Earticle

고율 조류 바이오매스 흡착제 반응기(ABSR) 내에서 탄소성 기질의 생흡착 특성이 면밀하게 조사되었다. 인공합성 폐수가 기질제공에 사용되었다. 그리고 반응기내에서는 녹조류인 Zygnema sterile과 Lepocinclism textra이 우점종으로 출현하였다. 조류생장능력(AGP)은 4.58 × 10−3 mg·day−1로 산출되었고 최고 산소 생산값은 조류생장 1403.97 Chl.-a μg/L의 최고시점에서 5.8 mg DO/L이었다. 폐수체류시간 8일에서 COD 제거속도가 −118.37 mg COD/mg Chl.-a/day이었고 COD 제거효율은 94%이었다. 문헌조사결과 동 반응기에서 생흡착 기작은 조류와 세균의 플록 표면에서 발생하는 (+)·(−) 전하의 이동으로 밝혀졌고 이 기작은 이온교환수지 공법과 유사한 것으로 밝혀졌다. 그리고 동 반응기에서 효율적인 탄소성 기질의 흡착을 위해서는 호기성 종속영양세균의 생장저해 및 사멸조건의 회피가 중요한데 이 조건들은 ① 수온, ② 빛, ③ pH, ④ 파지의 용균작용, ⑤ 생리활성물질로서 생물간 화학물질(allerochemical)인 조류세포 분비물질, ⑥ 영양염류 고갈, ⑦ 폐수체류시간 ⑧ 물속의 알칼리성분, ⑨ DO이다. 그리고 본 ABSR에서 glucose의 완전한 제거를 위하여 긴 폐수체류시간이 지배적인 영향요인이 된다.

The biosorption characteristics of carboneous substrate was investigated minutely with high rate algal biomass sorbent reactor (ABSR) as lab scale. Artificial synthetic wastewater was used for feeding of substrate, And the dominant algal species was always Zygnema sterile and Lepocinclism textra as Chlorophyta. AGP (Algal Growth Potential) was calculated 4.58 × 10− 3 mg·day−1 and the generation of oxygen indicates 5.8 mg DO/L of maximum value when 1403.97 Chl.-a μg/L of peak time of algal growth. The COD removal velocity and the COD removal efficiency were −118.37 mg COD/mg Chl.-a/day and 94% respectively when 8 days of the wastewater detention time. As for comparative literature study, it can be considered that fundamental biosorption mechanism is the movement of (+)·(−) electric charge, which takes place on algal and bacterial floc surface and this is similar to one of ion exchange resin method. And it is very important to avoid the antibacterial bioactive conditions in order to bioadsorb the carboneous substrate efficiently. These are ① water temprature, ② light, ③ pH, ④ lytic action of bacteriophages, ⑤ antibacterial compounds secreted from extracellular alga cell, ⑥ depletion of nutrients, ⑦ detention time of wastewater ⑧ highly alkaline conditions generated from algal photosynthesis, ⑨ DO. And, in this ABSR, the long detention time of artificial wastewater becomes a governing factor for the complete removal of glucose.

오존 예보제에 사용가능한 오존 예측모델을 개발하기 위하여 자기회귀모델(AR)의 발전된 형태인 ARX 모델과 최근 웨이브릿 기법의 형태로 발전되고 있는 LSW 기법을 이용하여 오존 일 최고농도를 예측하고자 하였다. 본 연구에서는 추세성분과 단기변동성분을 예측하기 위하여 웨이브릿 스펙트럼 분석을 실시하였다. 웨이브릿 필터로 분리된 시계열을 이용하여 추세성분과 단기변동 성분을 예측하여 합성한 결과, 신뢰수준이 상당히 높은 예측결과를 얻을 수 있었다. 특히 ARX+LSW 모델을 통하여 예측한 결과 고농도 영역에서 정확도가 상당부분 개선되는 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 단기 변동성분의 예측율이 LSW를 통하여 상당부분 개선되었기 때문으로 판단된다.

