하수처리 탈수여액 내에 존재하는 고농도 인을 스트루바이트 생성을 통해 제거하기 위한 타당성 조사를 수행하였다. 혐기 소화를 거친 탈수여액 내에는 암모니아가 인산염 보다 높은 농도로 존재하므로 별도의 질소 투입 없이 마그네슘 주입과 pH 조절만을 통해 인 제거가 가능하였다. 인 제거 효율은 마그네슘 주입량, 교반 시간, 침전 시간, pH에 영향을 받았으며, 최적 반응 조건은 $Mg^{2+}/PO_4^{3-}$ 비 2 mol/mol 이상, 교반 시간 10분 이상, 침전 시간 120분 이상, pH 8.5 이상으로 도출되었다. 위 조건에서의 연속 운전 시 총인 제거율 80%, 인산염 제거율 82% 달성이 가능하였다. 침전물의 원소 조성과 결정 구조는 기존 보고된 스트루바이트와 유사하였다.
As construction and expansion of wastewater treatment works is continuing, generation of sludge is increasing. Bur most sludge is not used appropriately but disposed by landfill dumping to sea. Furthermore direct landfilling of sludge cake containing moisture content over 75% has been legally prohibited since 2001 that's enforcement will be more strict in 2003. Such a situation means nowadays recycling of organic waste such as sludge and food waste is necessary. Composting is one of recycling methods commonly and used as an effective means of stabilizing organic waste and then compost can be used as fertilizer. However fertilizer law management which include standard of compost products and other fertilizers applied all sludge products indiscriminiately and was not flexible. So MOE has graded organic composts according to land applications to improve recycle of organic wastes. The classified organic compost which contains low contaminants has been possible to use as various purpose. This study enalyzed 30 samples which were raw materials for compost and compost products management well and to estimate the quality of compost products. Heavy metals were measured in Raw materials and OM/N, NaCl and VS were tested in compost products as well as heavy metals. As a result, approximate 10% of raw materials was not suitable to the grade A and 6.7% over the grade B of the regulation on raw materials for compost. In the case of 30 produced compost propducts approximate, 57% of composts was not compatible with the grade A and B of the regulation on composting product. The qualities of compost products were worse than raw materials, because the compost products have more regulation item raw materials have.
본 연구의 목적은 마이크로버블을 이용하여 외부탄소원으로서 음폐수의 재활용 가능성을 검토해 보고자 하였다. 가압탱크 압력 3 bar, 순환유량 3.65 LPM, 공기주입량 0.3 LPM의 회분식으로 진행된 실험에서 마이크로버블 접촉시간의 경우 18시간이 음폐수 외부탄소원의 재활용 기준을 만족하는 적정 시간임을 확인하였다. 회분식 실험 결과를 바탕으로 체류시간을 12, 14, 16, 18시간으로 설정하여 연속식 실험을 하였다. 연속식 실험에서도 체류시간 18시간에서 T-P를 제외한 SS, T-N, n-Hexane 추출물질, VFA 항목에서 외부탄소원 재활용기준을 만족하였다. 음폐수 원수 중 용존성 인의 농도가 전체 인 농도 중 약 88.5% 이상으로 용존성 인의 제거를 위해서는 응집제 사용이 필요함을 알 수 있었다. 또한, VFA의 경우 호기성 조건에서 유기물의 분해속도 및 농도에 따라 크게 영향을 받기 때문에 외부탄소원 재활용기준을 만족하기 위해서는 적절한 체류시간 선정 또는 산발효조 공정의 추가가 필요할 것으로 사료된다.
