• 유기물자원화
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• 제12권1호
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• pp.75-83
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• 2004

혐기성 소화효율의 극대화를 위해 온도상분리 공정과 혐기성 회분식 공정을 음식물 쓰레기와 하수슬러지의 혼합기질에 적용한 온도상분리 혐기성 회분식 소화공정(TPAD-ASBR)의 거동 특성을 유기물부하의 변화에 따라 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. TPAD-ASBR 과 대조구의 첫 단에서 대부분의 메탄생성과 유기물 제거가 이루어졌으며, 단위부피당 메탄발생량은 유기물부하 2.7 g VS/L/d에서 각각 0.79와 0.59L $CH_4/L/d$ 였다. 동일 부하에서 TPAD-ASBR의 유기물 제거효율은 61%이었으며 40%의 효율을 보인 대조구에 비해 고온조를 도입한 본 공정의 우수성을 확인하였다. 국내 하수슬러지는 상대적으로 낮은 VS 농도(1.5%, w/w)와 낮은 생분해 효율을 보이는데, 이러한 부정적 특성을 보완하기 위하여 투입된 음식물쓰레기에 의한 기질 특성의 효과적인 개선으로 인해 높은 유기물 감량과 메탄회수가 가능하였다. 또한, track study를 통해 연속회분식 운전방식에 의한 settling 단계의 도입으로 SRT를 HRT보다 길게 유지하여 미처리 입자와 active biomass의 효율적이고 지속적인 접촉을 도모하여 보다 높은 안정화효율 획득이 가능한 것으로 사료된다. 따라서, 혐기성소화공정에 TPAD-ASBR공정과 함께 음식물쓰레기와의 혼합소화를 도입하는 것은 처분이 까다로운 두 가지의 폐기물을 고효율로 처리함과 동시에 효율적인 에너지회수가 가능하여 경제적 운전이 가능하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.476-481
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• 2005

2004년말 현재 국내에서 발생되는 음식물쓰레기의 재활용량은 전체 발생량의 $87.7\%$인 10,015톤/일이며, 전체 재활용량의 $6.47\%$인 640톤/일 정도가 혐기성소화 방법에 의해 처리 및 자원화 되고 있다. 국내에서 적용되고 있는 음식물쓰레기 혐기성소화 기술의 대부분은 습식소화(Wet digestion) 공법이며, 처리 방법별로 2상 혐기성소화(Two-phase anaerobic digestion)와 하수슬러지 흑은 축산분뇨와 함께 혼합처리 하는 통합소화(Co-digestion) 공정으로 구분되고 있다. 음식물쓰레기의 자원화 방법에 있어 혐기성소화는 사료화, 퇴비화에 비하여 폐기물의 효과적인 감량화와 자원화 효과뿐만 아니라 유용 에너지원인 메탄가스의 회수가 가능하기에 최근에 주목을 받는 biotechnology중의 하나로 자리매김 하고 있으며, 또한 유기성폐기물의 자원순환형 관리 시스템 구현에 있어 적절한 대안으로 고려되고 있다.

• 유기물자원화
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• 제15권2호
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• pp.89-97
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• 2007

본 연구에서는 하수슬러지의 가용화를 위한 처리공정으로 열처리를 수행하였다. 열처리에 의하여 입자상 유기성분의 가용화를 확인할 수 있었다. $120^{\circ}C$ 30분의 열처리에 의하여 1차 슬러지의 경우 COD기준 8.3%의 가용화효과를 나타내었다. 반면 2차슬러지의 경우 16.5%의 높은 값을 보여주었고 이는 단백질의 높은 가용화 효과에 기인하는 것으로 나타났다. 한편 모든 슬러지에 대하여 열처리에 따른 분해율 및 유기산 생성율의 향상을 확인 할 수 있었다. 단 산발효 실험을 통하여 최적 열처리조건은 대상 기질의 유기물 조성에 따라 결정되는 것으로 판단되었다. 즉 탄수화물의 함량이 높았던 1차슬러지의 경우 $80^{\circ}C$ 30분의 열처리를 통하여 최대의 분해율과 유기산 생성효과를 얻었으며 단백질의 함량이 높았던 2차 슬러지의 경우 $120^{\circ}C$ 30분이 최적의 열처리 조건인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.34-39
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• 2017

