• 대한환경공학회지
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• 제32권9호
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• pp.894-899
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• 2010

슬러지 감량 효율을 높이기 위해 오존전처리와 고 액분리조를 이용한 이상 혐기성 소화 공정 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 오존전처리를 통한 슬러지의 고형물 농도는 평균 TSS $8.3{\pm}2.0%$, VSS $9.2{\pm}2.8%$의 감소율을 나타내었다. 유기물 농도인 TCOD는 평균 $5.1{\pm}2.4%$ 감소하는 반면 SCOD는 평균 $72.0{\pm}6.5%$ 증가하였는데, 이는 오존으로 인해 세포내의 고분자 유기물이 용출되어 가용화되었기 때문이다. 이상 혐기성 소화 공정의 반응조별 소화가 진행됨에 따라 평균 TSS $21.5{\pm}3.4%$, VSS $20.2{\pm}8.4%$, TCOD $32.1{\pm}7.9%$, SCOD $22.1{\pm}7.2%$의 농도가 감소하였다. 최대 메탄생성량은 177.6 mL $CH_4/g$ TSS, 210.8 mL $CH_4/g$ VSS, 127.0 mL $CH_4/g$ TCOD, 1452.0 mL $CH_4/g$ SCOD이었다. 이상 혐기성 소화와 MLE 하수처리 공정의 연계처리 후 고형물 물질수지 결과 TSS 93.8%, VSS 92.0%의 감소율을 보였다. 이상 혐기성 소화 공정은 슬러지 처리 문제 해결과 신 재생에너지인 바이오가스 회수의 가능성을 보여줌으로서 향후 슬러지 감량에 해결책이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 유기물자원화
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• 제13권3호
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• pp.71-81
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• 2005

슬러지를 안정화시키기 위하여 가장 많이 적용되고 있는 공법은 혐기성 소화공법이라고 할 수 있다. 또한, 혐기성 소화는 유기성분의 효과적인 안정화와 동시에 메탄가스를 발생시켜 에너지로 이용 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 폐활성슬러지의 경우 미생물의 세포벽 때문에 일반적으로 저조한 혐기성 처리효율과 탈수능을 나타내고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 전처리공정들이 개발되거나 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐활성슬러지의 혐기성 소화효율과 탈수능을 향상시키기 위한 pulse power 전처리 연구를 pilot 규모로 수행하였다. Pilot plant는 기 수행된 실험실 연구결과를 바탕으로 설계 및 운전하였다. 본 연구에서는 pulse power 전처리에 의한 슬러지 특성변화를 평가하였으며, 특히 혐기성 소화시 미생물이 사용하기 용이한 기질의 증가를 의미하는 용존성 유기물질의 증가를 주요항목으로 평가하였다. 혐기성 소화조에서 발생하는 가스발생량과 메탄함량을 측정하여 혐기성 소화능을 평가하였으며, 슬러지 탈수능은 CST 및 비저항값의 측정을 통하여 평가하였다. 또한, 슬러지 처리공정에서의 전체적인 에너지수지를 계산하여 pulse power 전처리에 의한 에너지 회수율 변화를 평가하였다.

• 상하수도학회지
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• 제26권5호
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• pp.629-636
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• 2012

This study focuses on the feasibility of bio-gas production using anaerobic digestion by measuring methane generation and biodegradability through the BMP test of industrial organic wastes. Organic wastes consist of entrails of pigs and organic residues of rumen generated from slaughter houses, wastewater sludge from slaughter waste water, fish offal and residues of vegetables from public wholesale markets, and wastewater sludge from the process of wastewater treatment in paper mill. The cumulative methane production by BMP test ranges from 149.3 ml/g-VS to 406.6 ml/g-VS and this is similar to methane generation of the normal wastewater sludge and food waste. As a result of measurement of biodegradability, wastewater sludge (S1 ~ S4) is low, ranging from 27.1% to 58.9 % and organic residues of rumen (G1) is low at 49.6 %. In conclusion, it turned out that raising the hydrolysis by various pre-treatments is necessary in order to produce bio-gas by using industrial organic wastes.

