• 유기물자원화
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• 제20권1호
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• pp.61-70
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• 2012

본 연구에서는 하수슬러지, 돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액을 단독 또는 혼합 주입한 회분식 혐기성 소화를 수행하여 바이오가스 생산 및 유기물 저감 효율 비교 평가를 통해 병합소화의 타당성을 검토하였다. 타당성 검토 대상은 M시에서 발생하는 하수슬러지 178 톤/일, 돈분뇨 해양 투기량 및 축산폐수처리장 유입량 150 톤/일, 음식물쓰레기 탈리액 소각량 8톤/일이다. 유기성 폐기물 별 혐기성 소화 특성을 회분식 실험을 통해 고찰한 결과, 검토된 보조기질(돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액)이 메탄수율, 메탄 생산성, 유기물 제거 효율 측면에서 하수슬러지에 비해 우수한 성능을 나타내었다. 하수슬러지, 돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액의 병합 소화를 수행한 결과, 대상 유기성 폐기물 전량을 하수처리장 소화조로 투입하는 경우, 하수슬러지 단독 소화 대비, 5.6 배$(530\;m^{3}\;CH_{4}/d\;{\rightarrow}\;2,968\;m^{3}\;CH_{4}/d)$ 높은 메탄생산 잠재량을 보일 것으로 나타났다. 다만 소화조 유출수가 기존에 비해 1.88 배 증가하고, 유출수 내 오염물질 부하(COD, T-N, T-P)가 3.79-4.92배 증가하는 것으로 나타났다. 병합소화는 하수처리장 에너지 자립화에 큰 기여를 할 수 있으나, 적용 시 하수처리장으로의 반송 등 소화조 유출수 처리 방안의 확보 방안이 함께 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권3로
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• pp.207-214
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• 2005

축산폐수에서 용해인과 암모니아 질소를 제거하기 위하여 마그네슘을 첨가하여 시험을 수행하였다. 자돈사의 축산폐수를 대상으로 실험을 하였을 때 원수의 용해인의 수치가 폭기구에서 $471mg/\ell$, NaOH로 pH를 조정하여 준 구에서 $559mg/\ell$ 이었으며, 각기 $5mg/\ell$와 $4mg/\ell$으로 감소하여 공히 $99\%$의 제거효율을 나타내었다 특히, 실험온도가 $6-8^{\circ}C$를 유지하였는데에도 양호한 효과를 나타내어서 겨울철 낮은 온도에서도 작동이 가능할 것으로 판단되었다. 암모니아 질소의 제거효율은 폭기구에서 $15\%$, NaOH로 pH를 조절해준 구에서 $18\%$를 나타내었다. pH를 NaOH로 조정해준 구와 폭기를 시켜준 구의 비교에서 폭기만 시켜주어도 pH가 8.4 정도로 되어 pH 조정구와 유사한 제거 효과를 얻을 수 있었다. Struvite 결정체의 관찰에서 직사각형 형태의 결정체와 결정체가 서로 결합한 모양을 볼 수 있었다. 마그네슘과 인을 동시에 주입하여 암모니아 질소의 제거효율을 높이고자 한 실험에서 용해인은 인을 2g 넣은 구에서는 $99\%$로 거의 제거되었으나 4g 넣은 구에서는 절대량으로 보아서는 제거량이 많으나 효율면에서는 $15\~19\%$로 그리 높지 알았다. 암모니아 질소의 제거율도 각각 $18\%,\;15\%$로 앞선 실험의 결과와 유사하였고 향상되지 않아 반응기작에 관한 분석이 더 필요한 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.77-84
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• 2011

