• 제목/요약/키워드: 슬러지 계면층

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Batch Column에서의 슬러지계면층 높이변화 예측 (Prediction of Sludge-Water Interface Height Change in Batch Column)

  • 박석균;강선홍
    • 상하수도학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.156-163
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    • 2006
  • While sludge is settling in batch column, sludge concentration becomes high. Because the characteristic of sludge settling changes in function of time due to the sludge concentration change, the sludge settling velocity changes too. Also, because the sludge settling characteristic is influenced by a physical characteristic of sludge and a column height etc, it is difficult to exactly measure the sludge settling characteristic. Although the sludge volume indexes, SVI, SSVI and $SSVI_{3.5}$, are used to predict sludge settling characteristic, these indexes are not reliable values. Because the previously established models for sludge settling velocity predict the sludge settling velocity only, it is difficult to predict sluge-water interface height by using those models. The purpose of this experiment is to establish the empirical model which predicts the sludge interface height change with respect to the sludge physical characteristic and the settling condition.

양이온 계면활성제 Cetyltrimethylammonium Chloride를 이용한 한지 슬러지의 제거 (Application of Cationic Cetyltrimethylammonium Chloride Surfactant to Collecting of Hanji Sludge)

  • 김태영;최희선
    • 분석과학
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    • 제15권2호
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    • pp.157-162
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    • 2002
  • 전통한지 섬유질 슬러지 및 기계한지 섬유질 슬러지를 양이온 계면활성제 cetyltrimethylammonium chloride(CTAC)를 이용하여 효과적으로 제거하는 방법에 대해 연구하였다. 전통한지 슬러지 시료일 경우 고형분의 양이 약 0.08 g/L 일 때 CTAC의 농도가 $1{\mu}g/mL$ 되면 제거율이 95% 이상 되었으며, 이 때 걸리는 시간은 30초 이내이었다. 기계한지 슬러지에 대해 CTAC만을 이용하여 슬러지를 제거하였을 때 $15{\mu}g/mL$ 이상에서 90% 정도의 제거효율을 보였으나 슬러지 층이 안정하지 못하고, 부상시간이 비교적 오래 걸렸다. $5{\mu}g/mL$의 CTAC에 PAMID$^{(R)}$를 첨가하여 부상시켰을 때는 CTAC만을 이용하였을 때 보다 제거율이 증가하였으며 슬러지 층도 또한 안정하였다. 기계한지 슬러지보다 전통한지 슬러지를 제거할 때 더 효율적이었다.

슬러지계면층 높이변화모델에서 슬러지 침전특성에 대한 영향 (The Effect of Sludge Settling Characteristics on Sludge-Water Interface Height Change Model)

  • 박석균;강선홍
    • 상하수도학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.147-155
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    • 2006
  • For the further study of the solids flux theory, several researchers have proposed models to predict sludge settling velocity for each different concentration by using sludge indexes, SVI, SSVI and $SSVI_{3.5}$. It is difficult to apply the above models to predict sludge-water interface height in a batch column because sludge settling velocity changes while sludge settle down. While sludge settle down in a batch column, sludge concentration becomes high. The sludge concentration change is one of the most critical causes of the change of sludge settling velocity. Also, sludge concentration change causes of sludge index to change. SVI is more sensitive than SSVI or $SSVI_{3.5}$ to the change of sludge concentration. Each sludge has physical characteristics of its own which makes the settling velocity for each sludge different. The purpose of this study is to establish the correction factors that are able to compensate the errors derived from each different sludge settling characteristic by using sludge indexes, therefore the correction factors are applicable to the model for the change of sludge-water interface height.

Batch Column에서의 슬러지농도변화에 대한 연구 (Study on Sludge Concentration Change in Batch Column)

  • 박석균;강선홍;김동하
    • 상하수도학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.443-450
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    • 2006
  • For understanding sludge concentration profile as a function of time, sludge was sampled at each sampling port. When sludge concentration was 3g/L, the vertical sludge concentration distribution was similar to that of 2g/L of sludge concentration. During the early stage of sludge settling, sludge concentration increased remarkably as the sludge interface height in batch column became lower. The higher sludge concentration became, the worse sludge setteability became. Also, the type of sludge settling was influenced with sludge concentration gradient in batch column. In the same concentration, the greater sludge concentration gradient was, the faster sludge interface settled down. And the changing sludge concentrations in a batch settling or a continuous settling were simulated by using the equation of sludge interface height change model.