• 상하수도학회지
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• 제7권1호
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• pp.5-12
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• 1993

The objectives of this paper are to present data to illustrate how an advanced digestion process, two-phase digestion, can provide superior performance in terms of waste stabilization efficiency and net energy recovery. As the result, it is possible to separate enrichment cultures of acidogenic and methanogenic organisms in isolated environments by kinetic control involving manipulation of dilution rates. In single-phase digestion process, HRT and COD loading for effective operation were 14.29 days and 2.33kg $COD/m^3$ day, but two-phase digestion may be conducted efficiently at 7 days of HRT and 5.71kg $COD/m^3$ day of loading. Data from this studies showed that the two-phase process is better than single-phase digestion under all test conditions when compared on the bases of gas yield and production rate, reductions of COD and VS, buffer capacity, and unconverted volatile acids in the effluent.

• 상하수도학회지
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• 제17권4호
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• pp.550-558
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• 2003

Digestion of primary sludge was conducted to evaluate the effects of reactor configuration using UAD, CUAD, TPAD, and semi-continuos CSTR. Highest VSS reduction and gas production were obtained in CUAD at all HRT. More efficient digestion was accomplished in upflow digesters compared to TPAD and CSTR. Higher thickening of solids in reactor and longer solids retention were main reasons for the enhanced digestion in CUAD and UAD. Performance based on the SRT of CUAD was nearly identical to that of UAD. However, those of TPAD and CSTR were lower than that of CUAD. Particulate and soluble organics in upflow reactors were well adsorbed due to secreted extracellular polymeric substances from the sludge granules. These might result in close proximity of microorganisms and substrates and enhanced hydrolysis. Additionally, diverse anaerobic microorganisms and neutral pH in upflow reactor could induce more activity of hydrolytic enzymes and sludge granules might offer lower thermodynamic energy state. While, excessive mixing in CSTR could break conglomerates of enzymes and substrates into fine particles, which resulted in lowered hydrolysis. Low pH level in acid fermenter of TPAD lowered hydrolysis of the particulate substrates.

• 에너지공학
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• 제23권1호
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• pp.33-39
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• 2014

본 연구에서는 하수슬러지의 소화가스 생산 효율향상을 위해 전기분해 처리방법을 수행하고 이를 소화가스 생산과 탈질실험 효과를 확인하였다. 전기분해 처리시간, 전류밀도가 증가함에 따라 가용화율은 증가하였으며 전극간격 4 mm에서 전류밀도 10 mA/cm2로 60분 처리 시 가용화율은 9.02%를 보였다. 이를 이용하여 BMP실험을 진행한 결과 0.49 L CH4/g VS의 메탄생산량을 보이며 대조군대비 88.4% 증가함을 보였다. 같은 조건으로 처리된 하수슬러지를 이용하여 탈질실험을 진행한 결과 $19.2mg\;NO_3{^{-}}N/g\;MLVSS{\cdot}hr$의 탈질율을 보였으며 이를 통해 전기분해 처리된 하수슬러지는 생분해성이 증대됨에 따라 혐기성소화와 탈질공정에도 적용이 가능한 것으로 확인되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.452-458
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• 2016

본 연구는 음식물쓰레기의 2상 혐기성 소화에서 메탄가스 발생량을 높이기 위해 고온 가용화 전처리시 pH를 $7.00{\pm}0.50$으로 조정하여 대조군과 비교하였다. pH에 따른 가용화 효율 회분식(Batch) 실험에서 pH가 $4.20{\pm}0.40$ (pH를 조절하지 않은 것)에서부터 $7.00{\pm}0.50$, $12.00{\pm}0.50$으로 증가시킴에 따라 가용화 효율도 각각 26.2, 47.1, 55.6%로 높게 나타났다. 그러나 pH를 $7.00{\pm}0.50$에서 $12.00{\pm}0.50$으로 증가시켰을 때 가용화 효율은 8.5%증가로 큰 차이가 없었다. 실험실규모 2상 혐기성 소화시스템은 가용화 조건에서 pH를 조절하지 않은 Run1 (pH $4.20{\pm}0.40$)과 pH를 $7.00{\pm}0.50$으로 조절한 Run2로 나누어 운전되었다. pH $7.00{\pm}0.50$의 가용화에 의해 Run2시스템에서 전반적으로 높은 SCOD 및 TVFA농도가 측정되었다. 산생성조에서 TVFA농도는 18.4 g/L로 Run1보다 1.8배 높은 결과를 나타내었다. 그 결과 메탄생성조에서 메탄가스 발생량은 0.333 L/gVS로 Run1의 0.282 L/gVS과 비교하여 18% 향상되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.1-11
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• 1987

