• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.52-64
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• 2002

유기성 폐기물을 이용하여 생물학적 수소생산 통합화 시스템 연구를 수행하였다. 통합화 시스템은 유기성폐기물의 전처리, 2단계 혐기발효 및 광합성 배양으로 구성된 생물학적 수소생산 공정, 초임계수 가스화 공정, 생산된 가스의 저장, 분리 및 연료전지를 이용한 전력 생산으로 구성되었다. 실험에 사용된 유기성 폐자원은 식품공장 폐수, 과일폐기물, 하수슬러지이며, 전처리는 폐기물에 따라 열처리 및 물리적 처리를 하였으며, 전처리된 시료는 생물학적 수소생산 공정에 직접 적용되었다. Clostridium butyricum 및 메탄 생성조에서 발생하는 하수슬러지중의 미생물 복합체는 수소생산 혐기 발효공정에 사용되었으며, 광합성 수소생산 미생물인 홍색 비유황 세균은 광합성 배양에 사용되었다. 생물학적 공정에서 발생하는 미생물 슬러지는 초임계수 가스화 공정으로 수소를 발생하였으며, 슬러지 중의 COD를 저하시켰다. 생물학적 공정 및 초임계수 가스화 공정에서 발생하는 수소는 가스탱크에 가입상태로 저장한 후, 95%순도로 분리하였으며, 정제된 수소는 연료전지에 연결하여 전력 생산을 하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제26권2호
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• pp.1-5
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• 2000

연속형 혐기성처리 반응조에서 배양된 수소발생 슬러지를 이용하여 증온 조건에서 회분식 혐기성 처리방법으로 유기성 폐수로부터 전환되는 수소가스 및 대사산물들에 대한 연구를 수행하였다. 수소발생에 대한 기질로는 sucrose를 이용하였다. 처리과정에서 발생된 누적수소가스, 휘발성지방산(VFAs) 및 solvents는 Gompertz equation을 이용한 비선형회귀분석을 통하여 계산하였다. 처리과정 중 수소가스는 반응초기에 발생하였고, 발생된 가스내 수소가스가 차지하는 비율은 약 20%이었다. 반응 전과정에서 메탄가스는 발생하지 않았다. 비수소가스발생율은 sucrose 농도가 40 g/l일 때 0.956 ml/g VSs/h이었으며, sucrose 농도가 300g/l의 경우는 0.011 ml/g VSS/h이었다. 수소가 발생하는 기간 동안 VFAs의 생성은 acetate, butyrate의 순으로 높게 생성되었으나, propionate로의 전환은 발견되지 않았다. solvents의 경우 butanol이 가장 높게 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.275-284
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• 1992

활성(活性)슬러지법(法)에 의하여 고농도(高濃度) 유기성(有機性) 폐수(廢水)를 처리(處理)할 경우에 발생(發生)되는 문제점(問題點)은 폭기조내(曝氣槽內)의 미생물농도(微生物濃度)와 산소전달능력(酸素傳達能力)이 제한(制限)받고 있는 점이다. 이러한 문제점(問題點)을 극복(克服)하기 위하여 높은 산소전달능력(酸素傳達能力)을 나타내는 심층폭기(深層曝氣) 활성(活性)슬러지법이(法) 폐수처리현장(廢水處理現場)에 적용(適用)되고 있다. 따라서 본(本) 연구(研究)는 심층폭기(深層爆氣) 활성(活性)슬러지법(法)의 액체순환특성(液體循環特性)과 산소전달특성(酸素傳達特性) 및 제지폐수(製紙廢水)의 유기물(有機物) 제거특성(除去特性)에 대하여 연구(研究)하게 되었다. 연구결과(研究結果), 심층폭기장치(深層曝氣裝置)는 일반(一般) 산기식(散氣式) 폭기장치(曝氣裝置)에 비하여 산소전달능력(酸素傳達能力)이 매우 높고 순산소(純酸素) 폭기법(曝氣法)과 거의 같은 산소전달특성(酸素傳達特性)을 나타낸다. 또 폭기조내(曝氣槽內) 미생물농도(微生物濃度)와 유기물부하(有機物負荷)를 높게 유지할 수 있어 고농도(高濃度) 유기성(有機性) 폐수(廢水)를 처리(處理)할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.482-482
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• 2010

