• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.110.2-110.2
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• 2011

바이오가스 생산은 현재 정부에서 추진하고 있는 저탄소 녹색성장으로 인해 더욱 그 가치의 중요성이 부각되고 있다. 스웨덴 Scandinavian Biogas Fuel AB(SBF) 사의 바이오 가스 생산 기술을 이용함으로 소화효율을 개선하고 바이오가스 발생량을 극대화하였다. 전국 403개 공공하수처리시설 중 소화조가 설치된 처리시설은 65 개소이며 이중 57 개소에서 총 64개 소화조를 운영 중이다. 하지만 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영, 관리 미숙으로 인해 전진국의 1/4 수준으로 에너지 이용률이 미미한 편이다. 환경부는 2010년부터 에너지 이용, 생산사용 확대, 추진을 위해 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역 내 수요자, 공급자 의 현황 규모 등을 정리해 2012년부터 에너지 이용사업 확대를 추진한다. SBF의 기술을 바탕으로 하수처리시설에서 들어오는 하루 슬러지 $1370m^3$와 음식물쓰레기 180t을 함께 처리하며 바이오가스 생산량을 더욱 늘렸다. 각 $7,000m^3$의 달걀모양(egg shape) 소화조 2개를 운영하며 생 슬러지와 음식물 쓰레기 처리 후 바로 소화조로 투입, 혐기 소화하는 방식이며 슬러지 최종처분방법은 탈수 후 소각된다. 반입되는 생 슬러지의 평균 TS 1.7%, VS 63% 이며 농축 후에는 평균 TS 9%, VS 75% 이다. 또 소화조로 들어가는 음식물 쓰레기는 평균 TS 8%, VS 85% 이며 소화 후 평균 TS 3.6% VS 59% 이다. 그리고 소화조의 pH는 7.3~7.8,유기산의 농도는 150mg/L~350mg/L, 가스발생량은 하루 평균 $26,500Nm^3$이며 소화효율은 평균 67%이다. 혐기성소화는 산소가 없는 무 산소 상태 에서 분해 가능한 유기물을 분해시켜 메탄으로 전환시키고 우리는 현재 이 가스를 소화조 가온에 사용하고, 판매하고 있다. 소화효율을 높이기 위하여 가온과 교반이 행해지는데 가온방식은 직접가온방식(증기주입식)과 간접가온방식(열교환방식)이 있다. 그중 우리는 간접가온방식을 채택하여 소화효율을 높였고 일반중온 혐기소화온도보다 약간 높은 $38^{\circ}C$로 운전한다. 그리고 일반적으로 알려진 교반방식인 가스교반, 기계교반, 이 둘은 병행한 교반이 아닌 독자적인 방법을 이용, 소화조 내의 슬러지가 정체되어 교반되지 않는 부분을 최소화 하였다. 이때 미생물이 투입되기 힘든 소화조 아래 쪽 으로도 고루분포 되어 슬러지를 이용 하게 되고 소화조 상하부의 온도차가 $1^{\circ}C$ 이하로 거의 완벽한 교반상태를 보여 줌 으로써 소화효율을 최대한으로 한다. 더욱이 소화일수 부족으로 인한 전반적 소화효율 저하가 발생하지 않도록 input과 output 조절을 통한 적정소화일수 20~25일을 최대한 맞추어 운전하여 소화조 설계용량의 평균 90%를 활용하고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권7호
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• pp.732-738
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• 2005

