• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.613-619
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• 2018

본 연구에서는 유입 슬러지에 다양한 전처리 방법과 고액분리장치를 이용한 유출수의 잉여슬러지를 농축 후 내부반송을 적용하여, 중온혐기-고온호기 혼합 슬러지 처리 공정의 슬러지 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 실험실 규모의 혼합 소화공정장치를 제작하여 서로 다른 유입 슬러지 전처리방법을 적용하여 5단계로 실험을 진행하였다. 1단계에서는 열-알칼리처리 전처리를 하여 슬러지를 공급하였고, 2, 3, 4단계에서는 유출수로부터 농축된 잉여슬러지의 내부반송과 각각 열-알칼리처리, 열처리, 알칼리 처리(7일)를 거친 유입 슬러지를 공급하였다. 마지막 5단계에서는 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였다. 실험 결과, 1단계에서 4단계까지 진행되는 동안 Volatile Suspended Solid (VSS) 제거율은 유입 슬러지 전처리와 내부반송을 적용하는 경우 크게 증가하였으며, 메탄생성량 또한 2단계에서 슬러지 내부반송과 열-알칼리처리 전처리 적용의 경우 285 mL/L/day까지 크게 증가하였다. 한편, 5단계에서 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였을 경우 VSS 제거율과 메탄 생성량이 크게 감소하였다. 결론적으로, 유입 슬러지의 열-알칼리처리 전처리와 유출수의 농축 잉여슬러지의 내부반송을 통해 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 제거 효율과 메탄생성량을 크게 증가시킬 수 있었다.

• Advances in environmental research
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• 제5권4호
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• pp.251-262
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• 2016

The biodegradability and decomposition efficiencies increase with the pre-treatment of sludge in a digestion process. In this study, the feasibility of ultrasound coupled with potassium permanganate oxidation as a disintegration method and digestibility of aerobic reactor fed with disintegrated sludge with ultrasound coupled potassium permanganate were investigated. The first stage of the study focused on determining the optimum condition for ultrasonic pre-treatment for achieving better destruction efficiency of sludge. The second part of the study, the aerobic digestibility of sludge disintegrated with ultrasound and potassium permanganate oxidation alone and combined were examined comparatively. The results showed that when 20 min of ultrasonic pre-treatment applied, the specific energy output was 49384 kJ/kgTS with disintegration degree of 58.84%. During the operation of aerobic digester, VS/TS ratios of digesters fed with disintegrated sludge decreased indicating that disintegration methods could obviously enhance aerobic digestion performance. The highest reduction in volatile solids was 75% in the digester fed with ultrasound+potassium permanganate disintegrated sludge at the end of the operation compared to digester fed with raw sludge. Total Nitrogen (TN) and Total Phosphorus (TP) levels in sludge supernatant increased with this combined method significantly. Besides, it promoted the production of ${\bullet}OH$, thus enhancing the release of Carbon (C), Nitrogen (N) and Phosphorus (P) from the sludge. Disintegration with all methods used in this study could not improve Capillary Suction Time (CST) reduction in disintegrated digesters during the operation. The results demonstrated that the combined ultrasound treatment and potassium permanganate oxidation method improves the biodegradability compared to control reactor or their single application.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.107-114
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• 2021

본 연구는 하수슬러지의 가용화를 위해 열가수분해와 고액분리 공정을 결합하여 적용하였다. 열가수분해-고액분리 공정으로 전처리한 하수슬러지의 D10, D50와 D90은 각각 8.6, 59.2와 425.1 ㎛로, 열가수분해 단독 처리한 것에 비해 작게 나타났다. 분자량 분포 실험의 결과에 따르면, 열가수분해 단독 처리한 하수슬러지는 10-100kDa 구간의 비율이 가장 높게 나타났다. 반면에, 열가수분해-고액분리된 하수슬러지는 <1kDa 구간의 비율이 48.3%로 가장 높게 나타났다. 단독 열가수분해 처리한 하수슬러지는 10kDa 이상의 구간에서 DOC와 UVA₂₅₄가 높게 나타났다. 반면에 열가수분해-고액분리한 하수슬러지는 <1kDa 구간의 DOC와 UVA₂₅₄가 가장 높은 비율로 나타났다. 열가수분해-고액분리한 하수슬러지의 메탄 전환율은 0.287±0.015 L CH₄/kg COD로 단독 처리한 것에 비해 1.7배 높게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.93-100
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• 2005