It was investigated to what extent linear auto regressive models with external input (ARX) merged with LSW (Local Stationary Wavelet) and auto regressive moving average models with external input (ARX + LSW) could be used to predict the ozone peak concentration and typical anthropogenic pollutants which include VOCs (Volatile Organic Compounds) and NOx under urban air mass conditions of Seoul airshed, Korea. Solar radiation and wind speeds were used as the input variables to describe Ozone production mode. We used a wavelet spectrum method for decomposing cycle and trend component. The proposed method combines the wavelet decomposition as a filtering trend step to provide an acceptable prediction value. Basically, the wavelet decomposition use a pair of filters to decompose iteratively the original time series. It results in a hierarchy of new time series that are easy to model and predict. It was also found that ARX +LSW models performed better than ARX or LSW models; specially high level ozone prediction ability is more improved with LSW induced effect.

황산염 침투 및 염해환경에 노출된 철근 콘크리트 구조물의 경우 콘크리트의 팽창균열 및 철근부식으로 인하여 내구 수명이 단축되면 기설 구조물의 보강이나 재설치가 시행되는데, 이 때 기설 구조물의 폐콘크리트 처리 문제로 환경부하가 증가하게 된다. 따라서 황산염 침투 및 염해로 인한 환경부하를 저감하기 위해서는 황산염 침투를 받은 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성을 정확히 예측하여 설계·시공하여야 한다. 본 연구의 목적은 황산염 침투를 받은 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성을 규명하여 황산염 침투 및 염해 고저항성 콘크리트를 제시하는 것이다. 이를 위하여, OPC, 2성분계 및 3성분계 시멘트를 혼입한 3가지 형태의 콘크리트를 물-결합재비 32% 및 43%에 대해서 제작하였다. 제작한 콘크리트 시험체를 365일 동안 황산염 용액에 침지시킨 후 그것의 질량 변화율을 평가하였고, NT BUILD 492에 의해 염화물이온 침투 저항성 시험을 수행하였다. 그 결과, 황산염 침투를 받은 콘크리트는 동일 재령의 표준양생 콘크리트보다 염화물이온 침투 저항성이 크게 저하되는 것으로 나타났으며, 광물질 혼화재를 혼입한 2성분계 및 3성분계 시멘트를 사용한 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성은 OPC 콘크리트의 경우보다 훨씬 우수한 것으로 나타났다.

The objectives of this experimental research were to investigate the diffusion characteristics for chloride ion of concrete subjected to sulfate attack and suggest high-resistance concrete against sulfate attack and chloride penetration. For this purpose, concretes with three types of cement such as ordinary portland cement (OPC), binary blended cement (BBC), and ternary blended cement (TBC) containing mineral admixtures were made for water-binder ratios of 32% and 43%. After the concrete specimens were immersed in sulfate solution for 365 days, mass change ratios of them were measured, and then the resistance against chloride ion penetration of them were estimated by using NT BUILD 492. It was observed from the test results that the resistance to chloride ion penetration of concrete subjected to sulfate attack was greatly decreased than that of standard curing concrete under the same age. Also, it was revealed that the resistance to chloride ion penetration of concretes containing mineral admixtures such as BBC and TBC were much better than that of OPC concrete.

본 연구에서는 인공지능 프로그램인 SOM (Self Organizing Maps)를 이용하여 하천의 유량과 수질의 관계를 분석하였으며, 국내 K 연안으로 유입되는 T하천에 대해 과거 4년 자료의 유량 및 수질에 관해 조사를 하였다. 조사기간 중 K 연안으로 유입되는 T하천의 평균 유량 834,850 m3/d, 수온 16.6oC, pH 7.8, DO 10.5mg/l, BOD 1.8mg/l, COD 4.6mg/l, SS 9.0mg/l, T-N 1.356mg/l, T-P 0.071 mg/l를 나타내었다. 시계열에 따른 연도별로 유량 변화에 따라 SS, T-N, T-P 농도가 영향을 많이 받는 것으로 나타났으나 유량 변화와 하천의 전체 수질 항목간의 연관성을 일괄적으로 파악하는 것은 어려웠다. 패턴분석 결과 T하천의 경우 BOD와 COD 및 T-N과 T-P 가 서로 유사한 패턴을 보였으나, 유량과는 일관된 패턴 형태를 찾기가 어려웠다. 그러나, 하천 유량과 SS, pH, DO는 밀접한 관계를 가지고 있으며, SS와는 비슷한 패턴을 pH 및 DO 와는 상반된 패턴을 보이는 것으로 나타났다. T하천의 경우 유량이 높고, DO가 낮을 때 COD, SS, T-N, T-P 및 수온이 높은 패턴을 보인 바, 강우 시 및 여름철에 수질이 악화되는 것을 시사하였다.