현재까지 에너지의 지속적인 요구는 대부분 화석연료에 의해 충족되고 있다. 하지만 화석연료의 한계성과 온실가스 발생 등의 환경문제로 인해 새로운 대체에너지 연구 개발에 대한 관심이 크다. 탈수 하수 슬러지를 연료 에너지로 전환하기 위해 슬러지 촤와 흑연의 두 가지 열수용체를 적용한 경우 마이크로웨이브 열분해 특성을 파악하였다. 두 수용체 모두 열분해 생성물 발생량은 가스, 슬러지 촤 그리고 타르 순으로 생성되었다. 열분해의 경우 생성가스의 주성분은 수소와 메탄이고 일부 경질 탄화수소 등이 포함되었다. 흑연 수용체의 경우 중질타르가 다량 발생되었고, 많은 양의 경질탄화수소가 발생되었다. 이 상의 실험결과로 볼 때 탈수 하수 슬러지의 마이크로웨이브 열분해에 의해 생성된 가스를 연료로 이용이 가능하지만, 가스 중에 함유된 응축성 PAH 타르를 처리해야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1154-1161
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• 2006

하수 및 상수 처리장에서 발생되는 탈수케이크의 감량화와 재활용 가능한 물질로 생산하기 위한 방안으로 공기건조장치를 구축하였다. 80 m/sec의 공기속도와 30 $m^3/min$의 공기유량, 그리고 공기온도 $40^{\circ}C$로 운전되는 공기건조장치에 함수율 80 wt%이상의 탈수 케이크를 공급하여 건조하였다. 공기 건조장치는 Air Ejector에 의한 고속유동장과 사이클론에 의한 선회 유동장으로 구성되어 있는데, 투입된 탈수 케이크는 선회 유동장에서 1차 파쇄되고 선회 유동장에서 입자간의 충돌효과에 의해 성형되어 최종 구형의 건조분말을 생산한다. 함수율 82.5 wt%인 하수슬러지를 1.0 kg/min의 양으로 탈수 케이크를 공급하여 평균 함수율 62.3 wt%, 평균 입경 2.4 mm인 건조분말을 회수하였다. 이때 수분제거율은 0.1 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg, 공기소모량은 170 $m^3/DS$ kg로 분석되었다. 동일 조건에서 상수 슬러지를 공기건조하였을 때 함수율은 47.5 wt%로 감소하였으며 평균 입경은 2.1 mm 그리고 수분 제거율은 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg으로 증가하였으며 공기소모량은 180 $m^3/DS\;kg$로 증가하였다. 즉 본 기술은 하수 슬러지에 비하여 상수 슬러지의 탈수 케이크를 건조할 때 효율적이며 열을 가하지 않고 공기만으로 건조하여 수분을 감량시키기 때문에 경제적인 슬러지 처리 방법으로 평가된다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권10호
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• pp.574-579
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• 2016

생활하수슬러지만 소각하는 시설에서 발생되는 비산재를 비료 제조시 주원료 또는 부원료로 활용하기 위해 비산재를 원료로 비료를 제조하고 구성성분을 분석하였다. 비산재를 포함해 제작된 비료의 구성 및 물성, 강도, 중금속에 대한 위해성 등을 분석하였다. 비산재는 충분한 인을 함유하여 비료의 원료로 사용될 수 있으나, 비산재를 주원료(40% 이상 포함)로 비료를 제작할 경우 조립화율(2-4 mm 입자 형성율)을 80% 이상 달성할 수 없었다. 비산재를 보조원료로 첨가하여 비료를 제조할 경우, 비산재 함유량을 15%이하로 유지하면 조립화율을 80% 이상 달성할 수 있었다. 비산재를 보조원료로 조립화된 비료의 중금속 분석결과, 폐기물공정시험기준인 용출실험에서는 위해성이 없는 것으로 나타났다. 그러나 토양오염공정시험의 함량분석 상으로는 비산재 함유량이 높아짐에 따라 카드뮴 등 중금속 위해성을 초과하는 항목이 발생되었다. 따라서 비료제작시 비산재를 보조원료로 투입할 경우 중금속을 제거하기 위한 전처리를 하지 않는다면 비료원료의 비산재 함유량을 7% 이하로 유지하는 것이 바람직하다.

• 환경기술인
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• 통권175호
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• pp.56-62
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• 2001

하수처리장의 농축-소화-탈수 등 전형적인 슬러지처리 공정에서 발생하는 소화조, 농축조 상징액 및 탈리여액 등의 반류수는 유량은 적으나 고농도로써 처리장의 전체 처리효율에 심각한 영향을 주는 것으로 알려져 있는데 외국에서는 이미 반류수의 농도를 감소시키며, 또한 발생된 반류수를 효과적으로 처리하기 위한 기술개발에 대한 광범위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이는 반류수 내 고농도의 질소를 제거하면 기존 처리장에서도 상당한 수준의질소 제거가 가능하다는 판단

• 유기물자원화
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• 제25권3호
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• pp.79-89
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• 2017

