• 제목/요약/키워드: 하수처리수 재이용

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하수처리수 재이용을 위한 가압식 규조토 여과의 처리성능평가 (Characteristics of Filtration Treatment Using Diatomite Filter Aids for Sewage Water Reuse)

  • 임병란;김희서;고연실;김현갑;김종학;이태진
    • 한국물환경학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.145-151
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    • 2019
  • The purpose of this study was to investigate treatment characteristics of diatomite filtration, that would allow water recovery from biologically-treated effluent for reuse. Diatomite, Celpure 100, and acid clay were used as filter-aids, with a support filter manufactured from polyethylene (PE), and polypropylene (PP). This pre-coating process using diatomite filter-aids, is used in the filtration range of pressure filters, and has consistently provided high-quality separation. The results showed that variations in average removal efficiency of SS, and T-P from biologically treated effluent by the diatomite-coated PE filter, were approximately 82.2 ~ 88.9 % and 4.8 ~ 21.1 %, respectively. T-P treatment efficiency of the PP filter pre-coated with diatomite and $Celpure^{(R)}100$ at $57.64g/m^2$, was approximately $24{\pm}10%$ and $40{\pm}15%$ on average, respectively. Particle size distribution of secondary effluent varied from 0.05 to $200{\mu}m$, and $d_{50}$ value was $20.76{\mu}m$. The size distribution of particles in the diatomite filtrate ranged from 1.26 to $101.1{\mu}m$ when pre-coated with diatomite filter-aid, at a content of $57.64g/m^2$. Diatomite filter aids, i.e., the particles that form the pre-coating layer, capture very fine particles as well as macromolecules, owing to their complex structure with numerous fine microscopic pores, and surface properties. The filtration process using diatomite and $Celpure^{(R)}100$ as filter aids, has been successfully applied, to recover water from sewage for reuse. The disadvantage of the process, is that the particle size of the filter-aid is spent, because of pressurization.

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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국내 농업용수 수질기준의 적정성 평가 및 추가수질항목 제안 (Evaluation of Korean Water Quality Standards and Suggestion of Additional Water Parameters)

  • 안윤주;이우미;윤춘경
    • 생태와환경
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    • 제39권3호통권117호
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    • pp.285-295
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    • 2006
  • 본 연구에서는 (1) 선진외국 및 기타국가의 농업용수 수질기준을 검토하고 (2) 선진외국과 국내의 농업용수 수질기준을 항목별로 심층 비교 분석하여, 현행 농업용수 수질기준의 적정성을 평가하였다. 또한 (3) 국내 농업용수 수질기준의 문제점을 파악하고 추가로 기준설정이 요구되는 수질기준 항목을 도출하였다. 우리나라의 농업용수 수질기준은 따로 마련되어 있는 것이 아니라, 수질환경기준의 4등급에 해당하는데, 이는 관리목적의 기준으로 이수목적의 농업용수로 필요한 항목들이 누락되어 있는 실정이다. 예를 들어 캐나다의 경우 농약과 비료에 의한 오염 등을 고려하여 관개용수 수질기준을 제시하고 있으며 일본의 경우 우리나라와 달리 EC, Zn, 그리고 Cu항목을 설정해 두고 있다. FAO에서도 주요항목으로 염도와 토양 침투율 그리고 특정이온의 독성에 대해 제시하고 있으며 중국의 경우 벼에 대한 농업용수 수질기준을 따로 제시하고 있는 실정이다. 국내 농업용수 수질기준의 추가항목 필요성은 수질환경기준의 8항목과 사람의 건강보호항목 9항목으로 나누어 세밀하게 검토한 결과, 국내 농업용수 수질기준에 추가되어야 할 수질항목으로 나트륨, 전기전도도, 미생물항목. 그리고 5개의 미량원소 (염소, 붕소, 구리, 철, 아연)가 제안되었다. 전기전도도 (EC) 는 염도의 지표로 식물뿌리 주변에 염농도가 높으면 수분결핍과 이온 독성을 나타낸다. 하수처리수를 재이용하여 농업용수로 이용할 경우 분변성 오염은 공중위생상 문제가 되며 병원성 미생물의 공존가능성을 시사하기 때문에 미생물항목이 필요하다. 또한, 염소, 붕소, 구리, 철, 아연의 5개의 원소는 이미 선진국에서는 기준설정이 되어 있는 수질항목들로, 식물생장에 필수원소들이지만 일정량 이상이 되면 식물독성을 유발하는 원소로 제시되었다. 우리나라의 농업용수 수질기준이 농작물을 보호하고, 나아가 인체건강을 고려하는 실질적인 이수목적의 기준이 되기 위해서는 추가로 제안된 수질항목들에 대한 기준이 선정된 필요가 있는 것으로 사료된다.