The pattern analysis of correlation between the river flow and water quality using an artificial intelligence program, SOM (Self Organizing Maps) technique were analysed in this study. The past four years of data flow and water quality of the T river flowing into the domestic K coast had been collected. Average flow of the T river flowing into the K coast was 834,850 m3/d, average water temperature was 16.6oC, average pH of 7.8, DO of the 10.5 mg/l, BOD of the 1.8 mg/l, COD of the 4.6 mg/l, SS of the 9.0 mg/l, T-N of the 1.356 mg/l, T-P was 0.071 mg/l. Changes in flow rate due to the time series by year appeared to be frequently affected to the SS, T-N, and T-P concentrations, but inter-relationship between overall items of water quality and river flow changes was difficult to identify. SOFMs (Self Organizing Feature Maps) of BOD and COD in T river, and SOFMs of T-N and T-P showed a similar pattern to each other, respectively, but a relationship between flow pattern and them was difficult to find. However, river flow and SS, pH, DO has a close relationship, river flow and SS was analysed to have showed a positive correlation, but the negative correlation between river flow and pH, DO. SOFMs pattern of river flow and DO, and them of COD, SS, TN, TP, and temperature suggested that water quality in T river is deteriorating during rainfall period and summer season.

본 연구는 고농도 음식물류 폐기물(고형물 함량 20% TS)의 단독 중온 건식 혐기성 소화 시 발생되는 반응조 안정성 지표 변화 및 나트륨 과 암모니아에 의한 저해현상의 모니터링을 목표로 진행하였다. 연속 운전 중 기질의 pH 및 Alkalinity의 제어는 실시하지 않았으며, 수리학적 체류시간(HRT)을 60일, 40일, 20일로 감소시켰다. HRT에 해당하는 고형물 부하는 3.3, 5.0, 10.0 kg TS/m3/d였으며, HRT 감소에 따른 메탄분압은 HRT 60일과 HRT 40일에서 각각 65%, 67%로 유지 되었고, HRT 20일 조건에서는 64%로 나타났다. 바이오가스 생산 속도는 증가하였으며, HRT 60일에서 메탄가스 수율과 VS감량은 각각 0.37 m3/kg TSadded와 75%로 나타났고, HRT 40일에서는 0.46 m3/kg TSadded와 90%로 나타났으며, HRT 20일에서는 0.46 m3/kg TSadded와 87%로 양호한 결과를 보였다. 기질에 대한 pH 및 Alkalinity를 제어하지 않았음에도 반응조 내부의 pH는 7.5~7.8을 유지하였고, Alkalinity는 HRT 감소에 따라 HRT 60일 조건에서 8,200 mg CaCO3/L, HRT 20일 조건에서 13,000 mg CaCO3/L로 증가하였다. 반응조 내부의 나트륨농도는 HRT 20일에서 최대 10,500 mg/L, 암모니아는 4,300 mg/L였지만 연속 운전 시, 건식 혐기성 미생물에 대한 저해는 미미한 것으로 나타났다.

In this study, continuous dry anaerobic digestion of food waste (20% TS, total solids) was performed under mesophilic condition to monitor the reactor stability index and inhibition effect of sodium and ammonia. During the operation, pH and alkalinity adjustment was not conducted and hydraulic retention time (HRT) was gradually decreased as follows: 60 d, 40 d, and 21 d, corresponded to the solid loading rate of 3.3, 5.0, and 10.0 kg TS/m3/d, respectively. Volumetric biogas production rate increased as HRT decreased with constant methane content (64-67%). At HRT 20 day, 0.79 m3/kg TSadded of biogas production yield and 0.46 m3/kg TSadded of methane gas production yield was obtained and high VS removal rate of 76% was achieved. pH was maintained at 7.5-7.8 and increase of alkalinity was observed after the decrease of HRT, indicating the maintenance of reactor stability. Negligible inhibition effect of sodium and ammonia on the methane production was observed even though maximum concentration was 10,500 mg/l and 4,300 mg/L at HRT 20d due to the assimilated microorganism, respectively.