경기도 포천시 관내 하수 및 인분 처리장들에서 발생하는 유기성 슬러지를 지렁이 먹이로 공급하였을 때, 지렁이 사육상의 수용성 양이온, 음이온 농도 및 pH, 전기전도도 등의 이화학 성상 변화를 추적하였다. 먹이로 공급된 슬러지의 pH, 전기전도도, 유기물 함량 및 함수율은 지렁이의 단기적 섭식이 가능한 범위였으나, 슬러지의 공급량이 늘어감에 따라 섭식속도가 느려지고 결국 지렁이 사멸현상이 나타났다. 또한 슬러지 공급량이 늘어감에 따라 지렁이 사육상이 산성화되었고, 전기전도도가 높아지는 것으로 보아 염류집적 현상이 일어난 것을 알 수 있었으며, 동시에 사육상의 수용성 음이온 및 양이온 농도가 높아졌다. 특히 수용성 이온 중 ${NO_3}^-$의 농도 집적이 두드러졌다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1677-1680
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• 2006

하수처리장의 침전지 구조물은 고형물(SS) 및 현탁물을 침전, 제거하여 하수의 정화를 도모하는 시설로 초기 유입 하수의 생물학적 처리로 인해 발생되는 슬러지와 처리수를 분리함에 그 목적을 두고 있다. 침전지 구조물은 장소의 제약 및 침전지의 효율성 측면에서 많은 공법이 제안되고 있으며, 그중 이층 침전지의 경우 구조물의 시공비용 절감 및 공간 활용측면에서 단층 침전지에 비해 우수성을 인정받고 있다. 하지만 상 하 층에 위치하고 있는 침전지 유입부의 위치적 특성으로 인해 균등한 유량의 분배가 이루어지지 않고 유량이 한곳에 집중되는 현상으로 보일 수 있다. 본 연구에서는 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 이층 침전지의 유량분배 최적화를 위한 설계인자를 도출 하였다. 특히 상 하층에 위치하고 있는 유입부의 위치적인 특성을 고려하여 유입부의 직경을 상층 $500mm{\sim}600mm$, 하층 $500mm{\sim}700mm$으로 변화시키며 수치모의를 수행하였으며, 유입량의 분배효과를 확인하기 위해 각 동일한 위치에서 유입량을 산정하였다. 각 케이스별 분배효과를 분석한 결과 상 하층의 유입부 직경을 상층 600mm 와 하층 700mm를 적용했을 경우 유입량의 표준편차가 가장 작게 발생하며, 침전지 내부의 흐름이 원활하게 이루어지는 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 상용 CFD모형인 FLOW-3D를 계획 중인 H하수처리장의 이층 침전지 설계에 적용하였으며 유입부 직경에 따른 분배효과를 분석하였다.

• 유기물자원화
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• 제14권1호
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• pp.151-159
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• 2006

런던협약의 영향으로 슬러지 처리의 중요성이 대두되고 있는 실정이므로 본 연구는 슬러지 처리에 대한 개선방안의 제시를 목적으로 유기성 폐수 및 하수처리장 슬러지를 대상으로 JAR test 및 교반장치를 부착한 침강 column을 이용하여 응집효율이 침강특성에 미치는 영향에 대한 실험을 실시하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 최적의 침강효율을 얻기 위한 최소의 응집제 투여농도는 200mg/L의 경우로 나타났으며. 200mg/L 이상으로 PAC가 투여될 경우 각각의 임계슬러지 영역의 크기에서는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 따라서 200mg/L로 투여되었을 때의 Clarification Rate(CR)은 임계슬러지 침강높이 비율이 0.4로 나타났으므로 CR = (Ho-Ht) / Ho = 1-0.4=0.6 로 산정되었다. MLSS농도가 높아질수록 슬러지 계면 침강속도는 감소하였으나 MLSS농도가 1,000mg/l 이상으로 증가하면 오히려 침강속도는 증가하는 것으로 나타났다. 이는 슬러지 농도가 1,000mg/l 이상으로 증가하게 되면 압밀침전영역으로 전이되어 상호작용에 의한 응집에 영향을 미치게 됨으로써 오히려 floc 형성에 긍정적인 영향을 미치기 때문이다. 슬러지 응집계면의 침강속도는 유기폐수 활성슬러지의 평균 침강속도 $4.25{\times}10^{-3}/min$보다 하수처리장 슬러지의 평균 침강속도가 $28.66{\times}10^{-3}/min$로 6.7배 높은 것으로 나타났다. 유기성 폐수 활성슬러지는 PAC의 투여량이 200mg/l 이하일 때는 침강속도 증가율보다 CR의 증가율이 더 컸으나 200mg/l 이상일 때는 CR의 증가율보다 침강속도 증가율이 더 커졌음을 알 수 있었다. 그러나 하수슬러지의 경우는 PAC 투여량이 증가함에 따라 CR의 변화율에는 차이가 적었으나 침강속도는 200m/l 이상일 때 차이가 급격히 증가하였다. 따라서 응집제 투여효과는 상등수의 SS제거율 효과보다는 MLSS의 침강속도에 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다.