• 한국물환경학회지
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• 제38권2호
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• pp.95-102
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• 2022

Studies for improving the efficiency of the traditional anaerobic digestion process are being actively conducted. To improve anaerobic digestion efficiency, this study tried to derive the optimal pretreatment conditions and mixing conditions by integrating the heat solubilization pretreatment of sewage sludge, livestock manure, and food waste. The soluble chemical oxygen demand (SCOD) increase rate of sewage sludge before and after heat solubilization pretreatment showed an increased rate of 224.7% compared to the control group at 170℃ and 25 min and showed the most stable increase rate. As a result of the biomethane potential test of sewage sludge before and after heat solubilization pretreatment, the total chemical oxygen demand (TCOD) and SCOD removal rates increased as the heat solubilization temperature increased, but did not increase further at temperatures above 170℃. In the case of methane generation, there was no significant change in the cumulative methane generation from 0.134 to 0.203 Sm³-CH₄/kg-COD at 170℃ for 15 min. As a result of the integrated digestion of organic waste, the experimental condition in which 25% of the sewage sludge, 50% of the food waste, and 25% of the livestock manure were mixed showed the highest methane production of 0.3015 m³-CH₄/kg-COD, confirming that it was the optimal mixing ratio condition. In addition, under experimental conditions mixed with all three substrates, M4 conditions mixed with 25% sewage sludge, 50% food waste, and 25% livestock manure showed the highest methane generation at 0.2692 Sm³-CH₄/kg-COD.

• 상하수도학회지
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• 제26권6호
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• pp.897-905
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• 2012

Based on the activated sludge model, a simple aerobic digestion model which represents the aerobic sludge digestion by sequencing batch reactor(SBR) equipped with ultrasonicator was composed and performed in this study. The results are as follows. Aerobic digestion efficiency can be increased by adopting ultrasonic pretreatment. For the 5 days of SRT, 24 % of particulate component is predicted to be removed by ultrasonic pretreatment and aerobic digestion. This is 7 %p higher than that of conventional aerobic digestion. A Hybrid SBR aerobic digestion combined with ultrasonication shows higher digestion efficiency than aerobic digestion and ultrasonic pretreatment system. In case of this hybrid system, the digestion efficiency was predicted up to 49 % when the ultrasonication was performed every 2 hours, repeatedly. However, excessive treatment like every hours of ultrasonication in an aerobic digestion process results in adverse effect on TCOD removal because biomass disintegrated completely and the solubilized COD can not be used for the biomass synthesis again.

• 한국환경보건학회지
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• 제35권1호
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• pp.58-63
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• 2009

This study investigated improvement to sludge dewaterability and coagulation for sewage treatment plant sludge by using sodium hypochlorite solution (NaOCl), ferric sulfate [$Fe_2(SO_4)_3$] and zeolite. The specific resistance to filtration(SRF), chloride, pH and turbidity were used to evaluate the sludge dewatering behaviors. The results of study were as follows: By varying the amount of NaOCl added the optimum result in terms of enhancement for pretreatment occurred when 34 mg/l of NaOCl was injected. When the total solids concentration of the sludge was 10,000 mg/l, the optimum ferric sulfate dosage for the sludge dewaterability was 150 mg/l and the corresponding SRF was $1.7{\times}10^7sec^2/g$. It was observed that injecting zeolite into sludge was effective in improving the dewaterability of sludge.

• 상하수도학회지
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• 제22권5호
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• pp.505-510
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• 2008

Excess sludge and raw sludge were treated by ball mill in order to promote solubilization, and it was known that the level of solubilization was higher in excess sludge rather than raw sludge. About solid concentration, with the increase of TS, the amounts of solubilization was increased. And excess sludge was solubilized more effectively with the increase of ball mill treatment time. Especially, in case of excess sludge, within 5 min of ball mill treatment, 6 times of solubilization was achieved compared with raw sludge. The effect of bead size was also tested and 1 mm bead was most desirable when applied to the TS 4% of excess sludge. Particle size decrease by the ball mill treatment was more effective in raw sludge, nevertheless the level of solubilization was always higher in excess sludge. This means that the results of particle analysis could not be understood as a indicator for sludge solubilization. Generally, excess sludge and raw sludge are mixed at the thicker in the STP, but considering a ball mill pretreatment as an alternative for sludge solubilization, it is desirable to treat not raw sludge but excess sludge alone in the aspect of solubilization yield and economical process.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권10호
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• pp.15-21
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• 2014

