• 유기물자원화
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• 제24권2호
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• pp.41-49
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• 2016

P시에서는 음폐수 처리를 위해 병합처리시설을 설치하였으나, 음폐수 발생량 대비 처리용량이 부족한 실정이다. 또한 병합처리시설 방류수는 인근 바다로 직방류 되고 있어 환경적 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 P하수처리장을 대상으로 P시 발생 음폐수 처리 초과 분량 및 병합처리시설 방류수 연계처리 가능성을 검토하였다. 예상 가능한 4개의 시나리오를 세운 후, 각각의 최대 음폐수 및 병합처리시설 방류수 허용 투입량을 산정 하고, 투입 후 P하수처리장 유입수 성상 변화및 시나리오별 예상 처리비용을 비교 하였다. 검토된 모든 시나리오에서 환경부의 음폐수 병합처리 업무지침을 준수하면서 음폐수 및 병합처리시설 방류수 대부분을 P하수처리장에 연계 처리 가능하며 하수처리장 부하에도 큰 영향을 주지 않을 것으로 산정 되었다.

• 유기물자원화
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• 제20권1호
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• pp.61-70
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• 2012

본 연구에서는 하수슬러지, 돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액을 단독 또는 혼합 주입한 회분식 혐기성 소화를 수행하여 바이오가스 생산 및 유기물 저감 효율 비교 평가를 통해 병합소화의 타당성을 검토하였다. 타당성 검토 대상은 M시에서 발생하는 하수슬러지 178 톤/일, 돈분뇨 해양 투기량 및 축산폐수처리장 유입량 150 톤/일, 음식물쓰레기 탈리액 소각량 8톤/일이다. 유기성 폐기물 별 혐기성 소화 특성을 회분식 실험을 통해 고찰한 결과, 검토된 보조기질(돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액)이 메탄수율, 메탄 생산성, 유기물 제거 효율 측면에서 하수슬러지에 비해 우수한 성능을 나타내었다. 하수슬러지, 돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액의 병합 소화를 수행한 결과, 대상 유기성 폐기물 전량을 하수처리장 소화조로 투입하는 경우, 하수슬러지 단독 소화 대비, 5.6 배$(530\;m^{3}\;CH_{4}/d\;{\rightarrow}\;2,968\;m^{3}\;CH_{4}/d)$ 높은 메탄생산 잠재량을 보일 것으로 나타났다. 다만 소화조 유출수가 기존에 비해 1.88 배 증가하고, 유출수 내 오염물질 부하(COD, T-N, T-P)가 3.79-4.92배 증가하는 것으로 나타났다. 병합소화는 하수처리장 에너지 자립화에 큰 기여를 할 수 있으나, 적용 시 하수처리장으로의 반송 등 소화조 유출수 처리 방안의 확보 방안이 함께 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제11권1호
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• pp.84-89
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• 2003

본 연구는 음식폐기물과 하수슬러지의 병합처리를 위한 음식폐기물 전처리시설을 평가하고 그 활용방안을 모색하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서 이용한 음식폐기물 전처리시설은 저장, 선별분쇄, 농축의 순으로 구성되어 있으며, 하수처리장 방류수를 희석수로 이용하여 선별분쇄시 파쇄를 용이하게 하고 염분농도의 희석효과도 가져올 수 있었다. 파쇄된 음식폐기물의 입자는 대부분 2mm 이하로 하수슬러지와 혼합하여 혐기성소화시 효율이 높은 것으로 조사되었다. 기존 하수슬러지 처리시 발생되는 가스발생량은 0.8톤/일(메탄 0.5톤/일)로 매우 낮았으나 음식폐기물과의 병합처리후에는 3.5톤/일(메탄 2.3톤/일)의 소화가스가 발생하는 것으로 조사되었다. 탈수슬러지의 발생량 또한 기존 11.2톤/일에 비해 21.2톤/일로 증가하지만 하수슬러지에 비해 유기물 함량이 높으므로 재활용 가치가 높을 것으로 판단된다. 따라서 음식폐기물 전처리시설의 적절한 활용을 통해 기존 하수처리시설과의 연계 처리가 가능할 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.379-389
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• 2012

