• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.27-40
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• 2022

본 연구에서는, 탈수슬러지 및 음식물류폐기물의 효율적인 병합혐기성소화를 위해 폐기물의 혐기성소화 가능성 및 열화학적 전처리 방법에 대해 평가하였다. 폐기물의 혐기성소화 가능성 평가 결과, 음식물류폐기물이 탈수슬러지에 비해 혐기성미생물에 의해 분해 가능한 유기물 농도 및 methane yield가 각각 2.2배, 1.3배 더 높게 평가되었다. 바이오가스 발생량의 증대를 위해서는, 음식물류폐기물의 혼합비율을 증가시키는 것이 필요할 것으로 판단되었으며, 열화학적 전처리 효율은 반응온도, NaOH 주입량, 반응시간, 혼합비율 조건에 대해 평가하였다. 전처리 효율 및 탈수능을 통해 평가한 결과, 최적 열화학적 가용화 전처리 조건은 반응온도 140℃, NaOH 주입량 60 meq/L, 반응시간 60 min, 혼합비율 1:5로 평가되었다. 최적 열화학적 가용화 전처리 조건 적용 전과 후의 methane yield를 비교한 결과, 전처리를 적용한 경우에서, 가스발생속도 및 methane yield가 각각 1.6, 1.5배 증가하였다. 따라서, 탈수슬러지 및 음식물류폐기물의 효율적인 병합혐기성소화를 위해서는 음식물류폐기물의 혼합비율을 증가시키며, 폐기물의 전처리를 통해 가용화 효율을 증대시키는 것이 필요하다고 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제28권2호
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• pp.49-57
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• 2020

하수 슬러지는 수분 함량이 높고, 발열량이 낮아 하수 슬러지를 에너지원으로 사용하는데 어려움이 있다. 이런 하수 슬러지 특성을 개선하고, 화석 연료를 대체하기 위해 하수 슬러지와 목질계 바이오매스를 혼합한 바이오 고형연료를 생산하는 연구를 행하였다. 열중량 분석은 석탄과 5%, 10%, 15%의 바이오 고형연료를 각각 혼합하여 혼소할 경우 발생되는 특징을 연구하는 데에 활용되었다. 이 분석은 10℃/min씩 25℃에서 900℃까지 내부 온도를 올리는 비등온 조건하에서 수행되었다. 석탄 단일 시료를 석탄과 바이오 고형연료가 혼합된 시료와 비교하였을 경우 연소개시온도는 약간 변화가 일어났다. 하지만, 연소최대온도와 연소종료개시온도는 변화가 거의 없었다. 연소개시는 200 ~ 315 ℃에서 이뤄졌으며, 중량변화가 급격히 일어나는 열분해는 350 ~ 700 ℃에서 이뤄졌다. 혼소 반응속도 분석 결과 활성화 에너지는 혼합율이 높아질수록 낮아졌다. 그러므로 화력발전소에서 석탄과 바이오 고형연료를 혼소하는 것이 가능할 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.43-71
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• 1999

