• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.677-684
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• 2006

Electro-flotation(EF), a novel sludge thickening method, could improve the dewaterability of activated sludge. The gas(microbubbles) generated during EF decreased the solid-liquid separation time below 1/5 of the time required for gravity sedimentation. In addition, over 90% of the sludge volume reduction could be achieved by EF although the settling characteristics of the sludge was very poor. The SRF(specific resistance to filtration) of the thickened sludge by EF was much lower than that of the sludge thickened by gravity sedimentation. The SRF of the thickened sludge decreased exponentially with increase of gas generation rate of the EF system. Gas generation rate could be controlled by varying the current density of the electrode. Degasing of the microbubbles by vigorous mixing of the thickened sludge layer deteriorated the dewaterability of the sludge. Therefore, it is obvious that the gas bubbles entrapped in the thickened sludge play a key role in the observed dewaterability improvement.

• 한국환경보건학회지
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• 제37권6호
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• pp.467-473
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• 2011

Objectives: Wastewater treatment plants typically produce a large volume of waste sludge. In this study, the conditioning and dewatering properties of a digested and thickened sludge from an industrial wastewater treatment plant were investigated in order to improve the dewaterbility of the sludge. Methods: Jar-tests and Buchner funnel tests were carried out to assess the conditioning and dewatering properties of a waste sludge. TTF (Time to Filter Test) and SRF (Specific Resistance to Filtration) were adopted as the indices of sludge dewaterbility. Results: The valuation indices influencing the dewaterbility of the waste sludge, including TTF, SRF, water contents, VS/TS ratio and turbidity, were measured. The TTF and SRF of the digested and thickened sludge were decreased to 40 sec, $3.43{\times}10^{12}$ m/kg, and 39 sec, $1.09{\times}10^{12}$ m/kg, respectively. Conclusions: The conditioner composed of natural inorganic materials turned out to be effective in the reduction of sludge water contents.

• 자원리싸이클링
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• 제13권4호
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• pp.17-22
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• 2004

본 연구는 하수처리장에서 발생되는 농축슬러지의 처리방법에 대해 진행하였다. 방사선을 15 kGy 조사하였을 때 농축슬러지에 존재하는 일반세균 및 대장균을 99% 이상 제거, 유기물 분해등 소화조에서 일어나는 공정을 대체 할 수 있다. 폐수산자원인 불가사리를 가공하여 제조한 물리개량제를 첨가하여 응집공정의 효율을 높이고 아울러 함수율 10% 이상의 저감효과를 얻을 수 있다.

• 한국환경보건학회지
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• 제28권5호
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• pp.77-85
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• 2002

중온과 고온의 혐기성 연속회분식 공정(anaerobic sequencing batch reactor ; ASBR)에서 소화슬러지의 고액분리특성이 처리효율에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 연구결과 침전가능 고형물농도가 높은 도시하수슬러지 처리시 고액분리특성 및 고액분리형태가 전체처리의 안정성 및 처리효율에 상당한 영향을 미쳤다. 중온ASBR에서는 부상농축현상이 일어났으나, 고온ASBR에서는 중력농축에 의한 고액분리가 일어났으며, 상대적으로 고온 ASBR의 처리효율이 우수하였다. 그리고 수리학적 체류시간, cycle period 및 고액분리형태는 소화슬러지의 농축 특성과 임계 고형물농축을 지배하는 중요한 인자였다. 중온ASBR에서 고액분리 후 농축슬러지베드용적(thickened sludge bed volume)은 매우 중요한 운전 요소이며, 소화슬러지의 중력농축특성은 배출시 농축고형물의 유실현상과 침전시 계속적으로 발생하는 소화가스에 의한 슬러지계면의 파괴현상 및 슬러지베드의 불안전성을 야기시켜 처리효율을 감소시켰다. 중력농축의 경우 소화가스와 슬러지농축용적간의 상호작용(cyclic mutual effect)이 주기적으로 일어났으나, 부상농축에서는 이러한 현상이 일어나지 않았다.

• 유기물자원화
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• 제10권2호
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• pp.125-131
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• 2002

본 연구에서는 폐굴껍질과 황토를 사용하여 하수슬러지를 탈수개량성을 평가하였다. 농축슬러지와 소화슬러지의 탈수특성을 평가하기 위해 Jar Test와 Buchner Funnel Test를 실시하였다. TTF(Time to Filter), SRF(Specific Resistance to Filtration)를 슬러지 탈수 특성의 평가 지표로 하였다. 굴껍질과 황토를 혼합해 제조된 탈수개량제가 굴껍질 단독으로 만들어진 것보다 탈수성이 더 높았다. 굴껍질과 황토와 결합하는 과정에서, 굴껍질의 비율이 황토의 비율보다 더 높은 혼합비율에서의 탈수성이 높다는 사실을 발견하였다. 농축슬러지와 소화슬러지의 처리에서 탈수성이 가장 적합한 혼합은 굴껍질:황토의 비가 9:1이었다.