본 연구에서는 부착/부유 미생물 혼재형 RBC (Rotating Biological Contactor)와 BAF (Biological Aerated Filter) 공정이 가지는 각각의 장점을 조합한 호기성 생물막 처리 시스템을 고안하여 고농도 도축폐수의 처리 특성을 평가하였다. 본 공정은 상당량의 부유 미생물이 함께 있는 RBC와 침전지 그리고 BAF 공정 순으로 구성되었다. 첫 번째 공정인 RBC와 침전지에서는 유기물의 산화, 질소의 질산화/탈질 및 부유물질의 제거가 이루어지며, 후속 공정인 BAF에서는 일부 제거되지 않은 유기물과 질소의 산화 및 부유물질의 여과가 이루어진다. 돈까스 소스(시판용)와 돼지피을 이용하여 모사한 고농도 도축폐수(TCOD $5.2{\sim}40.4g/m^2{\cdot}d$, TN $0.44{\sim}4.17g/m^2{\cdot}d$)의 처리 특성을 평가한 결과, 침전지를 포함한 RBC 공정에서 Soluble COD와 $NH_3-N$의 평균 제거율은 각각 90%와 82% 이상으로 양호하였으나 TCOD와 TN은 Suspended Solid (SS)의 대량 유출과 돼지피에서 기인한 콜로이드 물질 생성 때문에 각각 60%와 69%의 다소 낮은 제거율을 보였다. 후속 공정인 BAF가 잔존 TCOD와 TN을 제거하는 생물 반응조의 역할과 SS를 제거하는 여과기의 역할을 충분히 수행해 약 100 mg/L의 TCOD와 약 140 mg/L의 SS 추가 제거가 가능하였으나, 처리수질은 TCOD 300 mg/L, SS 180 mg/L 그리고 TN 53 mg/L로 상당히 높았다. RBC 유출수에 Polyaluminium Chloride를 투입한 결과, 침전성이 크게 향상되어 RBC+침전지 공정 유출수의 TCOD와 TN은 각각 93.8%, 25.6%의 제거율을 보였으며, BAF 유출수 수질은 TCOD 16.5 mg/L, SS 0 mg/L, NH3-N 12.0 mg/L, TP 1.3 mg/L로 우수하였다. 따라서 별도의 추가 처리공정 없이 본 연구에서 고안한 RBC+BAF 조합공정에 의한 처리만으로 고농도 도축폐수를 성공적으로 처리할 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.115-118
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• 2004

축산폐수에 대한 방류수 수질기준 항목에 COD의 추가 및 질소와 인의 기준이 강화(1999년)됨에 따라 많은 축산폐수처리시설의 보강과 새로운 기술도입이 요구되고 있다. 따라서 대부분의 공공처리시설에서는 질소 및 인을 제거하기 위하여 2차 처리단계에서 무산소조(탈질조)와 호기성(포기조)를 연계한 생물학적 질소제거를 실시하고, 최종처리단계에서 응집제 투입에 의한 응집ㆍ침전공정후 모래여과 또는 활성탄 흡착공정에 의한 인과 색도제거 하는 등, 생물학적 처리 및 물리ㆍ 화학적 처리시설이 추가적으로 보완ㆍ적용단계에 있다.(중략)

• 한국토양비료학회지
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• 제29권4호
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• pp.371-377
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• 1996

소규모(小規模) 돼지사육농가(飼育農家)에서 배출(排出)되는 축산폐수(畜産廢水)를 효율적(效率的)으로 처리(處理)함과 동시(同時)에 재활용(再活用)할 수 있는 방도(方途)로서 볏짚을 살수여상처리충전재(撒水濾床處理充塡材)로 사용(使用)하였다. 폐수처리(廢水處理) 후(後) 볏짚을 건조(乾燥) 분쇄(粉碎)하여 토양(土壤)에 첨가(添加)한 후(後) 오그라기 상추를 재배(栽培)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 일반적(一般的)인 농가퇴비(農家堆肥)에 비해 살수여상처리충전재(撒水濾床處理充塡材)로 사용된 짚의 시용에 따른 수량지수(數量指數)가 월등(越等)하게 높았다. 기본시비(基本施肥)(N.P.K.)에 처리(處理)된 짚 700kg/10a에서부터 2100kg/10a에 이르기까지 계속수량지수(繼續數量指數)가 향상(向上)되었다. 2. 짚의 시용(施用)이 토양(土壤) pH 값을 상승(上昇)시키는 효과(效果)가 있었음에 반(反)해 T-N, Avail $P_2O_5$, OM, 그리고 CEC에는 별영향(別影響)이 없었고 치환성(置換性) K와 Ca의 함량(含量)은 증가(增加)했으나 치환성(置換性) Mg의 잔류량(殘留量)은 감소(減少) 했다. 따라서 토양비옥도(土壤肥沃度)의 유지(維持)를 위(爲)해서는 Mg의 보충(補充)이 필요(必要)하였다 3. 살수여상처리충전재(撒水濾床處理充塡材)로 사용(使用)된 짚은 BOD, COD, 그리고 SS를 제거(除去)하는 효율면(效率面)에서 통상적(通常的)인 충전재(充塡材)와 별차이(別差異)가 없었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.1354-1360
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• 2010

