• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권2호
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• pp.264-270
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• 2016

음식물류폐기물의 에너지 잠재량은 2,206 천TOE 임에도 대부분 사료화와 퇴비화로 약 85.5%가 재활용 되고 있으며, 해당 시설에서 생산된 제품 중 사료화는 72%, 퇴비화는 61%가 무상판매되고 있다. 이에 본 연구는 음식물류폐기물을 반탄화 반응을 이용하여 연료화하고자 한다. 하지만 음식물류폐기물만 단독으로 연료화 할 경우 연료적 가치가 낮아짐을 예방하고자 하수슬러지를 일정 비율로 혼합하여 진행하였다. 음식물류폐기물과 하수슬러지의 혼합비율은 10:0, 8:2, 6:4, 5:5로 하였다. 실험 결과 혼합 비율에 상관없이 반응온도 $240^{\circ}C$이상에서 함수율 10% 이하로 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 고정탄소의 경우 반응온도가 높아질수록, 하수슬러지의 비율이 높아질수록 증가하였으며, 초기 1.1%에서 최대 약 36% 로(혼합비율 6:4, 반응온도 $270^{\circ}C$) 측정 되었으며, 발열량의 경우 반응온도 $240^{\circ}C$부터 고형연료제품기준인 3,000Kcal/Kg 이상에 만족하는 발열량을 나타내었으며, 초기시료보다 약 6배 정도 증가한 발열량을 얻을 수 있었다. Van krevelen Diagram이 Lignite 범위까지 이동하였으며, 슬러지 혼합비율이 높아질수록 높은 연료비와 5,500Kcal/kg 이하의 연소성지수를 얻을 수 있었다. 하수슬러지 혼합 비율이 높아질수록 발열량은 감소하지만, 고정탄소 함량 증가, 연료비 개선 등으로 음식물류폐기물만 단독 고형연료화 한 것 보다 연료로써의 품질이 좋아지는 것을 확인 할 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제9권2호
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• pp.71-76
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• 2001

현재 우리나라에서는 하수슬러지의 매립과 해양투기가 금지되면서 슬러지의 적정처리 처분이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 또한 국내 해안 양식업중에 비중이 높은 굴양식업에서 부산물로 다량 발생하는 굴껍질은 대부분 해안에 야적되어 연안어장의 오염, 공유수면 관리상의 지장, 자연경관의 훼손 및 보건위생상의 문제 등으로 환경문제를 초래하고 있다. 본 연구에서는 하수슬러지와 굴껍질의 재활용 측면에서 토지주입시 발생되는 금속성분의 용출특성을 검토하는데 그 목적이 있다. 용출 실험은 직경 100mm, 높이 100mm인 pot에 토양과 하수슬러지 및 굴껍질을 주입하였으며, 인공강우를 가하여 100일 동안 분석하였다. 실험결과 식물의 성장에 필수원소인 K, Na, Ca, Mg과 인체에 치명적인 유해중금속인 Cd, Cu, As, Pb, Cr, Hg은 모두 토양오염기준에 적합하게 판정되어 토양에 적용시 그 위해성이 적은 것으로 나타났다. 이는 굴껍질(pH 8.7) 과 하수슬러지(pH 6.8)를 밭토양(pH 5.2)에 적용한 결과 pH 완충능력을 가져와 금속성분을 용출을 억제시킨 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제11권3호
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• pp.35-41
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• 2003