본 연구는 슬러지의 효율적인 처리를 위하여 슬러지의 탈수 및 건조 효율에 미치는 마이크로파의 영향을 실험하여 마이크로파의 적정 처리 조건을 제시하는데 목적이 있다. 마이크로파를 이용하여 슬러지의 탈수 효율을 향상시키기 위해서는 슬러지 부피에 따른 적정 마이크로파의 조사시간의 결정이 매우 중요하며, 적정 시간 동안 마이크로파 처리된 농축슬러지의 경우 모세흡입시간이 52.3초에서 30.8초로 저감되어 탈수성이 상당히 향상되었고, 마이크로파에 의해 개량된 농축슬러지의 압력여과 후 함수율은 81.4%로 나타났다. 또한 마이크로파와 전기로의 탈수슬러지 건조 특성을 평가한 결과, 슬러지의 함수율을 55% 이하로 건조시키는데 마이크로파 가열 방식은 3분이 소요된 반면, 전기로를 이용하여 $105^{\circ}C$에서 건조한 경우에는 40분이 소요되었고, $170^{\circ}C$에서 건조한 경우는 20분이 소요되었으며, $300^{\circ}C$에서 건조한 경우는 9분이 소요되었다. 따라서 마이크로파를 이용하여 슬러지를 건조할 경우, 기존 가열 방식보다 훨씬 효율적으로 슬러지에서 수분을 제거할 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권4호
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• pp.325-332
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• 2010

본 연구에서는 오존을 이용한 잉여슬러지의 가용화 실험을 실시하였다. 오존의 접촉효율을 높이기 위해 마이크로버블화된 오존(이하 마이크로버블 오존이라 함)을 이용하였으며, 생성된 마이크로버블 오존의 사이즈는 평균 직경 30 ${\mu}m$ 정도였고, 40 ${\mu}m$ 이하가 전체의 약 90% 정도를 나타내었다. 마이크로버블 오존을 이용한 슬러지 처리에 있어서는 슬러지 농도에 상관없이 오존주입율을 0.34 g $O_3/g$ SS 이하로 주입할 경우, 폐오존의 발생 없이 오존소모율이 100%인 것으로 조사되었다. 각 농도별 슬러지 처리에 있어서 슬러지의 초기 SS 농도를 6,447 mg/L, 5,557 mg/L, 3,180 mg/L, 1,092 mg/L 및 515mg/L로 하였을 경우, 동일한 오존주입율에 있어서 초기 SS의 농도가 증가할수록 제거되는 SS량이 증가하는 경향을 나타내어, 오존의 산화효율을 높이기 위해서는 초기 SS의 농도가 높은 슬러지를 처리하는 것이 효과적이었다. 한편, 슬러지의 복합 처리로서 산과 알칼리 그리고 오존처리를 검토한 결과, 오존의 전처리로서 산처리를 이용하는 것이 알칼리처리에 비해 효과적이었으며, 슬러지에 주입하는 황산의 농도를 0.01 N로 하고, 오존주입율 0.05 g $O_3/g$ SS로 처리한 경우, 제거된 SS의 양은 153.9 g으로 오존단독처리시 81.2 g에 비해 1.9배의 많은 양이 제거되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제9권1호
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• pp.89-94
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• 2003

최근 선박 연료유는 고점도화 되고 슬러지분이 증가되고 있는 추세이며, 선박에서 발생한 슬러지의 처리 및 보일러 연료유로의 재활용 방안 등에 대해서 많은 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구 중 특히 슬러지를 미립화하여 분쇄하기 위한 초음파 유화기는 가장 현실성 있는 재활용 장치로 알려져 있다. 이러한 관점에서, 이 연구는 초음파 유화기 개발에 대한 기초연구로서 슬러지의 유온과 유압이 따른 여과효율을 조사하였다. 실험결과는 보일러 인젝터에 슬러지를 분사할 경우 적절한 온도와 압력을 결정하거나, 또한 초음파 유화기에 의한 실험결과와 비교할 수 있는 자료로 활용될 수 있다. 아울러 유온과 유압의 영향에 따라 분쇄된 슬러지 입자의 여과효율 등을 연구하는데 있어서 기초자료로 활용될 수 있을 것이며, 궁극적으로 선박에서 발생한 슬러지를 자체 처리하여 보일러의 연료유로 사용함으로써 해양유류오염을 방지하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.63-75
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• 1999