중온소화(中溫消化)와 고온소화(高溫消化)의 차이점을 보다 명확히 규명하기 위하여 소화(消化)의 정지(停止)를 포함하는 폭넓은 실험을 행하였다. 연구결과, 정상소화(正常消化)와 소화조해(消化阻害)를 구분짓는 한계체류시간(限界滯留時間)이 존재하여, 중온(中溫)에서는 10일(日), 고온(高溫)에서는 5일(日)부근이었고 그 이하(以下)의 체류시간(滯留時間)에서는 소화(消化)의 조해(阻害)가 급격하게 발생하였는데 고온(高溫)에 비하여 중온(中溫)에서의 조해(阻害)정도가 매우 컸다. 중온소화(中溫消化)의 한계체류시간이상(限界滯留時間以上)에서는 소화(消化)상태가 거의 유사하였으나, 그이하(以下)의 체류시간(滯留時間)에서는 고온소화(高溫消化)가 월등히 양호(良好)하였으며, 고온(高溫)에서는 중온(中溫)에 비하여 소화(消化)슬러지발생량(發生量)이 감소하는 동시에 소화(消化)슬러지의 침강속도(沈降速度)가 크게 증가하고 여과비저항(濾過比抵抗)은 감소하였다. 한편 반응속도(反應速度)는 소화(消化)에 마치는 온도(溫度)와 체류시간(滯留時間)의 영향을 나타내는 데 유효하였다. 또한 온도(溫度)에 관계없이 반응속도(反應速度)가 증가함에 따라 가스발생속도(發生速度)가 선형적(線形的)으로 증가하였고 그 상관관계(相關關係)는 중온(中溫)과 고온(高溫)에서 거의 일치하였다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제8권1호
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• pp.23-31
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• 2003

A mathematical model was formulated to simulate the long-term performance of an anaerobic bioreactor designed to digest Korean food wastes. The system variables of various decomposition steps were built into the model, which predicts the temporal characters of Solid waste, and volatile fatty acid (VFA) in the reactor, and gas production in response to various input loadings and temperatures. The predicted values of VFA and gas production were found to be in good agreement with experimental observations in batch and repeated-input systems. Finally, long-term reactor performance was simulated with respect to the seasonal temperature changes from 5C in winter to 25C in Summer at different food waste input loadings. The simulation results provided us with information concerning the success or failure of a process during long-term operation .

• 대한환경공학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-6
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• 2015

본 연구에서는 데이터 마이닝 기법을 사용하여 혐기성 소화조의 효율을 나타내는 지표인 소화가스 발생량 예측 모델 개발을 통해 운영자에게 효율적인 소화조 운영방안을 제시하고자 하였다. 그 결과 오차율 10% 이내의 인공신경망을 적용한 소화가스 발생량 예측 모델을 개발 하였으며, 모델 개발에 사용된 변수를 제시함으로써 소화조 운영에 도움이 될 것으로 사료된다. 한편 탈수 케이크 관리 기법을 개발하는데 사례기반추론(Case based reasoning)의 개념을 적용하였다. 사례기반추론은 새로운 문제가 발생했을 경우 과거의 사례와 가장 유사한 사례를 활용하여 문제를 해결에 활용하는 방법으로, 본 연구에서는 슬러지 처리 공정에 사례기반추론개념을 적용시켜 과거의 운전 data를 통해 최소의 운전변경으로 탈수 케이크 감량화를 제시하는 관리방안을 개발하였다.