하수처리장에서 발생하는 유기성 슬러지는 대부분 해양투기에 의해 처분되고 나머지는 매립, 소각, 퇴비화 등으로 처분된다. 그러나 런던협약 '96 의정서' 발효에 의해 2012년부터 해양투기가 금지되고, 매립장 및 소각장의 신규건설은 님비(NIMBY) 현상에 의해 제한받기 때문에 효과적인 슬러지 처분 및 가용화 방법이 요구되고 있다. 현재 초음파[1]나 열처리[2], 오존[3,4], 미생물 처리[5,6] 등 물리, 화학, 생물학적 처리방안이 연구되고 있으나 이러한 방법들은 에너지 과소비, 2차 오염물질 발생에 따른 처리비용 증가 등의 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존의 연구 방법을 보안하고자 전기분해를 활용하여 슬러지 가용화를 시도함으로써 슬러지 발생을 저감시킬 수 있는 방법을 연구하였다. 본 실험에서는 전기분해를 위해 제작된 불용성 전극은 Titanium에 Iridium을 코팅하여 제작하였고, 최대 20V까지 전압을 고정시키고 시간에 따라 변화되는 전류와 전기전도도, pH 값을 관찰하였다. 실험에 사용된 활성슬러지는 3개월간 합성폐수로 순응화 시킨 후에 시료로 사용하였다. 전기분해에 의해 처리된 활성슬러지의 여액을 분석한 결과 SCOD, TN, TP 농도가 각각 510%, 9%, 106% 증가하였다. 이는 전기분해에 의해 미생물의 세포벽이 파괴되어 세포 내 물질들이 세포 외부로 용출되어 미생물들의 이용이 가능한 상태로 되었음을 알 수 있었다. 이는 국내 하 폐수의 낮은 C/N비 때문에 무산소조에 메탄올 같은 외부 탄소원을 공급하는 대신에 별도의 탄소원 공급 없이 가용화 된 슬러지를 반송시킴으로써 슬러지 저감에 따른 폐기 비용과 운전비용의 절감을 기대할 수 있어, 근본적인 슬러지 발생을 저감시킬 수 있는 해결책이라 할 수 있다.

• 청정기술
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• 제15권3호
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• pp.154-164
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• 2009

2007년을 기준으로 울산에 위치한 사업장으로부터 발생된 유기성 폐수슬러지의 94%가 해양처분되었다. 유기성 슬러지의 해양처분은 2012년에는 완전 금지될 예정이다. 그러나 아직까지 울산에 위치한 사업장으로 부터의 유기성 슬러지는 소각 이외에 다른 대안이 없는 실정이며, 현재 울산석유화학산업단지의 사업장들은 슬러지의 육상처리 및 처분기술의 확보가 매우 중요한 과제이다. 본 연구에서는 울산의 석유화학사업장 슬러지와 하수처리 슬러지를 연료로 활용하기 위해 건조슬러지와 탄화슬러지의 재료적 측면에 대한 평가를 실시하였다. 연구결과 저위발열량 3,000 kcal/kg이상을 초과하는 테레프탈산, BTX, 프로필렌, 화학섬유 등을 생산하는 사업장으로부터의 건조슬러지와 탄화슬러지는 연료로서의 가능성이 높지만 건조할 경우 2,100 kcal/kg 이하, 탄화할 경우 1,100 kcal/kg 이하인 좀 더 무기성분이 많은 펄프, 제지, 메틸아민, 아마이드 등을 생산하는 사업장의 폐수슬러지는 연료로서의 가치가 적은 것으로 나타났다. 연구결과 대부분의 슬러지들이 에너지 측면에 있어서 탄화보다는 건조가 더 좋은 결과를 보여주었다.

• 상하수도학회지
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• 제24권1호
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• pp.85-92
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• 2010

본 연구에서는, 하폐수 처리시설에서 발생하는 기체상 무기악취물질을 저온 플라즈마 공정으로 제거하고, 악취물질과 반응 후 배출되는 오존 함유 배가스로 유기성 슬러지의 감량과 가용화 효과를 얻고자 복합반응기를 구성하였으며 일련의 실험을 진행하였다. 플라즈마를 통과한 대상 무기악취물질인 황화수소는 플라즈마를 단독으로 거쳤을 시 약 70%의 처리효율을 보였으며, 최종적으로 슬러지 반응조까지 통과했을 경우는 99% 이상의 처리효율을 보였다. 이 때 플라즈마 공정에서 배출되는 가스에 포함된 오존은 슬러지 반응조를 통과하여 90~100%의 제거효율을 보였다. 배가스가 슬러지 반응기에 산기되면, 유기물 산화가 단계적으로 진행되며 4시간 반응 시 슬러지의 TCOD는 약 50~60% 감소하고 SCOD는 4~5배 증가하였다. 따라서 가용화율은 운전 시간이 지날수록 증가하여 4시간 이후 약 10%까지 증가하였다. 결과적으로 저온 플라즈마와 슬러지 산기반응조 복합공정을 적용하면, 하폐수 처리시설 운영상에 나타나는 악취배출과 잉여슬러지 처분 문제에 동시 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1347-1351
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• 2006