연못시스템의 처리정도는 기후조건(氣候條件)과 아주 밀접한 관계가 있다. 기존시스템이 없는 경우 비슷한 기후권의 사례지역을 반드시 비교분석하게 된다. 미국 온대권에 위치한 Corinne과 Eudora 시스템의 기온과 태양복사량을 김포지역과 비교한 결과 아주 유사함이 규명되었다. 특히 태양복사열의 경우, 여름철에 김포지역이 두 시스템보다 조류성장에 유리한 조건이다. 국내 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 비슷한 연못시스템을 설치운영(設置運營)하는 데는 문제점이 없음을 알 수 있다. 남부지방은 연중기온이 김포지역보다 높으므로 연못시스템의 이용이 김포지역보다 유리하다. 미국에서는 연못시스템이 2차처리시설(次處理施設)로 합법화되어 있으며, 2차처리 수질기준(水質基準)을 충족시키고 있다. Corinne과 Eudora 연못시스템의 처리수준을 분석한 결과 처리수의 $BOD_5$ 가 30mg/l 이하로 처리되고 있으나, SS 농도가 30mg/l 보다 다소 높은 경우가 있다. Eudora시스템에서 4월에 일어나는 연못하수의 회전기간(回轉期間)을 제외하고는 연못시스템에 적용하는 처리수의 SS기준인 70-100mg/l 이내로 처리되고 있다. 우리나라 중부지방에 Corinne과 Eudora 시스템과 유사한 연못처리시스템을 설치(設置)하면 2차 처리수준으로 하수를 처리할 수 있을 것으로 판단된다. 연못시스템은 양어, 작물생산, 레크레이션이용과 결합시킬 수 있어, 국내의 경우 농촌소도시 지역, 도시경계 생산녹지지역, 내륙 및 하구의 저습지(wetland)에서 소형뿐아니라 대형 시스템으로 활용이 가능하다.
한지 제조공정 중 발생하는 폐수의 탈색과 최종 슬러지 회수조건에 대해 연구하였다. 잿물삶기 공정에서 생긴 50 mL 폐수의 검은 색은 산화제인 $Ca(OCl)_2$를 2.0g 정도 가하면 효과적으로 탈색시킬 수 있었는데 이는 표백공정 중에 사용되는 과량의 표백제를 재활용하면 매우 효과적으로 탈색시킬 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 전기분해적 산화에 의한 탈색은 전혀 효과적이지 못하였다. 최종 슬러지를 회수하는데는 현재 사용하는 고분자 응집제로도 효과적으로 슬러지가 제거됨을 알 수 있었지만 고분자 응집제를 사용할 경우 필히 $Al_2(SO_4)_3$을 사용하여야 하고 슬러지를 제거할 때 함께 나오기 때문에 순수한 섬유질 형태의 슬러지를 얻을 수 없었다. 그러나 triethanolamine과 Triton X-100과 같은 계면활성제를 이용하였을 때 슬러지 회수율은 85% 정도로 고분자 응집제를 이용할 때와 거의 같은 효율을 나타내었고, $Al_2(SO_4)_3$을 사용하지 않아도 되며, 슬러지도 섬유질 형태이었기 때문에 재활용하기에도 좋으리라고 예상된다.
현대와 같이 대량의 폐수가 유출되는 시점에서 처리는 재이용을 고려한 질적 개념과 양적 개념을 고려해야 한다. 양적 개념을 고려할 경우, 고율법(high rate aeration)은 현재까지 알려진 공법 중 가장 효과적인 공법으로 알려져 있으나, 이는 처리량이나 처리속도 면에서 고율법을 능가하는 UHR(ultra high rate) 공법을 제시한 바 있다. 따라서 본 연구는 이미 이 가 밝힌 UHR법의 적용부하, 적용농도 등 기초적 설계범위 및 처리특성을 밝히기 위해 실행되었다. 실험 결과 본법의 적용 가능부하는 $2.2{\sim}7.0kg-BOD_5/kg-MLSS{\cdot}day$로 고율법의 최대 적용부하인 $2.25kg-BOD_5/kg-MLSS{\cdot}day$을 3배 이상 초과하였다. 또한 유입수 농도 200에서 450 mg/L범위에서 처리율은 94.7~97.3%로 매우 양호한 결과를 보였다. 따라서 처리의 양적 개념에서 볼 때 기존의 어떤 처리법보다 UHR법은 매우 획기적인 처리법으로 고려된다.
