• 멤브레인
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• 제13권2호
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• pp.65-72
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• 2003

본 연구는 액상유기성 슬러지로부터 용존 유기물을 회수하기 위한 막결합형 발효 시스템의 여과특성의 검토에 초점을 두었다. $0.1 {\mu}m{\sim}5 {\mu}m$ 범위에서 6종류의 막공경을 대상으로 한 슬러지 발효액의 정밀여과 특성으로 막공경이 작을수록 전체저항이 큰 값을 나타내었고 케？층의 형성에 의한 저항이 전체저항의 68~88%를 차지하여 막투과유속의 저하는 주로 입자간의 물리화학적 상호작용에 의한 막표면에의 강한 입자침전에 기인함을 알 수 있었다. 발효액의 고형물 농도가 증가함에 따라 막투과유속은 감소하였으나 일정이상의 고형물 농도에서는 비례관계를 보이지 않았다. 막면유속이 증가할수록 그리고 5.0~6.0의 pH범위에서 높은 막투과유속이 얻어졌고 에너지 효율측면에서는 가능한 낮은 압력에서 여과하는 것이 유리한 것으로 나타났다. $0.1{\mu}m$과 $0.2{\mu}m$의 막공경에서는 100%의 미생물 제거율을 보였다 액상 유기성 슬러지로부터 용존 유기물을 효율적으로 회수하기 위한 최적 막공경은 제안된 기준의 관점에서 볼 때 $1{\mu}m$ 정도라 판단되어진다.

• 한국물환경학회지
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• 제20권6호
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• pp.583-588
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• 2004

This research examined the treatment efficiency and methane production rate in treating slurry-type swine waste using UASB (upflow anaerobic sludge blanket) reactor. The UASB reactor was operated at an organics volumetric loading rate (VLR) of $2.6-15.7kgCOD/m^3/day$. A stepwise increase of the VLR resulted in a temporary deterioration in the COD removal rate in UASB reactor but recovered quickly. The COD removal rate were 65-70% for VLR up to $5 kgCOD/m^3/day$. When organics VLR was $10kgCOD/m^3/day$, the COD removal rate decreased sharply and there was loss of 17.537g of the seeding biomass due to sludge washout. This result indicated that the UASB system cannot be adapted to more than $10kgCOD/m^3/day$ of VLR. As the organic load increased from 2.6 to $15.7kgCOD/m^3/d$, the biogas production rate varied from 3.2 to 10.8 L/d and the methane conversion rate of the organic matter varied from 0.30 to $0.23m^3CH_4/kg\;COD_{removed}$. The methane content showed the range of 70.1-81.5% during the experimental period. The volatile solids (VS) removal efficiency was similar at the low VLR (< $5 kgCOD/m^3/day$), but it decreased sharply at the high VLR (> $5 kgCOD/m^3/day$). The VS reduction rate was, moreover, large those of COD. The result shows that hydraulic retention time above 2 days is essential in case of treating wastewater containing 1% of solids.

• 상하수도학회지
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• 제14권1호
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• pp.37-44
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• 2000

Laboratory experiments were conducted to investigate the performances of anaerobic filters packed with ceramic tube and pall-ring media treating a dairy waste. The media packing volume was 65% of effective volume of anaerobic filter. Organics removals of anaerobic filters were maintained above 80% even at an organics loading rate of $10kgCOD/m^3/d$, and this was comparable to aerobic treatment of organic wastes. Organics removals of the ceramic tube anaerobic filters were always lower than those of the pall-ring anaerobic filters due to intrinsic physical property of ceramic tube, especially lower void space which caused to clogging and entrapment of biogas, substrate transfer limitation, and irregular evolution of biogas leading to loss of solids and biomass. This was clearly observed in higher concentration of TSS in the effluent from the ceramic tube anaerobic filter despite of higher retention capacity of TSS compared with pall-ring media. Vertical distribution of organics and solids in the filters showed above 90% of organics and solids in influent were removed below 20% of reactor height, and 50% of remaining organics and solids were removed though media packing zone. Effluent quality from the anaerobic filter was heavily depended on media itself as well as suspended biomass formed below media. It is therefore concluded that the type of media played an important role in biomass accumulation arid gas-liquid-solid separation efficiency. Type of media did not affect the start-up behaviors of the anaerobic filter, and supernatant from anaerobic digested sludge showed a good performance as a seeding materials.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.105-112
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• 2005