폐수처리장에서 발생하는 유기성 폐슬러지를 고체 연료로 전환하고자 하였다. 감압유탕처리된 슬러지의 발열량과 수분함량에 대한 감압의 정도와 유탕 시간 및 온도의 영향을 조사하였다. 본 연구에 사용된 탈수슬러지의 수분함량과 발열량은 각각 81.1%와 2,930 kcal/kg를 나타냈다. 실험 결과 감압 정도와 유탕 시간은 감압유탕처리된 슬러지의 발열량 값에 가장 큰 영향을 주는 인자임을 알 수 있었다. 760 mmHg, 684 mmHg 그리고 630 mmHg 상태에서 $180^{\circ}C$로 25분간 유탕처리된 슬러지의 수분 함량은 각각 32.4%, 14.2% 그리고 11.6%로 나타났다. 684 mmHg 상태에서 $140^{\circ}C$로 15분과 25분간 감압유탕처리된 슬러지의 발열량은 각각 5,400 kcal/kg와 5,540 kcal/kg을 나타냈으며, 630 mmHg에서 유탕처리된 슬러지는 5,520 kcal/kg과 5,660 kcal/kg의 발열량을 나타냈다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권6호
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• pp.601-606
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• 2014

본 연구에서는 선박에서 발생하는 오 폐수의 처리를 위하여 SBR공정에 유효미생물을 주입하는 변법을 이용하여 Lab scale 실험을 수행하였다. 유해물질 유입에 따른 생물학적 처리 장치의 효율 저하 문제를 해결하기 위하여 SBR공정에 유효미생물을 주입하는 변법은 크루즈선이라는 특수 환경과의 접목성과 생물학적 처리 시 야기될 수 있는 문제를 대비하기 위한 대안으로 선박환경에 매우 적합한 공정으로 평가되었다. 슬러지 관찰 결과 기존의 활성슬러지에 유효미생물의 주입함으로써 슬러지의 안정성을 확보할 수 있었으며, 슬러지의 EPS 함량도 40% 이상 높아진 것을 확인할 수 있었다. 또한 슬러지의 미생물 분석 결과 유효미생물 주입으로 인해 수처리에 유리한 미생물종이 다수 출현하여 휘발성 유기화합물과 같은 유기 유해물질이 생분해되어 안전한 물질로 전환되는 것을 확인할 수 있었으며. 중금속과 같은 무기 유해물질도 중금속의 종류와 유입농도에 영향을 받지 않고 70% 이상의 안정적인 처리 효율도 확보할 수 있는 것으로 확인되었다.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.15-20
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• 2012

유기성폐기물의 처리 방식은 친환경적이고 지속가능한 에너지 회수 및 슬러지 발생량의 저감이 가능한 혐기성 소화를 통한 에너지화로 전환되고 있다. 본 연구에서는 PFR 흐름(Plug Flow Reactor)과 수직 다단형 구조로 고농도 고형분과 높은 유기물 부하에 견딜 수 있도록 개발된 ECOPAD(ECOdays' Plug-flow Anaerobic Digster) 혐기성 소화 공법의 음식물 폐기물과 도계폐수에 대한 적용성과 효율을 파악하였다. 적용사례별 ECOPAD의 처리효율을 분석한 결과 P시와 S시의 음식물 폐기물 처리시설의 유기물 제거효율은(VS 기준 P시 84%, S시 88%) 였으며, 이때 발생하는 바이오가스량(P시: $1.1Nm^3/kg$-VSrem, S시 $1.0Nm^3/kg$-VSrem)과 메탄가스의 함유량(P시 70%, S시 71%)은 유사하게 측정되었다. 도계 폐수 슬러지의 경우 VS당 가스발생량은 $1.6Nm^3/kg$-VSrem로 측정되었으며, 메탄 함량은69%로 측정되었다.

• 유기물자원화
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• 제1권2호
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• pp.237-258
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• 1993

본연구는 분뇨처리장과 제지폐수 처리장에서 발생된 유기성 슬러지를 지렁이 먹이로 활용하고 지렁이가 배설한 분변토(Cast)를 유기질비료, 토양개량제로 재활용하여 폐기처분되어야 하는 유기성 슬러지를 자원화하는 기술을 개발하는 것으로 폐기물 재활용의 일익을 담당할 수 있을 것으로 사료된다. 분변토의 비효성조사를 위해 오이, 토마토, 배추 3가지 작물의 발아율을 조사한 결과 분변토를 배합하지 않은 대조구에서는 40.7~61,7%로 발아율이 낮았으나, 30~45%의 분변토를 배합한 처리구에서 3가지 작물의 발아율이 90% 이상으로 높게 나타났다. 분뇨처리장 슬러지를 지렁이 먹이로 하여 발생된 분변토로 식재한 오이, 토마토, 배추의 성장후 초장, 경경, 엽면적, 엽수, 생체중, 건물중, 뿌리의 생체중, 및 건물중 등 8가지 생육상황을 조사한 결과 15%, 60%의 분변토를 배합한 처리구에 비해 30~45%의 분변토를 배합한 처리구에서 3가지 작물의 성장이 양호한 것으로 나타났다. 제지폐수 처리장 슬러지를 지렁이 먹이로 하여 발생된 분변토로 식재한 오이, 토마토, 배추의 생육상황을 조사한 결과 30~45%의 분변토를 배합한 처리구에서 3가지 작물 모두 성장이 양호한 것으로 나타났으며, 분뇨분변토와는 달리 60%의 분변토를 배합한 처리구에서도 생육장애가 발생되지 않고 성장이 양호하였다.