우리나라는 소득증가, 도시집중화, 인구증가로 인해 환경적인 문제에 대해 점점 관심이 증대되고 있으며, 이러한 다양한 환경문제 중 악취로 인한 피해는 심각한 환경문제 중 하나이다. 부산시 수영하수처리장 내 음식물처리장은 음식물과 하수를 병합처리하는 시설로 주거지역 인근에 위치해 있어 많은 민원이 제기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 악취물질분석과 기여도를 악취지수(odor quotient, OQ)와 총악취지수(sum of odor quotient, SOQ)를 평가하여 분석하였으며, 또한 후처리시설인 바이오필터의 효율을 평가하였다. 공기희석관능법에 의한 복합악취 측정결과, 7월과 8월에 분쇄기, 투입호퍼, 침출수 순으로 복합악취가 높은 것으로 나타났다. 기기분석법을 이용해 분석한 결과, 황화수소, 암모니아, 메틸메르캅탄, 아세트알데히드에 의한 영향이 가장 큰 것으로 나타났고, 메틸메르캅탄의 경우, 최소감지농도를 3,571배 이상 초과한 것으로 나타났다. 또한 악취기여도평가에서 메틸메르캅탄(49.95~59.08%), 황화수소(20.43~29.27%), 트리메틸아민(8.82~13.42%), 아세트알데히드(9.17~11.35%)순으로 기여도가 높은 것으로 나타났다. 다른 시설과의 기여도를 비교분석한 결과, 황화합물(메틸메르캅탄, 황화수소)의 OQ가 가장 높았으며, 분쇄기에서 SOQ가 7,067로 가장 높은 것으로 분석되었다. 또한 황화합물과 아세트알데히드, 트리메틸아민의 악취기여도가 분쇄공정에서 가장 높은 것으로 나타났다. 본 연구시설의 후처리시설에 대한 처리효율을 평가한 결과, 암모니아, 아민류는 90.00% 이상의 처리효율을 보였으나, 황화합물류의 처리효율은 평균 53.51%로 나타났다. 종합적으로 본 시설은 기타 처리시설에 비해 아세트알데히드와 트리메틸아민의 기여도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 또한 음식물처리장의 후처리시설은 복합적인 악취성분 처리 시 분해효율이 감소할 수 있어 적절한 용량 및 운전조건에 대한 검토가 필요하다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권1호
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• pp.23-30
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• 2013

슬러지 처분비용은 하수처리장 운영에 있어서 중요한 경제적 요소이다. 더욱이, 2013년부터 유기성 폐기물의 해양투기가 금지되면서 대부분의 슬러지가 육상 처리 되어야 하기 때문에 슬러지의 발생량을 줄이는 것이 시급한 상황이다. 본 연구에서는, 초음파와 전기장 처리에 의한 하수슬러지의 탈수성 향상을 확인하고자 하였다. 슬러지는 pilot-scale의 전처리 장치로 초음파와 전기장 단독처리 그리고 초음파 및 전기장 병합처리 되었으며, 처리 후 lab-scale 필터프레스 장치로 탈수되었다. 실험한 초음파 에너지 밀도 범위는 225~1,200 kJ/L였고 전기장 처리장치는 4.5~24 kJ/L였다. 초음파 단독처리와 초음파 및 전기장 병합처리 된 슬러지의 탈수 cake 함수율은 에너지 밀도 1,200 kJ/L일 때, 처리하지 않은 슬러지보다 각각 10~12% 감소하였으며 이 때 슬러지 함수율은 65~66%였다. 초음파 및 전기장 병합처리가 초음파 단독처리보다 탈수된 슬러지 cake의 함수율을 낮추는데 효과적이었으나, 전기장 단독처리의 경우 에너지 밀도가 낮아 함수율의 변화는 거의 없었다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.93-101
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• 2000

음식 쓰레기 중 성분별 메탄 전환율을 측정한 결과, 배추의 경우 $297ml\;CH_4/g$ VS로 최대였으며 음식 쓰레기의 메탄화율은 $306.7ml\;CH_4/g$ VS 였다. 또한, 산발효 조건 선정 실험을 수행한 결과, 발효 36시간 경과 후 호기성처리의 경우, acetate, propionate, iosbutyrate, valerate 및 4-methyl-n-valerate의 농도는 각각 7,000 ~ 7,200 ppm, 260 ~ 280 ppm, 380 ~ 400 ppm, 40 ~ 50 ppm 및 250 ~ 280 ppm으로 유기산의 85%이상이 acetate였으며 유기물의 분해율은 30%였고 혐기성 처리 경우, 유기산 농도는 각각 1,400 ~ 1,600 ppm, 30 ~ 40 ppm, 220 ~ 250 ppm, 260 ~ 300 ppm 및 75 ~ 100 ppm으로 유기산의 70% 이상이 acetate였다. 유기물 분해율 25 % 였으며 적정 혐기성 산발효시간은 12시간 이었다. NaCl 1.0 %이하, 유기산 1,000 ppm이하 및 pH 6.8 ~ 7.2 범위에서 혐기성 소화가 정상적으로 이루어졌으며 음식 쓰레기:농축 슬러지의 혼합비를 달리하여 소화 실험을 진행한 결과, 최대 처리 가능량은 2:8이었다. 이 때 BOD 및 TS 분해율은 40 ~ 50%및 30%이상이었으며 메탄 발생량은 $107.7ml\;CH_4/g$ VS였다. 음식 쓰레기의 혐기성 소화 잔사의 발아율은 83 ~ 95 %였으며 중금속은 구리 30.1 ppm, 크롬 23.6 ppm만 검출되었다.