• 상하수도학회지
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• 제20권5호
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• pp.747-753
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• 2006

Air flotation is a solid-liquid separation process that utilizes up-flow microbubbles to thicken activated sludge and enhance clarification efficiency. Continuous air flotation experiments were performed to investigate the effect of operation parameters such as initial MLSS (mixed liquor suspended solid) concentration, air pressure, surface loading rate, air to solid (A/S) ratio, and flotation time on thickening efficiency. An initial activated sludge concentration ranged from 3,000 to 12,000mgSS/L and thickened sludge concentration varied from 6,400 to 28,100mgSS/L. The result showed that the thickening efficiency was mainly dependent on surface loading rate, A/S ratio, and flotation time. The pressure did not affect the thickening efficiency when it kept in the range of 1.6 to 1.8 bar. Experimental results showed that the thickening efficiency of activated sludge was increased only when the feed sludge concentration exceeded 5,000mgSS/L and the thickened concentration was over 20,000mgSS/L. At this time, SS concentration in the clarified liquid was ranged from 5 to 10mg/L.

• 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.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.5-13
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• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.661-667
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• 2006

본 연구에서는 동전기를 이용한 하수 슬러지 탈수 실험을 실시하였다. 소화 과정을 거치고 탈수과정에 투입되기 전 응집제가 첨가되지 않은 슬러지에 중력 및 가압, 전기삼투 및 전기삼투펄스 기법을 적용하여 탈수 효율을 분석하였으며, 소화 과정을 거치지 않고 농축조에서 배출된 슬러지에 대하여도 동일한 방법으로 탈수 실험을 실시하여 농축 슬러지의 탈수율을 평가하였다. 압력을 가하지 않은 중력 탈수 방식에 직류전기장을 적용한 경우 적용 전압에 비례하여 탈수율이 증가하여 전기삼투에 의한 슬러지 탈수의 가능성이 입증되었다. 그러나, 짧은 시간에 높은 탈수율을 얻기 위해서는 고전압이 필요한 문제점이 대두되었다. 이를 보완하기 위하여 슬러지 내에서 높이에 따른 함수비 변화폭을 줄여줄 것으로 기대되는 펄스 기법을 도입한 결과 실험 중반부터 배출량 및 부피감소량이 정전압에 비해 증가하는 특성을 보여 슬러지 내 함수비가 감소하면서 그 효과가 나타나는 것으로 해석된다. 농축 슬러지에 대한 중력식 및 압력식 전기삼투 탈수 기법도 소화 슬러지와 마찬가지로 높은 탈수율을 나타내어 동전기에 의한 탈수 가능성이 입증되었으며, 소화조 운영 목적 중 화학적인 부분들이 전기 삼투에 의한 탈수에 의해 어느 정도 보완될 수 있는지가 평가된다면 슬러지 처리 공정 및 비용을 단축시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경과학회지
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• 제15권10호
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• pp.945-949
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• 2006

For a membrane bio-reactor, it is possible to fillet and separate activated sludge and effluent by head loss of centimeters, if non-woven fabric material is used as titration media. However, if non-woven fabric material is used to thicken high-concentration sludge, excessive sludge attachment causes the rapid decrease of flux. Mesh with fore sizes of $100{\mu}m,\;150{\mu}m,\;and\;200{\mu}m$ allows for easy separation of attached sludge. This study examined the possibility of mesh as filtration media. Existing close-flow filtration process, which requires maintaining sludge movement, makes It difficult to obtain high thickening rate. With a view of complementing this weakness, this study has made an experimental examination on how high-concentration sludge (about 3,000mg/L to 10,000mg/L) will be filtered and thickened when mesh module is submersed in the bio-reactor. Effluent flowed from the bottom of the bio-reactor by head loss of 65cm. In case of pore size of $100{\mu}m$, SS showed high recovery of 80% to 96%; therefore, it has been decided that mesh can be used as filtration media. Filtration lasted for more than 9 hours, until sludge with 9,000mg/L in MLSS concentration was thickened 9 times as dense. In the range from 3,610mg/L to 9,060mg/L in MLSS concentration, it was possible to obtain effluent with less than 2mg/L in MLSS concentration within 10 minutes.