폐수를 한외여과할 경우 발생하는 막오염 현상을 최소화하기 위하여 세척수로 주기적으로 역세척 하였을 때 그 효과와 최적 조건을 조사하는 것이 본 연구의 목적이다. 폐우우유팩을 재셍히여 화장지를 생산하는 A 회사 및 골판지를 재생하는 B회사의 응집 침전 처리수를 대상으로, 평균기공의 크기가 0.02${\mu}m$인관형 알루미나 세라믹 한외여과막으로 처리하면서 역세척 주기의 변화가 막오염과 투과수의 수질에 미치는 영향을 조사하였다. 이 대 역세척 시간은 모든 경우에 3초식 일정하게 행하였다. 원수 및 투과수의 부유 고형물 및 총용존 고형물, 화학적 산소요구량을 분석한결과, A회사의 폐수는 역세척 주기가 15초로 가장 짧은 경우 부유 물질의 배제율이 가장 우수하였다. 그러나, 화학적 산소요구량의 배제율은 A회사 및 B회사의 폐수가 모두 역세척 주기가 30인 경우 가장 높았다. 한편, 총용존 고형물의 배제율은 A회사 폐수가 역세척 주기 30초와 60초에서 유사한 값을 보였고, B회사 폐수가 역세척 주기 60초에서 가장 탁월하였다. 운전시간에 다른 투과 플럭스의 변화로 역세척이 막오염의 진행에 미치는 영향을 조사한 결과, A회사 및 B회사의 응집 침전 처리수 모두 역세척을 하였을 때 투과플럭스가 서서히 감소하였고, 정상 운전시 보다 높은 값을 나타내었다. 그러나, 가장 높은 투과플러스를 유지하는 조건은 A회사 폐수와 B회사의 폐수가 차이를 보였는데 수질조사 결과 A회사 폐수는 부유 고형물 및 화학적 산소요구량이 높았으나 B회사 폐수는 종용존 고형물이 상대적으로 많기 때문에 발생한 결과로 추정된다.
본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 $12.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 $24.76g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 $58.54g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 $61.1g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 $10.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 $9.3g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.3%로 추정되었다.
As the meaning of dictionary terminology, scum refers to a layer of impurities that accumulates at the surface of a liquid. In papermaking process, scum indicates the floated solid waste generated by a flotation process during the primary wastewater treatment. In this study, different kinds of stocks and scums collected from newspaper, liner, tissue and fine paper were analysed in details. The purpose of this study was firstly to demonstrate the composition characteristics of different sources of scum, secondly the analysis of environmental hazardous materials, and thirdly the evaluation of reutilization ability of fibrous materials from collected scum. As mentioned the meaning of solid waste, scum was actually differ from the waste sludge in sources, compositions and recycling abilities. In the same manner of waste paper, the sludge which is generated within onsite of papermaking processes would be reused as a raw material. The general compositions of scum from waste water were mainly inorganic ash materials, fine fibre fractions, recycled fibre debries, and ink particles. If the scum is able to reuse as fibrous additives in papermaking process, it could contribute to the savings of running costs in both the subsidiaries of fibrous material and the solid waste treatment with even small quantity.
Climate change is one of the major issues in both the developed and developing world. Greenhouse gas (GHG) emission is one of the implications for climate change. It is increasing rapidly. Although the emission is much less when compared to the rest of the world, Ethiopia has also faced this global issue. The major source for GHG emission in Ethiopia is agriculture. Therefore, the agriculture sector has to be given more attention in Ethiopia. To overcome the problem, Climate-Resilient Green Economy (CRGE) strategy has been initiated. One way of executing this target is to create a sustainable and environmentally friendly pathway to use agricultural byproducts. Sugarcane is one of the major plants in Ethiopia. Its byproducts are bagasse, molasses, and press mud. Since it is a waste product, it is economical and creates a sustainable and green environment by reducing GHG emissions. Sugarcane byproducts have versatile applications like as fuel, as cement replacing material, as a mitigation for expansive soils, as biosorbent for the treatment of water and wastewater and also as a wood material. However, Ethiopia has not used this byproduct massively as it is readily available. This paper reviews the possible applications of sugarcane byproducts to mitigate climate change.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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