본 연구는 지렁이 퇴비화 장치개발을 위한 기초자료 연구를 목적으로 지렁이 퇴비화 장치 연속 운영시 하수슬러지 침출액 및 처리 후 발생되는 분변토의 특성변화를 살펴본 결과 pH는 지렁이 생육에 적합한 5~8의 범위로 나타났으며, 산화환원전위와 전기전도도는 처리 전 후의 값의 차이가 뚜렷하게 나타났다. $NH_3-N$ 처리 후 감소 경향을 나타내었고, $NO_3-N$는 처리 후 증가하는 경향을 나타내었다. 한편 pH, 알카리도, T-N, T-P는 처리 전 후의 성분변화가 낮게 나타나 지렁이 퇴비화 장치 설계시 ORP 또는 EC 항목을 이용하여 하수슬러지 퇴비화 지표활용으로 가능한 것으로 나타났다. 또한 처리 후 발생되는 분변토를 부숙토로 재활용시 적합 판단을 목적으로 30일간 발생된 분변토의 평균 특성과 부숙토 제품기준을 비교 검토한 결과 분변토의 유기물함량, 유기물 대 질소비 및 염분 등은 각각 42.3%, 21.3, 0.15%와 As, Cd, Cr, Cu, Pb 및 Hg은 각각 0.041, 0.013, 0.012, 0.348, 0.006mg/kg 및 불검출로 나타나 부숙토 제품 등급의 가 등급으로 재활용 가능한 것으로 나타났으며, $NO_3-N$와 $NH_3-N$는 $NO_3-N$ 농도가 $NH_3-N$ 농도보다 높게 나타나 분변토를 토양개량제 및 매립지 복토용으로 재활용 가능한 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.27-33
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• 2012

환경부 통계에 의하면 하수슬러지의 배출량은 연 7~9% 증가되고 있다. 향후에도 하수처리장 증설과 질소 및 인 제거를 위한 고도처리 시행에 따라 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 그간은 상당량 매립에 의존해 처리해 오고 있었고, 일부는 해양배출에 의해 처리하고 있었으나, 현재는 유기성폐기물 직 매립금지와 해양배출마저 금지될 상황인지라 슬러지 처리에 비상사태라 할 수 있을 것이다. 재활용을 위해 혐기성 소화공법을 적용하여 바이오가스를 생산하거나 탄화공법을 적용하여 고형연료화를 할 수 있으나, 이 또한 공정이 만만치 않으며 악취발생과 2차 폐기물이 되어 버리므로, 사실상 실용적인 방법이라 할 수 없다. 본 연구는 유동층 연소로를 적용한 하수슬러지 처리에 대하여 실제적으로 활용가능한 기술임을 검증하기 위해 핵심 기술을 선정하여 입증하는데 그 목적이 있다. 하수슬러지 처리에 있어 유동층 연소로를 적용한다면 우리나라와 같이 에너지 부존자원이 부족한 나라에서의 대체에너지원(연료)으로 쉽게 활용할 수 있게 될 것이다. 특히 본래의 유동층 연소로의 장점만을 골라 충분히 활용하게 된다면 하수슬러지를 친환경적으로, 위생적으로, 그리고 경제적으로 간단하게 처리하게 될 것이다.

• 청정기술
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• 제13권2호
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• pp.87-98
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• 2007

대도시의 인구집중과 환경문제에 대한 관심의 고조에 따른 환경배출기준의 강화로 환경처리시설에서 배출되는 슬러지의 양은 매년 급증하고 있는 실정이다. 2003년부터는 하수처리 슬러지의 매립지에의 직매립을 금지하고 있을 뿐만 아니라, 2012년부터는 해양투기 또한 전면 금지됨에 따라 육상에서의 자원화 혹은 감량화 등을 통한 소각, 퇴비화 등의 방법으로 처분해야 하는 실정이다. 그러나 이들 슬러지의 성상은 슬러지발생원, 발생 시기, 처리공정 등에 따라 그 성상이 다양하게 변하는 특성을 가지므로 슬러지처리, 재활용 및 처분방법을 결정하는데 있어서 슬러지성상에 대한 평가가 중요하게 작용한다. 이를 위하여 물리화학적 처리, 생물학적처리 등 서로 다른 처리방법에 의해 발생되는 슬러지의 성상평가방법을 표준화할 필요성이 크다고 하겠다. 그러나 아직까지 우리나라에서는 표준화된 슬러지 성상평가방법이 제정되어 있지 않다. 본 총설에서는 우리나라의 슬러지 성상평가방법에 관한 현황과 문제점 등을 파악하고, 독일 등 선진국의 사례를 바탕으로 적절한 슬러지의 재활용과 처분을 위한 우리나라에 적합한 15가지 항목의 표준화된 슬러지 성상평가방법을 제시하고자 하였다.