본 연구는 1차슬러지와 생물학적 영양소제거 슬러지의 처리에 있어서 분리 및 혼합처리에 대한 농축과 탈수특성을 조사하였다. 슬러지의 탈수를 위해서는 고분자 폴리머, 증기주입 및 초음파처리등의 슬러지 개량방법을 이용하여 슬러지의 개량특성을 분석하였고, 비저항계수측정법과 Wedge zone simulator 그리고 원심분리를 이용하여 탈수특성을 분석하였다. 농축실험결과 1차슬러지와 생물학적 2차슬러지를 분리농축하는 것이 바람직한 것으로 나타났으며, 특히 3.5%이상의 고농도 1차슬러지의 경우는 농축단계에서 상징수의 고액분리는 부정적이었다. 농축된 슬러지의 개량에 있어서는 폴리머 주입, 증기처리 및 초음파처리 등의 개랑법중에서 폴리머를 주입한 경우가 가장 우수한 탈수성을 나타내었다. 1차와 2차 및 혼합슬러지의 최적 폴리머 주입조건은 건조고형물 기준으로 각각 0.26%, 0.43% 및 0.38%이었다. 농축슬러지의 탈수실험에서는 1차와 2차슬러지를 혼합하여 처리하는 것이 고액분리측면에서나 반류수의 수질측면에서 보다 효과적으로 나타났다. 여과포를 이용하는 탈수방식은 폴리머의 사용이 필수적이었으나 이 경우 2차슬러지의 단독탈수는 효과가 없었다. 원심탈수 방법은 가장 우수한 탈수효율을 보였으며, 이때 폴리머의 주입으로 탈수케익의 고형물함량을 조금 더 향상시킬 수 있었다. 이상의 실험결과에 근거하여 반류수의 수질특성과 고형물회수를 고려한 합리적인 슬러지 처리공정을 제안하였다.

• 상하수도학회지
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• 제21권6호
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• pp.737-744
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• 2007

Recently, one of the most interesting topic in the field of wastewater treatment is the disposal of excess sludge. The new concept of excess sludge reduction with recirculation of solubilized sludge via effective microorganisms for cell disruption within the wastewater treatment process has been developed in this study. The alkalophiles for degradation of sludge cell wall were isolated as Exiguobacterium sp., which could be more effectively solubilized sludge in the anaerobic condition. The SCOD of solubilized excess sludge by Exiguobacterium sp. was up to about 2,000mg/L and average TN and TP concentration of solubilized component were 117mg/L and 58mg/L, respectively and C/N ratio was more than 17. To investigate the effects of solubilized sludge by alkalophiles on excess sludge reduction and nutrient removal efficiency, the pilot plant of $DF^{(S)}-MBR$ process, combined with membrane bioreactor and sludge solubilization tank, was operated. In the control run(without sludge solubilization), the daily sludge production was about 4.54 kgMLVSS/day. However, in the $DF^{(S)}-MBR$(with sludge solubilization), the daily sludge production was decreased to 1.39kgMLVSS/day. The effluent quality satisfied the effluent regulation in both cases. Furthermore, the $DF^{(S)}-MBR$ showed relatively better TN removal efficiency in spite of high influent loading. So we concluded that the solubilized excess sludge by alkalophiles was effectively degraded in the MBR process as the carbon source and 70% of sludge reduction efficiency can be achieved.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.27-33
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• 2004

우리가 생활하는 거의 모든 곳에서 발생하는 슬러지(sludge)는 악취, 토양오염 등 많은 문제점을 가지고 있으며, 대부분의 폐기물은 매립 또는 소각에 의해 처리되고 있으나 슬러지의 경우 두 가지 방법 모두 심각한 문제점을 가지고 있어, 대체 처리방법의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 그 슬러지를 NOx제거용 촉매 펠렛(Pellet)재료로 재활용하기 위한 가능성을 타진하기 위하여 수돗물 정수장에서 발생되는 슬러지로 펠렛을 제작하여 $BaTiO_3$ 펠렛과 하이브리드 구조로 NOx제거용 플라즈마 반응기를 제작하였고, specific energy, 전압인가 방법, 슬러지의 양, 산소농도 변화에 따른 NOx제거 특성을 측정하고 슬러지 펠렛의 영향을 측정하고 분석하였다.