트럭믹서 및 배쳐 플랜트 세척으로 발생되는 회수수를 안정화시켜 재이용하는 것은 콘크리트의 품질 불안정을 해소하고 강도 향상의 효과를 기대할 수 있기 때문에 이의 활용방안에 대한 적극적인 검토가 요구된다. 본 연구에서는 우리나라의 레미콘 생산 조건에서 사용 가능한 안정화제의 종류를 도출하고자 이를 사용한 회수수 중의 고형분 성상에 대하여 실험?고찰하였다. 실험결과, 회수수 전용 안정화제인 옥시칼본산계 지연제의 고형분량 감소가 상대적으로 우세하였다. 다만, 잉여 반응량에 의해 시멘트 페이스트의 응결지연이 관찰되었으나 레미콘 적용상 저해되는 수준은 아니었다. 안정화제를 혼입한 회수수를 방치함에 따른 영향에서는 초기의 응결지연 효과가 7${\~}$8일 정도에서 상수도수만을 사용한 수준으로 회복됨을 알 수 있었으며, 2${\~}$3일 정도에 안정화 회수수를 사용하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다. 한편, 국내산 당류계 초지연제 역시 유사한 효과를 보여 적용성이 높은 것으로 파악되었다. 시판되는 회수수 안정화제는 수입에 의존하고 있으므로 사회비용의 절감을 위해 안정화제의 국산화가 시급하며 가능한 안정화제의 다각적인 사용성 검토가 긴요하다 할 것이다.

• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.97-104
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• 2003

다양한 VS 농도(0.5-5.0%) 및 혼합비(0:100-100:0, VS 기준)의 음식물 쓰레기와 하수 슬러지를 이용하여 수소 발효 회분식 실험을 수행하였다. 누적 수소 발생곡선을 통해 수소 생성 잠재량과 수소 생성 속도를 구하였으며 표면분석법을 이용하여 각각에 대한 최적 조건과 90% 용인 조건을 제시하였다. 수행된 모든 VS 농도에서 음식물 쓰레기의 수소 생성 잠재량은 하수 슬러지보다 높았다. 그러나 하수 슬러지를 13~19% 혼합하였을 경우에 수소 생성 잠재량이 증가하는 현상이 발견되었다. 이는 하수 슬러지의 첨가로 인해 수소 생성 미생물의 생장에 필요한 단백질이 충분히 공급되어 발생하는 현상으로 사료된다. 최대 비 수소생성 잠재량은 122.9 mL/g $carbohydrate_{added}-COD$로 혼합비 87:13(음식물 쓰레기: 하수 슬러지), VS 3%에서 관찰되었다. 최대 수소 생성 속도의 경우 VS와 음식물쓰레기 분율이 높을수록 높은 값을 나타내었으며 최대값은 111.2mL $H_2/g$ VSS/h였다. 이로 미루어 볼 때, 음식물쓰레기와 하수슬러지는 수소 생성에 있어 각각 주 기질과 보조 기질로 활용되기에 적합한 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권4호
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• pp.382-388
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• 2008

This study was initiated to elucidate the relation between the toxicity of $Cr^{6+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$ and sludge age (Solids retention time, SRT). The effect of SRT on the toxicity of $Cr^{6+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$ in activated sludge system was investigated with INT-dehydrogenase assay. Experimental results showed that the inhibitory effects of $Cr^{6+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$ were reduced as the sludge age increased from SRT 5 d to SRT 25 d. It is noteworthy that the experimental results enabled to determine the relative toxicity of the tested metals depending on the sludge age. At the SRT of 5 and 9 days, the order of toxicity of the three metals to the activated sludge was $Cr^{6+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ (the $IC_{50}$ value of $Cr^{6+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$ was 16.15, 25.90, and 32.49 mg/L, respectively) and $Zn^{2+}$ > $Cr^{6+}$ > $Cd^{2+}$ (the $IC_{50}$ value of $Cr^{6+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$ was 39.12, 27.93, and 42.31 mg/L, respectively), respectively. However, the toxicity of three metals was almost same at the SRT of 14 and 25 days (the range of $IC_{50}$ in SRT 14 and 25 days was from 49.80 mg/ L to 53.44 mg/L among three heavy metals). This results would be explained by that the quantity of biopolymer formed in short SRT was small, whereas that in long SRT was large. Consequently, it is recommended that sludge age be maintained at long SRT in order to avoid the toxicity inhibition of heavy metals such as $Cr^{6+}$, $Zn^{2+}$, and $Cd^{2+}$.

• 유기물자원화
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• 제17권1호
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• pp.80-87
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• 2009

본 연구는 제지공정에서 발생하는 슬러지의 소성온도에 따른 열분해 특성을 파악하기 위하여 실시되었다. 제지슬러지의 수분, 가연분 및 회분 함량은 각각 70.72%, 9.52%, 19.76%로 나타났다. 제지슬러지에는 $Fe_2O_3$가 66.40%로 가장 많이 함유되어 있었으며, CaO(15.80%), $Al_2O_3$(9.42%), $SO_3$(3.75%)와 그 밖에 $SiO_2$, $Na_2O$, $Cr_2O_3$ 등도 미량 함유되어 있었다. 소성 전 보다 소성 후 그리고 소성온도가 증가함에 따라 $Fe_2O_3$ 와 $Cr_2O_3$를 제외한 다른 원소들의 상대적 함유량은 약간씩 감소하였다. 소성 전 제지슬러지의 비표 면적은 $130m^2/g$이었으며, $400^{\circ}C$와 $700^{\circ}C$에서 소성한 슬러지의 비표면적은 각각 $114m^2/g$와 $33m^2/g$으로 소성온도가 높아짐에 따라서 비표면적 값이 감소하였다. 열중량 분석 결과 $600^{\circ}C$까지는 결합수와 유기물 분해에 의한 중량 감소가 나타났으며, $800^{\circ}C$ 이후에는 금속들의 휘발 및 미연탄소분 연소에 의한 중량감소가 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제46권4호
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• pp.352-358
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• 2010