본 연구에서는 폐탄광폐수를 처리하기 위한 SRB의 탄소원으로 하수슬러지와 제지슬러지를 활용가능성과 아울러 석회석에 의한 영향을 검토하였다. 유입 폐탄광폐수의 pH가 평균 3.3정도로 낮음에도 불구하고 전 실험기간동안에 유출수중 평균 pH는 약알칼리성으로 SRB의 생육에 적합한 pH를 유지하였다. 실험초기에 Washout현상으로 높은 TCODcr농도를 나타내었지만 시간이 경과함에 따라 낮아져 유기물의 상승으로 인한 이차적인 오염문제는 없을 것으로 여겨진다. Mn을 제외한 대부분의 중금속은 ${SO_4}^2$ 환원량이 많아짐에 따라 고정경향이 강하여 유출수 중 낮은 농도를 나타내었으나, Mn의 경우에는 유출수중 높은 농도를 나타내었다. 하수슬러지의 혼합비율이 제지슬러지와 같거나 많은 경우에 비교적 중금속 제거효율과 ${SO_4}^2$ 환원율이 높으나 제지슬러지 보다 단기간 분해가능한 하수슬러지가 2배 정도 많은 경우에 유기물의 지속성 측면에서 적절하지 못하며 오히려 혼합비율이 같은 경우가 더 적절하다고 여겨진다. 석회석과 생물학적 처리에 의한 효율을 비교.검토해본 결과, 생물학적 처리에서 pH 중화와 중금속 제거효율이 높았다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1113-1122
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• 2009

하수슬러지의 해양투기 배출규제에 대한 대체 처리방안으로, 하수슬러지의 초음파 가용화를 통한 재기질화와 하수처리 공정에 대한 개선을 통한 슬러지 발생량의 저감방안을 살펴보았다. 분리막 반응조(MBR) 실험을 통해 SRT를 점진적으로 SRT=5.1일에서 442일까지 증가시켰으며, 이때 반응조내 미생물의 평균 농도값은 $c_B$=3.4 $gTSSL^{-1}$에서 $c_B$=14.5 $gTSSL^{-1}$까지 증가하였다. 이때 기질제거율과 미생물의 성장량과의 관계를 나타내는 미생물 수율($Y_{B/S}$)는 SRT=5.1일 일때의 약 0.5-0.7에 비해 SRT=442일 일때 0.005-0.007로 저감되어, 직접적인 슬러지 발생량의 감소를 가져오게 되는 것을 확인하였다. 반응 조내 미생물 농도와 폭기효율과의 관계를 프로펠러 루프 반응조에서 교반속도에 따른 산소전달계수와 ${\alpha}$-factor의 변화로써 살펴보았다. 한편 슬러지에 대한 초음파 가용화는 에너지 투입량에 따라 가용화 효율이 증가하고, 가용화한 슬러지의 혐기성 소화효율은 가용화하지 않은 슬러지에 비해 바이오가스 발생량이 많았다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.93-100
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• 2005

본 연구는 1차슬러지와 생물학적 영양소제거 슬러지의 처리에 있어서 분리 및 혼합처리에 대한 농축과 탈수특성을 조사하였다. 슬러지의 탈수를 위해서는 고분자 폴리머, 증기주입 및 초음파처리등의 슬러지 개량방법을 이용하여 슬러지의 개량특성을 분석하였고, 비저항계수측정법과 Wedge zone simulator 그리고 원심분리를 이용하여 탈수특성을 분석하였다. 농축실험결과 1차슬러지와 생물학적 2차슬러지를 분리농축하는 것이 바람직한 것으로 나타났으며, 특히 3.5%이상의 고농도 1차슬러지의 경우는 농축단계에서 상징수의 고액분리는 부정적이었다. 농축된 슬러지의 개량에 있어서는 폴리머 주입, 증기처리 및 초음파처리 등의 개랑법중에서 폴리머를 주입한 경우가 가장 우수한 탈수성을 나타내었다. 1차와 2차 및 혼합슬러지의 최적 폴리머 주입조건은 건조고형물 기준으로 각각 0.26%, 0.43% 및 0.38%이었다. 농축슬러지의 탈수실험에서는 1차와 2차슬러지를 혼합하여 처리하는 것이 고액분리측면에서나 반류수의 수질측면에서 보다 효과적으로 나타났다. 여과포를 이용하는 탈수방식은 폴리머의 사용이 필수적이었으나 이 경우 2차슬러지의 단독탈수는 효과가 없었다. 원심탈수 방법은 가장 우수한 탈수효율을 보였으며, 이때 폴리머의 주입으로 탈수케익의 고형물함량을 조금 더 향상시킬 수 있었다. 이상의 실험결과에 근거하여 반류수의 수질특성과 고형물회수를 고려한 합리적인 슬러지 처리공정을 제안하였다.