본 연구는 하수처리장 슬러지를 사용하여 매립지의 복토재 및 차수재의 건설재료로 개발하기 위하여 수행한 실험의 분석결과이다. 하수슬러지에 그의 지반공학적 물성증진을 위하여 화강토와 화력발전소의 부산물인 플라이애쉬를 주첨가물로 사용하고 부첨가물로 시멘트 및 벤토나이트를 소정의 혼합비율로 섞어서 각각 전단강도 증진과 투수계수 감소효과를 도모하였다. 주재료인 하수슬러지와 첨가재의 혼합비율을 변화시킨 혼합물에 대하여 다양한 실내실험을 수행하여 복토재 및 차수재의 설계기준의 적합성 여부를 조사하였다. 각 주재료, 첨가재, 혼합물의 비중, 입도분석, 액\ulcorner소성한계 실험을 실시하여 기본물성을 구하고 그들이 투수성, 다짐성, 압축성, 전단강도에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 혼합물에 대하여 실내다짐시험을 실시하여 최대건조단위중량과 최적함수비를 구하고 현장 다짐효율성을 평가하였다. 다짐혼합시료에 대하여 변수두 투수시험을 실시하여 투수계수를 구하는 한편 변수두 투수시험을 하중제어식 압밀시험중에 병행 실시하여 그들의 압밀정수 및 투수계수를 측정하였다. 슬러지의 장기적 안정성과 관련하여 크리프실험을 변수두 투수시험과 함께 실시하였다. 한편, 한달간을 부패시킨 다짐시료에 대하여 투수시험을 실시하여 슬러지내 유기물질 부패에 의한 투수계수에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 슬러지에 화강토, 플라이애쉬, 벤토나이트를 일정비율로 섞은 혼합물에 대하여 직접전단시험을 실시하여 전단강도정수를 구하였다. 시멘트와 혼합한 슬러지에 대하여 일축압축 강도시험을 실시하여 혼합비와 재령기간에 따른 압축강도 변화를 분석하였다. 한편, 다짐혼합시료에 대하여 CBR시험을 수행하여 그들의 주행성에 대한 평가를 실시하였다. 이와 같은 다양한 실험결과를 종합분석하여 매립지의 차수재 및 복토재로서 사용조건 만족여부를 검토하였다.

• 한국농공학회지
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• 제35권2호
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• pp.92-103
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• 1993

A sunday system with a horizontal bin-type composter was constructed and operated to evaluate its composting performance for four days for each test in October, 1992. A sundry system is one of popular systems for composting livestock manure, of which main benefit is to utilize unlimited, clean, and free solar radiation. A rectangular concrete bin(composter) with dimension of 300cm(length) X90cm(width) X60cm(height) was bedded alternatively with four lanes of aeration pipes and heating pipes, and was insulated at three walls with 50mm styrofoam. Each aeration pipe of a diameter of 25mm had 4mm perforated holes at every 15cm longitudinally, and supplied air of about 2m$^3$/min to the composter to maintain aerobic condition . A stirrer rotating at 1 rpm made one round trip every 20 minutes on the conveying chain along the the length of the composter. Five tests (Test 1~Test 5) were implemented to evaluate the composting effectiveness of a sundry system with a horizontal bin-type composter. Treatments of two levels of the mixture ratio of swine manure and paper sludge cakes(manure : paper sludge cakes= 1 : 4 and 1 : 2) and two levels of the water content(W/C ; 70% and 50%) were made to test the significance of the physicochemical properties for decomposition of the mixture materials. Temperature, C/N ratio, water content, microbial activity of the composting materials were taken measurements to evaluate its performance with the lapse of composting time for tests. A small-scale sundry system with a bin-type composter did not appear to be an appropriate system for composting livestock manure. Since heat generation by the composting materials could not overcome heat loss due to areation in a small-scale composter, a proper thermal enviroment could not be maintained to propagate massively thermopilic microorganism relatively in a short period of time. Different from the result of Chol et al.(1992) 6), a temperature variation of the composting materials did not show the peak clearly and C/N ratio didn't lower with time as expected. Mesophilic microoragnism seemed to play an important role for decomposition of the mixture materials. A sundry system with a bin-type composter may be good for a large-scale livestock farm household which may produce enough animal manure. Therefore a decision should be made very carefully to choose a system for composting livestock waste.

• 대한화장품학회지
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• 제21권2호
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• pp.112-128
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• 1995

화장품 폐수에 일정 농도의 오수를 혼합하여 활성 슬러지법에 의해 처리할 경우, 오수 중의 각종 영양원과 분변성 세균 등에 의해 폐수 중 유기물이 감소되는지의 여부를 COD를 측정하여 고찰해 보고 폐수와 오수의 혼합 시 안정적으로 처리될 수 있는 최적 혼합비와 최적 폭기 시간을 구한 결과, 적당량의 오수를 투입함으로써 폐수 처리에 필요한 폭기 시간을 4-8시간으로 단축시킬 수 있었다. 오수의 투입량이 증가될수록 COD 저감율이 커짐을 알 수 있었으며 본 실험 범위 안에서 폐수와 오수의 혼합 처리 시 오수의 함량이 80% 정도일 때 가장 효과적이었다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권5호
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• pp.31-37
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• 2012