슬러지계면층높이변화모델에서 컬럼높이에 대한 영향 (The Effect of Column Height on Sludge-Water Interface Height Change Model)

  • 박석균;강선홍
    • 상하수도학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.265-272
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    • 2006
  • While sludge settles down in a column, sludge settling characteristic is influenced by effect parameters, interparticle force, wall effect etc. As the height of a column changes, the settling velocity of sludge-water interface changes, too. At lower sludge concentration, particular effect was not observed by the difference of column height, however it was observed that settleability of sludge was greatly influenced by column height when sludge settling was poor or sludge concentration was high. It is therefore required to consider the effect of column height when the power model for sludge interface settling is established. In the tests, there was hardly any $SVI_{ts}$(SVI after "t" minutes) difference in each column after 10min at $1.5kg/m^3$ of sludge concentration. When sludge concentration was at $2.5kg/m^3$, $SVI_{ts}$ tended to be constant after 20min. At $3.5kg/m^3$, $SVI_{ts}$ increased to 30minuets. The purpose of this work is to establish the correction factor that is able to compensate the errors derived from each different height of column.

슬러지침전속도를 고려한 새로운 슬러지침전특성지표의 설정에 관한 연구 (New Sludge Settling Characteristic Index Considering Sludge Settling Velocity)

  • 박석균;강선홍;김동하
    • 상하수도학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.451-460
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    • 2006
  • While sludge settles down in a batch column, sludge concentration becomes high. Sludge concentration change is one of the most critical causes of the sludge settling velocity variation. Therefore, sludge concentration change causes sludge index to change. SVI is more sensitive than other sludge indexes to the change of sludge concentration. And if sludge-water interface has reached final height within 30minutes, SVI is not suitable for prediction of sludge settling characteristic, Therefore, SVIs of each sludge are, in some cases, different although each sludge has the same settling velocity. But SVI has been widely used to interpret sludge settling characteristic by a simple testing method. This work has two purposes. The first purpose is to predict sludge settling velocity by using sludge-water interface settling velocity. And the second purpose is to develop new sludge settling characteristic index to exactly interpret sludge settling characteristic by overcoming the limit of SVI.

음식물쓰레기 탈리액의 삼상분리 (A Study on the Separation of Food-Waste Leachate into 3 Phases)