본 연구는 부산시 남부하수처리장의 탈수슬러지를 이용하여 전처리에 따른 분해 및 혐기성 상태에서의 최종 메탄 및 이산화탄소 발생량을 평가하기 위해 Biochemical Methane Potential(BMP) 실험을 실시하였다. 초기 1 % TS 농도의 탈수슬러지를 각각 30분 동안 5M NaOH를 이용하여 알칼리 전처리를 실시하였고 초음파 전처리는 30분 동안 조사밀도를 1.5 W/mL로 조절하여 실시하였으며 알칼리와 초음파 전처리를 병합한 동시 전처리를 시행하였다. 그에 따라 SCOD 값이 초기 33.1 mg/L에서 최대 494 mg/L로 증가하였다. 또한 BMP 실험을 실시한 결과 31.2~84.2 mL $CH_4/g$ VS, 9.2~13.5 mL $CO_2/g$ VS로 나타났다. 영양배지와 상등액 슬러지를 주입여부에 따른 BMP 실험을 실시한 결과 각각 73.1, 73.8 mL $CH_4/g$ VS, 11.2, 13.6 mL $CO_2/g$ VS으로 나타났으며 모델값과는 큰 차이를 보이지 않았다. BMP 실험을 종료 후 VS를 분석한 결과 초기 62 %에서 33.8~45.4 %로 감소하였다. 알칼리, 초음파 전처리보다는 동시 전처리가 메탄발생량과 SCOD 값을 증가시켰으며 VS 감소율이 증가하여 혐기성 소화율이 향상되었다.

• KSBB Journal
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• 제19권2호
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• pp.93-97
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• 2004

본 연구는 환경 문제점으로 대두되고 있는 슬러지의 효과적인 저감을 위한 방법으로서 효소를 이용하여 슬러지상 유기물의 가용화율을 높여서 소화조 내에서 미생물의 소화효율을 높이기 위한 것이다. 효소에 의한 슬러지의 가수분해 효율을 높이기 위하여 소량의 오존 (0.02 g $O_3$/g SS, 0.03 g $O_3$/g SS)으로 슬러지를 처리한 후 다양한 효소로 슬러지의 가수분해를 유도함으로써 슬러지의 SCOD를 높여 유기물의 가용화를 향상 시켰다. 여러 가지 효소 중 (Protease, $\alpha$-amylase, glucosidase, lipase)에서 protease가 가장 높은 슬러지의 가수분해 효율을 나타내었다. 오존과 효소로 전처리를 실시한 경우 오존 처리만 한 슬러지에 비해 SCOD 증가량이 높게 나타났으며, 단일 효소보다는 복합 효소를 사용했을 때 유기물의 가용화에 더 효과적임을 확인할 수 있었다. 또한, 효소 전처리시, 효소의 최적온도 조건 (50-6$0^{\circ}C$)을 맞추어 주었을 경우가 상온에서 효소 전처리를 실시했던 경우에 비해 SCOD값이 1.5-2배 정도 증가하여, 더 높은 가수분해 효율을 보였다. 반면, 소화반응에 있어서는, 효소 전처리를 실시한 슬러지와 효소 전처리를 실시하지 않고 오존전처리만을 실시한 슬러지의 소화반응을 비교해 본 결과, 효소전처리를 실시한 슬러지의 SCOD 및 TCOD의 감소량이 오존처리만 실시한 슬러지에 비해 높게 나타났으며, 단일효소보다도 복합효소에서 높은 SCOD와 TCOD의 감소량을 나타내었다. 따라서, 슬러지를 효소로 전처리하는 것은 슬러지 저감에 효과적으로 작용할 수 있을 것으로 기대되며, 이러한 슬러지의 효소 전처리 방법은 다양한 다른 슬러지 처리방법과 함께 슬러지 처리효율을 향상시키기 위한 방법으로 유용하게 이용될 수 있으리라 기대된다. 건전한 환경관리를 위한 유역관리기술 개발의 방향 등을 정리하도록 한다.O와 DABA에 반응하는 자외선 조사에 따른 $^1O_2$의 생성은 taurine의 영향을 받지 않았다. GSH와 MPG는 HOCl의 변성 작용을 뚜렷하게 억제하였다. 이상의 결과로 부터 hyaluronic acid의 변성을 포함한 조직 구성성분의 산화성 손상에 있어서 taurine의 보호 작용은 산소 유리 라디칼에 대한 제거 작용과 관계없으며 HOCl과 $NH_2Cl$에 대한 제거 작용 그리고 taurine과 HOCl 또는 $NH_2Cl$의 복합체 형성에 기인할 것으로 시사된다. Taurine의 치올 기가 HOCl과 $NH_2Cl$에 의한 변성에 부분적으로 보호 작용을 나타 낼 것으로 추정된다.경(製麴72時間頃)의 활성(活性)은 보리쌀국(麴), 밀가루국(麴), 찹쌀국(麴), 고구마국(麴)의 순이었다.험 결과 오전용 사료는 관행적인 산란계 배합사료에서 Ca공급제를 제외한 것을 급여하고, 오후용 사료는 Ca공급제를 3배 첨가한 T2처리로 15:00~16:00시에 교체급여를 하면 사료섭취량 감소와 사료비 절감면에서 바람직할 것으로 사료되며, 고에너지-고단백질-저Ca의 분말사료와 저에너지-저단백질-고Ca의 펠렛사료를 혼합급여하면 산란계의 사료섭취 량과 사료비를 절감할 수 있었으며, 오전사료와 오후사료 별도급여의 번거로움을 피할 수 있는 사양체계로 기대가 되나 보다 더 많은 연구가 필요하다.ericin) which has an amino acid composition suitable for many used in cosmetics, textile finishing agents, animal feeding, etc. The degumming process using electrolytic water is available to reduce treatment