실리콘 웨이퍼공정에서 발생하는 실리콘 슬러지로부터 실리콘 및 탄화규소를 분리한 다음, 전해법으로 원소형태의 실리콘을 회수하는 연구를 수행하였다. 실리콘 슬러지의 주요 불순물은 절삭유, 금속불순물, 실리콘 및 실리콘 카바이드를 들 수 있다. 기계적 선별법으로 분리한 실리콘, 탄화실리콘 복합물을 $1000^{\circ}C$에 1시간동안 염화 배소하여 응축하고 회수한 사염화실리콘을 이온성액체인 $[Bmpy]Tf_2N$에 용해하여 전해액으로 사용하였다. 순환전위법으로부터 $[Bmpy]Tf_2N$의 안정한 전압구간과 사염화실리콘을 용해한 $[Bmpy]Tf_2N$ 전해액에서 실리콘의 환원으로 추정되는 환원피크를 얻을 수 있었다. 정전위법(-1.9 V vs. Pt-QRE)에서 1시간동안 금 전극 상에 전해한 다음, 전극표면을 XRD, SEM-EDS 및 XPS 분석을 통하여 실리콘이 원소형태로 전착되었음을 확인하였으며, 미량의 산소가 검출되는 것은 분석과정에서 시편이 공기 중에 노출되었기 때문으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권2호
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• pp.22-28
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• 2013

실리콘 슬러지로부터 원심분리에 의해 1 단계로 실리콘(Si)을 분리 한 후 남게 되는 실리콘 카바이드(SiC) 농축물 내에 포함되어 있는 철과 잔존하는 실리콘을 추가적으로 제거함으로써 실리콘 카바이드의 순도를 향상 시킬 수 있는 가능성을 탐색해 보았다. 실리콘 카바이드 농축물을 대상으로 하여 염산(HCl)/수산화나트륨(NaOH)에 의한 액상 침출법과 염소 가스에 의한 기상 염소화법을 비교해 보았다. 실리콘 카바이드 농축물을 1 M 염산 수용액에서 $80^{\circ}C$에서 1 시간 동안 침출시킴으로써 회수된 실리콘 카바이드에 잔류하는 철의 농도를 49 ppm 까지 제거하였으며, 1 M 수산화나트륨 수용액에서 $50^{\circ}C$에서 1 시간 동안 침출시킴으로써 실리콘 카바이드 내 잔류하는 실리콘의 농도를 860 ppm 까지 제거하였다. 기상 염소화 반응은 직경 2.4 cm, 길이 32 cm의 전기로에 의해 가열되는 알루미나 튜브의 중심에 실리콘 카바이드 농축물을 위치시키고, 질소와 염소의 혼합가스를 흘려보내는 방식에 의해 이루어졌는데, 반응온도 $500^{\circ}C$, 반응시간 4 시간, 가스유량 300 cc/min, 염소 몰분율 10%의 조건 하에서 실리콘 카바이드 내 철과 실리콘의 잔류 농도를 48 ppm과 405 ppm 까지 낮출 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.67-72
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• 2011

광산배수슬러지는 산성광산배수를 물리 화학적 혹은 전기적으로 정화할 때 주로 생성된다. 여러 분야에서 광산배수슬러지의 재활용 가능성을 연구하는 것은 중요한 일이다. 본 연구에서는 매립지 폐기물인 광산배수슬러지를 차수재와 복토재로의 재활용 적용성을 평가하였다. 두 part로 구성된 본 논문의 Part 1에서는, 광산배수슬러지, 차수재 형성을 위해 혼합 한 벤토나이트와 시멘트의 물리 화학적 성질을 pH 측정 및 XRD, XRF, FESEM로 분석하였다. 회분식 시험을 통하여 광산배수슬러지를 벤토나이트, 시멘트와 혼합하고 다짐도, 투수시험 및 일축시험을 통하여 최적혼합배율을 광산배수슬러지 1 : 벤토나이트 0.5 : 시멘트 0.3으로 결정하였다. 광산배수슬러지의 초기 투수계수는 $7.10{\times}10^{-7}cm/s$이었다. 광산배수슬러지는 유해물 용출시험을 통하여 환경에 안전하다는 것이 확인되었다. 본 논문의 Part 2에서는 라이시미터 (Lysimeter)를 사용하여 계절변화와 강우조건에 따른 하절기 건조/습윤 및 동절기 동결/융해의 과정을 통해 광산배수슬러지를 이용한 차수재 사용시 환경 적용성 가능성 및 안정성을 고찰하고자 하였다.