본 연구의 목적은 추적자 주입기의 형태 및 주입지점에 따른 침전지의 수리학적특성 조사에 있다. 추적자는 메틸렌블루를 이용하였으며, 추적자 주입기는 수평형과 수직형으로 구분하여 실험실 규모의 침전지를 통해 실험을 진행하였다. 수리학적 특성치 비교결과 주입기 형태에 따라 morill index는 3.43~4.08, modal index는 0.54~0.75, Short circuiting index 0.33~0.48의 범위로 평가되었다. 반면, Rebhun & Argaman법에 의한 평가결과 plug flow은 0.46~0.52, Mixed flow는 0.47~0.54, Dead space는 0.01~0.17로 나타났다. 전체 회수율은 76.6%~89.8%로, 회수율이 높은 경우는 추적자를 유입관로 내로 주입한 결과와 수면 10% 수심에서 수평 주입한 경우이며, 상대적으로 회수율이 낮은 경우는 수직 주입한 경우였다. 추적자 주입 형태 및 주입지점에 따른 수리학적 특성치 및 유출농도 개형을 종합적으로 비교한 결과, 수직형보다 수평형 주입기가 양호한 것으로 나타났으며, 주입위치는 반응조의 수면으로부터 수심으로부터 0.1~0.3 지점의 수심에서 주입한 경우가 상대적으로 추적자 회수율 및 평가지표 면에서 양호한 결과를 나타내었다. 실험결과를 종합할 때 수평형 주입기와 상부 수면에서 0.1~0.3 수심에서 주입하는 것이 가장 양호할 것으로 제안한다.

The purpose of this study was to evaluate the hydraulic characteristics according to the injection points and the type of tracer injectors. Tracer was used to methylene blue. Two types of tracer injector were used with horizontal and vertical injector. The comparison of hydraulic characteristics were performed according to the injector type and the injection point. Morill index had a range of 3.43~4.08, Modal index had a range of 0.54~0.75, and short circuiting index had a range of 0.33~0.48, respectively. Whereas, the results from Rebhun & Argaman methods were showed with 0.46~0.52 for plug flow, 0.47~0.54 for mixed flow, and 0.01~0.17 for dead space, respectively. Total recovery rate had the range of 76.6 to 89.8%. As the comparison of the recovery rates, the methods of injecting into the inlet pipe and 10% depth point from water surface showed higher recovery than other injection methods. In contrast, the recovery rates of vertical injection method showed lower recovery than horizontal injection methods. For the overall comparisons with the hydraulic characteristics and the Rebhun & Argaman methods according to tracer injection types and the injection points, horizontal type injector was better than the vertical type, and injection from 10~30% depth point from water surface with the horizontal injector had relatively good results in terms of recovery rate, hydraulic index, and index of Rebhun & Argaman method. For the conclusion, the horizontal type injector, and injection from 10~30% depth point from water surface were proposed as the best injector type and the injection point when the result of tracer tests were considered.

본 연구에서는 풍수기시 소양강댐 상류에서 발생하는 탁수와 자연유기물질의 유입 특성을 평가 하고자 하였다. 자연유기물질 특성은 NOM 전문 분석 장비인 LC-OCD를 이용하였다. 소양강댐 상류 인북천과 지류하천들, 내린천과 지류하천들을 대상으로 조사한 결과 탁수 발생과 자연유기물질유입과는 상관성이 낮은 것으로 나타났다. 내린천과 인북천 모두 토양유래 펄빅산이 주요 자연유기물질 성분으로 확인되었다. 소양강 댐의 자연유기물질의 기원도 토양유래 펄빅산으로 나타나 댐 내의 조류 등에 의한 영향 보다는 상류에서 유입되는 성분에 기원되는 것으로 확인되었다. 소독부산물 전구물질인 휴믹성분의 농도가 낙동강 수준으로 높아 정수처리 시 영향을 줄 것으로 판단된다.

The purpose of this study was to elucidate the turbidity in-flow in lake Soyang and the characteristics of natural organic matter(NOM). The NOM analysis was performed by Liquid Chromatography- Organic Carbon Detection (LC-OCD) which is a kind of high-performance size-exclusion chromatography (HPSEC) with nondispersive infrared (NDIR) detector and UV254 detector. There is a no correlation between turbidity and humic substances (HS) concentration in upstram of lake Soyang but turbidity correlation (r = 0.98) is very good with suspended solids (SS). The results of aromaticity and humification indicated that the NOM in Naerin stream and Inbuk stream originated from pedogenic fulvic acids. The NOM of lake Soyang also was originated from pedogenic fulvic acids. It indicated that rainfall event brought pedogenic fulvic acids in to lake Soyang from upper stream rather than aquagenic fulvic acids from algae. The portion of HS from lake Soyang was 1,003 /L on the average. It can be comparable to Nakdong river so careful treatment is required in the water treatment precess to minimize the concentration of disinfection byproducts(DBPs).