본 연구는 양돈축사에서 발생하는 슬러리형의 폐수를 원수로 하여 미세기포(M.A)와 교반기(Mixer)을 통한 호기성 조건으로 액비화 처리시 특성을 분석하고자 한다. 실험초기 pH는 7.6으로 액비의 적정 pH 범위보다 조금 상회하는 것으로 나타났으며, pH상승은 VFAs와 연관성이 있는 것으로 나타났다. 호기성 조건으로 액비처리를 수행하였을 경우 BOD와 COD제거효율에 있어서 혐기성 조건에 비해 효과적으로 나타났으며, BOD의 경우 호기성조건에서 M.A+Mix는 70.9%, M.A는 67.8%로 나타났으며, COD는 M.A+Mix가 39%, M.A가 19%의 제거효율이 나타났다. $NH_3-N$의 경우 모든 조건에서 시간 경과에 따라 점차 낮아지는 경향을 보였으며, 이는 질소의 특성과 pH상승에 따른 것으로 판단된다. $NO_3-N$에서는 모든 조건에 증가추세로 나타나 반응조 내에 $NO_3-N$이 축적되어 탈질율이 낮아지는 것으로 판단된다. 또한, 돈분뇨 액비의 비료성분 분석결과, 혐기성 조건에 비해 호기성 조건인 M.A+Mix에서 비료성분 함유율이 높은 것으로 나타났다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권2호
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• pp.105-112
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• 2008

돼지분뇨 특성에 따른 기계교반 퇴비화시설의 적정용적 산정을 위하여 돈분 및 톱밥에 함유되어 있는 수분투입량과 발효온도, 유기물 분해율 및 수분감소율 등의 변화를 조사하여 적정 용량을 산정하기 위하여 본시험을 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 발효조내 온도는 발효조내 혼합물 투입 후 4일 이상 경과해야 발효온도가 $70^{\circ}C$ 이상 유지되었으며, 발효조내 투입되는 혼합물(돈분+톱밥)의 수분함량은 평균 72.9%로 추천치보다 높게 조사되었으나, 적정수분함량 조정은 발효조 27m 지점 즉, 투입후 $5{\sim}6$일후에나 적정 수분 함량이 되었다. 2. 투입되는 열량가는 현물상태에서 평균 1,127.3kca/kg이고 질소, 인산 가리성분은 각각 1.0%, 1.1, 및 0.38%로 조사되었으며 OM/N은 26.3로 조사되었으며 완제품의 수분 함량은 평균 65.3%였으나 겨울철과 나머지 계절간에는 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 3. 퇴비화과정 중의 유기물 분해율은 평균 3.53%였으며, 계절별로는 봄철이 3.88%로 가장 높았고, 가을과 여름은 각각 3.47, 3.52%로 비슷한 경향을 보였다. 그러나 겨울철에는 3.23%로 봄철에 비하여 약 16.8% 정도 분해율이 낮아 퇴비화기간 동안의 수분감소 량의 경우 유의적인 차이가 나는 것으로 조사되었다(p>0.05). 4. 퇴비화시설의 용적 산정에 사용할 인자를 도출하기 위해 앞서 수행한 시험결과에 의거하여 돼지의 성장단계별 분뇨발생량, 계절별 수분증발량, 유기물 감소율, 용적 중 감소율, 톱밥수분량 및 계절별 수분발생량을 산출하였다. 양돈농가에서 돼지의 사육규모가 2000두를 기준으로 하여 용적을 산정시 슬러리 돈사의 경우 적정 퇴비화 용적은 여름철 $281m^3$, 겨울철 $260m^3$으로 약 7.5%($21m^3$) 차이가 났으며, 돈분뇨 및 세정수 등을 포함한 농가의 경우에는 여름철 $412m^3$, 겨울철 $359m^3$로 계절간에는 약 12.9%($53m^3$)의 차이가 나는 것으로 계산되었다. 5. 따라서 양돈농가에서의 기계교반 퇴비화 시설을 이용하여 돈분뇨를 퇴비화 하는 경우 계절별 수거되는 돈분의 수분 함량과 유기물 분해율 및 수분증발가능량 등을 고려하여 퇴비화 용량을 산정하는 것이 바람직하다고 생각된다.