면역활성을 가진 생약복합물을 이용한 빵의 제조 및 특성 (Preparation and Characteristics of Bread by Medicinal Herb Composites with Immunostimulating Activity)

  • 김희숙;강진순
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.109-116
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    • 2008
  • 생약추출물의 기능성 소재로서 이용 가능성을 조사하고자 황기, 백복령, 맥문동, 오가피, 산약, 구기자, 당귀, 하수오, 기사, 토사자, 백출, 오미자, 표고버섯, 감초 등의 생약재를 이용하여 면역활성 실험을 수행한 결과 MH-1, MH-2 및 MH-3은 대식세포 면역 활성의 지표가 되는 식세포 작용, NO 생산량, 암세포 증식 억제활성, cytokine 생성량 등에서 유의성 또는 높은 활성을 보였기 때문에 기능성 식품 제조를 위한 면역증강 소재로의 활용가치가 있음이 증명되었다. 이와 같이 생약재의 면역 활성능을 확인한 후 면역 활성이 높은 위의 생약 열수 추출물을 그 일정한 비율로 혼합(밀가루를 기준으로 추출물은 30%, 50%, 70%, 100%)하여 반죽의 pH, 제품의 부피, 색도, 기계적 질감, 관능검사를 수행하였다. 반죽의 pH는 다른 모든 처리군에서 대조군(0%)과 유사하였으며 제품의 부피는 70% 추출물 첨가군에서 증가하였으나 다른 모든 처리군에서는 대조군에 비해 감소하였다. 식빵 crust의 색도는 추출물의 첨가량에 따른 L, a, b 값의 변화는 일정하지 않았으며, 식빵 crumb의 색도는 추출물의 첨가량이 증가할수록 L값은 감소하고, a, b값은 모두 증가시켜 어두운 색을 나타내었다. 조직감 측정 시 경도, 응집성, 점착성, 씹힘성 및 복원성은 30% 첨가군이 대조군과 비슷하였으며 추출물의 첨가량에 따라 유의적인 차이를 볼 수 있었다. 관능검사 결과 생약 추출물을 30%와 50% 추출물 첨가 시 외관, 향미, 입안에서의 느낌, 맛, 전반적인 선호도 및 내부의 질감에서는 대조군과 같은 높은 점수를 나타내었으며, 최대첨가수준은 70%까지 가능한 것으로 나타났다.X> CFU/g의 범주에 들었다. 1년간 $-20^{\circ}C$에서 보관한 조피볼락에서는 미생물이 검출되지 않았다. 유해 미생물 검사를 통하여 가공조피볼락 모든 시료에서 유해한 미생물은 검출되지 않았다. 본 연구결과에서 조피볼락을 염장(4% NaCl)하고 훈연, 냉동, 포장 등의 복합적 기술을 병행하여 사용함으로써 원료생선의 상미기간을 1년 이상 연장할 수 있었다. 또한 관능적으로 우수한 기호성, 즉석에서 먹을 수 있는 간편성, 장기저장에 의한 식품 산패, 오염 및 변패 미생물의 생육 등이 발생하지 않는 우수한 생선가공, 저장방법, 저가 생선류의 부가가치 상승 등 여러 유익한 결과를 얻을 수 있는 효과적인 가공방법을 증명하였다.의 평균섭취량에도 미치지 못하는 매우 저조한 영양상태를 보여 경제력, 육체적 활동 및 건강상태 등이 매우 열악한 이들 집단에 대한 질 좋은 영양서비스의 제공이 국가적 차원에서 시급히 재고되어야 할 것이다. 연구대상자 특히 배달급식 대상자의 경우 모집의 어려움으로 인해 적은 수의 연구대상자의 결과를 보고한 것은 본 연구의 제한점이라 할 수 있다 따라서 본 연구결과를 바탕으로 좀 더 많은 대상자를 대상으로 한 조사 연구가 계속 이루어져 가정배달급식 프로그램의 개선을 위한 유용한 자료로 축적되어야 할 것이다.상범주로 회복함을 알수 있었고 실험결과 항암제 투여후 3 일째 피판 형성한 군에서 피판치유가 늦어진 것으로 관찰되어 인체에서 항암 투여후 수술시기는 인체면역계가 회복하는 시기를 3주이상 경과후 적어도 4주째 수술시기를 정하는 것이 유리하리라 생각되었다.한 복합레진은 개발의 초기단계이며, 물성의 증가를 위한 연구가 필요할 것으로 사료된다.또 다른

나노물질의 환경 매질별 노출 사례 조사 (Case Studies for Nanomaterials' Exposure to Environmental Media)

  • 엄하늬;노진규;이병천;박수민;이종협;김영훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권6호
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    • pp.1056-1063
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    • 2012
  • 최근 나노기술의 급격한 발전은 산업 및 바이오의약 등 다양한 분야에 새로운 활용 가능성을 제시하고 있다. 나노물질을 이용한 나노소비재의 증가와 함께 환경으로의 나노물질 노출 가능성이 제기되고 있으며, 최근 나노물질의 인체 및 환경 영향이 주요 현안으로 떠오르고 있다. 환경 중에 비의도적으로 노출된 나노물질은 다양한 환경 매질에 축적되고 언젠가는 우리들에게 재영향을 미치게 된다. 따라서, 환경 매질(대기, 수계, 토양)에 노출된 나노물질의 영향을 이해하기 위해서는 나노물질의 환경 내 거동을 이해하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 나노물질의 환경 매질별 노출 사례를 조사하고, 향후 연구 방향을 제시하고자 하였다. 작업장(실험실)에서는 주로 대기 노출이 지배적이지만, 환경중으로 노출될 경우 최종적으로 수계 및 토양으로 노출되는 것으로 파악되었다. 또한 기존의 하수처리장 설비로는 완벽하게 나노물질을 제거하기가 어렵다는 것을 확인하여, 나노폐기물 처리에 관한 새로운 방법론 개발이 절실함을 확인하였다. 보다 다양하고 깊이있는 환경 노출 연구를 위해서는 현장 모니터링 장비의 개발이 필요함을 확인할 수 있었으며, 이에 추가적으로 다양한 분석법을 제안하였다. 본 총설에서 정리한 나노물질의 환경 매질별 노출 사례 연구들은 향후 나노물질의 환경 거동 평가 및 나노폐기물의 적절한 처리방법 모색에 기본 자료로 활용될 것이다.