본 연구는 일본 원전사고에 의해 우리나라에 영향을 미치고 있는 I 131 방사성물질의 농도를 이용하여 먹는물 중에 노출되었을 경우 인체에 미치는 위해성에 대해서 조사하였다. 일본 동경의 일부정수장 물에서 검출된 I 131 최고 농도인 210 Bq/L을 하루 2 L씩 음용했을 경우, I 131 방사선량이 0.0647 mSv 누적되고, 일주일에 3.4 × 10−6 명, 즉 100만 명 중에 3.4명이 발암 위해성이 있는 것으로 추정된다. 빗물 속에서 검출된 I 131(0.768~2.81 Bq/L)중 최고치인 2.81 Bq/L가 전부 수돗물 속에 들어간다고 가정할 때, 20세 이상 성인이 일주일간 2 L씩 계속 마셨다면, 성인은 0.00087 mSv에 노출되는 것으로 추정된다. 1년간 계속 이 방사선량 수준으로 오염된 수돗물을 마신 우리나라 성인 중 한 명당 발암 위해성은 0.0003~0.00007%이다. 즉, 발암의 위험성에 노출될 가능성이 매우 희박하고 현재 우리나라에서는 아직까지 수돗물에서 방사성물질이 검출되고 있지 않아서, 안전하다고 판단 할 수 있으며, 본 연구 결과는 현재 놓여 있는 방사성 물질의 노출에 따른 수돗물 음용에 대한 불안요소를 해결하는데 도움이 될 것으로 판단한다.

In order to assess radioactive material, iodine 131 released to the radioactive accident at the Fukushima Nuclear Power Plant Japan, in drinking water could be investigated on human risk in this study. Concentration of iodine 131 in water was maximum 210 Bq/L at water treatment plant, Tokyo, Japan. If adult drink this water caused from iodine 131 2 L per day, the accumulated exposure level of radiation could be estimated at 0.0647 mSV. In addition, if it is a week continually, the cancer risk of adults could be converted at 3.4 × 10−6 persons in Japan. In Korea, the concentration of iodine 131 radiation was reported 0.768~2.81 Bq/L in rain. Therefore, the accumulated exposure level of iodine 131 in drinking water could be calculated at 0.00087 mSv for week. It is very low level to receive cancer risk, 0.0003~0.00007%. In addition, the iodine 131 in drinking water was not detected yet in Korea. In this study, we could be calculated risk assessment on human health for the radiation level in drinking water.

본 연구를 위해 도시 어린이집의 실내공기질을 측정분석하고 어린이집에 대한 어린이, 교사 및 학부모를 대상으로 설문조사를 실시하였다. 조사한 결과는 세 어린이집 현장 측정에서 이산화탄소 평균농도가 1032.85 ppm, 총 휘발성 유기화합물의 평균농도가 1222.9 μg/m3로 조사되어 실내공기질 유지기준 CO2 1000 ppm, 실내공기질 권고기준이 TVOC 400 μg/m3 이하 보다 높게 나타났다. 실내공기 오염물 질의 인식 조사에서 어린이집 모두 미세먼지가 가장 문제가 된다고 답변하였으며, 그 다음으로는 집먼지 진드기 순으로 응답을 보였지만, 석면이나 HCHO, TVOCs 등 다른 유해 화학물질에 대해서는 그 위험성을 느끼지 못하는 응답을 하였다. 가족력을 통제하고 환경적인 요인으로 위험도를 도출해 보면 주택 리모델링을 한 경우 아토피질환에 걸릴 위험성이 리모델링을 하지 않은 가정에 비해 2.15(95% CI, 0.82-5.65)배로 나타났다. 집안에 천으로 된 소파나 가구가 있을 경우에는 아토피질환이 일어날 위험성이 천으로 된 소파나 가구가 없는 가정에 비해서 2.66(95% CI, 1.08-6.53)배까지 높아진다는 결과가 나타났다. 주거지 환경 외적인 부분에서는 최근 1년 사이에 피부발진을 일으켰다면 아토피질환의 발병율이 피부발진을 일으키지 않은 어린이보다 4.50(95% CI, 2.05-9.86)배 높다는 결과가 나타났고, 음식알레 르기를 일으켰을 경우 6.10(95% CI, 2.23-16.67)배 높은 위험도를 볼 수 있었다. 이와 같이 여러 가지 분석을 통하여 결과를 도출하였지만 많은 부분에서 통계적인 유의함을 찾지는 못하였다. 하지만 아토피질환과 환경적인 위험 요인간의 상관관계가 있음을 확인하였다.