• 유기물자원화
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• 제12권1호
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• pp.84-93
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• 2004

본 연구는 생물학적 처리공정의 하나인 SBR을 이용하여, 양돈폐수중의 유기물과 질소, 인의 동시 제거를 목적으로 적정의 수리학적 체류시간(HRT)과 반응기간 중 교반/폭기 시간비(M/A) 및 적정의 교반/폭기 시간비에서의 외부탄소원의 주입기간(Injection Time)에 따른 변화에 따른 실험 결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) $NH_4{^+}-N$의 제거효율은 M/A가 0.0/22.0일 때(Run 1) 가장 효율이 좋았으며, 외부탄 소원을 주입했을 경우 탈질균의 증식으로 인해서 질산화가 잘 이루어지지 않기 때문에 주입시간이 길어질수록 증가하였다. T-N의 제거효율은 M/A가 증가할수록, 외부탄소원 주입시간이 길어질수록 증가하였다. (2) T-P의 제거효율은 운전조건에 따라 큰 차이를 보이고 있으며, M/A가 증가할수록 제거효율은 증가하였으며, 외부탄소원의 주입기간을 두고 보았을때, 주입기간을 짧게 할 경우 탈질균의 증식으로 인해서 탈질이 더 효율적으로 이루어지기 때문에 그 제거효율은 증가하였다. (3) 총 반응시간 22시간 중 M/A 16.5/5.5, 무산소 기간의 16.5시간 중 15시간동안 외부탄소원을 주입했을 경우(Run 4-1)의 운전조건에서 유기물 및 질소 제거에 가장 효율적이었다. 각각의 효율을 살펴보면, $COD_{Cr}$, $COD_{Mn}$ 그리고 $BOD_5$인 경우, 각각 90.6%, 87.7% 그리고 96.1%이고, T-N의 경우 86.6%, T-P인 경우는 84.5%로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2004

혐기성 소화에서 미생물에 저해/독성 물질로 알려진 암모니아의 농도와 식종원에 따른 영향을 회분식 반응기를 이용하여 분석하였다. 식종원은 고농도의 암모니아에 장기간 적응된 축산농가 축산폐수 집수조의 슬러지 그리고 저농도의 암모니아에 노출된 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지를 사용하였다. 식종원에 상관없이 암모니아는 TAN 1,500 mg-N/L에서 COD 제거율과 biogas 발생량으로 측정된 혐기성 미생물의 활성에 저해영향을 주기 시작하여 3,500 mg-N/L에서는 더욱 심하였다. 암모니아 저해 농도 범위에서 휘발성 유기산의 농도는 50 mg/L 범위로 유지되므로 메탄생성균 뿐만 아니라 산생성균도 저해영향을 받는 것으로 나타났다. 축산폐수 집수조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도 TAN으로 $2,500{\sim}3,500\;mg-N/L$ 범위에서도 COD 제거율과 biogas 발생량의 감소폭은 미미하였으나 하수종말처리장 혐기성 소화조 슬러지로 식종된 경우 암모니아 농도가 증가할수록 COD 제거율과 biogas 발생량은 큰 폭으로 감소하였다. 결과적으로 암모니아에 장기간 순응된 슬러지로 식종한 경우 암모니아의 저해 농도에 대하여 적응도 빨랐으며 저해영향도 적었다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권6호
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• pp.603-609
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• 2004

The objective of this study was to determine the optimal operation conditions in an anoxic oxic process to eliminate both organic and nitrogen matters in swine wastewater. For the purpose of this, the removal efficiency was evaluated with various HRTs and internal recycling ratio. During the whole 580 days of experiment, HRTs had been gradually decreased in an order of 20, 14, 12 and l0days, and the internal recycle ratio was kept at 20Q. So as to determine the effect of the internal recycle ratio on the nitrogen removal, the internal recycle ratio had been gradually increased from 20Q to 50Q while HRT was maintained at 12days. As a result, it was shown that the removal efficiency of organic matter was above 95% regardless of changing of HRTs. The average influent concentration of TCODcr and SCODcr were 24,854 mg/L and 18,920 mg/L, respectively. Average removal efficiency of TKN was shown to be nearly 98% when HRT was kept at 12days; however, the $NH_4{^+}-N$ concentration of effluent was shown to be increased when the loading rate of $NH_4{^+}-N$ was increased to $0.602 kgNH_4{^+}-N/m^3$-day by means of decreasing HRT to 10days. It was concluded that nitrogen loading rates should be more considered rather than organic loading rates in case of determining an optimal HRT. When gradually increasing the internal recycle ratio from 20Q to 50Q, the removal efficiency of organic matters and TKN were 96% and 98%, respectively so that no significant changes in removal efficiency was detected. However, when the internal recycle ratio was kept at 50Q, it was revealed that the $NO_3-N$ concentration of effluent seemed to drop and the average $NO_3-N$ concentration of effluent was around 52 mg/L.