• 유기물자원화
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• 제10권3호
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• pp.110-116
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• 2002

음식물쓰레기를 처리하는 과정에서 발생하는 이물질이나 오폐수 등이 적절하게 처리되지 않아 주변 환경을 오염시키는 사례들이 발생하고 있어서 본 연구에서는 공정부산물의 처리가 음식물쓰레기의 처리비용에 미치는 영향을 분석하였다. 비용을 분석하기 위해 전력사용량, 오폐수발생량 등을 조사하고 1일 50톤 처리용량에서 처리비용을 분석하였다. 총처리비에서 공정부산물의 처리비가 차지하는 비중은 하수병합, 혐기성퇴비화, 건식사료화 등 공정부산물의 발생이 많은 방법들은 14~39%, 호기성퇴비화, 습식발효사료화, 습식파쇄사료화 등 공정부산물의 발생이 적은 방법은 5~11%의 범위를 보였다. 따라서 공정부산물의 발생이 많은 처리방법일수록 그에 소요되는 비용을 충분히 수수료에 반영하거나 하수처리장과 매립지 등을 저가로 활용하게 하여 공정부산물의 부적절한 처리를 예방할 필요가 있다고 판단되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.245-245
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• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.327-337
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• 2017

반 건조 소화 하수슬러지와 폐플라스틱을 혼합하여 파일롯 규모(85.3kg/hr)의 연속식 저온($510^{\circ}C{\sim}530^{\circ}C$) 열분해 실험을 하였다. 실험결과 열분해가스 발생량은 투입물 건량의 최대 68.3%, 발열량은 $40.9MJ/Nm^3$이었으며, 연속식 열분해에 따른 외기 유입율이 19.6%이었다. 오일은 투입물 건량의 4.2%가 발생하였고, 저위발열량은 32.5 MJ/kg이었으며 시설부식 등을 일으킬 수 있는 황과 염소의 함량이 각각 0.2% 이상이었다. 투입물 건량의 27.5%가 발생한 탄화물의 저위 발열량은 10.2 MJ/kg이었고, 용출시험 결과 지정폐기물에 해당하지 않았다. 열분해가스의 연소 배가스는 일산화탄소, 황산화물, 시안화수소 등의 배출농도가 특히 높았고, 다이옥신 (PCDDs/DFs)은 $0.034ng-TEQ/Sm^3$로서 법적 기준치 이내였다. 건조 배가스 응축으로 발생한 폐수는 수질오염물질 47개 항목 중 총질소, n-H 추출물질, 시안 등의 고농도 항목이 많아 전처리 후 하수처리장 등에서의 병합처리 방식을 고려할 필요가 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권10호
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• pp.15-21
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• 2014

본 연구는 부산시 남부하수처리장의 탈수슬러지를 이용하여 전처리에 따른 분해 및 혐기성 상태에서의 최종 메탄 및 이산화탄소 발생량을 평가하기 위해 Biochemical Methane Potential(BMP) 실험을 실시하였다. 초기 1 % TS 농도의 탈수슬러지를 각각 30분 동안 5M NaOH를 이용하여 알칼리 전처리를 실시하였고 초음파 전처리는 30분 동안 조사밀도를 1.5 W/mL로 조절하여 실시하였으며 알칼리와 초음파 전처리를 병합한 동시 전처리를 시행하였다. 그에 따라 SCOD 값이 초기 33.1 mg/L에서 최대 494 mg/L로 증가하였다. 또한 BMP 실험을 실시한 결과 31.2~84.2 mL $CH_4/g$ VS, 9.2~13.5 mL $CO_2/g$ VS로 나타났다. 영양배지와 상등액 슬러지를 주입여부에 따른 BMP 실험을 실시한 결과 각각 73.1, 73.8 mL $CH_4/g$ VS, 11.2, 13.6 mL $CO_2/g$ VS으로 나타났으며 모델값과는 큰 차이를 보이지 않았다. BMP 실험을 종료 후 VS를 분석한 결과 초기 62 %에서 33.8~45.4 %로 감소하였다. 알칼리, 초음파 전처리보다는 동시 전처리가 메탄발생량과 SCOD 값을 증가시켰으며 VS 감소율이 증가하여 혐기성 소화율이 향상되었다.