• 한국작물학회지
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• 제60권3호
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• pp.381-387
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• 2015

본 연구는 김포간척지에 속하는 쓰레기 매립예정 간척지에 하수슬러지 고화물을 처리한 바이오에너지 '거대1호' 시험재배 포장에서 시기별 발생 잡초종 및 식생변화 분석을 통하여 향후 바이오에너지작물의 대규모 재배에 적용할 수 있는 효과적이고 경제적인 잡초 방제법을 개발하기 위한 참고자료를 얻고자 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구의 시험포장은 김포간척지에 속하여 토양화학성(pH, EC, OM, T-N 등) 및 토성 조사결과, 우리나라 간척지에 넓게 분포하는 대표적인 간척지 토양의 특성 을 나타내었다. 2. 각 시험구에 강알칼리성의 하수슬러지 고화물의 처리로 인하여 토양 pH와 EC 및 치환성 칼슘함량이 원지반토에 비하여 급격히 증가하였다. 3. 2012년, 2013년 및 2014년에 각 시험구에서 발생한 잡초식생을 관찰한 결과, 2012년에는 전 시험포장에서 잡초의 발생이 전혀 이루어지지 않은 상태이었으나 2013년에는 벼과의 갈대(Phragmites australis)와 명아주과의 나문재(Suaeda asparagoides)가 관찰되었고, 2014년에는 전 시험포장에서 염생식물 이외의 다른 다수의 잡초종의 발생이 관찰되었다. 4. 포장 조성 후 3년이 경과하여 토양 숙전화가 이루어지며, 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에서는 6과 12종의 다양한 잡초의 발생이 확인되어 그 식생 다양성이 인정되었다. 그러나 간척지 원지반토의 경우 갈대 및 나문재와 같은 염생식물 이외의 다른 잡초종의 발생이 전혀 이루어지지 않으며 시기가 지나도 커다란 변화가 없는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.588-597
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• 2016

본 연구는 유기성폐기물의 혼합슬러지를 개량형 단상 혐기성 소화공정에서 각각의 혼합비율에 따른 바이오가스 생산효율 향상에 관한 연구로, 연구에 사용된 유기성폐기물의 종류는 하수 생슬러지, 음폐수 및 가축분뇨이다. BMP test를 통해 잠재적 메탄발생량을 확인한 결과 단일시료의 경우 가축분뇨가 $1.55m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 평가되었고, 혼합시료(생슬러지, 음폐수, 가축분뇨)의 경우는 각각의 비율을 50% : 30% : 20%로 하였을 때 $0.43m^3CN4/kgVS$로 가장 높게 나타났다. 반면 실증플랜트에서 혼합슬러지 최적 혼합비율은 생슬러지(68.5) : 음폐수(18.0) : 가축분뇨(13.5)로 나타나 BMP test와 다소 상이한 결과를 보였다. 이는 혼합슬러지 성상변화와 체류시간 등 소화조 운전조건 변화에 기인한 결과로 판단되며, 단상 혐기성 소화조의 바이오가스 생산량이 $2,514m^3/d$, 메탄함량 62.8%로 조사되어 설계능력인 바이오가스 생산량 $2,319m^3/d$ 기준으로 볼 때 최대성능을 발휘하는 것으로 평가되었다. 아울러 본 연구를 통해 혐기성 소화방식에 있어 소화조의 안정적인 운영과 소화효율 측면에서 고효율 방식인 2상 소화방식을 도입하는 것이 유리하나 기존의 단상 소화방식에 있어서도 소화효율 개선 및 성능향상이 가능하다는 것을 알 수 있었다.