For this study, the indoor air quality in the children houses was measured and analysed for carrying out a question survey to investigate the affect of bad indoor air quality on urban child's health. The results are as follows. As average concentrations of CO2 was measured 1032.85 ppm in the filed of children houses, that showed higher concentration than CO2 1000 ppm of the maintenance standards of indoor air quality. The average concentration of total volatile organic compounds(TVOC), 1222.9 mg/m3 in children houses was higher than the standards. When the recognition of indoor air pollution was carried out a question survey, all three children's home answer that the fine dust was the most problems, and in the order responses were followed by house dust mites. Families that had children shows these responses somehow to have a lot of interest in atopic diseases, but they replied not to be feel about other hazardous chemicals of HCHO, TVOCs or asbestos. As the risk was drawn to the familial and environmental factors, in the cause of remodeling a house, the risk causing a atopic disease was higher 2.15 (95% CI, 0.82-5.65) times than the home not remodeling a house. As the skin rashes was occurred in the last one year with external residential environment, the incidence of atopic disease showed 4.50 (95% CI, 2.05-9.86) times higher results than children not to be caused by the skin rashes, and in the cause of food allergy, 6.10 (95% CI, 2.23-16.67) times higher risk could be seen. Thus the results derived through the analysis of various kinds, however no statistical significance was not found in many parts. But the correlation between atopic diseases and environmental risk factors were confirmed positively.

본 연구는 접촉산화지 운영에 영향을 미치는 인자와 인자 간에 존재하는 상호작용을 규명하기 위해 3가지 독립변수, 즉 여재종류(Media I, Media II), Bed 높이(60 cm, 40 cm), 흐름방향(상향류, 하향류)을 대상으로 각각의 인자별 처리 효율 및 효율적인 역세주기 변화를 비교·분석하였다. 운전 결과 Lab scale 운전에서 BOD는 56%, COD 50.3%, SS 66.1%, TN 36%, TP 15.6%의 제거효율을 얻은 RUN 4(Media, Bed 높이 60cm, 하향류)에서 오염물질의 제거효율이 가장 좋은 것으로 나타났다. 적정 여과속도를 결정하기 위해 EBCT를 변화시켜 운전 한 결과 EBCT 2.0 hr에서 가장 높은 처리효율을 보였다. 또한 EBCT 2.5 hr에서도 좋은 처리 효율을 나타냈으며, EBCT 1.5 hr 이하에서는 접촉시간이 짧아 오염물질을 제거율이 좋지 않는 것으로 사료된다.

This study conducted a comparison analysis on the treatment efficiencies and change of efficient backwashing periods of three independent variables; media type (Media I, Media II), bed height (60 cm, 40 cm), and flow direction(upflow, downflow) to examine the interaction between concurrent factors affecting the use of oxidation pond method. The results of laboratory scale operation indicated that RUN 4(Media, Bed 60cm heigh, downflow) had the highest pollutant removal efficiency with BOD of 56%, COD 50.3%, SS 66.1%, TN 36%, TP 15.6%. The results modified EBCT to determine optimal filtration rate showed that the highest treatment efficiency was obtained in EBCT of 2.0hrs. Also, relatively high efficiency was achieved in 2.5 hr EBCT. However, in EBCT of or less than 1.5 hr indicated low efficiency in removing pollutants due to short contact period.