  • 김상국;정민지;권효리
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.197-197
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    • 2010
  • 음식물쓰레기의 삼성분은 수분, 휘발분, 회분이며 이들이 차지하는 비율은 계절, 지역별로 다소 상이하지만 수분 약 80%, 회분3%, 휘발분 17%이다. 음식물쓰레기 전처리과정으로 이물질제거, 탈수공정이 있으며 탈수공정에서 다량의 탈리액이 발생한다. 본 연구에서는 탈리액을 데칸타를 이용하여 1차로 원심분리하여 고.액 분리한 액을 실험대상으로 하였다. 실험대상 탈리액의 물성은 BOD 78,800[mg/l], COD 41,000[mg/l], 부유물질 25,900[mg/l], 총질소 928[mg/l]이었다. 탈리액에는 기름성분(육류, 식용유등), 입자상물질등이 포함되어 있으며 이들은 난분해성 유기물질로, 이를 제거하는데 기존의 처리방법으로 많은 어려움이 있어 주요한 수질오염 발생원이 되고 있다. 예를들면 하수처리장 폭기조 수면에 유막을 형성하여 산소공급을 방해함으로 미생물번식을 방해하는 요인이 된다. 본 연구는 음식물쓰레기 탈리액의 수분, 고형분, 유분으로의 삼상분리에 관한 것이다. 유분은 에멀젼형태로 안정되게 수층에 분산되어 존재한다. 미세기포를 이용한 부상법의 경우 미세기포 표면과 유분의 화학적친화력이 낮아 기포표면에 유분이 잘 부착되지 않으며, 원심분리 방법만으로는 유분 분리효율이 낮고, 추출에 의한 분리시 추출액이 다량 소요되고 처리시간이 길며 추출액 비용이 많이 소요된다. 탈리액을 유분, 슬러지, 수분으로 분리하면 환경오염을 일으키는 주요성분을 신재생에너지 원료로 활용할 수 있다. 유분의 주성분이 동식물성 유지이므로 전처리시 산촉매를 이용 수분과 유리지방산을 제거하고 염기성촉매를 이용하여 전이에스테르화 반응을 거치면 바이오디젤인 FAME과 글리세롤으로 변환하므로 글리세롤을 분리하면 바이오디젤을 얻을 수 있다. 슬러지는 입자상 물질로 착화가 잘 되고 건조하면 발열량이 높으며 중금속등에 오염되지 않아 청정연료로 활용이 가능하다. 실험실에서의 탈리액 삼상분리방법은 다음과 같다. 탈리액 30ml당 추출액으로 노말헥산을 1ml를 가한 다음 플라스크에서 $80^{\circ}C$로 가열 후 방냉한다. 가열중 노말헥산의 손실을 방지하기 위하여 증발가스를 콘덴서에서 응축하여 플라스크로 재순환한다. 탈리액을 플라스크에서 꺼내어 원심분리기 rack에 300-400g씩 병에 각각 넣고 4,000rpm으로 30분간 운전한다. 탈리액은 상부로부터 유분층, 미세입자층, 수층, 슬러지층으로 분리된다. 각 층의 계면에서 2종의 성분이 약간 섞일 수 있다. 유분을 분리한 후 유분층 잔존물과 미세입자층, 수층 상층부의 혼합물을 취하여 50g씩 병에 넣고 3,500rpm으로 10분간 운전한 후 유분을 분리한다. 마지막으로 미세입자층만을 3,500rpm으로 10분간 원심분리한 후 유분을 따로 분리한다. 얻어진 유분은 rotary evaporator에서 $120^{\circ}C$로 가열하여 유분과 노말헥산을 분리하며 분리효율을 제고하기 위하여 감압하에서 운전한다. 분리된 유분의 고위발열량이 9,450[Kcal/kg]이었으며 원소분석 결과 탄소 74.7%, 수소 12.55%, 질소 0.08%, 유황분 0.0003%이었다. 분리된 유분의 양은 계절별로 시료별로 다르며 가을철에는 1.6-1.9%, 여름철은 1.0-1.3%이었다. 분리된 슬러지로부터 Hg, As, Cr, Cd, Pb 중금속 성분이 검출되지 않았으며 수분 2.8%, 휘발분 76.85%, 회분 7.52%, 고정탄소 12.83%이었고 원소분석결과 탄소 45.25%, 수소 7.46%, 질소 5.05%, 산소 34.39%, 유황분 0.33%이었으며 저위발열량은 4,480[Kcal/kg]이었다. 분리된 슬러지 양은 11-19% 이었다.

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교반속도 및 Baffle 각도 조절에 따른 침전지 효율 최적화 연구 (A Study on the Optimization of Sedimentation Efficiency through Controlling Stirring Speed and Baffle Angle)

  • 곽성근;김충곤
    • 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.

소규모하수처리시설의 이차침전조 내통길이 변화를 통한 탈수여액의 처리 (Dewatering Filtrate Treatment with Center Well Depth of Secondary Clarifier in Small Sewage Treatment Plant)

  • 최정수;김현구;이동호;주현종
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권10호
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    • pp.694-702
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 이차침전조의 구조개선을 통해 탈수여액 처리와 생물학적 처리용량 확보의 가능성을 평가하는데 있다. 이에 따른 연구의 절차로는 탈수여액 내 함유된 polymer가 슬러지 침전에 미치는 영향을 column test를 통해 평가하였으며, 회분식 실험과 연속식 처리공정운전을 통해 탈수여액의 처리 특성을 평가하였다. 그 결과 슬러지 침강속도는 polymer 주입율이 증가할 수 록 증가하는 경향을 나타냈으며, 상징수의 SS 농도는 감소하는 것을 알 수 있었다. 탈수여액의 처리 특성은 이차침전조 내통 길이가 길수록 탈수여액 내 함유된 TSS 및 TBOD5의 제거효율이 증가하는 경향을 보였다. 또한 연속식 처리공정 적용 결과는 탈수여액 주입위치를 각각 무산소조와 이차침전조에 주입한 경우를 비교하였을 때 두 조건에서 모두 안정적인 방류수질을 보였다. 따라서 이차침전조의 구조개선을 통해 탈수여액의 효율적인 처리가 가능 할 것으로 판단되며, 소규모 하수처리장의 경우 처리용량 부족 문제를 해결할 수 있을 것으로 사료된다.