• 유기물자원화
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• 제23권1호
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• pp.52-62
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• 2015

슬러지 응집제로서 폴리머, 제올라이트, 고령토, 황토, 키토산 등의 하수슬러지에 대한 응집효과 및 폴리머와 이들 응집제를 혼합한 물질의 응집효과를 검토하였다. 2,500~50,000 mg/L 농도에서 황토가 고령토, 제올라이트보다 하수슬러지에 대한 응집효율이 높았다. 제올라이트, 고령토, 황토 20,000 mg/L 처리의 응집효과는 폴리머 1,000 mg/L 처리의 응집효과보다 낮게 나타났다. 따라서 제올라이트, 고령토, 황토 단독 처리로는 현행 하수슬러지 탈수 시에 사용 중인 폴리머와 같은 응집효과는 기대하기 어려웠다. 키토산 역시 폴리머와 같은 1,000 mg/L 처리에서 응집효과가 현저하게 낮은 것과 고가의 구입비용을 감안하였을 때 키토산 단독처리는 현실적이지 않은 것으로 나타났다. 하수슬러지에 대한 지렁이처리법 적용에 유리한 응집제 조합은 '폴리머 80mg/L +고령토 또는 황토 500 mg/L + 키토산 10 mg/L' 으로 판단되며, 다음으로 '폴리머 80 mg/L + 고령토 또는 황토 500 mg/L' 조합으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제26권2호
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• pp.53-63
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• 2018

가수분해반응에서 율속 단계가 되어 수리학적 체류시간이 길어지고 처리 효율이 떨어지며 불안정한 처리 및 대규모 소화조 크기에 문제가 발생한다. 따라서 처리효율을 높이기 위해서는 하수 슬러지를 방해하는 요소들에 대해 혐기성 소화를 최소화하기 위한 전처리가 필요하며, 본 연구에서는 폐수 처리공정에서 초음파 및 알칼리 처리를 이용한 하수 슬러지의 분해 및 전처리효과를 검토하였다. 초음파 및 알칼리 전처리를 사용한 폐활성슬러지에 대한 혐기성 생분해도 분석결과 지체기의 시간이 감소하는 동안 누적 메탄 생산 및 메탄 생성 속도가 증가하였다. 따라서 초음파 및 알칼리 전처리를 이용한 하수 슬러지의 전처리는 율속단계를 작용하는 가수분해단계에서 지체기를 포함한 반응 시간을 줄이고 메탄 생산 속도 및 최종 메탄 수율을 증가시켜 효과적으로 가속화할 수 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제16권5호
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• pp.374-378
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• 1988

활성슬러지법에 의한 벤젠 폐수처리실험을 통하여 활성슬러지의 벤젠처리 가능농도와 효율을 연구하였다. 내생호흡율 측정법에 의한 활성슬러지의 벤젠 최대허용농도는 1,600mg/$\ell$로 측정되었고, electrolytic BOB의 측정결과 벤젠 농도가 500mg/$\ell$에서는 미생물의 증식을 억제하였으며, 미생물의 활성에 영향을 끼치지 않는 최대허용농도 이하에서 활성슬러지의 벤젠의 처리능력은 95% 이상이었다.