• 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.

• 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.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제33권3호
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• pp.48-56
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• 2024

본 연구에서는 하수슬러지 가스화 고형 잔류물(GSRs)의 순환자원 활용 가능성을 검토하기 위해 대상제품에 대한 물성평가 및 물리적 분리를 수행하였다. 먼저, 본 연구에 사용된 GSRs는 수도권매립지관리공사를 통해 공급되었으며, 일반적으로 GSRs는 수 mm 입자크기의 다공성 펠릿 형태이었다. 또한, 부분적으로 검은 부분은 미연소 및 가스화되지 않은 탄소로 확인되었으며, 평균 탄소 함량은 5%였다. 또한 실리카, 알루미나, 산화인의 성분이 전체 함량의 70% 이상이었다. 습식분쇄 생성물은 금속성분이 단체분리되어있음 확인하였다. 금속성분과 비금속성분의 물리적 분리가 필요하여 최종적으로 부유선별에 적합한 것으로 결정하였다. 이에, 상대적으로 많은 양의 비금속성분이 농축된 금속 성분을 분리하기 위해 양이온 및 음이온 계면활성제를 선택하여 분리 특성을 확인하고자 하였다. 결과적으로, 금속성분 분리보다 실리카, 알루미나, 인 등 비금속 성분의 농축이 더 용이할 것으로 기대된다. 따라서, 가스화 처리된 하수슬러지 잔재물의 물리적 처리에 가능함에 따라 분리산물에 대한 재활용 방안 제안에 따라 순환자원으로서 잠재성이 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.244-248
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• 2017

본 연구는 유가공 슬러지의 경우 하수 슬러지, 기타 산업폐수 슬러지에 비해 중금속 등 유해한 성분을 함유하지 않고, 높은 유기물 함량으로 슬러지 가용화를 통한 재활용의 가능성을 충분히 가지고 있으나 활발히 연구가 되지 않고 있어 초음파 전처리를 이용하여 재활용 가능성을 실험하였다. 1. 유가공 슬러지와 축산 슬러지를 20 kHz의 주파수와 700 W, 500 W의 조사강도, 조사시간 90분간 초음파 처리하여 고형물 변화를 비교한 결과, 유가공 슬러지의 TS와 VS 제거율이 28%, 14% 감소하였으며, 축산 슬러지는 13%, 7% 감소하였다. 2. SCOD 변화는 동일한 조건의 초음파 처리 시 유가공 슬러지의 경우 7.1배, 5.9배의 증가율을 보였으며, 축산 슬러지의 경우 4.9배, 4.0배로 나타났다. 슬러지 가용화 효율은 유가공 슬러지의 14.5%, 12.1%의 가용화 효율을 보였으며, 축산 슬러지의 경우 10.6%, 8.6%로 나타났다. SCOD 증가속도 또한 유가공 슬러지의 경우 $0.022m^{-1}$, $0.020m^{-1}$, 축산슬러지의 경우 $0.021m^{-1}$, $0.018m^{-1}$의 증가속도를 나타내었다. 3. Soluble N 농도의 변화는 유가공 슬러지의 경우 90분간 초음파 처리 후 3.4배, 2.2배 증가한 것으로 측정되었으며, 축산 슬러지의 90분간 초음파 처리 후 3배, 2배 증가한 것으로 나타났다. C/N 비의 경우 유가공 슬러지가 7.5, 8.7을 나타냈고, 축산 슬러지는 5.7, 6.4로 나타났다. 유가공 슬러지의 경우 TS, VS 감량을 통한 슬러지 발생량을 감소시킬 수 있으며 SCOD의 증가량이 많아 C/N비가 더 높게 나타난 것을 알 수 있다. 따라서 유가공 슬러지의 가용화를 통한 외부탄소원으로의 활용 가능성을 확인하였고, 향후 전처리방법의 조합 및 최적 처리조건 도출 등 후속 연구의 필요성이 높다고 사료된다.