• 유기물자원화
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• 제21권3호
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• pp.43-52
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• 2013

본 연구에서는 유입 슬러지에 다양한 전처리 방법을 적용하여 전처리 방법이 중온혐기-고온호기 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 소화효율과 메탄가스 생성량에 미치는 영향을 비교 검증하였다. 실험실 규모의 슬러지 소화장치를 제작하여 서로 다른 유입 슬러지 전처리방법을 적용하여 4단계로 실험을 진행하였다. 1단계에서는 전처리를 하지 않은 슬러지를 공급하였고, 2, 3, 4단계에서는 각각 열처리, 열-알칼리처리, 장기 알칼리 처리(7일)를 거친 유입 슬러지를 공급하였다. 실험 결과, 1단계에서 4단계까지 진행되는 동안 총COD 제거율은 44%에서 76%까지 증가하였으며, 메탄 생성량 또한 101mL/L/day에서 165, 256mL/L/day까지 크게 증가하였다. 한편, 4단계에서는 7일간의 장기 알칼리 처리를 하였음에도 불구하고 3단계에 비해 총COD 제거율과 메탄 생성량이 증가하지 않았다. 결론적으로, 유입 슬러지의 전처리를 통해 복합 슬러지 처리 공정의 슬러지 제거 효율과 메탄생성량을 크게 증가시킬 수 있었으며, 여러 가지 전처리 방법 중 열-알칼리 처리법이 가장 효율적임을 실험결과를 통해 알 수 있었다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권2호
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• pp.300-307
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• 2006

The combined SHARON (Single reactor system for High ammonium Removal Over Nitrite)-ANAMMOX (Anaerobic ammonium oxidation) reactor were operated in mesophilic condition ($35^{\circ}C$). In this study, microbial granulation and characteristics of SHARON and ANAMMOX sludges were investigated using settling test, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fluorescence In Situ Hybridization (FISH). In SHARON reactor, Aerobic granulation with diameter of 1.5~2.5 mm was accomplished but aerobic granulation was weaker than anaerobic granular sludge. Initial seed sludge of ANAMMOX reactor was used as attached media for biofilm growth. ANAMMOX sludge was more compact and rounder rather than seed sludge. Though ANAMMOX sludge has high activity, it has lower settling ability than the seed granule. The color of ANAMMOX sludge was changed from dark to redish brown granular with diameter of 1~2 mm. In FISH of ANAMMOX sludge, high fraction of Candidatus B. stuttgartiensis which paid great role of nitrogen conversion was detected. Also, FISH results reveals that ANAMMOX bacteria inhabit at inner parts near surface, having advantages in utilization of substrates and protection from oxygen inhibition.

• 대한환경공학회지
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• 제33권9호
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• pp.636-643
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• 2011

초음파를 사용한 슬러지 가용화는 슬러지 부피 감소 및 혐기성 바이오가스 생산시의 소화효율 강화를 위해 그 이용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 세 종류의 슬러지(G 하수처리장의 반송슬러지, 잉여슬러지와 혼합슬러지)를 대상으로 가장 효율적인 가용화를 위해 전기장단독처리와 초음파단독처리 및 전기장-초음파 복합처리를 연구하였다. 폐쇄된 회로로서, 평균 $0.7m^3/h$의 유량으로 200 L의 슬러지(이는 1시간당 3.5회 처리에 해당)를 24시간 동안 84회까지 연속적으로 가용화 공정을 통과시켰다. 전기장만 단독으로 적용하였을 때의 경우 슬러지 종류와 관계없이, 처리 전과 후에 어떤 sCOD/tCOD 변화도 발생하지 않았다. 그러나 초음파 단독 또는 복합된 공정을 이용한 경우 통과횟수에 따라 두 방법 모두 슬러지 가용화율이 증가하였고 복합된 경우 더 크게 증가하였다. 또한, 입자의 직경(0.9)과 직경(0.5)이 원 슬러지보다 감소하는 동시에 VSS/TSS는 2~6% 범위까지 감소하였다. 잉여슬러지와 혼합슬러지에는 전기장 및 초음파 복합처리가 더 적합했던 것에 비해 반송슬러지는 초음파 처리가 더 가용화를 효과적으로 촉진하였다. 가장 효율적인 슬러지 파괴를 위해서는 슬러지 종류에 따라 가용화 공정이 선택적으로 적용되어져야 할 것으로 판단할 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제28권4호
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• pp.411-417
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• 2014

The performance of the new aerobic digestion system combined with inorganic sludge separation unit and sludge solubilization unit, CaviTec II, is evaluated. Anaerobic digester effluent sludge is used for feed sludge of CaviTec II system. By addition of CaviTec II, the amount of cake generated is reduced by 27%, and the soluble nitrogen is reduced by 92%.