로 4,000kcal/kg 이상의 높은 발열량을 얻을 수 있으며 불완전연소 등에 의한 2차 오염을 방지할 수 있는 기술이다. 따라서 친환경 미생물 발열반응에 의해 유기성폐기물을 저렴한 비용으로 액상 및 고상 을 동시에 처리 할 수 있으며, 고체연료를 제조할 수 있는 새로운 신기술이다.

• 한국습지학회지
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• 제14권4호
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• pp.629-635
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• 2012

본 연구는 부영양화 호소의 개선을 위하여 분말활성탄 공정을 적용하고 호소수 내의 용존 유기물과 인의 제거특성을 파악하고자 수행되었다. 용존 유기물의 제거특성은 부유물질의 제거특성과 다르며 응집제 주입량과 pH에 영향을 받음을 확인하였다. 용존 유기물은 분말활성탄에 의해 흡착으로 제거되며 응집과정에서 용존 유기물의 제거효율을 증가시킬 수 있었다. 응집침전공정의 인 제거 과정과 같은 화학침전과정에서 형성되는 용존성 착화합물과 콜로이드성 물질은 인의 제거효율을 저하시키는 요인이다. 분말활성탄의 주입으로 콜로이드성 물질과 용존성 착화합물을 흡착함으로써 인의 제거효율을 증가시킬 수 있었다. 또한 분말활성탄은 응집과정의 floc의 밀도를 증가시켜 침전속도를 높이고 고액분리 효율을 높일 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.407-414
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• 2013

가축분뇨 공공처리시설 및 개별농가에서도 적용이 가능하도록 경제적이고 운영이 비교적 쉽고 간단하며 부지가 적게 소요되는 컴팩트한 처리시설을 개발하기 위하여 안성에 있는 M농가에 실규모의 처리시설(100톤/일)을 설치하고 공공처리시설 방류수 수질기준까지 처리할 수 있도록 운영하였다. 벨트프레스 탈수기를 통해 고액분리된 액상 가축분뇨는 MBR/NF/RO를 통해 처리되고 NF/RO농축수 및 가축분뇨처리 슬러지는 혼합한 뒤 탈질을 거쳐 응집가압부상을 통해 처리된다. MBR/NF/RO처리수와 가압부상조 유출수를 혼합 방류하면 공공처리장 수질기준 BOD 30 mg/L, T-N 60 mg/L, T-P 8 mg/L 이하가 달성된다. 가압부상 농축 슬러지는 벨트프레스 탈수기로 유입되어 고상 가축분뇨와 함께 탈수되어 분리된 고형물의 수분함량은 90%로 톱밥과 혼합되어 퇴비로 활용된다.

• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.69-75
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• 2020

본 연구에서는 원형침전지의 고액분리 효율을 향상시키기 위해 응집제 없이 lab scale 침강장치에 교반속도(rpm)와 baffle 각도를 조절하여 생응집(bio-flocculation) 실험을 수행하였다. 피드 웰(feed wall)부분을 개량하여 baffle를 설치하고 각도(10°)를 고정한 후 각각의 교반속도(0.0rpm, 0.6rpm, 1.2rpm) 변화에 따른 실험 결과 교반속도 0.6ppm에서, 농축효율이 2.0%, 유출수(SS 농도) 제거효율은 7.8% 상승되는 것으로 분석되어 교반속도에 따른 슬러지의 생응집 효율 향상을 확인할 수 있었다. 또한, 침강장치 baffle의 각도를 변화시켜 슬러지 침강특성 영향을 분석한 결과 baffle 각도 20°에서 슬러지 계면층의 압축이 매우 높게 나타났다. 본 연구결과는 원형침전지의 침전 효율향상을 위한 기초 인자로 활용이 기대된다.