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.580-586
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• 2010

Acid and alkali pretreatments were applied to tofu processing waste (TPW) to increase the solubility of ingredients in TPW. Pretreatment at 1.0% of HCl and 2.5% of NaOH condition resulted in the increase of SCOD concentration from 3.2 g COD/L to 27 g COD/L and 33 g COD/L, respectively. The acid and alkali-pretreated TPW was studied for its fermentative $H_2$ production capacity in batch mode using a thermophillic mixed culture. Alkali pretreatment on presence of 2.5% NaOH exhibited more soluble portion released compared to acid pretreatment using HCl, however the $H_2$ production from acid pretreated TPW was better than alkali-pretreated TPW probably due to the sodium inhibition on microbial activity. In addition, sewage sludge was externally added to the acid-pretreated (1.0% HCl) TPW by 20% (on volume basis). Average H2 production rate was increased from 31 to 78 ml/L-broth/hr, and it was attributed to the high buffer capacity and abundant nutrients especially divalent cation in sewage sludge.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권4호
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• pp.662-669
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• 2019

Anaerobic digestion is a popular sewage sludge (Ss) treatment method as it provides significant pollution control and energy recovery. However, the low C/N ratio and poor biodegradability of Ss necessitate pretreatment methods that improve solubilization under anaerobic conditions in addition to anaerobic co-digestion with other substrates to improve the process efficiency. In this study, three pretreatment methods, namely microwave irradiation, ultrasonication, and heat treatment, were investigated, and the corresponding improvement in methane production was assessed. Additionally, the simplex centroid design method was utilized to determine the optimum mixture ratio of food waste (Fw), livestock manure (Lm), and Ss for maximum methane yield. Microwave irradiation at 700 W for 6 min yielded the highest biodegradability (62.0%), solubilization efficiency (59.7%), and methane production (329 mL/g VS). The optimum mixture ratio following pretreatment was 61.3% pretreated Ss, 28.6% Fw, and 10.1% Lm. The optimum mixture ratio without pretreatment was 33.6% un-pretreated Ss, 46.0% Fw, and 20.4% Lm. These results indicate that the choice of pretreatment method plays an important role in efficient anaerobic digestion and can be applied in operational plants to enhance methane production. Co-digestion of Ss with Fw and Lm was also beneficial.

• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.84-89
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• 2011

본 연구는 하수슬러지에 알칼리처리와 초음파처리를 적용하여 최적의 가용화 조건을 도출하고자 각각의 단일처리, 병합처리로 가용화율을 확인하였다. 단일처리 중 알칼리처리는 4종의 알칼리시약을 각각 적용하여 전처리한 결과, NaOH를 이용한 방법이 27.6%로 가장 높은 가용화율을 확인할 수 있었으며, 주입농도가 높아지더라도 가용화에 미치는 영향에는 한계가 있음을 확인하였다. 초음파처리는 140 W/L의 조사밀도에서 가용화율이 가장 높았으며(33~39%), 조사주기의 증대는 가용화율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 알칼리 처리와 초음파처리를 혼재한 병합처리 시 알칼리처리 후 초음파처리를 적용한 방법이 $70.4{\pm}9.4%$의 가용화율로 초음파처리 후 알칼리처리 방법에 비해 약 22% 높은 결과를 나타내었다. 각 조건에서의 SCOD 증가속도는 병합처리(알칼리처리 후 초음파처리)에서 0.076 $min^{-1}$으로 가장 높은 결과를 나타내었다.