국내 하수처리장은 주로 생물학적 공법을 적용하고 있으며 계속적으로 그 수가 증가함에 따라 하수슬러지의 발생량 또한 계속적으로 증가하는 경향을 보이고 있다. 따라서 하수슬러지의 감량화를 위한 연구가 진행되고 있으나 주로 사후관리 관점에서 수행되고 있어 보다 적극적인 관리체계로서 공정 내 슬러지 감량을 위한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 공정 내 슬러지 발생량 저감을 위한 공정을 위해 batch test를 이용하여 기질이 없는 혐기조건에서 외적 변수로써 온도와 MLSS 농도를 달리 하여 내생호흡단계에서 사멸단계로의 전환 시점을 NH4+-N과 CODCr의 변화로 확인되었다. 혐기조와 SBR 반응조를 결합하여 lab-scale 규모에 적용해 본 결과 유기물인 CODCr와 SS 제거 효율은 88.4%, 84.9%의 높은 제거효율을 나타내었다. 전체 공정에서의 슬러지 감량은 SRT가 15일, 60일인 일반 활성슬러지 공법에 비해 약 70%와 35%의 저감효과를 나타내었으며 공정 내의 잉여슬러지 감량화가 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.

Most biological treatment have been applied sewage treatment plants. The number of sewage treatment plants and the amount of biomass (sludge) generated by sewage treatment have increased continuously. Therefore, many studies have been conducted to reduce excess sludge. Studies for sludge reduction in the process as the pre-management have to be considered. In this study, by using the batch test, a temperature and MLSS concentration were differentiated about the anaerobic condition with substrate and confirmed in the endogenous respiration phase to death phase transition point with the change of the NH4 +-N and CODCr. The application result in sewage with SBR reactor and anaerobic reactor was combined; the removal efficiency of CODCr, SS indicated the high removal efficiency of 88.4%, 84.9% respectively. In overall process, sludge production was reduced by 70%, 35% compared to the CAS process when SRT was 15day, 60day respectively.

본 연구는 산업단지에서 배출되는 사업장 폐기물을 에너지로 최적 활용하기 위한 방안을 수립하기 위한 기초연구로 울산국가산업단지에서 배출되는 사업장 폐기물의 에너지 회수잠재량을 평가한 것이다. 폐기물 관리 현황은 2006년부터 2009년까지 울산 산업단지 내 개별기업체의 폐기물 발생 및 처리현황 자료를 이용하였으며, 에너지 잠재량 및 회수 가능량은 폐기물발생 및 처리현황 자료, 폐기물별 발열량 및 슬러지의 메탄생성능 등 에너지원단위를 이용하여 추정하였다. 2009년을 기준으로 울산지역 사업장 폐기물의 에너지 잠재량은 94,378 toe로 나타났으며, 소각 에너지 미회수(시멘트 킬른 처리량 포함)와 매립, 해양투기 되는 폐기물에서 회수 가능한 에너지 잠재량은 41,403 toe로 나타났다. 이 폐기물들을 이용하여 7,500 kcal/kg의 재생연료는 31,000 톤, 4,500 kcal/kg의 연료는 55,035 톤을 생산할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나, 잉여열 등을 활용하여 오니류를 건조할 경우 재생연료 92,312톤(4,900 kcal/kg)을 생산할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 수분 함량이 높은 오니류의 경우, 혐기성 소화를 통해 회수 가능한 에너지 잠재량은 25,908 toe로 나타났다. 따라서, 슬러지의 에너지화는 잉여열의 유무, 슬러지의 수분함량 및 처리량 등을 고려하여 재생연료 생산이나 메탄 에너지 회수가 필요할 것으로 사료된다.

In this study, energy recovery potential of wastes generated from Ulsan industrial complexes of South Korea was evaluated to be used as basic data for a strategic plan of optimal utilization of the wastes. Wastes generated from the industrial complexes and their disposal status were reviewed using data from 2006-2009. The energy potential of the wastes was estimated from their calorific value and methane production potential. As of 2009, the total energy potential of the wastes was 94,378 toe whereas energy unrecovered though various waste disposal options such as incineration, landfill and ocean dumping was 41,403 toe. It was estimated that 31,000 ton of industrial waste-derived fuels (IWDF) having a calorific value of 7,500 kcal/ kg or 55,035 ton of IWDF containing a calorific value of 4,500 kcal/kg can be recovered from unrecovered waste disposal. The results showed that anaerobic digestion of sludge could be resulted in an energy recovery of 34,240 toe. In addition, 92,312 ton of IWDF (4,900 kcal/kg) could be produced when sludge was dried by using unused surplus heat. The wasteto- energy conversion strategies for sludge (incineration or anaerobic digestion) need a careful consideration of its generated amount and moisture content and the availability of unused surplus heat for moisture removal.