서로 다른 처리공정으로 운영되는 4개의 하수시설을 대상으로 16S rRNA 유전자 기반의 pyrosequencing을 이용해 활성슬러지 하수처리 생물반응기의 세균군집구조를 분석하였다. 활성 슬러지에는 Rhodocyclales, Burkholderiales, Sphingobacteriales, Myxococcales, Xanthomonadales, Acidobacteria group 4, Anaerolineales, Methylococcales, Nitrospirales, Planctomycetales 목에 속하는 염기서열이 전체의 54-68%를 차지해, 소수의 세균 분류군이 활성슬러지 세균군집의 대부분을 차지하고 있었다. 이들 소수 세균 분류군의 조성은 처리장별로 차이가 있었으며, 하수처리장의 운전조건 및 환경조건에 영향을 받는 것으로 추측되었다. 또한, 활성슬러지는 매우 다양한 세균 종을 가지는 것으로 관찰되었는데(Chao1 richness estimate: 1,374-2,902 operational taxonomic units), 대부분의 다양성은 희귀 종에 기인한 것으로 나타났다. 특히, 분리막으로 운영되는 하수처리시설에서 높은 다양성을 나타내었는데, 처리공정이 매우 긴 고형물체류시간으로 운영되어 느리게 성장하는 다양한 세균이 서식하는데 용이하기 때문인 것으로 판단되었다. High-throughput pyrosequencing 기술을 이용하여 활성슬러지 세균군집을 처리장별로 비교 분석한 본 연구는 향후 활성슬러지 미생물의 생태학적 특성을 보다 잘 이해하고 하수처리공정을 개선하는데 도움이 될 것이다.

• Environmental Engineering Research
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• 제20권3호
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• pp.277-284
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• 2015

Experiments for highly concentrated contaminants in pig waste slurry were carried out for the feasibility test of a pilot-scale innovative process scheme of engaging autothermal thermophilic aerobic digestion (ATAD) and expended granular sludge bed (EGSB) followed by sequencing batch reactor (SBR) system. Contaminants in pig waste slurry such as organic substance, total nitrogen (TN), ammonia nitrogen and total phosphorus (TP) contents were successfully reduced in the system. Total volatile solids (TVS) and chemical oxygen demands (COD) for organic matter in the feed were 32.92 g/L and 42.55 g/L respectively, and they were reduced by about 98.7% and 99.2%, respectively in the system. The overall removal efficiencies for TN and ammonium nitrogen were found to be 98.1 and 98.5%, respectively. The overall removal efficiency for total phosphorus was also found to be 92.5%. Faecal coliform density was reduced to <$1.2{\times}10^4CFU/g$ total solids. Biogas and $CH_4$ were produced in the range of 0.39-0.85 and $0.25-0.62m^3/kg$ [VS removed], respectively. The biogas produced in the system comprised of $295{\pm}26ppm$ (v/v) [$H_2S$].

• 한국농공학회지
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• 제32권3호
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• pp.102-115
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• 1990

Importance of anaerobic digestion as an energy generating device has been increased as fuel shortage becomes serieous. Several modification methods on the conventional digesters including Powdered Activated Carbon (PAC) addition and two-phase digestion were studied to enhance the gas production. This study investigated the effects of PAC on anaerobic digestion of chicken manure in terms of gas production and sludge stabilization. As a first experiment, an optimum PAC dose for efficient gas production was determined in a batch test. In semi-continuous experiments, an optimum Sludge Retention Time (SRT) at that PAC concentration and an overall substate utilization rate coefficient were investigated. A portion of gas increased by PAC addition was estimated using a substrate utilization rate coefficient of microorganisms attached on PAC. This test was performed in batch experiments using acetic acid as a substrate. The digesters for all experiments were kept 35${\pm}$ 1˚C in a heated water bath. Mixing was performed manually once a day and the produced gas was collected for daily reading. The following conclusions were made for this study. 1. Cptimum PAC concentration was 5% total solids, where gas production rate was increased by 20 percents. 2. Optimum SRT was 7.5 days. 3. Substrate utilization rate coefficient of microorganisms attached on PAC was about twice as much as that of suspended ones.